בדיקת לוקליזציה של מקור קול בחירשות חד צדדית לאחר התערבות בהולכת עצם

אנו מציגים פרוטוקול להערכת ההשפעה של התערבות בהולכת עצם על יכולת לוקליזציה של קול בחולים עם חירשות חד צדדית (SSD). ניתן ליישם פרוטוקול זה כדי להעריך את היעילות של מכשירי הולכת עצם בשחזור יכולות לוקליזציה של קול ושיפור איכות החיים הכוללת של אנשים עם SSD.

חירשות חד-צדדית (SSD), שבה יש ליקוי שמיעה חמור עד עמוק באוזן אחת ושמיעה תקינה באוזן השנייה, היא מצב שמיעתי שכיח המשפיע באופן משמעותי על איכות החיים של הנפגעים. היכולת למקם במדויק מקורות קול היא חיונית לפעילויות יומיומיות שונות, כולל תקשורת דיבור ומודעות סביבתית. בשנים האחרונות, התערבות בהולכת עצם התגלתה כפתרון מבטיח לחולים עם SSD, המציעה אלטרנטיבה לא פולשנית למכשירי שמיעה מסורתיים בהולכת אוויר. עם זאת, יעילותם של מכשירי הולכת עצם (BCD), במיוחד במונחים של שיפור יכולות לוקליזציה של קול, נותרה נושא בעל עניין רב.

כאן, אנו מציגים פרוטוקול להערכת ההשפעה של התערבות בהולכת עצם על יכולת לוקליזציה של קול בחולים עם SSD. הפרוטוקול כולל את מערך הניסוי (חדר מטופל בקול ומערך חצי עגול של רמקולים), גירויים ושיטות ניתוח נתונים. המשתתפים מציינים את הכיוון הנתפס של התפרצויות רעש, ותשובותיהם מנותחות באמצעות שגיאת שורש ממוצע ריבועי (RMSE) והטיה. התוצאות של בדיקת לוקליזציה קולית לפני ואחרי התערבות בהולכת עצם מדווחות ומושווים. למרות שלא היו הבדלים משמעותיים, לרוב המטופלים (71%) הייתה הטיית לוקליזציה ברורה לצד ההתערבות לאחר התערבות בהולכת עצם. המחקר מסכם כי התערבות בהולכת עצם יכולה לשפר באופן מיידי מיומנויות לוקליזציה מסוימות בחולים עם SSD, ומציעה ראיות התומכות ביעילות של BCD כטיפול ב-SSD.

לוקליזציה קולית, היכולת לאתר את המקור המדויק של גירויים שמיעתיים, היא מיומנות שמיעתית קריטית העומדת בבסיס שורה של פונקציות חיוניות בחיי היומיום, כולל תקשורת יעילה, ניווט בטוח בסביבות ויכולת להתמצא במרחב. כאשר אדם חווה חירשות חד-צדדית (SSD), יכולתה של מערכת השמיעה למקם צלילים נפגעת קשות. הסיבה לכך היא שהמוח שלנו בדרך כלל מסתמך על השוואה של מידע קולי שמתקבל על ידי שתי האוזניים כדי לחשב את המיקום של מקורות הקול בצורה מדויקת.

מערכת השמיעה האנושית משתמשת בטכניקות עיבוד אותות מתוחכמות כדי לאתר מקורות קול, תוך הסתמכות על הפרשי זמן בין-אוזניים (ITDs) והבדלי רמה בין-אוזניים (ILDs) כרמזים ראשוניים. ITDs מתייחסים לעיכוב הזמן הקל בין הגעת הצליל לכל אוזן, המספק מידע על האזימוט של מקור הקול. ILDs, לעומת זאת, מייצגים את ההבדל ברמות הקול בין שתי האוזניים. מערכת השמיעה משלבת את הרמזים הללו עם גורמים אחרים, כגון רמזים ספקטרליים ותנועות ראש, כדי ליצור ייצוג מרחבי מדויק של הסביבה השמיעתית ^1,2. רמזים דו-אוזניים אלה מעובדים ומשולבים כדי לאפשר לנו לקבוע את הכיוון שממנו מגיע הצליל. עם זאת, כאשר השמיעה באוזן אחת נפגעת, העיבוד הדו-צדדי הזה מופרע, מה שמוביל לקשיים באיתור צלילים.

מכשירי הולכת עצם (BCD) מציעים פתרון מבטיח לאנשים עם SSD ^3,4. מכשירים אלה פועלים על ידי העברת רעידות קול ישירות לשבלול דרך עצמות הגולגולת, ובכך עוקפים את האוזן החיצונית והתיכונה הפגועה. BCDs שימושיים במיוחד לאנשים עם ליקוי שמיעה הולכתי או מעורב, כמו גם לאנשים עם SSD. היתרונות של טכנולוגיית הולכת עצם לחולי SSD תועדו במחקרים קודמים. לדוגמה, מחקר של Chandrasekar et al. הראה שמכשירי הולכת עצם שיפרו משמעותית את זיהוי הדיבור ברעש עבור אנשים עם SSD³. באופן דומה, סקירת מטא-אנליזה של Huang et al. הדגישה את ההשפעות החיוביות של BCD על תפיסת הדיבור ואיכות החיים^{של חולים} אלה.

למרות עדויות אלה, ההשפעה הספציפית של התערבות בהולכת עצם על יכולות לוקליזציה של קול בחולי SSD אינה מובנת כל כך. לדוגמה, Agterberg et al. דיווחו כי ביצועי לוקליזציית הקול של חולים עם חירשות חד-צדדית אינם משתפרים בעת האזנה עם מכשיר הולכת עצם⁵. כמה סקירות שיטתיות, כמו זו של קים ועמיתיו, דיווחו כי שישה מחקרים קודמים עם 139 מקרים עם מכשירי שמיעה מעוגנים בעצם (BAHA) הראו שאחוז הזיהוי הנכון של לוקליזציה של צליל היה בין 13% ל-65.8% לפני השתלת BAHA ובין 15% ל-68.5% לאחר ההשתלה, אך ללא מובהקות סטטיסטית⁶. מכיוון שמחקרים אלה השתמשו באחוז דיוק הלוקליזציה של מקור הקול כאשר הניקוד דרש זיהוי מדויק של הרמקול הפולט מתוך מספר רמקולים, אנו מאמינים שרמת הקושי גבוהה יחסית. לעומת זאת, שיטת ההערכה שלנו מעריכה את השגיאה הזוויתית של לוקליזציה של מקור קול ומשתמשת בריבוע הממוצע של השורש לניקוד. לכן, אנו רואים את השיטה שלנו כמתאימה יותר לדרישות של בדיקות אקוטיות.

כדי להתמודד עם פער זה בספרות, המחקר הנוכחי נועד להעריך את היעילות של BCD בשחזור יכולות לוקליזציה קוליות בחולים עם SSD. אנו משתמשים בתצורת הרמקולים המתוארת על ידי van de Heyning et ^al.7. פיתחנו פרוטוקול לבדיקת לוקליזציה של סאונד הכולל הערכות לפני ואחרי התערבות. המשתתפים ייבדקו הן בתנאים בסיוע (באמצעות BCD) והן בתנאים ללא סיוע כדי להשוות את ביצועי הלוקליזציה שלהם. על ידי בחינת השינויים ביכולות לוקליזציה של קול לפני ואחרי יישום התערבות בהולכת עצם, מחקר זה יספק תובנות חשובות לגבי היתרונות הפוטנציאליים של BCD עבור חולי SSD. הממצאים יכולים לתרום להבנה טובה יותר של האופן שבו ניתן לבצע אופטימיזציה של מכשירים אלה כדי לשפר את המודעות המרחבית והתפקוד השמיעתי באופן רחב יותר, ובכך לשפר את איכות החיים הכוללת של אנשים עם SSD.

במחקר זה, המשתתפים היו 14 ילדים עם SSD מולד, מצוידים במכשירי שמיעה בהולכת עצם. קריטריוני ההכללה של המשתתפים היו אבחנה מאושרת של SSD. המשתתפים גויסו ממרפאת אודיולוגית מיוחדת וקיבלו מידע על מטרת המחקר, הנהלים והסיכונים והיתרונות הפוטנציאליים. הסכמה מדעת התקבלה מההורים או האפוטרופוסים החוקיים של המשתתפים לפני הרשמתם למחקר.

1. התקנה

הערה: סעיף זה מתאר את ההליך לביצוע ניסוי לוקליזציה של צליל באמצעות כלי התוכנה המוזכר. הניסוי נועד להעריך את יכולתם של המשתתפים למקם מקור קול בתוך מערך שדה חופשי. בדיקות לוקליזציה נערכו בחדר מטופל בקול עם שבעה רמקולים (ראה איור 2 ב-Van de Heyning et al.)⁷ מפוזר באופן שווה לאורך חצי עיגול בין אזימוט -90° (שמאל) ל-90° (ימין). תצורת הרמקולים נבחרת בגלל שיקולים מעשיים. החומרים הדרושים לניסוי זה כלולים בטבלת החומרים.

1. ודא שמחשב Windows עם מנהל התקן שמע תואם וכרטיס קול רב-ערוצי זמין.
2. חבר רמקולים המופעלים באופן פעיל לכרטיס הקול באמצעות כבלים מאוזנים.
3. הגדר את חומרת השמע בהתאם להוראות היצרן, הבטח השמעה ללא תקלות והפרדת ערוצים מספקת.
4. מקם את הרמקולים במערך מעגלי בהתאם להנחיות⁶. הנח את הנושא במרכז חצי העיגול, מול הרמקול הקדמי. השתמש בתוכנה כדי להגדיר את הרמקולים בסידור חצי העיגול הרצוי עם זווית של 30° בין כל רמקול סמוך (ראה איור 1). ודא שמרכז החלק פולט הקול של הרמקולים נמצא ברמה של מישור היפותטי העובר דרך תעלות האוזן של הנבדק על ידי התאמת גובה הכיסא בהתאם לגובה וגודל הנבדק.

2. כיול

1. בחר את מנהל התקן השמע המתאים בתוכנה.
2. בחר את כרטיס הקול התואם ל-ASIO מרשימת המכשירים הזמינים.
3. סקור והגדר את הפרמטרים הדרושים בתפריט ההגדרות, כולל:
   1. ShowResults: בחר/י מתי להציג את התוצאות במהלך הניסוי (בשידור חי, סופי, שקט או סגור).
   2. DummyLSwarning: הפעל או השבת את הודעת האזהרה המציינת את נוכחותם של רמקולי דמה.
   3. trainingMode: הפעל או השבת את מצב האימון, שבו רמקול היעד מודגש עד למתן תגובה.
   4. includeTrainingModeResults: בחר אם לכלול את תוצאות מצב האימון בטבלאות הסיכום ובאיורים.
   5. includeDemoModeResults: בחר אם לכלול תוצאות מצב הדגמה בטבלאות הסיכום ובאיורים.
   6. quickMode: הפעל או השבת מצב מהיר, שמפחית את רמות המצגת ואת מספר המצגות לכל דובר.
   7. מפת צבעים: בחר את מפות הצבעים עבור מערך הנתונים ותרשימי מטריצת הבלבול.
   8. nLS: ציין את המספר הכולל של רמקולים הניתנים ללחיצה (אמיתי ודמה).
      הערה: רמקולי דמה פירושם שלא ייפלט צליל מהרמקול במהלך כל תהליך לוקליזציה של מקור הקול. לרמקולים אמיתיים יש צלילים.
   9. nRep: ציין את מספר החזרות לכל דובר.
   10. LSCircleStart / End: ציין את טווח הזווית של ההגדרה המעגלית.
   11. colormapDataSet: בחר את מפת הצבעים עבור תרשים סל הנתונים.
   12. colormapConfusion: בחר את מפת הצבעים עבור תרשים מטריצת הבלבול.
4. עיין בהוראות הכיול המסופקות בתוכנה כדי לכייל את המערכת באמצעות אות רעש CCITT ומד SPL עם הגדרת שקלול A.
   1. סקור את הגדרות מנהל ההתקן של התקן הקול.
   2. התחל את הליך הכיול על ידי לחיצה על תוספות | כיול.
   3. ודא שהרמקול למיפוי פלט ערוצי כרטיסי קול. הקצה רמקולי דמה לתגובה בלבד לערוץ 0.
   4. לחץ על כפתור רמקול כדי להשמיע את רעש הכיול של 10 se ברמקול זה.
   5. מדוד את רמת לחץ הקול כאשר קצה מד ה-SPL במיקום הראש הווירטואלי של הנבדק מצביע לעבר הרמקול הפעיל. עיין במדריך של מד ה-SPL לגבי מיקום המדידה הנכון. הגדר את מד רמת הקול כדי למדוד את רמת הצליל המקבילה המשוקללת A LAeq (זמן אינטגרציה איטי).
   6. כוונן את רווחי הרמקול/המערכת כדי להשיג רמת רעש של כ-70 dBA (LAeq 67-75) dB מותר). הזן את רמת הרעש של LAeq שנמדדה בפועל בשדה הכיול המתאים.
   7. חזור על שלבים 2.4.3-2.4.6 עבור כל אחד מהרמקולים הנותרים.
   8. השלם את הכיול על ידי לחיצה על סיום.
5. לחץ על לחצן אימות הכיול כדי לאמת את ההגדרה. בשלב זה, הרמקולים ייצגו את גירוי האותות (1,2) עבור המפעיל להעריך SPL בהשוואה לתוצאות הכיול.

3. ניסוי

1. ציין מטא נתונים: הזינו את פרטי המשתתף, כולל מזהה נושא, סוג מכשיר שמיעה והערות אופציונליות.
2. הגדר את כל רמקולי הדמה לתגובה בלבד על-ידי הקצאתם לערוץ 0 במהלך הכיול. תיבה צהובה בחלק העליון תציין את נוכחותם של רמקולי דמה. אם פרמטר ההתקנה DummyLSwarning נכון, טקסט בתוך התיבה יציג את מספר רמקולי הדמה.
3. בחר את תיקיית המחקר שבה יישמרו התוצאות.
4. לחץ על כפתור התחל כדי להתחיל את הניסוי.
   1. למשתתף יוצגו גירויים שמיעתיים ויתבקש להגיב על ידי בחירת מיקום מקור הקול הנתפס. בקשו מילדים המסוגלים לזהות מספרים לדווח מילולית על מספר הרמקול המתאים, ובקשו מאלה שאין להם יכולת זו להצביע ישירות על הרמקול שהם מאמינים שמפיק את הצליל.
   2. תן לתוכנה להציג באופן אקראי שני גירויי רעש בצורת ספקטרלית עם משך של 1 שניות, כולל זמני עלייה וירידה של 20 אלפיות השנייה. הגירויים יוצגו ברצף באחת משלוש רמות שנבחרו באופן אקראי: 60 dB HL, 65 dB HL ו-70 dB. הל. מספר המצגות הוא שש לכל דובר (שני גירויים בשלוש רמות).
      הערה: השימוש בשני סוגים של רעש נועד לבלבל רמזים ספקטרליים מונואורליים ולמנוע הערכת יתר של ביצועי לוקליזציה.
5. צפו בתוצאות בזמן אמת (מצב חי) או לאחר השלמת הניסוי (מצב סופי). התוצאות כוללות את מטריצת הבלבול, ריבוע השורש הממוצע (RMS), BIAS וסטיית התקן (STD) של השגיאה הזוויתית.
   הערה: ערכים חיוביים מצביעים על הטיה ימינה, בעוד שערכים שליליים מצביעים על הטיה שמאלה. ככל שהערך חורג מ-0, כך ההטיה הרוחבית בולטת יותר, מה שמעיד על יכולת לוקליזציה ירודה יותר.

4. ניתוח נתונים

1. טען ונתח תוצאות שנשמרו בעבר באמצעות הפונקציה Load & Analyze . בחר מתפריט | קובץ | טען ונתח כדי לטעון את קובץ ה-MAT של מדידה ישנה. נתון התוצאה יוצג עם מטריצת הבלבול באיור נפרד.
2. צור טבלאות סיכום ואיורים עבור כל התוצאות הבודדות בתיקיית המחקר על ידי לחיצה על קובץ | צור סיכום.
   הערה: הפונקציה סורקת את כל קבצי Excel ו-MATLAB החוקיים התואמים לתבנית LOC*.xlsx ו-LOC*.mat בתיקיית המחקר ובכל תיקיות המשנה.
3. הצג באופן חזותי את מערך הנתונים על-ידי התוויית מספר המדידות עבור כל משתתף על פני תג הביקור הקליני ומספר הביקור הקליני.
4. ייצא את הנתונים המסוכמים כגיליונות אלקטרוניים, כולל נתונים גולמיים וסטטיסטיקות מחושבות. גיליונות הפלט האלקטרוניים נקראים Summary_of_all_LOC_measurements.xlsx ו- Summary_of_all_LOC_measurements_RAW.xlsx
5. ייצא תרשימי פיזור ותרשימי קופסה עבור RMS, BIAS ו-STD של שגיאות זוויתיות, מקובצות לפי תג ביקור קליני ומספר ביקור קליני. תרשימי פיזור מציגים את כל ה-RMS, BIS ו-STD של שגיאות זוויתיות לאורך זמן. מזהי הנבדקים מקודדים בצבע, ותגי הביקור הקליני מקודדים על ידי סמלי סמן כפי שמוצג במקרא.
6. בצע ניתוח אצווה וייצא מטריצות בלבול כתמונות PNG עבור כל קבצי MAT בתיקיית המחקר.

5. איפוס להגדרות היצרן

1. השתמש בפונקציית איפוס להגדרות היצרן כדי לאפס את התוכנה להגדרות ברירת המחדל שלה.

במחקר זה, המשתתפים היו 14 ילדים עם SSD, מצוידים במכשירי שמיעה בהולכת עצם. טווח הגילאים של המשתתפים (9 בנים, 5 בנות) היה בין 5 ל-12 שנים, עם חציון של 7.78 שנים (ראה טבלה 1). ללא מכשיר הולכת עצם בצד ימין באיור 2, התוצאה של ילד זה עם חירשות צד שמאל הראתה הטיה ברורה ...

ילדים מגיל 5 ומעלה עם ליקוי שמיעה יכולים לבצע בהצלחה בדיקה זו. עבור אלה עם SSD, היישום החריף של מכשירי שמיעה בהולכת עצם במהלך בדיקת מיקום מקור קול הראה רמת שיפור בהטיה, אם כי שיפור זה לא השיג מובהקות סטטיסטית במונחים של הפחתת RMSE STDE. השיפור יכול להיות גם אפקט למידה.

למחברים אין ניגודי אינטרסים להצהיר עליהם.

ללא