Zusammenhang zwischen Sprachverständnis und objektiven sowie subjektiven elektrophysiologischen, epidemiologischen und biologischen Parametern bei PatientInnen mit Cochlea-Implantat

Abstract

Einleitung Cochlea-Implantate sind heutzutage eine der wichtigsten Behandlungsmöglichkeiten bei hochgradig schwerhörigen und vollständig ertaubten Menschen. Durch elektrische Impulse, die über einen ins Innere des Innenohrs implantierten Elektrodenträger abgegeben werden, kann hierbei der Hörnerv stimuliert und so mit Hilfe geeigneter Prozessoren und akustischer Analyse ein sinnvolles neuronales Signal an den auditorischen Cortex weitergegeben werden, um einen Ersatz der physiologischen Funktion der Hörschnecke zu liefern. Die physiologischen Grundlagen des Hörprozesses mit Cochlea-Implantaten sind mittlerweile seit Jahrzenten bekannt und werden immer weiter erforscht. Dennoch ist bis heute nicht immer klar, weshalb bestimmte PatientInnen nach der Implantation ein besseres Sprachverständnis entwickeln als andere. Die multiplen Parameter der Sprachprozessoren bieten dabei ein schier endloses Feld an potenziell optimierbaren Faktoren. Das vorrangige Ziel dieser Arbeit war es, eine entsprechende Analyse durchzuführen und bestimmte, ausgewählte Parameter der Sprachprozessoren hinsichtlich ihrer Auswirkung auf das Sprachverständnis zu untersuchen. Desweiteren wurde eine Möglichkeit vorgestellt, bestimmte Parameter von verschiedenen Herstellern aneinander anzugleichen. Als zusätzliche Fragestellung wurde zur objektiven Hörschwellenbestimmung eine Hirnstammaudiometrie an Cochlea- Implantatträgern im Freifeld durchgeführt. Material und Methoden Zur Datenerhebung wurden in dieser Arbeit insgesamt 52 PatientInnen (33 männlich, 19 weiblich) mit insgesamt 65 Cochlea-Implantaten von 3 unterschiedlichen Herstellern untersucht. Dafür wurden die elektrischen Einstellungen der Sprachprozessoren erfasst sowie die Ergebnisse von in der klinischen Routine durchgeführten Sprachaudiometrien. Ebenso wurden die Kategorien Alter und Hörerfahrung der PatientInnen mit dem Implantat aufgenommen. Zum Abgleich wurden außerdem intraoperative elektrophysiologisch gewonnene Daten (electrically evoked compound action potential (ECAP)) ausgewertet. Bei insgesamt 24 PatientInnen dieses Kollektivs (18 männlich, 6weiblich) mit insgesamt 30 Implantaten wurde zusätzlich eine weitere Datenerhebung in Form eines Fragebogens sowie die Durchführung einer Hirnstammaudiometrie (brainstem evoked response audiometry (BERA)) im Freifeld durchgeführt. Die Aufnahme der BERA im Freifeld erfolgte im Voraus an insgesamt 5 NormprobandInnen (Hörgesunde, 1 männlich, 4 weiblich) zur Validierung und Aufnahme von Normwerten. Zur Einteilung der PatientInnen in zwei Performance- Gruppen wurde ein Grenzwert anhand des Freiburger Einsilber Sprachtests verwendet. Ergebnisse Zur Auswertung der aufgenommenen Sprachprozessordaten wurde eine herstellergetrennte Analyse sowie eine Analyse ohne Unterscheidung bezüglich des Herstellers des Implantats verwendet. Hierbei konnte gezeigt werden, dass ein signifikanter Unterschied zwischen den ECAP-Werten der Vergleichsgruppen bestand (p < 0,05). Weiterhin zeigte sich bei einem kleinen Teil der PatientInnen mit einem T-Wert (threshold-Wert, entspricht der Stärke der elektrischen Stimulation durch das Implantat an der Hörschwelle) von 0 CU ein deutlich schlechteres Ergebnis in den Sprachtests als bei PatientInnen mit normal angesetztem T-Wert, wobei aufgrund der Gruppengröße keine statistische Signifikanz erreicht wurde. Ein genereller Hinweis bezüglich der optimalen Höhe des T-Werts konnte nicht erarbeitet werden. Gleiches galt für den C-Wert (comfort-Wert, entspricht der Stärke der elektrischen Stimulation durch das Implantat einer subjektiv gerade noch angenehm lauten Lautstärke). Auch zeigte sich kein statistisch signifikanter Unterschied in Bezug auf Alter und Erfahrung der beiden Performancegruppen. Interessanterweise zeigte sich ein signifikanter Unterschied der Aufblähkurve (ABK, audiometrische Messung der subjektiven Hörschwelle) und der BERA-Hörschwelle vor allem der PatientInnen der schlechteren Performer (p < 0,05) beim Vergleich der einzelnen Implantathersteller untereinander. Ein Unterschied der Latenz der Welle V der BERA konnte dagegen nicht festgestellt werden. Diskussion Es zeigte sich ein Nachteil im Sprachverstehen bei PatientInnen mit deutlich zu niedrig eingestellten T-Werten. Weiterhin konnte mit Hilfe von 95%-Konfidenzintervallen gezeigt werden, dass für die Parameter der T-, C/M-Werte, Dynamic Range und ECAP-Werte vor allem extreme Ausreißer in beide Richtungen mit einem schlechten Outcome einhergehen. Ein tendenziell negativer Effekt eines höheren Implantationsalters konnte in der altersabhängigen Überprüfung nachgewiesen werden, der jedoch vor dem Hintergrund des schon in der Normalbevölkerung bestehenden schlechteren Sprachverständnisses im höheren Alter kritisch betrachtet werden sollte. Die Erfahrung mit Cochlea-Implantat stellte sich nicht als signifikanter Parameter heraus, wobei die Erfahrung beider Gruppen im Mittel deutlich über der von der Literatur beschriebenen Grenze von 12-24 Monaten bezüglich des Anstiegs der Lernkurve lag. Die unterschiedlichen Hörschwellen in der Gruppe der schlechten Performer zeigen eine Diskrepanz zwischen der Hörleistung in Bezug auf die Wahrnehmungsschwelle und dem Sprachverständnis. Eine Absenkung der BERA-Hörschwelle, beispielsweise durch weitere Optimierung der Elektrodenplatzierung und Geometrie, bietet sich als sinnvolles Ziel für die zukünftige Forschung an.

Introduction Cochlea implants are a state of the art treatment for severely hearing impaired or deaf people. The hearing nerve is stimulated by applying electrical impulses via an electrode array inserted into the inner ear. Using appropriate sound processors and soundwave analysis it is possible to transmit a realistic neuronal pattern to the auditory cortex. While cochlea implants are already known for decades and are well researched there still are several difficulties and uncertainties about the right set of the nearly infinite variety of parameters concerning the sound processors to achieve the best possible results in word recognition scores. The priority of this dissertation was to try and determine certain parameters in regard of their influence on speech recognition performance of patients. A method to compare the parameters of different implant producers was presented in an effort to increase comparability. In addition to that a brainstem evoked response audiometry on cochlea implant users was conducted to determine an objective hearing threshold. Material and methods 52 Patients (33 male, 19 female) with a total of 65 cochlea implants from three different producers were included in this study. To achieve this, electrical parameters of the processors from these patients were recorded as well as results from routinely conducted speech tests. Additionally, the categories of patients’ age and experience with cochlea implants were recorded. For further examination electrophysiological data gathered intraoperatively (electrically evoked compound action potential (ECAP)) were evaluated. Furthermore a total of 24 patients (18 male, 6 female) with a total of 30 implants were asked to fill out an additional survey and take part in a brainstem evoked response audiometry (BERA) in freefield. To validate the measurements and to gather standard values a BERA in freefield was done with a total of 5 normal hearing subjects (1 male, 4 female). In order to divide patients in two performance groups a limit value has been set using the Freiburg monosyllable word test. Results An analysis of the recorded data was done by separating the data into different groups concerning the implant’s producer as well as an analysis without taking the different producers into account. A significant difference could be shown between the ECAP groups of the different performance groups (p < 0,05). Additionally a worse result was seen in a small group of patients whose T-levels (threshold level, resembling the charge applied by the implant at the hearing threshold) were set to 0 CU compared to patients with T-levels set to normal values. However this difference could not be proven to be statistically significant mostly due to the small size of the group. It was not possible to set a general recommendation regarding the optimal setting of T-levels same as C-levels (comfort level, resembling the charge applied by the implant at a subjectively comfortable loudness level). Likewise there was no significant difference regarding patients’ age and experience between the two different performance groups. Interestingly there was a significant difference between the hearing thresholds measured via ABK (Aufblähkurve, audiometric measurement of the subjectiv hearing threshold) and BERA measurements (p < 0,05) especially within the group of worse performers. In contrast there was no significant difference between the latencies of wave V of the BERA measurement of the two performance groups. Discussion T-levels set to very low settings or to zero seemed to worsen the performance. By using 95 %- confidence intervals, explicitely extreme values for T-, C/M-levels, Dynamic Range and ECAPlevels could be shown to be associated with worse outcome. The age at implantation showed a negative effect on performance in tendency, though this effect has to be evaluated critically looking at the worse word recognition scores of elderly people within the population. The experience with cochlea implants has not proven to have a significant impact on the performance, though the experience of both groups exceeded the limit of 12-24 months described in literature, after which the learning curve is not increasing anymore. The different hearing thresholds within the bad performance group highlights a discrepancy between perceptional threshold and understanding of speech. Lowering the BERA threshold appears to be an important goal for future research, for example by optimizing procedures concerning electrode placement and geometry.