Д-р Кристиан Шмид, МВА, баща на дете с КИ, описва кои фактори са били съществени за него и съпругата му, когато са избирали КИ система за своята дъщеря.

“Какво каза лекарят? Какъв имплант препоръча? Какво имаше предвид, когато каза, че успореден и сериен е едно и също? Защо не отдели повече време да ни го обясни подробно?” Когато поставиха на дъщеря ни диагнозата загуба на слух, тръгнахме по трънливата пътека в джунглата от изцяло нова информация, като трябваше сами да намерим пътя.

Най-напред искам да кажа, че MED-EL ни убедиха в техните кохлеарни импланти. Те имат 24 двойни контакта на 12 различни надлъжни положения и отделен източник на захранване на всеки един от контактите. Тъй като източниците на захранване са независими, може да се обработва както серийно, така и паралелно кодиране. Надяваме се в бъдеще да се разработят още по-прецизни стратегии за стимулиране – при всички случаи имплантът на нашата дъщеря е подходящ и за двата системни подхода.

Какво означава сериен или паралелен?

Термините „сериен“ и „паралелен“ са познати от сферата на компютрите. Потокът на напрежението, което предава данни и информация, може да тече или серийно, един след друг посредством един контакт, или едновременно паралелно посредством няколко контакта. Вторият може да ускорява предаването на информация: повече информация за по-малко време. В контекста на кохлеарните импланти (накратко КИ) серийно и паралелно се отнасят и до потока на напрежението; по-точно, до начина, по който малките токови импулси стимулират нервните влакна във вътрешното ухо или кохлеята.

КИ системата се състои от имплант, който не се вижда, и от аудиопроцесор, който се носи отвън. Аудиопроцесорът може да се състои от един компонент във форма на плосък диск или да се носи зад ухото (behind-the-ear (BTE)), като прилича почти на обикновен слухов апарат. Процесорът улавя звукови вълни чрез микрофона, след това обработва цифрово тази аналогова информация и я предава към импланта посредством намотка. Имплантът подготвя сигналите за контактите на електрода, където те достигат като малки пулсации на електричество във вътрешното ухо.

В зависимост от производителя към електрода са прикачени между 16 и 24 електродни контакта, а „кабелът на електрода“ отива от импланта към кохлеята във вътрешното ухо. Обичайно електродът се поставя посредством т.нар. кръгъл прозорец в scala tympani, звуковия канал в кохлеята. До scala tympani се намира органът на Корти, същинския слухов орган. В здравото ухо той стимулира слуховия нерв. В КИ тези стимули са заменени с леки токови импулси от електрода на импланта. В конвенционалните КИ това се прави серийно, един импулс след друг, но при най-новите КИ технологии няколко импулса се изпращат паралелно.

Електродът: сравнение на различни производители

Според данните в брошурата австрийският производител на КИ MED-EL използва 24 електродни контакта, с два повече от австралийския производител Cochlear. Казано по-точно, имплантите на MED-EL имат 24 контакта на 12 различни позиции по протежение на електрода, който има приблизителна дължина от 31 милиметра. Те се наричат двойни контакти, всеки със свое собствено захранване. От друга страна, Cochlear има 22 контакта на различни позиции, но не всички се използват в рамките на една стимулационна сесия.

Чрез различни изпитвания е установено, че приблизително 12 контакта осигуряват оптимално разстояние между отделните точки на стимулация. Заради физиката всеки електрически импулс, независимо колко е малък, може да бъде обект на определено разпръскване. Произтичащото от това „токово поле“ не само стимулира в правилната точка на контакта, но и стимулира кохлеята по-широко. Затова наличие на повече от 12 електрода не може да доведе до значително подобрение.

Колко звука мога да чуя?

Когато е навит, звуковият канал, където се намира КИ електродът, е с дължина около 31 мм. Здравото вътрешно ухо има около 30 000 космести клетки в органа на Корти, които отговарят за генерирането на нервни импулси по време на слушане. При КИ налице са максимално 24 електрода понякога на площ под 31 милиметра. В сравнение с 30 000 това може да изглежда недостатъчно.

С 30 000 космести клетки здравото ухо може да отличава повече от хиляда височини на тона. С КИ над 100. Но според съответните маркетингови проспекти чуване „по-добре“ с КИ може да се постигне с т.нар. „виртуални контакти“, които се създават чрез серийна или паралелна технология.

Повече височини на тона чрез виртуални електроди

Експертите говорят за виртуален електрод, когато той не съществува физически като електроден контакт. Той се получава чрез наслагване на електрическите полета на два съседни контакта.

Например, нека разгледаме два съседни контакта А и Б: ако в точка А се доставя „електрическо напрежение“, нервните влакна (или ганглийни клетки) ще бъдат стимулирани в зоната на контакта и ще се чуе съответният тон. Ако вместо това се стимулира точка Б, ще се стимулира зоната около този контакт и ще се чуе съответният тон. Но ако активираме двата контакта едновременно, електрическото поле на двата контакта ще се застъпи. При същото разпределение между полетата максималното поле се оформя приблизително в центъра между два контакта. Относно невралната стимулация се формира т.нар. виртуален електрод. Ако даден контакт се стимулира повече от друг, тогава максимумът се измества в посока към този контакт. И отново, това създава нов виртуален електрод или нов тон.

Този принцип не може да бъде същият като при естествения слух. Въпреки това, ако комбинирате различни сили на импулса на реални канали по различен начин, може да получите няколко виртуални електрода между два контакта и да създадете нови чуваеми тонове.

Виртуални канали – серийни или паралелни

При паралелна стимулация напрежението се прилага едновременно на два съседни контакта. За действителна електрическа връзка трябва да е налице съответният голям брой източници на ток.

При серийна стимулация системата на виртуални електроди се постига чрез стимулиране на съседни контакти последователно – един след друг. След това тонът се стимулира чрез двоен импулс. В бърза последователност се появяват два импулса на съседни контакти, разделени от микросекунди.

Представете си този ефект като нещо подобно на старите филми или анимираните книги, когато окото ни възприема бързите последователни изображения като една движеща се картина.

Колко канала са ни необходими, за да чуваме?

Методът на последователната стимулация при КИ включва наслагване на полета в бърза последователност. Токът първо се прилага към контакт А, който след това отново се изключва. Веднага след това стимулацията се прилага към контакт Б. По този начин в средата на два физически съществуващи контакта се генерира максимално поле, което после създава виртуален електрод – с много малко забавяне във времето.

Обширни изследвания на възрастни потребители на КИ показват, че със серийната технология могат да се възприемат между 127 и 161 различни височини на тона. При паралелната технология броят височини зависи от броя на възможните двойки контакти и броя на нивата на височините на тока. Проучванията са установили до 460 височини: на практика може да се потвърди стойност до 250 височини в зависимост от стратегията на кодиране.

Ползи от паралелната стимулация и други критерии за вземане на решение

КИ системите с паралелна стимулация позволяват повече и симултанни „виртуални канали“. Те дават възможност и за кодиране, което използва паралелната система в нисък до среден честотен обхват и разчита на серийна система във високочестотния обхват. Това позволява да се имитира естественият слух. Паралелните източници на напрежение правят системата по-надеждна и по-сигурна. По мое мнение възможността за паралелна стимулация е най-важният признак, който отличава различните кохлеарни импланти.

Вторият важен фактор за моето решение беше естеството и дължината на електрода. Тази дължина също отговаря и на въпроса: „Защо някои потребители на КИ чуват гласове като Мики Маус, а други чуват относително ясно?“ Разбира се, решението може да се вземе и въз основа на други фактори, но те са в края на моята лична класация, например характеристики като Bluetooth свързаност или приложения за iPhone.

Както ние разбрахме, производителят Cochlear все още работи със серийна стимулация и има 22 контакта върху по-къс електрод само с едно електрическо захранване. MED-EL има 24 двойни контакта на 12 различни надлъжни позиции върху по-дълъг електрод, но предоставя отделно електрическо захранване за всеки от тези контакти. И това позволява също и паралелна стимулация.

И така, ние избрахме на първо място КИ на MED-EL, защото в момента това е единствената система с възможност за паралелна стимулация.