Kemik İletimli Müdahale Sonrası Tek Taraflı İşitme Engellilikte Ses Kaynağı Lokalizasyon Testi

Özet

Tek taraflı işitme kaybı (SSD) olan hastalarda kemik iletim müdahalesinin ses lokalizasyonu yeteneği üzerindeki etkisini değerlendirmek için bir protokol sunuyoruz. Bu protokol, kemik iletim cihazlarının sağlam lokalizasyon yeteneklerini geri kazandırmadaki ve SSD'li bireyler için genel yaşam kalitesini iyileştirmedeki etkinliğini değerlendirmek için uygulanabilir.

Özet

Bir kulakta ileri ila çok ileri derecede işitme kaybı ve diğerinde normal işitme kaybının olduğu tek taraflı işitme kaybı (SSD), etkilenenlerin yaşam kalitesini önemli ölçüde etkileyen yaygın bir işitsel durumdur. Ses kaynaklarını doğru bir şekilde lokalize etme yeteneği, konuşma iletişimi ve çevre bilinci dahil olmak üzere çeşitli günlük aktiviteler için çok önemlidir. Son yıllarda, kemik iletimli müdahale, SSD'li hastalar için umut verici bir çözüm olarak ortaya çıkmıştır ve geleneksel hava iletimli işitme cihazlarına non-invaziv bir alternatif sunmaktadır. Bununla birlikte, kemik iletim cihazlarının (BCD'ler), özellikle ses lokalizasyon yeteneklerinin geliştirilmesi açısından etkinliği, önemli bir ilgi konusu olmaya devam etmektedir.

Burada, SSD'li hastalarda kemik iletim müdahalesinin ses lokalizasyonu yeteneği üzerindeki etkisini değerlendirmek için bir protokol sunuyoruz. Protokol, deney kurulumunu (ses ile tedavi edilmiş bir oda ve yarım daire biçimli bir hoparlör dizisi), uyaranları ve veri analizi yöntemlerini içerir. Katılımcılar, gürültü patlamalarının algılanan yönünü belirtir ve yanıtları, ortalama karekök hatası (RMSE) ve yanlılık kullanılarak analiz edilir. Kemik iletim müdahalesi öncesi ve sonrası ses lokalizasyon testinin sonuçları raporlanır ve karşılaştırılır. Anlamlı bir fark olmamasına rağmen, çoğu hastada (%71) kemik iletimi girişiminden sonra girişim tarafına doğru belirgin bir lokalizasyon yanlılığı vardı. Çalışma, kemik iletim müdahalesinin SSD'li hastalarda belirli ses lokalizasyon becerilerini derhal geliştirebileceği ve SSD için bir tedavi olarak BCD'lerin etkinliğini destekleyen kanıtlar sunduğu sonucuna varmıştır.

Giriş

İşitsel uyaranların kesin kökenini belirleme kapasitesi olan ses lokalizasyonu, etkili iletişim, ortamlarda güvenli gezinme ve uzayda kendini yönlendirme yeteneği dahil olmak üzere günlük yaşamda bir dizi temel işlevin temelini oluşturan kritik bir işitsel beceridir. Bir kişi Tek taraflı işitme kaybı (SSD) yaşadığında, işitsel sistemin sesleri lokalize etme yeteneği ciddi şekilde tehlikeye girer. Bunun nedeni, beynimizin tipik olarak ses kaynaklarının konumunu doğru bir şekilde hesaplamak için her iki kulak tarafından alınan ses bilgilerinin karşılaştırılmasına dayanmasıdır.

İnsan işitsel sistemi, birincil ipuçları olarak işitsel zaman farklılıklarına (ITD'ler) ve işitsel seviye farklılıklarına (ILD'ler) dayanarak ses kaynaklarını lokalize etmek için gelişmiş sinyal işleme teknikleri kullanır. ITD'ler, sesin her bir kulağa gelmesi arasındaki hafif zaman gecikmesini ifade eder ve bu da ses kaynağının azimutu hakkında bilgi sağlar. ILD'ler ise iki kulak arasındaki ses seviyelerindeki farkı temsil eder. İşitsel sistem, işitsel ortamın^kesin bir uzamsal temsilini oluşturmak için bu ipuçlarını spektral ipuçları ve kafa hareketleri gibi diğer faktörlerle bütünleştirir ^1,2. Bu binaural ipuçları, bir sesin geldiği yönü belirlememize izin vermek için işlenir ve entegre edilir. Bununla birlikte, tek kulakta işitme bozulduğunda, bu iki taraflı işlem bozulur ve seslerin lokalizasyonunda zorluklara yol açar.

Kemik iletim cihazları (BCD'ler), SSD ^3,4'ü olan bireyler için umut verici bir çözüm sunar. Bu cihazlar, ses titreşimlerini kafatasının kemikleri aracılığıyla doğrudan kokleaya ileterek çalışır ve böylece hasarlı dış ve orta kulağı atlatabilir. BCD'ler özellikle iletim tipi veya mikst tip işitme kaybı olanların yanı sıra SSD'li kişiler için de faydalıdır. SSD hastaları için kemik iletim teknolojisinin faydaları önceki araştırmalarda belgelenmiştir. Örneğin, Chandrasekar ve arkadaşları tarafından yapılan bir araştırma, kemik iletim cihazlarının SSD^3'lü bireyler için gürültüde konuşma tanımayı önemli ölçüde iyileştirdiğini göstermiştir. Benzer şekilde, Huang ve ark. tarafından yapılan bir meta-analiz incelemesi, BCD'lerin bu hastalar için konuşma algısı ve yaşam kalitesi üzerindeki olumlu etkilerini vurgulamıştır⁴.

Bu kanıtlara rağmen, SSD hastalarında kemik iletim müdahalesinin sağlam lokalizasyon yetenekleri üzerindeki spesifik etkisi iyi anlaşılmamıştır. Örneğin, Agterberg ve ark. tek taraflı işitme kaybı olan hastaların ses lokalizasyon performansının, bir kemik iletim cihazı ile dinlerken iyileşmediğini bildirmiştir⁵. Kim ve arkadaşları tarafından yapılan gibi bazı sistematik derlemeler, Kemiğe Implante İşitme Cihazları (BAHA) olan 139 vaka ile yapılan önceki altı çalışmanın, doğru ses lokalizasyonu tanımlama yüzdesinin BAHA implantasyonundan önce %13 ile %65,8 arasında ve implantasyondan sonra %15 ile %68,5 arasında olduğunu gösterdiğini, ancak istatistiksel olarak anlamlı olmadığını bildirmiştir6. Bu çalışmalar, puanlamanın birden fazla hoparlörden yayan hoparlörü doğru bir şekilde tanımlamayı gerektirdiği durumlarda ses kaynağı yerelleştirme doğruluğunun yüzdesini kullandığından, zorluk seviyesinin nispeten yüksek olduğuna inanıyoruz. Buna karşılık, değerlendirme yöntemimiz ses kaynağı lokalizasyonunun açısal hatasını değerlendirir ve puanlama için ortalama karekök ortalamasını kullanır. Bu nedenle, yöntemimizin akut testlerin talepleri için daha uygun olduğunu düşünüyoruz.

Literatürdeki bu boşluğu gidermek için, bu çalışma SSD'li hastalarda sağlam lokalizasyon yeteneklerini geri kazanmada BCD'nin etkinliğini değerlendirmeyi amaçlamaktadır. Van de Heyning ve ^ark.7 tarafından açıklanan hoparlör konfigürasyonunu kullanıyoruz. Müdahale öncesi ve sonrası değerlendirmeleri içeren ses lokalizasyonunu test etmek için bir protokol geliştirdik. Katılımcılar, yerelleştirme performanslarını karşılaştırmak için hem yardımlı (BCD kullanılarak) hem de yardımsız koşullarda test edilecektir. Kemik iletim müdahalesinin uygulanmasından önce ve sonra sağlam lokalizasyon yeteneklerindeki değişiklikleri inceleyen bu çalışma, SSD hastaları için BCD'lerin potansiyel faydaları hakkında değerli bilgiler sağlayacaktır. Bulgular, bu cihazların mekansal farkındalığı ve işitsel işlevi daha geniş bir şekilde geliştirmek için nasıl optimize edilebileceğinin daha iyi anlaşılmasına katkıda bulunabilir ve böylece SSD'li bireyler için genel yaşam kalitesini artırabilir.

Protokol

Bu çalışmada katılımcılar, kemik iletimli işitme cihazları ile donatılmış, konjenital SSD'li 14 çocuktu. Katılımcılar için dahil edilme kriterleri, doğrulanmış bir SSD tanısıydı. Katılımcılar özel bir odyoloji kliniğinden işe alındı ve çalışmanın amacı, prosedürleri ve potansiyel riskleri ve faydaları hakkında bilgilendirildi. Çalışmaya kaydolmadan önce katılımcıların ebeveynlerinden veya yasal vasilerinden bilgilendirilmiş onam alındı.

1. Kurulum

NOT: Bu bölüm, başvurulan yazılım aracını kullanarak bir ses yerelleştirme deneyi yürütme prosedürünü açıklar. Deney, katılımcıların serbest alan kurulumunda bir ses kaynağını lokalize etme yeteneklerini değerlendirmek için tasarlanmıştır. Lokalizasyon testi, yedi hoparlörlü ses tedavisi görmüş bir odada gerçekleştirilmiştir (bkz. Van de Heyning ve ark. Şekil 2).⁷ -90 ° (sol) ve 90 ° (sağ) azimut arasında bir yarım daire boyunca eşit olarak dağıtılmıştır. Hoparlör yapılandırması, pratik hususlar nedeniyle seçilmiştir. Bu deney için gerekli malzemeler Malzeme Tablosunda yer almaktadır.

1. Uyumlu bir ses sürücüsüne ve çok kanallı ses kartına sahip bir Windows PC'nin mevcut olduğundan emin olun.
2. Aktif olarak çalışan hoparlörleri dengeli kablolar kullanarak ses kartına bağlayın.
3. Ses donanımını üreticinin talimatlarına göre yapılandırarak hatasız oynatma ve yeterli kanal ayrımı sağlayın.
4. Hoparlörleri^{yönergeleri izleyerek} dairesel bir düzende konumlandırın 6. Konuyu, ön hoparlöre bakacak şekilde yarım dairenin ortasına yerleştirin. Hoparlörleri, her bitişik hoparlör arasında 30°'lik bir açıyla istenen yarım daire düzeninde yapılandırmak için yazılımı kullanın (bkz. Şekil 1). Sandalyenin yüksekliğini konunun yüksekliğine ve boyutuna göre ayarlayarak, hoparlörlerin ses yayan kısmının merkezinin, öznenin kulak kanallarından geçen varsayımsal bir düzlem seviyesinde olduğundan emin olun.

2. Kalibrasyon

1. Yazılımda uygun ses sürücüsünü seçin.
2. Kullanılabilir cihazlar listesinden ASIO uyumlu ses kartını seçin.
3. Aşağıdakiler de dahil olmak üzere kurulum menüsündeki gerekli parametreleri gözden geçirin ve yapılandırın:
   1. Sonuçları Göster: Deneme sırasında sonuçların ne zaman görüntüleneceğini seçin (canlı, son, sessiz veya kapalı).
   2. DummyLSwarning: Kukla hoparlörlerin varlığını gösteren uyarı mesajını etkinleştirin veya devre dışı bırakın.
   3. trainingMode: Bir yanıt verilene kadar hedef konuşmacının vurgulandığı eğitim modunu etkinleştirin veya devre dışı bırakın.
   4. includeTrainingModeResults: Özet tablolara ve şekillere eğitim modu sonuçlarının dahil edilip edilmeyeceğini seçin.
   5. includeDemoModeResults: Özet tablolara ve şekillere demo modu sonuçlarının dahil edilip edilmeyeceğini seçin.
   6. quickMode: Sunum düzeylerini ve konuşmacı başına sunum sayısını azaltan hızlı modu etkinleştirin veya devre dışı bırakın.
   7. renk haritası: Veri seti ve karışıklık matrisi çizimleri için renk haritalarını seçin.
   8. nLS: Tıklanabilir hoparlörlerin toplam sayısını belirtin (gerçek ve kukla).
      NOT: Kukla hoparlörler, tüm ses kaynağı yerelleştirme süreci boyunca hoparlörden ses çıkmayacağı anlamına gelir. Gerçek hoparlörlerin sesleri vardır.
   9. nRep: Konuşmacı başına tekrar sayısını belirtin.
   10. LSCircleStart / End: Dairesel kurulumun açı aralığını belirtin.
   11. colormapDataSet: Veri kümesi çizimi için renk haritasını seçin.
   12. colormapConfusion: Karışıklık matrisi çizimi için renk haritasını seçin.
4. Sistemi bir CCITT gürültü sinyali ve A ağırlıklandırma ayarlı bir SPL ölçer kullanarak kalibre etmek için yazılımda verilen kalibrasyon talimatlarına bakın.
   1. Ses aygıtının sürücü ayarlarını gözden geçirin.
   2. Ekstralar | seçeneğine tıklayarak kalibrasyon prosedürünü başlatın Kalibre edin.
   3. Hoparlörden ses kartlarına kanal çıkış eşlemesini doğrulayın. Kanal 0'a yalnızca yanıt veren kukla hoparlörler atayın.
   4. 10 se'lik kalibrasyon gürültüsünü o hoparlörde çalmak için bir hoparlör düğmesine tıklayın.
   5. SPL ölçerin ucu, test deneğinin sanal baş konumunda, aktif hoparlöre bakacak şekilde ses basıncı seviyesini ölçün. Doğru ölçüm konumu hakkında SPL ölçüm cihazının kılavuzuna bakın. A ağırlıklı eşdeğer ses seviyesi LAeq'i (Yavaş entegrasyon süresi) ölçmek için ses seviyesi ölçeri ayarlayın.
   6. Yaklaşık 70 dBA (LAeq 67-75) dB'ye izin verilir) bir gürültü seviyesi elde etmek için hoparlör/sistem kazançlarını ayarlayın. Gerçekte ölçülen LAeq gürültü seviyesini ilgili kalibrasyon alanına girin.
   7. Kalan hoparlörlerin her biri için 2.4.3-2.4.6 adımlarını tekrarlayın.
   8. Bitti'ye tıklayarak kalibrasyonu tamamlayın.
5. Kurulumu doğrulamak için kalibrasyon doğrulama düğmesine tıklayın. Bu adımda, hoparlörler, operatörün kalibrasyon sonuçlarına kıyasla SPL'yi değerlendirmesi için sinyallerin uyaranını (1,2) temsil edecektir.

3. Deney

1. Meta Verileri Belirtin: Konu Kimliği, işitme cihazı türü ve isteğe bağlı yorumlar dahil olmak üzere katılımcının bilgilerini girin.
2. Yalnızca yanıt veren kukla hoparlörleri, kalibrasyon sırasında kanal 0'a atayarak yapılandırın. Üstteki sarı kutu, kukla hoparlörlerin varlığını gösterecektir. DummyLSwarning kurulum parametresi doğruysa, kutunun içindeki bir metin kukla konuşmacıların sayısını gösterecektir.
3. Sonuçların kaydedileceği çalışma klasörünü seçin.
4. Denemeyi başlatmak için Başlat düğmesine tıklayın.
   1. Katılımcıya işitsel uyaranlar sunulacak ve algılanan ses kaynağı konumunu seçerek yanıt vermesi istenecektir. Sayıları sözlü olarak tanımlayabilen çocuklara, ilgili hoparlör numarasını bildirin ve bu yeteneğe sahip olmayanlardan, sesi ürettiğine inandıkları hoparlörü doğrudan işaret etmelerini isteyin.
   2. Yazılımın, 20 ms yükselme ve düşme süreleri de dahil olmak üzere 1 sn süreyle spektral olarak şekillendirilmiş iki gürültü uyaranını rastgele sunmasına izin verin. Uyaranlar, rastgele seçilen üç seviyeden birinde art arda sunulacaktır: 60 dB HL, 65 dB HL ve 70 dB. HL. Sunum sayısı konuşmacı başına altıdır (üç seviyede iki uyaran).
      NOT: İki tür gürültünün kullanılması, mono spektral ipuçlarını karıştırmayı ve lokalizasyon performansının fazla tahmin edilmesini önlemeyi amaçlar.
5. Sonuçları gerçek zamanlı olarak (canlı mod) veya deneme tamamlandıktan sonra (son mod) görüntüleyin. Sonuçlar, karışıklık matrisini, ortalama karekök (RMS), BIAS'ı ve açısal hatanın standart sapmasını (STD) içerir.
   NOT: Pozitif değerler sağa doğru bir eğilimi gösterirken, negatif değerler sola doğru bir eğilimi gösterir. Değer 0'dan ne kadar saparsa, yanal sapma o kadar belirgin olur ve bu da yerelleştirme yeteneğinin zayıf olduğunu gösterir.

4. Veri analizi

1. Load & Analyze (Yükle ve Analiz Et) işlevini kullanarak önceden kaydedilmiş sonuçları yükleyin ve analiz edin. Menüden Seç | Dosya | Eski bir ölçümün MAT dosyasını yüklemek için Yükle ve Analiz Et. Sonuç rakamı, karışıklık matrisi ile ayrı bir şekilde gösterilecektir.
2. Dosya | Özet oluşturun.
   NOT: İşlev, çalışma klasöründeki ve tüm alt klasörlerdeki LOC*.xlsx ve LOC*.mat deseniyle eşleşen tüm geçerli Excel ve MATLAB dosyalarını tarar.
3. Klinik ziyaret etiketi ve klinik ziyaret numarası üzerinden her katılımcı için ölçüm sayısını çizerek veri setini görselleştirin.
4. Özetlenmiş verileri, ham veriler ve hesaplanan istatistikler dahil olmak üzere elektronik tablolar olarak dışa aktarın. Çıktı elektronik tabloları Summary_of_all_LOC_measurements.xlsx ve Summary_of_all_LOC_measurements_RAW.xlsx olarak adlandırılır
5. RMS, BIAS ve STD açısal hataları için dağılım grafiklerini ve kutu grafiklerini, klinik ziyaret etiketine ve klinik ziyaret numarasına göre gruplandırılmış olarak dışa aktarın. Dağılım grafikleri, zaman içindeki açısal hataların tüm RMS, BIAS ve STD'sini gösterir. Denek kimlikleri renk kodludur ve klinik ziyaret etiketleri, göstergede gösterildiği gibi işaretleyici sembollerle kodlanmıştır.
6. Çalışma klasöründeki tüm MAT dosyaları için toplu analiz gerçekleştirin ve karışıklık matrislerini PNG görüntüleri olarak dışa aktarın.

5. Fabrika ayarlarına sıfırlama

1. Yazılımı varsayılan ayarlarına sıfırlamak için Fabrika Ayarlarına Sıfırlama işlevini kullanın.

Sonuçlar

Bu çalışmada katılımcılar, kemik iletimli işitme cihazları ile donatılmış SSD'li 14 çocuktu. Katılımcıların yaş aralığı (9 erkek, 5 kız) 5 ila 12 yaş arasında olup, ortanca 7.78 yıldır (bakınız Tablo 1). Şekil 2'de sağ tarafta kemik iletim cihazı olmadan, sol taraflı işitme kaybı olan bu çocuğun sonucu net bir sağa eğilim gösterdi (BIAS = 53.6 °) ve RMS = 95.5 °). Şekil 3'te

Tartışmalar

İşitme kaybı olan 5 yaş ve üstü çocuklar bu testi başarıyla yapabilirler. SSD'li olanlar için, ses kaynağı lokalizasyon testi sırasında kemik iletimli işitme cihazlarının akut uygulaması, yanlılıkta bir düzeyde iyileşme gösterdi, ancak bu geliştirme, RMSE STDE azalması açısından istatistiksel olarak anlamlılık sağlamadı. İyileştirme aynı zamanda bir öğrenme etkisi de olabilir.

Cihazın uzun süreli kullanımıyla, nöral ve...

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
2015a x32 or MATLAB R2018a runtime environment			1
Audio driver			1
Focusrite Scarlett 18i20 3rd Gen or other ASIO compatible multi-channel soundcard			1
Height ajustable Chair			1
LOC software tool for sound localization with a license			1
M-Audio BX5 D3 Loudspeaker			7
Microsoft EXCEL			1
Millenium BS-500 Monitor Stand			7
Pro snake 17620/10 Audio Cable 10m(Balanced TRS audiocable)			7
SPL meter			1
Tape			1
Windows PC			1