Zusammenhang zwischen elektrisch evozierten Schwellenwerten für zusammengesetzte Aktionspotentiale und Verhaltens-T

Scientific Reports Band 13, Artikelnummer: 4309 (2023) Diesen Artikel zitieren

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Aufgrund eingeschränkter Hör- und Sprachfähigkeiten oder gleichzeitiger neurologischer Defizite ist es eine Herausforderung, Kinder mit Cochlea-Nerv-Defizienz (CND) zu programmieren. Schwellenwerte für elektrisch evozierte zusammengesetzte Aktionspotentiale (ECAP) werden von vielen Audiologen häufig verwendet, um die Cochlea-Implantat-Programmierung für Kinder zu unterstützen, die bei Verhaltenstests nicht kooperieren können. Der Zusammenhang zwischen ECAP-Schwellenwerten und Verhaltensniveaus des Cochlea-Nervs bei Kindern mit CND bleibt jedoch unklar. Ziel dieser Studie war es zu untersuchen, wie gut die ECAP-Schwellenwerte mit den Verhaltensschwellen im MAP für Kinder mit CND zusammenhängen. Diese Studie umfasste 29 Kinder mit CND, die sich einer Cochlea-Implantation unterzogen. Für jeden Teilnehmer wurden nach der Aktivierung ECAP-Schwellenwerte und Verhaltens-T-Werte an drei Elektrodenpositionen entlang des Elektrodenarrays gemessen. Die Beziehung zwischen ECAP-Schwellenwerten und Verhaltens-T-Werten wurde mithilfe des Pearson-Korrelationskoeffizienten analysiert. Die Ergebnisse zeigten, dass die ECAP-Schwellenwerte signifikant mit den Verhaltens-T-Werten an den basalen, mittleren und apikalen Elektroden korrelierten. Die ECAP-Schwellenwerte waren für alle getesteten Elektroden gleich oder höher als die Verhaltens-T-Werte und lagen bei etwa 90 % der getesteten Elektroden im dynamischen Bereich von MAP. Darüber hinaus ähnelte die Kontur der ECAP-Schwellenwerte bei den meisten Teilnehmern der Kontur der T-Werte über die Elektroden. ECAP-Schwellenwerte können Audiologen dabei helfen, Stimulationsniveaus effizienter für Kinder mit CND auszuwählen, die keine ausreichende Verhaltensreaktion zeigen können.

Unter Cochlea-Nerv-Defizienz (CND) versteht man einen fehlenden oder kleinen Cochlea-Nerv. CND wird anhand der Ergebnisse der Magnetresonanztomographie (MRT) diagnostiziert. Es wird als Cochlea-Nerv-Aplasie diagnostiziert, wenn der Cochlea-Nerv in keiner Ebene des MRT identifiziert werden konnte, und Cochlea-Nerv-Hypoplasie wird diagnostiziert, wenn der Durchmesser des Cochlea-Nervs kleiner ist als der des benachbarten Gesichtsnervs1,2. Kinder mit CND leiden häufig an schwerem bis hochgradigem sensorineuralem Hörverlust (SNHL), und die Cochlea-Implantation ist die wichtigste Behandlungsmethode für sie. Allerdings waren die Ergebnisse von Cochlea-Implantaten (CI) bei Kindern mit CND schlechter als bei Kindern mit einem normal großen Cochlea-Nerv und variierten stark zwischen den einzelnen Patienten3,4,5. Es wurde berichtet, dass etwa die Hälfte der Kinder mit CND nach einer Langzeitrehabilitation einiges an gesprochener Sprache erlernen kann, bei einigen wenigen Kindern wurde jedoch nur die Fähigkeit zur Lauterkennung verbessert6.

Obwohl viele frühere Studien über schlechte Ergebnisse der Cochlea-Implantation berichteten, liegen nur begrenzte Daten zur Programmierung von Sprachprozessoren bei Kindern mit CND vor. Ein gut angepasster Sprachprozessor ist entscheidend für die postoperativen Hörergebnisse. Frühere Studien haben gezeigt, dass die Reaktionsfähigkeit des Cochlea-Nervs auf elektrische Stimulation bei Kindern mit CND geringer war als bei anderen SNHL-Kindern mit normal großen Cochlea-Nerven7,8. Dies deutete darauf hin, dass sich die Programmierparameter bei Kindern mit CND möglicherweise von denen anderer SNHL-Kinder unterscheiden. Darüber hinaus wurde auch über erhebliche Unterschiede im Funktionsstatus der Cochlea-Nerven bei CND-Kindern berichtet7,9. Daher sind möglicherweise bestimmte Parameter erforderlich, um für ein bestimmtes Kind mit CND einen qualitativ hochwertigen Höreffekt zu erzielen. Typischerweise basiert die Programmierung eines Sprachprozessors auf Verhaltensreaktionen, um geeignete Stimulationsniveaus festzulegen. Es ist jedoch eine Herausforderung, bei Kindern mit CND zuverlässige Verhaltensreaktionen zu erhalten, da mehr als die Hälfte dieser Kinder gleichzeitig neurologische Defizite haben10. In der Klinik bleibt die Cochlea-Implantat-Programmierung für Kinder mit CND ein großes Problem.

Schwellenwerte für elektrisch evozierte zusammengesetzte Aktionspotentiale (ECAP) werden von vielen Audiologen in großem Umfang verwendet, um die Verhaltensschwelle (BT) und maximale angenehme Hörpegel (C-Level/M-Level) in Sprachprozessor-MAPs bei kleinen Kindern zu programmieren11,12,13. Obwohl es einige Kontroversen darüber gibt, wie gut ECAP-Schwellenwerte die T- oder C-Werte von MAP vorhersagen, zeigten mehrere Studien signifikante Korrelationen zwischen den ECAP-Schwellenwerten und Verhaltensniveaus bei Kindern mit normal großen Cochlea-Nerven14,15,16. Diese Ergebnisse ermöglichen es Audiologen, die Stimulationsstufen effizienter auszuwählen. Bisher wurde nicht darüber berichtet, ob ECAP-Antworten zur Unterstützung der Programmierung eines Cochlea-Implantat-Prozessors bei Kindern mit CND verwendet werden könnten. Ob der Zusammenhang zwischen ECAP-Schwellenwerten und Verhaltensniveaus des Cochlea-Nervs bei Kindern mit CND ähnlich ist wie bei anderen SNHL-Kindern, bleibt unklar. Ziel dieser Studie war es daher zu untersuchen, wie gut die ECAP-Schwellenwerte mit den Verhaltens-T-Werten bei Kindern mit CND zusammenhängen.

Diese Kohortenstudie wurde von der Ethikkommission des HNO-Krankenhauses der Provinz Shandong genehmigt (Nr. XYK20170906). Vor der Teilnahme wurde die Einverständniserklärung aller Erziehungsberechtigten aller Teilnehmer eingeholt. Alle Experimente wurden in Übereinstimmung mit den einschlägigen Richtlinien und Vorschriften sowie der Deklaration von Helsinki durchgeführt. Diese Studie erfüllte alle in der Strobe-Erklärung aufgeführten Anforderungen.

An dieser Studie nahmen 29 Kinder mit der Diagnose CND teil, die in unserem Zentrum eine Cochlea-Implantation erhielten (CND1–CND29). Die Teilnehmer wurden nach folgenden Kriterien rekrutiert: (1) vor der Implantation wurde beidseits SNHL und CND diagnostiziert; (2) implantiert mit einem Cochlear® Nucleus-Gerät (Cochlear Ltd., Sydney, Australien); (3) wurden seit mehr als einem Jahr regelmäßig in unserem Zentrum programmiert; (4) könnte zuverlässige Verhaltensreaktionen liefern; (5) ECAPs konnten in einigen ihrer Elektroden aufgezeichnet werden. Zu den Ausschlusskriterien gehörten: (1) Kinder, denen das Elektrodenarray teilweise implantiert worden war; (2) Kinder mit CND in Kombination mit Fehlbildungen der Cochlea (z. B. Hohlraumhöhle, Cochlea-Hypoplasie oder unvollständige Partitionen); (3) Kinder, bei denen von keiner der Elektroden ECAP-Reaktionen aufgezeichnet wurden. Allen Teilnehmern wurde ein Konturelektrodenarray, entweder 24RE[CA] oder CI512, in das Testohr implantiert. Das Alter der Teilnehmer bei der Implantation lag zwischen 1,0 und 9,6 Jahren (Mittelwert: 3,1 Jahre; Standardabweichung (SD): 2,7 Jahre). Alle Teilnehmer trugen ihren Hörprozessor täglich mehr als acht Stunden und hatten vor der Teilnahme mindestens ein Jahr Hörerfahrung mit CI. Das getestete Alter lag zwischen 2,6 und 12,2 Jahren (Mittelwert: 6,9 Jahre; SD: 2,5 Jahre). Der anatomische Status des Cochlea-Nervs und der Cochlea wurde anhand der Ergebnisse von MRT- und hochauflösenden Computertomographie-Scans (HRCT) gemäß zuvor beschriebenen Protokollen beurteilt3. Bei allen Teilnehmern fehlten bei den MRT-Scans bilaterale Cochlea-Nerven und bei HRCT-Scans waren bilaterale Cochlea-Formationen normal. Detaillierte demografische Informationen dieser Teilnehmer sind in Tabelle 1 aufgeführt.

ECAPs wurden mit der erweiterten Telemetriefunktion für neuronale Reaktionen gemessen, die von der Software Custom Sound EP (Version 4.3) (Cochlear Ltd.) bereitgestellt wird. Für jeden Teilnehmer wurden vor der ECAP-Aufzeichnung für jede Elektrode die maximal akzeptablen Werte getestet, die keine unangenehmen Reaktionen (wie Angst, Blinzeln, Zucken und Weinen) hervorrufen würden. In dieser Studie wurde die Vorwärtsmaskierungsmethode mit zwei Impulsen zur Aufzeichnung von ECAP-Wellenformen verwendet. Die zur Aufzeichnung des ECAP verwendeten Parameter folgten dem zuvor beschriebenen Protokoll7. Der Reiz war ein einzelner kathodischer, zweiphasiger, ladungsausgeglichener Impuls. Die Sondenfrequenz betrug 15 Hz, die Impulsbreite variierte zwischen den einzelnen Personen zwischen 37 und 75 μs/Phase und die Phasenlücke betrug 7 μs. Die Aufzeichnungselektrode war in Basalrichtung zwei oder drei Elektroden von der Stimulationselektrode entfernt, mit einer Abtastverzögerung von 98–142 μs. Diese Parameter wurden für jeden Teilnehmer angepasst, um typische ECAP-Morphologien zu erhalten. Zuerst haben wir versucht, ECAP-Wellenformen von jeder Elektrode entlang des Elektrodenarrays aufzuzeichnen. Abbildung 1 zeigt Spuren, die an einigen Elektrodenpositionen bei zwei Kindern aufgezeichnet wurden. Für CND4 konnten ECAPs von allen Elektroden aufgezeichnet werden. Für CND22 konnte ECAP nur von den Elektroden 1 bis 12 aufgezeichnet werden.

An einigen Elektroden in CND4 und CND22 aufgezeichnete Spuren. Auf jedem Feld werden die Probandennummer, die Elektrodenposition und die Stimulationsstufe (aktuelle Stufe, CL) angezeigt, die zum Hervorrufen dieser Spuren verwendet wurde. Die in CND4 und CND22 verwendete Impulsbreite betrug 50 μs bzw. 75 μs. Das nach oben und unten zeigende Dreieck zeigt den Tiefpunkt bzw. den Höhepunkt des elektrisch hervorgerufenen zusammengesetzten Aktionspotentials an, das für die Spur identifiziert wurde. Position der E-Elektrode, CL-Stromstärke.

Anschließend wurde die ECAP-Eingabe-/Ausgabefunktion (I/O-Funktion) an drei Elektrodenstellen gemessen, an denen ECAP-Wellenformen aufgezeichnet werden konnten. Für Cochlear Nucleus-Geräte gibt es allein 22 Elektroden, das Elektrodenarray, wobei Elektrode 1 nahe der Basis der Cochlea und Elektrode 22 nahe der Spitze der Cochlea platziert ist. Für Teilnehmer, deren ECAPs an allen Elektrodenpositionen aufgezeichnet werden konnten, wurden die Elektroden 3, 12 und 21 ausgewählt. Bei Teilnehmern, deren ECAPs nur an einigen Elektrodenpositionen aufgezeichnet werden konnten, wurden die ausgewählten Elektroden bis zur apikalsten Elektrodenposition mit einem messbaren ECAP verlängert und die Testelektroden waren relativ gleichmäßig verteilt. Diese ausgewählten Elektroden wurden in dieser Studie als basale, mittlere und apikale Elektroden betrachtet. Für die ECAP-I/O-Funktion begann der Sondenpegel beim maximal akzeptablen Pegel und verringerte sich in Schritten von fünf Strompegeln (CL), bis keine Reaktion mehr visuell erkennbar war, und stieg anschließend in Schritten von einem CL an, bis kontinuierliche ECAPs gemessen werden konnten mit dieser kleinen Schrittweite. Abbildung 2 zeigt die ECAP-I/O-Funktionswellenformen, die an drei Elektrodenpositionen für CND17 getestet wurden. Alle ECAP-Schwellenwerte wurden auf der Grundlage einer gegenseitigen Vereinbarung zwischen zwei Audiologen festgelegt, die die Daten unabhängig voneinander überprüften. Für jeden Teilnehmer dauerte die Erfassung aller ECAP-Schwellenwertdaten etwa zwei Stunden.

Diese Abbildung zeigt Wellenformen von ECAP-Reaktionen, die für drei Stimulationselektroden (1, 3 und 7) in CND17 aufgezeichnet wurden. Jedes Panel zeigt Ergebnisse, die an einer Elektrode gemessen wurden. Die zum Hervorrufen jeder Spur verwendeten Stimulationsniveaus sind auf der rechten Seite des Panels gekennzeichnet. Die in jeder Elektrode verwendete Impulsbreite betrug 50 μs.

Postoperativ wurde für jeden Teilnehmer eine regelmäßige Programmierung durchgeführt. Der verwendete Sprachprozessor war Freedom, Nucleus 5 oder Nucleus 6 (Cochlear, Ltd.). Die im Freedom- oder Nucleus-Sprachprozessor verwendete Standardimpulsbreite und Stimulationsrate betrugen 25 μs/Phase bzw. 900 Impulse pro Sekunde (pps). Die in dieser Studie verwendeten Impulsbreiten betrugen 37–75 μs/Phase und die verwendeten Stimulationsraten betrugen 500 oder 720 pps. Die verwendete Strategie war der fortschrittliche Kombinationsencoder und der verwendete Stimulationsmodus war monopolar 1 plus 2 in den Sprachprozessoren aller Teilnehmer. Die T- und C-Werte wurden mithilfe von Ansätzen festgelegt, die auf dem Alter und der Fähigkeit zur Bereitstellung von Verhaltensreaktionen bei einzelnen Teilnehmern basierten und dabei den zuvor beschriebenen Protokollen folgten11,13. Die T-Werte wurden so festgelegt, dass das Kind zu 100 % sicher reagierte. Die C-Werte wurden auf die maximal akzeptablen Werte eingestellt. Für Kinder, die das Konzept der Lautstärke von Geräuschen aufgrund schlechter auditiv-verbaler Fähigkeiten nicht verstanden, wurden die C-Werte auf die höchste Stufe eingestellt, so dass der Patient keinerlei Anzeichen von Unbehagen zeigte. Nach der Programmierung wurden laute Töne verwendet, um sicherzustellen, dass die Kinder ein angenehmes Hörerlebnis hatten. Die C-Werte würden insgesamt leicht gesenkt, wenn sich die Teilnehmer zu laut fühlten oder nicht durch Geräusche stimuliert würden. Darüber hinaus wurden die unterstützte Hörschwelle mit CI und die Erkennung der sechs Laute von Ling getestet, um zu überprüfen, ob die Kinder gut angepasst waren. Alle Verhaltens- und ECAP-Schwellenwerte wurden während desselben Besuchs getestet.

In dieser Studie war die Pulsbreite, die zum Testen der ECAP-Schwellenwerte und Verhaltens-T-Werte verwendet wurde, bei jedem Kind gleich, variierte jedoch zwischen den Teilnehmern. Daher wurden die Stimulationsniveaus in den MAP- und ECAP-Schwellenwerten in Einheiten elektrischer Ladung pro Phase (nC) umgerechnet. Der Pearson-Korrelationskoeffizient wurde verwendet, um die Korrelation zwischen ECAP-Schwellenwerten und Verhaltens-T-Werten zu bewerten. In dieser Studie ist das |r| ≥ 0,7 wurde davon ausgegangen, dass die beiden Variablen eine starke Korrelation aufweisen, 0,4 ≤ |r| < 0,7 wurde davon ausgegangen, dass die beiden Variablen eine mäßige Korrelation |r| aufweisen < 0,4 wurde davon ausgegangen, dass die beiden Variablen eine schwache oder keine Korrelation aufweisen. Die Unterschiede zwischen den ECAP-Schwellenwerten und den Verhaltens-T-Werten über die Elektroden hinweg wurden mithilfe eines wiederholten Varianzanalysetests (ANOVA) bewertet. Post-hoc-Vergleiche wurden unter Verwendung des paarweisen Tukey-Tests mit Bonferroni-Korrektur durchgeführt. Die statistische Signifikanz wurde auf p < 0,05 festgelegt.

Bei 14 Teilnehmern konnte die ECAP-Reaktion an allen aktivierten Elektroden aufgezeichnet werden; in den anderen konnte es nur an einigen Elektroden erfasst werden. Der Prozentsatz der messbaren ECAP-Antworten betrug 78,8 %. Als sich die Elektrodenposition relativ zur Cochlea von basal nach apikal bewegte, nahm die Möglichkeit zur Aufzeichnung der ECAP-Wellenformen tendenziell ab. Elektroden mit ECAP-Antwort und getestete Elektroden für jeden Teilnehmer sind in Tabelle 1 aufgeführt. An den basalen, mittleren und apikalen Elektrodenpositionen lagen die ECAP-Schwellenwerte bei 18,27 (SD: 4,68; Bereich: 10,50–33,87) nC, 23,80 (SD: 5,67; Bereich: 13,70–39,14) nC bzw. 27,84 (SD: 8,68; Bereich: 15,07–48,61) nC; und die Verhaltens-T-Werte betrugen 10,82 (SD: 2,97; Bereich: 5,45–16,32) nC, 14,04 (SD: 4,22; Bereich: 8,11–24,27) nC bzw. 15,89 (SD: 5,08; Bereich: 9,15–25,63) nC . Die ANOVA mit wiederholten Messungen zeigte, dass die Elektrodenposition einen signifikanten Einfluss auf die ECAP-Schwellenwerte (F(2, 56) = 45,08, p < 0,01) und die Verhaltens-T-Werte (F(2, 56) = 37,32, p < 0,01) hatte. Post-hoc-Tests mit Bonferroni-Korrektur zeigten, dass die ECAP-Schwellenwerte und Verhaltens-T-Werte, die an den Basalelektroden getestet wurden, signifikant niedriger waren als die, die an den mittleren (p < 0,01) und apikalen Elektroden (p < 0,01) getestet wurden; und ECAP-Schwellenwerte und Verhaltens-T-Werte, die an mittleren Elektroden getestet wurden, waren deutlich niedriger als die, die an apikalen Elektroden getestet wurden (p < 0,01). Abbildung 3 zeigt die Beziehung zwischen ECAP-Schwellenwerten und Verhaltens-T-Werten an drei Elektrodenpositionen entlang der Elektrodenanordnung. Es gab signifikante Korrelationen zwischen ECAP-Schwellenwerten und Verhaltens-T-Werten an den basalen (r = 0,554, p = 0,002), mittleren (r = 0,704, p < 0,001) und apikalen (r = 0,702, p < 0,001) Elektrodenpositionen.

Diese Abbildung zeigt ein Streudiagramm der ECAP-Schwellenwerte im Vergleich zu den Verhaltens-T-Werten an den Elektrodenpositionen „Basal“, „Mitte“ und „Apikal“. Die gepunktete Linie zeigt an, dass der ECAP-Schwellenwert dem Verhaltens-T-Wert entsprach; Die durchgezogene Linie stellt die Korrelation zwischen ECAP-Schwellenwerten und Verhaltens-T-Werten dar.

Bei zwei Teilnehmern (CND18 und CND21) war ein Teil der apikalen Elektroden aufgrund der Gesichtsstimulation deaktiviert. Bei allen anderen Teilnehmern waren alle Elektroden in ihren täglichen MAPs aktiviert. Die MAP-Parameter im Sprachprozessor jedes Teilnehmers sind in Tabelle 1 aufgeführt. Abbildung 4 zeigt die Mittelwerte und SDs der T-Pegel, C-Pegel und Dynamikbereiche an den Elektroden 21, 12 und 3 in den täglichen MAPs aller Teilnehmer mit Ausnahme dieser beiden Teilnehmer mit nur aktivierten Halbelektroden. Es ist klar, dass von Elektrode 21 bis Elektrode 3 die T- und C-Werte allmählich abnahmen, während die dynamischen Bereiche allmählich zunahmen. ANOVA mit wiederholten Messungen zeigte, dass die Elektrodenposition einen signifikanten Einfluss auf die T-Werte (F(2, 56) = 51,71, p < 0,01), die C-Werte (F(2, 56) = 51,67, p < 0,01) und die MAP-Werte hatte Dynamikbereiche (F(2, 56) = 8,97, p < 0,01). Post-hoc-Tests mit Bonferroni-Korrektur zeigten, dass die C- und T-Werte der MAPs, die an Elektrode 21 getestet wurden, signifikant höher waren als die, die an Elektrode 12 (p < 0,05) und Elektrode 3 (p < 0,01) getestet wurden. und die C- und T-Werte der MAPs, die an Elektrode 12 getestet wurden, waren deutlich höher als die, die an Elektrode 3 getestet wurden (p < 0,01). Darüber hinaus wurden signifikante Unterschiede im gemessenen DR zwischen Elektrode 21 und Elektrode 3 beobachtet (p < 0,01). Die unterstützten Hörschwellen bei 500 Hz, 1 kHz, 2 kHz und 4 kHz mit dem zum Testzeitpunkt programmierten MAP lagen bei allen Teilnehmern zwischen 20 dB HL und 35 dB HL.

Die linke Abbildung zeigt die C- und T-Werte von MAP (in Ladungseinheiten) und die rechte Abbildung zeigt den Dynamikbereich (DR) von MAP an den Elektroden 3, 12 und 21. Runde und dreieckige Symbole im linken Feld stellen die C-Werte dar bzw. T-Werte für einzelne Kinder mit CND. Die Rauten im rechten Bereich stellen DRs für einzelne Kinder mit CND dar. Die Kästchen stellen Durchschnittswerte dar. Die Fehlerbalken repräsentieren ± 1 SD. * steht für p < 0,05; ** steht für p < 0,01.

Abbildung 5 zeigt die Position der ECAP-Schwellenwerte in den täglichen MAPs der Teilnehmer. Die T-Werte der MAPs wurden auf 0 % und die C-Werte auf 100 % normalisiert. Insgesamt waren die ECAP-Schwellenwerte an allen getesteten Elektroden gleich oder höher als die Verhaltens-T-Werte. Darüber hinaus lagen die ECAP-Schwellenwerte bei etwa 90 % (78/87) der getesteten Elektroden im dynamischen Bereich des MAP. Allerdings schwankte der ECAP-Schwellenwert stark innerhalb des dynamischen Bereichs, wobei etwa 70 % der getesteten Elektroden im oberen Bereich des dynamischen Bereichs des MAP lagen. Die durchschnittliche Position der ECAP-Schwellenwerte innerhalb des Dynamikbereichs betrug etwa 65 %, 66 % bzw. 72 % für die basalen, mittleren und apikalen Elektroden.

Diese Abbildung zeigt ein Streudiagramm der Position der ECAP-Schwellenwerte im Vergleich zum Dynamikbereich von MAP an den Elektrodenpositionen „Basal“, „Mitte“ und „Apikal“. Die untere gepunktete Linie stellt den Abfall des ECAP-Schwellenwerts in der Mitte des Dynamikbereichs des MAP dar, und die obere gepunktete Linie stellt dar, dass der ECAP-Schwellenwert dem komfortablen Niveau des MAP entspricht. Die durchgezogenen Linien stellen den Mittelwert und den Standardfehlerbalken des Prozentsatzes des ECAP-Schwellenwerts im Verhältnis zum dynamischen Bereich des MAP dar.

Es wurde auch eine interteilnehmer- und elektrodenübergreifende Variabilität der Beziehung zwischen ECAP-Schwellenwerten und Verhaltens-T-Werten beobachtet. Abbildung 6 zeigt die aktuellen Werte für ECAP-Schwellenwerte und MAPs T/C-Werte an jeder getesteten Elektrode bei sechs repräsentativen Kindern mit CND. Die bei den einzelnen Teilnehmern verwendeten Pulsbreiten und Stimulationsraten werden oben in jedem Panel angezeigt. Bei den meisten Kindern sanken die T/C-Werte von MAP von Elektrode 22 zu Elektrode 1. Allerdings wiesen einige Kinder die höchsten T/C-Werte von MAP im mittleren Teil der Elektrodenanordnung auf. Das linke Feld zeigt drei Kinder, deren ECAPs an allen Elektroden aufgezeichnet werden konnten, und das rechte Feld zeigt drei Kinder, deren ECAPs nur an einem Teil der Elektroden aufgezeichnet werden konnten. Bei den meisten Kindern (z. B. CND7, CND29, CND12 und CND21) folgten die ECAP-Schwellenprofile ihren Verhaltens-T-Werten. Der Grad der ECAP-Schwellenwerte zur Vorhersage der T/C-Werte variierte jedoch zwischen den einzelnen Teilnehmern. Für CND7 lagen die ECAP-Schwellenwerte in der Mitte des Dynamikbereichs des MAP. Teilnehmer CND29 zeigte ECAP-Schwellenwerte, die den T-Werten sehr nahe kamen, während CND12 und CND 21 ECAP-Schwellenwerte aufwiesen, die nahe an den MAP-C-Werten lagen. Es gab immer noch einige Teilnehmer, deren ECAP-Schwellenprofile nicht den T- oder C-Werten in ihren MAPs entsprachen (z. B. CND19 und CND1). Bei diesen beiden Teilnehmern lagen die ECAP-Schwellenwerte im dynamischen Bereich von MAPs, waren jedoch unregelmäßig.

Diese Abbildung zeigte tägliche MAPs für sechs Teilnehmer. Die in jedem Sprachprozessor verwendeten Impulsbreiten und Stimulationsraten werden oben in jedem Panel angezeigt. Bei CND21 wurden die Elektroden 16 bis 22 aufgrund der Gesichtsstimulation deaktiviert. Bei anderen Kindern wurden alle Elektroden in täglichen MAPs aktiviert. Die Position der ECAP-Schwelle zu den T- und C-Werten der MAPs wurde aufgezeichnet. Das Quadrat stellt die C-Levels (C) dar; das Dreieck stellt die ECAP-Schwellenwerte (ECAP T) dar; und der Kreis stellt die T-Ebenen (T) dar.

Das Hauptziel dieser Studie bestand darin, den Zusammenhang zwischen der ECAP-Schwelle und den Verhaltens-T-Werten bei Kindern mit CND zu untersuchen, denen Cochlear® Nucleus-Geräte implantiert wurden. Die Ergebnisse dieser Studie zeigten eine signifikante Korrelation zwischen ECAP-Schwellenwerten und Verhaltens-T-Werten, was wichtige Informationen über die Verwendung des ECAP-Schwellenwerts zur Unterstützung der Programmierung eines CI-Prozesses bei Kindern mit CND liefert.

Bisher wurde nicht berichtet, ob ECAP-Antworten zur Unterstützung der Programmierung des Sprachprozessors bei Patienten mit CND verwendet werden könnten. Dies ist wahrscheinlich auf die Schwierigkeit zurückzuführen, ECAP-Reaktionen bei diesen Patienten aufzuzeichnen. Typischerweise ist es eine Herausforderung, neuronale Reaktionen mithilfe der automatischen neuronalen Reaktionstelemetrietechnik bei Kindern mit CND5,17 aufzuzeichnen. Basierend auf früheren Berichten18 kann die Verwendung spezifischer Parameter die Aufzeichnung von ECAPs erfolgreicher machen. Darüber hinaus können viele Kinder mit CND aufgrund des begrenzten Nutzens auch nach längerem CI-Einsatz nicht mit dem Verhaltenstest kooperieren. In dieser Studie wurden Verhaltens- und ECAP-Schwellenwerte ein Jahr oder später nach der ersten Aktivierung des CI getestet. Dies hatte mehrere Gründe. Erstens wurde berichtet, dass sich die ECAP-Reaktionen in den ersten Monaten nach der Implantation tendenziell ändern19,20. Zweitens wurden im MAP für einzelne Patienten spezifische Parameter verwendet. Nach unserer Erfahrung würde es etwa 6 Monate oder länger dauern, um zu bestätigen, ob diese Parameter für die Patienten geeignet sind. Darüber hinaus haben Buchman et al. berichteten, dass ein stabiler MAP normalerweise 3–6 Monate nach der ersten Stimulation erreicht wird21. Darüber hinaus war es für die meisten Patienten mit CND schwierig, kurz nach der Implantation Verhaltenstests durchzuführen.

Unsere Ergebnisse zeigten signifikante Korrelationen zwischen ECAP-Schwellenwerten und Verhaltens-T-Werten an verschiedenen Elektrodenpositionen entlang der Elektrodenanordnung. Dieses Ergebnis stimmte mit denen früherer Studien für Kinder mit normal großem Cochlea-Nerv überein22. Darüber hinaus lagen die mittleren ECAP-Schwellenwerte im oberen Bereich des dynamischen Bereichs der täglichen MAPs der Teilnehmer. Diese Ergebnisse ähnelten denen, die bei SNHL-Kindern mit normal großen Cochlea-Nerven getestet wurden. Frühere Studien berichteten auch, dass die ECAP-Schwelle bei Kindern häufig im oberen Bereich des MAP-Dynamikbereichs lag11,13. Darüber hinaus wurde, ähnlich wie in früheren Studien13, auch in dieser Studie eine interindividuelle Variabilität der Beziehung zwischen ECAP-Schwelle und Verhaltens-T-Level beobachtet. Wie in Abb. 6 dargestellt, können die ECAP-Schwellenwerte den T-Werten des MAP oder den C-Werten des MAP sehr nahe kommen oder im dynamischen Bereich des MAP unregelmäßig abfallen. Dies weist darauf hin, dass zwar signifikante Korrelationen zwischen ECAP-Schwellenwerten und verhaltensbezogenen T-Werten beobachtet wurden, die ECAP-Schwellenwerte jedoch die MAP-T-Werte für ein einzelnes Kind mit CND nicht genau vorhersagen konnten.

Der ECAP-Schwellenwert könnte jedoch einige aussagekräftige Hinweise zur Programmierung der Stimulationsniveaus für Kinder mit CND liefern. Erstens waren die ECAP-Schwellenwerte bei allen getesteten Elektroden gleich oder höher als die Verhaltens-T-Werte. Dies deutet darauf hin, dass der ECAP-Schwellenwert ein Indikator für den höchsten T-Wert sein könnte, was bedeutet, dass T-Werte in täglichen MAPs für Kinder mit CND im Allgemeinen unter den ECAP-Schwellenwerten liegen. Darüber hinaus lagen die ECAP-Schwellenwerte bei etwa 70 % der getesteten Elektroden bei Patienten mit CND im oberen Bereich. Diese Ergebnisse sind besonders wichtig für Kinder mit CND, die keine Verhaltensreaktionen zeigen können. ECAP-Schwellenwerte sollten zumindest dazu beitragen, eine objektive Basislinie bereitzustellen, um die Stimulationsniveaus bei Patienten mit CND zu programmieren.

Darüber hinaus könnten ECAP-Schwellenwerte Audiologen bei der Auswahl geeigneter Pulsbreiten für Kinder mit CND unterstützen. Die Ergebnisse dieser Studie zeigten, dass in den MAPs für Kinder mit CND höhere Ladungsniveaus verwendet wurden als für andere SNHL-Kinder mit normal großen Cochlea-Nerven20,23. Andere Studien berichteten auch, dass Kinder mit CND eine höhere Ladung pro Phaseneinheit benötigten21,24. Dies könnte auf die geringe Anzahl von Spiralganglienneuronen in der Cochlea von Kindern mit CND zurückzuführen sein. Typischerweise wird der Puls erhöht, um das Stimulationsniveau in der Klinikprogrammierung zu erhöhen. Es gilt jedoch nicht, dass die Ergebnisse umso besser sind, je größer der Puls ist. Wie eine frühere Studie berichtete, verbesserte eine Erhöhung der Pulsbreite die Reaktionsfähigkeit des Cochlea-Nervs auf elektrische Stimulation bei Kindern mit CND25 nicht. Darüber hinaus war aufgrund der elektrischen Leckage an den Nervenmembranen eine kürzere Pulsbreite bei der Stimulation des Cochlea-Nervs wirksamer als eine längere Pulsbreite26. Da die ECAP-Schwellenwerte signifikant mit den Verhaltens-T-Werten korrelierten, konnte auf der Grundlage der ECAP-Ergebnisse eine geeignete Impulsbreite für den MAP ausgewählt werden. Wir empfehlen die Verwendung der kleinsten Impulsbreite, die ausreichend Stimulationsladung liefern kann.

In dieser Studie stiegen sowohl der C- als auch der T-Wert des MAP tendenziell an, wenn sich die Elektrodenpositionen relativ zur Cochlea von basal nach apikal bewegten. Dieses Merkmal ist bei anderen angeborenen SNHL-Kindern nicht einheitlich. In den Studien von Allam und Park waren die T- und C-Werte beider MAPs an basalen Elektrodenpositionen höher als an apikalen Elektrodenpositionen15,27. Dieses einzigartige Merkmal in den MAPs von Kindern mit CND könnte auf die charakteristische Schädigung der Cochlea-Nerven bei diesen Kindern zurückzuführen sein. Frühere Studien zeigten, dass die Schädigung des Cochlea-Nervs bei Kindern mit CND tendenziell von der basalen zur apikalen Richtung der Cochlea zunahm7,8. Daher könnten bei Patienten, bei denen ECAP-Reaktionen nicht von allen Elektroden aufgezeichnet werden konnten, die an den am weitesten apikalen Elektroden aufgezeichneten ECAP-Schwellenwerte als Referenz für die Einstellung der Stimulationsniveaus für Elektroden ohne ECAP-Reaktionen dienen. Darüber hinaus ähnelte bei den meisten Teilnehmern dieser Studie die Kontur der ECAP-Schwellen der der T-Werte an den Elektroden. Somit konnte für diese Kinder mit CND ein grober Überblick über den MAP anhand der ECAP-Schwellenwerte und Verhaltens-T-Werte von drei Elektroden entlang der Elektrodenanordnung bestimmt werden. Dies weist darauf hin, dass ECAP-Schwellenwerte Audiologen bei Kindern mit CND, die keine ausreichenden Verhaltensreaktionen liefern können, dabei helfen können, die Stimulationsniveaus effizienter auszuwählen.

Diese Studie weist einige potenzielle Einschränkungen auf. Da die meisten Kinder mit CND ihre Erfahrung darüber, was laute oder angenehme Geräusche ausmacht, nicht genau ausdrücken konnten, konzentrierten wir uns zunächst nur auf die Korrelation zwischen ECAP-Schwellenwerten und Verhaltens-T-Werten. Zweitens wurden für jeden Teilnehmer nur drei Elektroden getestet, da die Patientencompliance eingeschränkt war und die Elektroden bei der ECAP-Reaktion bei den Teilnehmern inkonsistent waren. Darüber hinaus variierten die in MAPs verwendeten Stimulationsraten von Kind zu Kind, was die Korrelation zwischen den ECAP-Schwellenwerten und den Verhaltens-T-Werten beeinflussen könnte. Frühere Studien haben gezeigt, dass die Stimulationsraten die Korrelation zwischen ECAP-Schwellenwerten und Verhaltensreaktionen beeinflussen können28. Der Zusammenhang zwischen ECAP-Reaktionen und Reaktionen bei unterschiedlichen Stimulationsraten muss in Studien mit einer größeren Teilnehmerbasis weiter untersucht werden.

ECAP-Schwellenwerte korrelierten signifikant mit Verhaltensreaktionen des Hörnervs bei Kindern mit CND. Für Kinder mit CND, die keine ausreichenden Verhaltensreaktionen liefern können, können ECAP-Reaktionen eine nützliche Grundlage für die Auswahl geeigneter Stimulationsniveaus im MAP darstellen.

Anonymisierte Daten sind auf Anfrage beim entsprechenden Autor erhältlich.

Casselman, JW et al. Aplasie und Hypoplasie des Nervus vestibulocochlearis: Diagnose mittels MRT-Bildgebung. Radiology 202, 773–781 (1997).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Sennaroglu, L. & Bajin, MD Klassifizierung und aktuelle Behandlung von Innenohrfehlbildungen. Balkan Med. J. 34, 397–411 (2017).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Chao, X. et al. Nützlichkeit radiologischer Befunde zur Vorhersage der Cochlea-Implantationsergebnisse bei Kindern mit Cochlea-Nerv-Mangel: Eine Pilotstudie. Acta Otolaryngol. 136, 1051–1057 (2016).

Artikel PubMed Google Scholar

Kang, WS, Lee, JH, Lee, HN & Lee, KS Cochlea-Implantationen bei kleinen Kindern mit Cochlea-Nerv-Mangel, diagnostiziert durch MRT. Otolaryngol. Kopf-Hals-Chirurgie. 143, 101–108 (2010).

Artikel PubMed Google Scholar

Vincenti, V. et al. Cochlea-Implantation bei Kindern mit Cochlea-Nerv-Mangel. Int. J. Pädiatr. Otorhinolaryngol. 78, 912–917 (2014).

Artikel PubMed Google Scholar

Chao, X. et al. Langfristige Hör- und Sprachergebnisse einer Cochlea-Implantation bei Kindern mit Cochlea-Nerven-Aplasie. Ohr Hören. https://doi.org/10.1097/AUD.0000000000001299 (2022).

Artikel PubMed Google Scholar

Er, S. et al. Reaktionsfähigkeit des elektrisch stimulierten Cochlea-Nervs bei Kindern mit Cochlea-Nerv-Mangel. Ohr Hören. 39, 238–250 (2018).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Xu, L. et al. Die Auswirkung der Pulspolarität auf die neuronale Reaktion des elektrisch stimulierten Cochlea-Nervs bei Kindern mit Cochlea-Nerv-Mangel und Kindern mit normal großen Cochlea-Nerven. Ohr Hören. 41, 1306–1319 (2020).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Er, S. et al. Die Auswirkung der Interphasenlücke auf die neuronale Reaktion des elektrisch stimulierten Cochlea-Nervs bei Kindern mit Cochlea-Nerv-Mangel und Kindern mit normal großen Cochlea-Nerven. Ohr Hören. 41, 918–934 (2020).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Birman, CS, Powell, HR, Gibson, WP & Elliott, EJ Cochlea-Implantat-Ergebnisse bei Cochlea-Nerven-Aplasie und -Hypoplasie. Otol. Neurotol. 37, 438–445 (2016).

Artikel PubMed Google Scholar

Hughes, ML, Brown, CJ, Abbas, PJ, Wolaver, AA & Gervais, JP Vergleich der EAP-Schwellenwerte mit MAP-Werten im Nucleus 24 Cochlea-Implantat: Daten von Kindern. Ohr Hören. 21, 164–174 (2000).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Potts, LG, Skinner, MW, Gotter, BD, Strube, MJ & Brenner, CA Beziehung zwischen Telemetrieschwellen der neuronalen Reaktion, T- und C-Pegeln und Lautstärkebeurteilungen bei 12 erwachsenen Kern-24-Cochlea-Implantat-Empfängern. Ohr Hören. 28, 495–511 (2007).

Artikel PubMed Google Scholar

Holstad, BA et al. Zusammenhang der Schwellenwerte des elektrisch evozierten zusammengesetzten Aktionspotentials mit den T- und C-Werten des Verhaltens bei Kindern mit Cochlea-Implantaten. Ohr Hören. 30, 115–127 (2009).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

McKay, CM, Chandan, K., Akhoun, I., Siciliano, C. & Kluk, K. Können ECAP-Messungen für eine völlig objektive Programmierung von Cochlea-Implantaten verwendet werden? J. Assoc. Res. Otolaryngol. 14, 879–890 (2013).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Allam, A. & Eldegwi, A. Wirksamkeit der Verwendung von NRT-Schwellenwerten bei der Anpassung von Cochlea-Implantaten bei prälingualen pädiatrischen Patienten. J. Otol. 14, 128–135 (2019).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

King, JE, Polak, M., Hodges, AV, Payne, S. & Telischi, FF Verwendung neuronaler Reaktionstelemetriemessungen zur objektiven Festlegung des Komfortniveaus im Cochlea-Implantat Nucleus 24. Marmelade. Acad. Audiol. 17, 413–431 (2006) (Quiz 462).

Artikel PubMed Google Scholar

Young, NM, Kim, FM, Ryan, ME, Tournis, E. & Yaras, S. Pädiatrische Cochlea-Implantation bei Kindern mit Mangel des achten Nervs. Int. J. Pädiatr. Otorhinolaryngol. 76, 1442–1448 (2012).

Artikel PubMed Google Scholar

Er, S. et al. Empfehlungen zur Messung des elektrisch evozierten zusammengesetzten Aktionspotentials bei Kindern mit Cochlea-Nerv-Mangel. Ohr Hören. 41, 465–475 (2020).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Hughes, ML et al. Eine Längsschnittstudie zur Elektrodenimpedanz, dem elektrisch hervorgerufenen zusammengesetzten Aktionspotential und Verhaltensmessungen bei Trägern von Cochlea-Implantaten im Nucleus 24. Ohr Hören. 22, 471–486 (2001).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Telmesani, LM & Said, NM Elektrisch evoziertes zusammengesetztes Aktionspotential (ECAP) bei Kindern mit Cochlea-Implantaten: Veränderungen in der Reaktion des Hörnervs im ersten Jahr der Verwendung von Cochlea-Implantaten. Int. J. Pädiatr. Otorhinolaryngol. 82, 28–33 (2016).

Artikel PubMed Google Scholar

Buchman, CA et al. Cochlea-Implantation bei Kindern mit Labyrinthanomalien und Cochlea-Nerv-Mangel: Auswirkungen auf die Implantation des auditorischen Hirnstamms. Laryngoskop 121, 1979–1988 (2011).

Artikel PubMed Google Scholar

Van Den Abbeele, T. et al. Multizentrische Untersuchung des elektrisch evozierten zusammengesetzten Aktionspotentials und des Stapediusreflexes: Wie hängen diese objektiven Maße mit den Parametern der Implantatprogrammierung zusammen? Cochlea-Implantate Int. 13, 26–34 (2012).

Artikel PubMed Google Scholar

Vlahovic, S., Sindija, B., Aras, I., Gluncic, M. & Trotic, R. Unterschiede zwischen elektrisch evoziertem zusammengesetzten Aktionspotential (ECAP) und Verhaltensmaßnahmen bei Kindern mit Cochlea-Implantaten, die im Schulalter operiert wurden, vs. operierten Kindern in den ersten Lebensjahren. Int. J. Pädiatr. Otorhinolaryngol. 76, 731–739 (2012).

Artikel PubMed Google Scholar

Bradley, J., Beale, T., Graham, J. & Bell, M. Variable Langzeitergebnisse einer Cochlea-Implantation bei Kindern mit hypoplastischen Hörnerven. Cochlea-Implantate Int. 9, 34–60 (2008).

Artikel PubMed Google Scholar

Er, S. et al. Auswirkung einer zunehmenden Pulsphasendauer auf die neuronale Reaktionsfähigkeit des elektrisch stimulierten Cochlea-Nervs. Ohr Hören. 41, 1606–1618 (2020).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Miller, CA, Abbas, PJ & Robinson, BK Die Verwendung von Langzeitstromimpulsen zur Beurteilung des Nervenüberlebens. Hören Sie Res 78, 11–26 (1994).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Park, LR et al. Audiologische Ergebnisse und Karteneigenschaften bei Kindern mit perimodiolären und schlanken Cochleaimplantaten mit gerader Anordnung in gegenüberliegenden Ohren. Otol. Neurotol. 38, e320–e326 (2017).

Artikel PubMed Google Scholar

McKay, CM & Smale, N. Die Beziehung zwischen ECAP-Messungen und der Auswirkung der Frequenz auf Verhaltensschwellen bei Cochlea-Implantat-Benutzern. Hören. Res. 346, 62–70 (2017).

Artikel PubMed Google Scholar

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Diese Arbeit wurde durch Zuschüsse der National Natural Science Foundation of China (Nr. 81800905, 82071053) und des Natural Science Foundation of Shandong Province Grant (Nr. ZR2016QZ007) unterstützt.

Abteilung für Hals-Nasen-Ohrenheilkunde, Kopf- und Halschirurgie, HNO-Krankenhaus der Provinz Shandong, Shandong-Universität, Jinan, 250022, Volksrepublik China

Xiuhua Chao, Ruijie Wang, Jianfen Luo, Haibo Wang, Zhaomin Fan und Lei Xu

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XC beteiligte sich an der Datenerfassung und Patiententests, bereitete den ersten Entwurf dieses Papiers vor, gab kritische Kommentare ab und genehmigte die endgültige Version dieses Papiers. JL und RW beteiligten sich an der Datenanalyse, gaben kritische Kommentare ab und genehmigten die endgültige Version dieses Papiers. ZF und HW äußerten sich kritisch und genehmigten die endgültige Fassung dieses Papiers. LX hat die Studie entworfen, an der Datenerfassung und Patiententests teilgenommen, die endgültige Version dieses Papiers entworfen und genehmigt.

Korrespondenz mit Lei Xu.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Chao, X., Wang, R., Luo, J. et al. Zusammenhang zwischen elektrisch evozierten Schwellenwerten für zusammengesetzte Aktionspotentiale und Verhaltens-T-Werten bei implantierten Kindern mit Cochlea-Nerv-Mangel. Sci Rep 13, 4309 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-31411-3

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Eingegangen: 18. Juli 2022

Angenommen: 11. März 2023

Veröffentlicht: 15. März 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-31411-3

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Zusammenhang zwischen elektrisch evozierten Schwellenwerten für zusammengesetzte Aktionspotentiale und Verhaltens-T