人工耳蜗调试理论与实践
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第一章 人工耳蜗调试概览

调试的英文原文是mapping,可以译为调机或编程。其本意是信号映射匹配的过程,即将耳蜗内电刺激所产生的心理响度和音调信号与大脑听中枢相应区域做出映射匹配,从而识别信号的过程。由于笔者认为将mapping译为调机过于口语化,而译为编程也未能完整表达英文原文的意义,故本书采用了调试这一专业术语,将通过调试获得的map译为程序。

听力师对植入者的声音处理器进行调试的目的是“订制”设备,以便为每位人工耳蜗植入者(cochlear implant recipient)提供舒适和适用的人工耳蜗电刺激。调试前,听力师应与植入者和/或其家人进行充分交流沟通,并阅读能反映植入者电极(electrode)所处耳蜗内部位的X线片或CT片,这点对于开机和有疑难情况的植入者调试非常重要。在调试过程中,听力师首先使用调试软件创建或读取植入体和声音处理器的类型、程序和与之相关的基本参数,如刺激率(stimulation rate)、刺激模式(stimulation mode)、最大值(maxima)和编码策略(coding strategy)等。创建或读取完成后,听力师进行植入体阻抗测试,观察各电极阻抗结果,并根据阻抗结果决定选用的刺激电极(stimulating electrode)。听力师采用上述基本程序参数,测得每个电极(电极对)的阈值(threshold)和最大可接受响度或舒适度量级即上限值(upper limit level)所需的刺激电流量(current level,CL)或电流单位(current unit,CU)。

人工耳蜗刺激阈值(cochlear implant stimulation threshold)被定义为最低的刺激电流量,听声微弱但能被植入者持续察觉到的听性感觉。上限值被定义为人工耳蜗刺激的最大电流量,听声响亮但不会令植入者感到不适。测量这两个值非常重要,它们共同决定了每个通道(channel)或电极(电极对)的电刺激的动态范围(dynamic range)。听力师通过调试软件设定个性化的阈值和上限值,结合言语编码策略、刺激模式和其他参数而创建程序,通过程序对声音信号进行数字编码,将信号振幅转换为每个通道动态范围内的电刺激量,并发送该信息到人工耳蜗植入体线圈(transmission coil),接收刺激器(receiver/stimulator)解码数字化信号并通过电极向植入者耳蜗内发送双相电刺激脉冲(pulse),电流刺激听觉神经末梢,产生神经冲动并沿听觉神经传导通路传到大脑听中枢,从而使植入者产生听觉,感知到了声音。人工耳蜗电刺激产生听力的过程与正常听力和放大(如助听器放大)听力的过程有较大差别,图1-0-1将人体的正常听力过程、助听器(hearing aid)放大听力(amplified hearing)和人工耳蜗电子听力(electrical hearing)三种听力过程编在一处以方便对比。

当将声音处理器连接到调试系统时,听力师通过由植入者头件(headset)上的麦克风输入的声音实施程序测试(即实景听声,go live)。伴随着测试,程序会自动保存在程序槽位中(也有调试软件将程序下载到缓冲区)。程序的详细信息存储在静态随机存取存储器(static random-access memory,SRAM)中,后者也称为处理器的非易失性内存。实景听声时,植入者可以通过程序收听声音,听力师可以根据植入者的反馈实时调整程序参数。完成测试后,听力师应将程序保存到调试软件的植入者端数据库中备份,并作为将来调试的参考。做好数据备份这一操作很重要,因为阈值和上限值可能会随着程序使用时长而变化,即刺激电流值会随着植入者通过人工耳蜗的聆听经验和/或植入体的物理特性改变而发生变化,特别是在开机后3个月内尤为明显。因此听力师通过调用保存的程序可以纵向比较不同程序间的参数,尤其是在植入者反映程序间的声音或言语质量存在差异时进行比较,会有助于设定最佳程序。一些重要的参数会影响每个通道的阈值和上限值,并会影响每个通道产生的音调。听力师要根据植入者的反馈修改相应的参数,本书将在以下各章节中对一些主要参数和具体技术信息进行阐述。

图1-0-1 正常听力与人工耳蜗电子听力、助听器放大听力的对比图

人工耳蜗调试分为开机和随访调试两种类型。

(1)开机调试(switch on):是听力师创建程序,植入者通过程序开始听声的过程。具体指人工耳蜗植入术后一段时间内(通常为术后2~4周),听力师将植入者体外和体内设备通过头件(隔头皮磁铁吸附)连接,检查植入体状态和设置、测试及保存程序并发出刺激,植入者开始听到声音的过程。

(2)随访调试(follow-up mapping)是优化植入者程序和解决听声问题的过程。具体是开机后特定的时间段,对植入体进行检测和程序调整,以及咨询、解决植入者的听声问题,并确保在调试后一段时期内使植入者达到最优化的聆听过程。