Возникновение слуховых ощущений

Структуры наружного, среднего и внутреннего уха обеспечивают передачу звуковых колебаний к волосковым клеткам. При этом звуковые колебания, попадающие в наружный слуховой проход, вызывают колебания барабанной перепонки. Затем колебания барабанной перепонки передаются цепочке слуховых косточек в среднем ухе. Последняя косточка этой цепи передает колебания внутреннему уху через мембрану овального окна. Колебания мембраны приводят в движение жидкость в улитке, что вызывает стимуляцию слуховых рецепторов - волосковых клеток улитки. В результате они создают слабые электрические сигналы, которые передаются по слуховому нерву к слуховым центрам мозга. В этих центрах производится обработка звуковой (и речевой) информации и формируются различные слуховые ощущения (музыки, речи и пр.).

Человек слышит мозгом, а не ухом!

Нарушения слуха

Нарушения слуха происходят либо в результате повреждений частей наружного и среднего уха (кондуктивная тугоухость), либо при повреждении частей внутреннего уха (сенсоневральная тугоухость). При сенсоневральной тугоухости, прежде всего, повреждаются волосковые клетки. У части больных, особенно при потере слуха вследствие менингита, происходит также частичное повреждение слухового нерва. При этом поврежденные волосковые клетки, как правило, не восстанавливаются. Большие потери слуха и глухота наступают именно при сенсоневральной тугоухости. Существуют еще центральные нарушения слуха, обусловленные повреждениями подкорковых и корковых центров слуховой системы и связанные с нарушением обработки звуков и речи.

При оценке потерь слуха у пациента определяют пороги слуха, т.е. громкость самых тихих звуков, которые он может слышать. Пороги слуха измеряют в децибелах, чем хуже человек слышит, тем большие пороги слуха (в децибелах, дБ) он имеет. Пороги слуха измеряются для звуков разной высоты (частоты в герцах, Гц) и таким образом получают аудиограмму. Степень снижения (потери) слуха или степень тугоухости определяется как среднее арифметическое значение тональных порогов слуха по воздушной проводимости в диапазоне основных частот речи. В международной классификации степень потери слуха оценивается в основном речевом диапазоне 500-4000 Гц, при этом оцениваются средние порош слуха для тонов 500,1000, 2000,4000 Гц.

В зависимости от степени снижения слуха выделяют I, II, III, IV степени снижения слуха (тугоухости) и глухоту.

Таблица 1.

Слуховое восприятие при различной степени потери слуха.

Степень потери слуха	Средние пороги слуха	Восприятие разговорной и громкой речи	Восприятие шепотной речи
I	26-40 дБ	6-3 м	2 м - у уха
II	41 -55 дБ	3 м - у уха	Нет - у уха
III	56-70 дБ	громкая речь у уха	Нет
IV	71-90 дБ	крик у уха	Нет
глухота	>91 дБ		Нет

В зависимости от того, когда человек потерял слух, выделяют:

• врожденную глухоту. Это глубокая потеря слуха с самого рождения. Люди с врожденной глухотой могут научиться речи только с большим трудом, и чаще используют язык жестов для общения.

• долингвальную глухоту. К ней относятся потери слуха в раннем детстве до полноценного овладения речью.

• постлингвальную глухоту, К ней относятся потери слуха, возникшие после овладения речью (позднооглохшие пациенты).

Люди с нарушениями слуха плохо воспринимают речь и другие звуки, они слышат их как тихие, неразборчивые. В большинстве случаев им помогает слуховой аппарат, который усиливает звуки. Однако если у человека очень сильно повреждены или утрачены волосковые клетки, то слуховой аппарат не помогает. В этом случае внутреннее ухо не может преобразовать звуковые колебания в электрические сигналы, что необходимо для восприятия звуков мозгом.

Глава 2. Кохлеарная имплантация

2.1. Сущность кохлеарной имплантации

Если слуховые рецепторы - волосковые клетки улитки повреждены и не могут преобразовать звуковые колебания в электрические сигналы, воспринимаемые мозгом, то это может сделать кохлеарный имплант (КИ). Использование КИ основано на том, что при сенсоневральной тугоухости наиболее часто поражены рецепторы улитки (волосковые клетки), в то время как волокна слухового нерва долгое время остаются сохранными. КИ по существу является разновидностью слухового аппарата. Однако он не просто усиливает звук. Он заменяет волосковые клетки внутреннего уха и передает звуковую и речевую информацию с помощью слабых электрических разрядов прямо слуховому нерву. КИ дает возможность воспринимать высокочастотные звуки, которые люди с большой потерей слуха не слышат даже с помощью мощных слуховых аппаратов. При кохлеарной имплантации производится хирургическая операция, в процессе которой во внутреннее ухо пациента вводятся электроды, обеспечивающие восприятие звуков благодаря электрической стимуляции слухового нерва. Однако кохлеарная имплантация - это не только хирургическая операция, а целая система мероприятий. Она включает

• предоперационное диагностическое обследование и отбор пациентов,

• хирургическую операцию,

• послеоперационную слухоречевую реабилитацию пациентов с КИ.

2.2. Устройство и принцип работы кохлеарного импланта

Современные модели КИ производства разных фирм при технических отличиях имеют сходную конструкцию. КИ состоит из 2-х основных частей - имплантируемой и наружной (Рис.1). Имплантируемая часть содержит приемник, цепочку активных электродов и референтный электрод. Она является самостоятельной и полностью автономной, т.к. не имеет никаких внешних выводов, не содержит элементов питания и каких-либо других деталей, требующих замены.

А Б В

Рис. 1. Устройство кохлеарного импланта на примере системы "ТЕМРО+" (фирма MED-EL, Австрия).

Примечание: А - внешняя часть системы КИ, Б - внутренняя (имплантируемая) часть, В - схема расположения КИ на голове пациента.

Наружная часть КИ включает микрофон и речевой процессор, размещаемые в корпусе заушного (в старых моделях - карманного) слухового аппарата, а также радиопередатчик. Радиопередатчик носится за ухом под волосами. Он притягивается к имплантированной части через кожу с помощью магнита. Речевой процессор является главной и самой сложной наружной частью КИ. Он представляет собой малогабаритный специализированный компьютер. На наружных частях КИ есть регуляторы, которые позволяют регулировать громкость звуков, выбрать программу их обработки и др. Там также имеются специальные индикаторы, контролирующие его работу, в том числе индикатор разрядки батарей (обычно световой и звуковой). Кроме того, к нему можно подключить разные внешние устройства - телевизор, телефон и др.

Для работы КИ нуждается в электрическом питании. Источником питания КИ служат перезаряжаемые аккумуляторы или одноразовые батареи. Карманные модели КИ снабжены аккумуляторами. Миниатюрные модели КИ в виде заушины используют одноразовые батареи. Модель КИ Теmро+ (фирма MED-EL, Австрия) может использовать одноразовые батареи и аккумуляторы, которые располагаются в выносном блоке. Питания одноразовых батарей обычно хватает на несколько дней работы КИ, и поэтому их использование требует значительных финансовых затрат. Поэтому многие пациенты, имеющие модель КИ в виде заушины, предпочитают использовать перезаряжаемые аккумуляторы, расположенные в выносном блоке. КИ имеют специальный (обычно световой и звуковой) индикатор разрядки батарей.

Внутренняя (имплантированная) часть КИ не требует замены по мере роста ребенка. Это определяется тем, что к моменту рождения ребенка внутреннее ухо у него сформировано и больше не растет, с ростом ребенка увеличиваются размеры только черепа и мозга. Во время операции цепочка электродов фиксируется, чтобы по мере роста головы ребенка положение электродов в улитке не менялось.

Современные модели КИ разработаны таким образом, что при создании новых более совершенных моделей КИ можно заменить внешнюю часть КИ на новую, не проводя повторную операцию. Сейчас у многих пациентов, имплантированных ранее, проводится замена карманного варианта процессора КИ на миниатюрную модель-заушину.

Модели КИ различных производителей отличаются числом электродов, стратегиями обработки речевых сигналов и рядом других технических деталей.

Количество электродов и стратегии обработки речевых сигналов являются основными характеристиками КИ, которые определяют разборчивость речи, воспринимаемой с помощью КИ. Количество электродов в разных моделях КИ составляет от 8 до 24. Каждый электрод передает информацию об определенном диапазоне частот звуковых сигналов. Как показали исследования, для передачи речевой информации, в принципе, достаточно 8 каналов. Более значительно влияет на разборчивость речи стратегия обработки ее процессором КИ. В настоящее время наилучшую разборчивость обеспечивают системы с быстрыми стратегиями обработки (СIS), которые передают информацию о тонкой временной структуре речи [9,17].

Фирмы-производители КИ постоянно совершенствуют КИ, улучшая их различные параметры - качество обработки речевой информации, ее помехоустойчивость, размеры и др. Созданы различные модификации электродов (укороченного, расщепленного), предназначенные для людей с частичной оссификацией или аномалией улитки, которым невозможно ввести электрод стандартной длины. Укороченный электрод используется также для имплантации людей с хорошими остатками слуха в низкочастотном диапазоне. При этом КИ передает информацию о высокочастотной части речи, а низкочастотную часть информации человек воспринимает с помощью слухового аппарата на этом же ухе. Как показали исследования, у человека при этом достигается значительно более высокая разборчивость и естественность звучания воспринимаемой речи.

Разрабатывается полностью имплантированная модель КИ. В настоящее время основная проблема создания такого КИ связана с отсутствием элементов питания, которые смогут обеспечивать его работу.

Для восстановления слуха у людей с поврежденными слуховыми нервами, которым не поможет кохлеарный имплант, создан стволомозговой имплант. Он имплантируется в кохлеарные ядра ствола мозга во время нейрохирургической операции. Такой имплант в мире используют несколько сотен человек.

Как работает кохлеарный имплант

1. Сначала звуки воспринимаются микрофоном

2. Затем сигнал от микрофона поступает к речевому процессору.

3. Речевой процессор преобразует звуки в закодированный сигнал, который состоит из быстрой последовательности электрических импульсов.

4. Закодированный сигнал передается по кабелю в радиопередатчик

5. Радиопередатчик передает закодированный сигнал в виде радиосигналов через кожу головы к приемнику под кожей.

6. Имплантированный приемник декодирует сигнал и посылает его в виде последовательности электрических сигналов на электроды в улитке.

7. И, наконец, слабые электрические сигналы, передаваемые электродами, стимулируют слуховой нерв. Различные части нерва стимулируются разными электродами в соответствии с частотой звука, получаемой микрофоном. В ответ слуховой нерв и передает нервные импульсы мозгу, который воспринимает их как звуки.

2.3. Отбор кандидатов на кохлеарную имплантацию