МОРФО-ФУНКЦИОНАЛНИ ХАРАКТЕРИСТИКИ НА СЪСТОЯНИЕТО НА СЛУХОВАТА СИСТЕМА В ОТОСКЛЕРОЗА УДК 616.284-004

Електронно научно списание
2016, №1. Том 2
«Парадигма»
www.paradigma.science
УДК 616.284-004
Ф.А. Сыроежкин
МОРФО-ФУНКЦИОНАЛНИ ХАРАКТЕРИСТИКИ НА
СЪСТОЯНИЕТО НА СЛУХОВАТА СИСТЕМА В
ОТОСКЛЕРОЗА
Резюме: 17 пациенти с отосклероза разгледани. Резултатите показват наличието на
основен компонент от загуба на слуха при пациенти с периферна причини загуба
на слуха.
Ключови думи: Сензорна лишаване, загуба, разликата маскиране ниво, вокселна
базирани морфометрията, отосклероза слуха.
Известно, что у пациентов с отосклерозом страдают механизмы
бинаурального
взаимодействия,
что
проявляется
нарушением
пространственного слуха, а также снижением помехоустойчивости
слуховой системы при локализации слухового образа [1, с. 312]. Одним из
методов исследования бинаурального взаимодействия является оценка
разности уровня маскировки (РУМ). Метод основан на феномене,
обнаруженном в слуховой системе [5, 210], когда пороги тональных
стимулов, предъявляемых на фоне бинаурально маскирующего шума,
снижаются на 10-15 дБ при смене фазы шума, подаваемого в одно из
исследуемых ушей. Таким образом, сигналы, изначально не
воспринимаемые из-за маскировки, вновь становятся слышимыми, что
дало другое название описанному методу – бинауральное освобождение
от маскировки. Подобная закономерность наблюдается также при смене
фазы предъявляемого тона при сохранении фазы подаваемого шума.
Величина РУМ зависит от частоты тестируемого тона, спектрального
уровня и ширины полосы маскирующего шума. Наибольшие показатели
РУМ наблюдаются на низких частотах (125-750 Гц) и при сужении полосы
шума, центрированной вокруг исследуемого тона. Описано также наличие
РУМ при исследовании речевых сигналов. Смена фазы шума, подаваемого
в пределах спектрального диапазона речевых частот, при исследовании
уровня восприятия речевых стимулов показало наличие РУМ, что дало
основание считать ее частным случаем разности бинаурального уровня
разборчивости речи [2, с. 306].
В последние годы для оценки состояния центральных отделов
слуховой
системы
стало
возможным
применять
методы
нейровизуализации, основанные на анализе МРТ-изображений, которые
позволяют прижизненно изучать структурные изменения в головном мозге
в норме и при различных состояниях, сопровождающихся нарушением
ISSN 2367-8658
85
Електронно научно списание
2016, №1. Том 2
«Парадигма»
www.paradigma.science
слуха. Широкое распространение в этой области исследований получил
такой метод как воксель-базированная морфометрия (ВБМ), которая
позволяет рассчитать структурные параметры (площадь поверхности,
толщину, объем) отдельных анатомических структур головного мозга на
основе повоксельного сопоставления мозга исследуемого человека с
шаблоном (образцом) [3, с. 68], [6, с. 89]. В качестве шаблона выступает
электронный атлас, который представляет массив электронных данных,
полученных при исследовании нескольких тысяч здоровых людей. В
последующем можно проводить расчет параметров каждой структуры в
отдельности.
Целью исследования явилось изучение состояния бинаурального
слуха по данным РУМ-теста, а также оценка морфометрических
показателей центральных отделов слуховой системы пациентов с
отосклерозом с помощью ВБМ.
Материал и методы. Обследовано 17 пациентов (8 мужчин и 9
женщин), страдающих отосклерозом и имеющих понижение слуха.
Средний возраст пациентов составил 42,4±11,3 года (от 18 до 58 лет). В
зависимости от длительности заболевания пациенты распределились
следующим образом: с длительностью заболевания до 1 года – 2 человека,
1-3 года – 4, 3-7 лет – 5 и более 7 лет – 6 человек. Средняя
продолжительность заболевания составляла 6,9 лет (от 1 года до 20 лет).
Оценивались состояние бинаурального слуха и особенности мозговой
архитектоники. Сравнение проводилось с группой контроля, которую
составили 20 здоровых человек сходной возрастной группы, не имеющих
нарушений слуха и ушных заболеваний в анамнезе.
Исследование РУМ проводилось при бинауральном предъявлении
чистого тона на частоте 500 Гц на фоне маскирующего шума, центральная
частота которого соответствовала частоте исследуемого тона, а ширина
полосы составляла 100 Гц. Продолжительность тонального стимула была
400 мс, время нарастания/угасания сигнала – 50 мс, шаг уровня
интенсивности при обнаружении порога варьировал от 1 до 5 дБ.
Маскирующий шум, подаваемый в каждое ухо, был одинаковой
интенсивности и подавался на фиксированном уровне над порогом
восприятия (40 Дб). Для этого порог восприятия шума определяли при
предъявлении в тишине для каждой из исследуемой частот узкополосного
(ширина полосы 100 Гц), центрированной вокруг этой частоты. РУМ
считалась как разница между порогами восприятия тонов при смене их
фазы на фоне маскирующего шума, фаза которого не менялась. РУМ
оценивали на 2 уровнях интенсивности маскирующего шума, что
предполагало максимальное исключение влияния асимметрии слуха и
фактора кондуктивной тугоухости.
86
ISSN 2367-8658
Електронно научно списание
2016, №1. Том 2
«Парадигма»
www.paradigma.science
Нейровизуализацию выполняли на магнитно-резонансном томографе
фирмы «Siemens» «Magnetom Symphony» c индукцией магнитного поля
1,5 Тл и использованием протоколов: Т1-GRE (Т1-градиентное эхо). Всем
больным выполнялась традиционная МРТ с получением Т1- и Т2взвешенных изображений. Постпроцессинговая обработка данных для
пациентов и группы контроля проводилась с помощью приложения
«Freesurfer» («MGH», USA), после чего вычислялись морфометрические
характеристики 256 структур головного мозга в соответствии с атласом
парцеляции C. Distriex (2010) [4, с. 5]. Из всех морфометрических данных
использовались показатели объема и толщины коры. В последующем
проводилось межгрупповое сравнение всех полученных показателей для
каждой структуры и тракта в отдельности с выделением зон, в которых
обнаружено отличие с группой контроля. Поскольку распределение
значений исследуемых признаков в группе пациентов не всегда
соответствовало закону нормального распределения, был использован Uтест с применением критерия Манна – Уитни. Далее проводился
корреляционный анализ с помощью коэффициента Спирмена в
интересующих зона для определения взаимосвязи морфометрических
показателей пациентов с возрастом, продолжительностью заболевания,
степенью и видом тугоухости.
Результаты. В табл. 1 приведены пороговые значения восприятия
тона 500 Гц и динамика РУМ при 2 вариантах предъявления
маскирующего шума у лиц обеих групп на различных этапах
исследования.
Таблица 1. Показатели восприятия тона 500 Гц при исследовании
РУМ у обследуемых групп
Параметры сигналов
ВП0
ВП1
N0S0
N
N0Sπ
РУМ
Группа контроля
9,9
±0,9
10,8
±0,8
74,6
±1,9
57,8
±1,9
16,0
±1,5
Пациенты
20,8
±2,8
50,8
±7,1
77,2
±1,9
69,0
±2,6
8,5
7,5-9,4
Обозначения. ВП0 – порог восприятия тона по воздуху лучше
слышащего уха, ВП1 – порог восприятия тона по воздуху хуже слышащего
уха, N1, N2, N0S0 и N0Sπ – условия исследования порога восприятия тона,
где N – уровень маскирующего шума, подаваемого на 40 дБ выше его
порога слышимости, N0 – маскирующий сигнал, подаваемый бинаурально
в фазе, S0 – тестируемый тон, подаваемый бинаурально в фазе, Sπ –
тестируемый тон, подаваемый бинаурально в противофазе. Показатели
РУМ приведены в формате среднего с указанием 95% доверительного
ISSN 2367-8658
87
Електронно научно списание
2016, №1. Том 2
«Парадигма»
www.paradigma.science
интервала для него, все остальные показатели ¬ с приведением среднего и
стандартного отклонения.
Уровень тонального слуха у лиц исследуемой группы на хуже
слышащее ухо составил 50,8±7,1 дБ. Исследование РУМ показало, что у
13 (76%) пациентов ее показатели были снижены, что свидетельствует о
нарушении бинаурального взаимодействия у лиц исследуемой группы.
При проведении сравнительного анализа объемных показателей
основных структур и толщины коры головного мозга у пациентов
выявлены признаки структурной трансформации в центральных отделах
слуховой системы. Основные изменения касаются увеличения объема
вещества мозга и толщины коры в зонах первичных и вторичных полей
слуховой системы правого полушария (верхняя височная извилина), а
также расширение этой борозды. Выявленные отличия от здоровых людей
без нарушений слуха могут быть результатом сенсорной депривации,
связанной с тугоухостью.
Таким образом, длительные слуховые нарушения у пациентов с
отосклерозом могут причиной функциональных и структурных изменений
в центральных отделах слуховой системы. Изучение отдаленных
результатов хирургического лечения, возможно, позволит выявить
наличие структурной реорганизации после восстановления слуха.
Сравнение данных тональной и речевой аудиометрии с учетом
выявленных изменений в слуховой системе при нейровизуализации, таким
образом, внесет ясность в проблему восстановления слуха у пациентов со
смешанной тугоухостью, когда при улучшении тонального слуха после
хирургического вмешательства на ухе не отмечается значимого
увеличения разборчивости речи.
Библиографический список
1. Бабияк, В.И. Нейрооториноларингология: руководство для врачей / В.И. Бабияк,
В.Р. Гофман, Я.А. Накатис, – СПб., 2002. – 728 c.
2. Гельфанд, С.А. Слух: введение в психологическаю и физиологическю акустику:
пер. с англ. / С.А. Гельфанд. – М., 1984. – 352 c.
3. Boyen, K. Gray matter in the brain: differences associated with tinnitus and hearing
loss / K. Boyen, D. Langers, E. de Kleine, P. van Dijk // Hearing Research. – 2013. – Vol. 295. –
P. 67-78.
4. Destrieux, C. Automatic parcellation of human cortical gyri and sulci using standard
anatomical nomenclature / C. Destrieux, B. Fischl, A. Dale, E. Halgren // NeuroImage. – 2010. –
Vol 53, № 1. – P. 1-15.
5. Gilbert, H.The neural substrate for binaural masking level differences in the auditory
cortex / H. Gilbert, T. Shackleton, K. Krumbholz, A. Palmer, R. Alan // The Journal of
neuroscience: the official journal of the Society for Neuroscience. – 2015. Vol. 35, № 1. – P. 209220.
88
ISSN 2367-8658
Електронно научно списание
2016, №1. Том 2
«Парадигма»
www.paradigma.science
6. Profant, O. Diffusion tensor imaging and MR morphometry of the central auditory
pathway and auditory cortex in aging / O. Profant, A. Škoch,Z. Balogová, J. Tintěra, J Hlinka, J.
Syka // Neuroscience. 2014. – Vol 260. – P. 87-97.
Abstract. 17 patients suffering from hearing loss due to otosclerosis were
examined. Test of masking level differencies was used for estimation of binaural
interaction. Voxel-based morphometry by MRI was used to measure brain
structures assosiated with auditory prosessing. Comparison was undertaken with
20 healthy persons. 13 patients (76%) showed sihns of spatial hearing impairment.
It was found volume and cortical thickness increasing in some brain structures
(gyrus temporalis superior) as well. It could be evidence of central component of
hearing loss in patients with peripheral disorder of auditory system..
Аннотация. Исследовано состояние пространственного слуха по данным
оценки разницы уровня маскировки у 17 пациентов с отосклерозом,
имеющих
различную
степень
тугоухости.
Также
проведено
морфометрическое исследование головного мозга с помощью воксельбазированной МРТ. Сравнение осуществлялось с группой контроля, которую
составили 20 здоровых человек. Выявлены признаки нарушения
бинаурального взаимодействия у 13 пациентов (76%), что проявлялось в
снижении разницы уровней маскировки различной степени. Также
обнаружено увеличение объема вещества мозга и толщины коры в
некоторых структурах голоного мозга, связанных с обработкой слуховой
информации (верхняя височная извилина). Полученные результаты
свидетельствуют о наличии центрального компонента тугоухости у части
пациентов, имеющих периферическую причину нарушения слуха.
Keywords: Sensory deprivation, hearing loss, masking level difference, voxelbasedmorphometry, otosclerosis.
Ключевые слова: Сенсорная депривация, тугоухость, разница уровней
маскировки, воксель-базированная морфометрия, отосклероз.
ISSN 2367-8658
89