W ciągu ostatnich 20 lat w otochirurgii dokonał się wielki postęp. W Instytucie Fizjologii i Patologii Słuchu prof. Henryk Skarżyński wdrażał kolejne procedury medyczne i programy, pozwalające na leczenie najpierw całkowitej, a potem częściowej głuchoty. Decyzją prof. Skarżyńskiego do programu implantów została włączona inżynieria kliniczna. Stworzył on niespotykany w innych krajach model postępowania terapeutycznego, w którym za opiekę nad pacjentem odpowiadają nie tylko lekarze, lecz także inżynierowie kliniczni oraz surdologopedzi, psychologowie i pedagodzy. Właśnie taki interdyscyplinarny zespół jest niezbędny, by wykonać podstawowe zadanie, jakim jest wdrożenie najnowszych rozwiązań biomedycznych i inżynieryjnych do praktyki klinicznej. O rosnącej roli inżynierii biomedycznej w światowej medycynie oraz procesie rehabilitacji słuchu u pacjentów z implantami mówi dla „Słyszę” dr hab. inż. Artur Lorens, kierownik Zakładu Implantów i Percepcji Słuchowej.
Nowa pracownia do badania kierunkowości słyszenia w Instytucie Fizjologii i Patologii Słuchu
Inżynieria biomedyczna to nowa multidyscyplinarna dziedzina nauki umiejscowiona na pograniczu nauk technicznych, medycznych i biologicznych. Według Światowej Organizacji Zdrowia jest jedną z tych dziedzin, które w największym stopniu decydują o postępie współczesnej medycyny. Zakłada się bowiem – co trafnie sformułowano w artykule The future of clinical ingineering opublikowanym w „IEEE Engineering in Medicine and Biology Magazine” w 2003 r. – iż rozwój wiedzy biomedycznej ma służyć poprawie ludzkiego zdrowia. Aby jednak osiągnięcia z zakresu inżynierii biomedycznej mogły zostać włączone do praktyki klinicznej, potrzebne jest podejście interdyscyplinarne. Z tak sformułowanych założeń dotyczących inżynierii biomedycznej, a inżynieria kliniczna jest jednym z jej kierunków, wynikają dla nas trzy kluczowe zasady postępowania w opiece nad pacjentem implantowanym.
Po pierwsze, z definicji zobowiązani jesteśmy do tego, aby w codziennej praktyce uwzględniać rozwój wiedzy z zakresu biologii i medycyny. W dziedzinie implantów ślimakowych jest on wyjątkowo szybki. Obecnie w PubMed (internetowej bazie obejmującej artykuły naukowe z dziedziny medycyny i nauk biologicznych) można znaleźć ponad 7,5 tys. doniesień naukowych na ten temat, a liczba artykułów podwaja się co 2 lata. W Zakładzie Implantów i Percepcji Słuchowej pilnie śledzimy to, co dzieje się w światowej nauce. Tylko w ten sposób możemy bowiem zagwarantować pacjentom dostęp do najnowszych technologii.
Po drugie, trzymając się wyznaczonego przed laty przez prof. Henryka Skarżyńskiego kierunku, kładziemy nacisk na działania interdyscyplinarne. Mamy świadomość tego, że inżynieria kliniczna nie może być odrębną dyscypliną, zaś inżynier kliniczny powinien być członkiem wielodyscyplinarnego zespołu. U nas w skład tego zespołu wchodzi także lekarz, logopeda, pedagog, psycholog. Rola osób z wykształceniem humanistycznym jest nie do przecenienia. To przede wszystkim ich zadaniem jest oswajanie pacjentów z nowymi technologiami medycznymi. Przekazując im wiedzę, na przykład na temat nowych procesorów mowy, prezentują nie tylko zalety tych urządzeń, lecz także związane z ich użytkowaniem ograniczenia. Wszystko po to, aby oczekiwania pacjentów były adekwatne do możliwości, jakie daje implant ślimakowy.
Po trzecie, w myśl przyjętej w świecie definicji inżynierii biomedycznej dokładamy wszelkich starań, aby zdobycze nauki zostały jak najszybciej i jak najlepiej wykorzystane w praktyce klinicznej Jednak proponując pacjentom nowe rozwiązania, musimy być pewni, że są one skuteczne i bezpieczne. Dlatego prowadzimy badania kliniczne oraz bierzemy udział w międzynarodowych programach, mających m.in. na celu sprawdzenie skuteczności nowych procesorów mowy i nowych elektrod implantów ślimakowych.
Badania kliniczne
W ciągu ostatnich kilkunastu lat dokonał się ogromny postęp w elektronice. Procesory mowy, kiedyś duże i niewygodne do noszenia, zostały zminiaturyzowane, co znacznie poprawia komfort ich użytkowania. Co jednak najbardziej istotne, udoskonalono strategie przetwarzania dźwięku (sposoby przetwarzania sygnału akustycznego na pobudzenie elektryczne). Potencjalnie mogą one zapewnić pacjentom lepsze słyszenie i lepszą dyskryminację mowy. Aby móc stosować te nowe rozwiązania w różnych grupach pacjentów, należało wykonać badania kliniczne wykazujące ich skuteczność i bezpieczeństwo. Jest to szczególnie ważne u dzieci. Przeprowadzone przez zespół wielodyscyplinarne badania dotyczyły m.in. strategii kodowania dźwięku z uwzględnieniem jego struktury czasowej (tzw. fine structure). Potwierdzono, że strategie te można skutecznie i bezpiecznie stosować u dzieci. Wyniki opisano w artykule opublikowanym w „International Journal of Pediatric Otorhinolaryngology” w 2010 roku.
Zapoczątkowany przez prof. Henryka Skarżyńskiego program leczenia głuchoty stał się impulsem do poszukiwania nowych rozwiązań inżynieryjnych umożliwiających stymulację elektrycznoakustyczną nerwu słuchowego także u dzieci. W tym celu przeprowadzono badania kliniczne z wykorzystaniem nowego procesora mowy umożliwiającego łączoną stymulację elektryczną i akustyczną i wyznaczono parametry takiej stymulacji powalające na maksimum poprawy w rozumieniu mowy. Wyniki opublikowano w „Acta Oto-Laryngologica” (2012 r.) oraz w „Biocybernetics and Biomedical Engineering” (2006 r.).
Coraz dokładniejsza diagnostyka
Ustawienie procesora mowy to procedura, którą dokładnie opisywaliśmy w kilku ostatnich numerach „Słyszę”. Inżynier kliniczny dobiera odpowiednie dla pacjenta parametry stymulacji na podstawie wyników badania słuchu. To słuch elektryczny, dlatego do jego oceny nie wystarczą rutynowe badania audiologiczne. W naszym Zakładzie wielką wagę przywiązujemy do prac mających na celu opracowanie nowych metod, które umożliwiłyby jak najdokładniejszą diagnostykę takiego słuchu.
W diagnostyce słuchu u pacjentów implantowanych jednym z najważniejszych badań jest ocena stanu nerwu słuchowego. Wykonujemy to metodą rejestracji całościowego czynnościowego potencjału nerwu słuchowego (dokładniej pisaliśmy o tym w „Słyszę” nr 5/2014). Obecnie pracujemy nad tzw. metodą wewnątrzślimakowej rejestracji potencjałów mikrofonicznych, dzięki której u pacjentów z częściową głuchotą będzie można sprawdzić funkcjonowanie komórek słuchowych. Podczas takiego badania podajemy pacjentowi bodźce akustyczne. Elektrodę implantu, której zasadniczym zadaniem jest dostarczanie impulsów elektrycznych do nerwu słuchowego, tym razem wykorzystujemy jako odbiornik, przy użyciu którego rejestrujemy potencjał generowany przez komórki słuchowe, tzw. potencjał mikrofoniczny. Jest on miarą ich sprawności.
Badania nad opracowaniem metody
wewnątrzślimakowej rejestracji potencjałów mikrofonicznych rozpoczęliśmy jako pierwsi w świecie (obecnie prowadzą je jeszcze tylko dwa inne ośrodki). Pierwsze rezultaty naszych badań zaprezentowaliśmy ostatnio podczas konferencji w Pekinie. Wynika z nich, że osoby z częściową głuchotą, którym wszczepiono implant ślimakowy, mają zachowane zewnętrzne komórki słuchowe.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości wewnątrzślimakowa rejestracja potencjałów mikrofonicznych może stać się jedną z metod oceny stopnia zachowania struktur ucha wewnętrznego po wszczepieniu implantu ślimakowego. Rejestracja tych potencjałów może pozwolić na wprowadzenie elektrody do ślimaka z jeszcze większą precyzją. Jeśli w momencie jej umieszczania w uchu wewnętrznym przestajemy rejestrować potencjały mikrofoniczne, oznacza to, że trzeba zachować szczególną ostrożność, bo może dojść do uszkodzenia tej części ślimaka, której struktury są niezniszczone.
W naszym Zakładzie opracowaliśmy metodę, dzięki której podczas ustawiania procesora możemy zabezpieczyć naszych pacjentów, szczególnie tych małych, przed nadmierną stymulacją. Badanie to sprowadza się do rejestracji odruchu mięśnia strzemiączkowego. Jest to mechanizm obronny, chroniący ucho wewnętrzne przed urazami akustycznymi. W momencie pojawienia się dźwięku o dużym natężeniu mózg wysyła sygnał powodujący skurcz mięśnia strzemiączkowego. U pacjentów implantowanych pojawienie się tego odruchu świadczy o tym, iż dźwięki docierające przez nerw słuchowy do ośrodkowej części drogi słuchowej są interpretowane jako bardzo głośne. Wyniki badania odruchu mięśnia strzemiączkowego są bardzo ważne, zwłaszcza w przypadku małych pacjentów. Dzieci nie zawsze potrafią określić, które bodźce są ciche, a które głośne, dlatego ryzyko przestymulowania jest w ich przypadku większe. Dzięki opracowanej przez nas unikalnej metodzie pomiaru odruchu mięśnia strzemiączkowego z tzw. wolnego pola (wywołanego dźwiękiem dochodzącym z głośników) możemy je praktycznie wykluczyć. Prezentowaliśmy ją podczas 14. Sympozjum implantów ślimakowych u dzieci, jakie niedawno zostało zorganizowane przez Vanderbilt University w Nashville, w USA.
Nowe metody oceny możliwości słuchowych
Prace z zakresu inżynierii klinicznej zmieniają także zasady diagnostyki pacjentów. Opracowujemy nowe metody, dzięki którym będzie można dokładniej badać rozmaite procesy związane ze słyszeniem. Ostatnio w Kajetanach w ramach grantu Narodowego Centrum Nauki (NCN) tworzymy nowe stanowisko do pomiaru kierunkowego słyszenia u osób korzystających z implantów. Z ich użytkowaniem związane są pewne ograniczenia – pacjenci mają m.in. problem z lokalizacją dźwięku. W wygłuszonym pomieszczeniu próbujemy sprawdzać, na ile są oni w stanie wskazać kierunek docierających do nich bodźców akustycznych. Naszym celem jest opracowanie nowej metody pomiaru kierunkowości dźwięków i wprowadzenie jej do praktyki klinicznej w ramach opieki nad pacjentem implantowanym.
Pierwsza w świecie Krajowa Sieć Teleaudiologii
Ponadto – w zespole międzynarodowym – próbujemy stworzyć stanowisko, w którym implantowani pacjenci poddawani byliby testom w środowisku złożonym akustycznie. Imituje ono naturalne warunki, w których trzeba odbierać jednocześnie wiele dźwięków, z różnych źródeł i kierunków. W takich warunkach rozumienie mowy, selekcja najważniejszych informacji jest utrudniona. Użytkownicy implantów często nie radzą sobie z tymi zadaniami. Dzięki nowej metodzie badania słuchu moglibyśmy oceniać, jak nasi pacjenci odnajdują się w takich niełatwych dla nich warunkach akustycznych. Specjaliści z naszego Zakładu prowadzili prace badawcze w ramach grantu europejskiego, których celem było stworzenie nowej metody pomiaru wysiłku słuchowego na podstawie źrenicy oka. Mało kto wie, że zmiany jej wielkości świadczą o wysiłku słuchowym (jej rozszerzenie oznacza zwiększenie tego wysiłku). Na potrzeby badania stworzono nowe urządzenie pomiarowe, przypominające wyglądem gogle, wyposażone w dwie kamery na podczerwień, za pomocą których można precyzyjnie zmierzyć rozmiar źrenicy. Obecnie takim urządzeniem dysponuje zaledwie kilka laboratoriów na świecie.
Inżynier – psychologiem
Percepcja dźwięku to proces wyjątkowo złożony. Po wszczepieniu implantu ślimakowego następują zmiany w ośrodkowym układzie nerwowym. Dlatego dla oceny postępów rehabilitacji słuchu stosujemy nie tylko metody audiometryczne. Aby uzyskać pełną informację na temat rozwoju słuchowego pacjenta, niezbędne są narzędzia ankietowe. W naszym Zakładzie stosujemy np. kwestionariusze LittlEars, o wypełnienie których prosimy rodziców najmłodszych pacjentów. Wykorzystujemy też specjalnie przygotowane ankiety, dzięki którym możemy ocenić, na ile poprawiła się jakość życia pacjenta po wszczepieniu implantu. Podobne narzędzia psychometryczne są cennym źródłem wiedzy także dla inżyniera klinicznego. Pracując z osobami implantowanymi, nie może mieć on bowiem inżynieryjnego, czysto technicznego podejścia. Pod koniec procesu rehabilitacji jego zadaniem jest zaszczepienie pacjentowi pozytywnego myślenia – uświadomienie mu, że z użytkowaniem implantu wiążą się wprawdzie pewne ograniczenia, ale przeszkody są do pokonania. Inżynier kliniczny, który na bieżąco śledzi możliwości kompensacyjne słuchu, a jednocześnie wie, jakie są potrzeby pacjenta i w jakim środowisku on funkcjonuje, powinien stać się niejako coachem, który doradza mu, jak odnaleźć się w trudnych dla niego sytuacjach.
Podsumowując rozważania na temat zastosowania inżynierii klinicznej w leczeniu zaburzeń słuchu, najlepiej odwołać się do korzyści, jakie mają pacjenci z wszczepienia implantu. Obecnie – dzięki postępowi w otochirurgii, ale także nowym technologiom medycznym – można pomóc już prawie każdej osobie mającej problemy ze słuchem. Miarą postępu, który nastąpił dzięki nowym rozwiązaniom inżynieryjnym i ich zastosowaniu w opiece nad pacjentem, jest jednak przede wszystkim przełom, jaki dokonuje się właśnie w szkolnictwie – dzieci mające poważne problemy ze słuchem włączane są w edukację masową. Obecnie aż 73 proc. z nich po wszczepieniu implantu uczy się w szkołach powszechnych. Co istotne, niektóre z nich mają nawet lepsze wyniki w nauce niż dzieci ze słuchem prawidłowym.
Wysłuchała: Jolanta Chyłkiewicz
Artykuł pochodzi z wydania maj/czerwiec 3/143/2015
https://sklep.inz.waw.pl/jak-spiewac-zdrowo-profesjonalna-opieka-nad-glosem-artystow-slysze-nr-majczerwiec-31432015/