Long-term stability of residual hearing and hearing performance in complex acoustic environments in cochlear implant users with electric-acoustic stimulation

Abstract

Os implantes cocleares são reconhecidos como os dispositivos neuroprotéticos mais avançados atualmente e tornaram-se o tratamento padrão para indivíduos com perda auditiva neurossensorial severa a profunda que não se beneficiam suficientemente dos aparelhos auditivos de amplificação sonora. Um implante coclear funciona convertendo sons em sinais elétricos que estimulam diretamente o nervo auditivo, contornando as partes danificadas do ouvido interno. Embora os implantes cocleares ofereçam uma representação acústica menos detalhada em comparação com a audição natural, especialmente no que diz respeito às pistas espectro-temporais, eles melhoram significativamente a perceção da fala na maioria dos pacientes. Indivíduos com perda auditiva severa a profunda em altas frequências e audição residual significativa em baixas frequências (ou seja, perda auditiva descendente) inicialmente não eram candidatos a implantes cocleares convencionais. Isso se devia ao risco de danos à cóclea durante a cirurgia, comprometendo a audição residual. No entanto, esses pacientes frequentemente enfrentam dificuldades na adaptação às próteses auditivas tradicionais. Em 1999, o conceito de estimulação eletroacústica combinada (EAS) foi proposto por um grupo da Universidade de Frankfurt (von Ilberg et al., 1999). Esses sistemas integram a estimulação elétrica das porções basais do gânglio espiral com a estimulação acústica simultânea das frequências mais baixas, localizadas na região apical, fornecida por um aparelho auditivo. Isso significa que a capacidade de ouvir sons de baixa frequência pode ser aprimorada através da amplificação acústica integrada ao implante coclear. O uso da EAS requer a preservação da audição residual após a cirurgia e, para garantir benefícios a longo prazo, é fundamental que a audição residual permaneça estável a longo termo. Sabe-se que a audição residual em baixas frequências pode deteriorar-se ao longo do tempo, pelo que a avaliação contínua da sua estabilidade a longo prazo é essencial. Além disso, embora os pacientes que utilizam EAS tenham bom desempenho nos testes de perceção de fala realizados no silêncio e na presença de ruído competitivo, eles relatam maior esforço auditivo e dificuldades na perceção da fala em ambientes acústicos complexos. Os testes clínicos de fala são tipicamente realizados em ambientes controlados, como em cabines acusticamente tratadas, e não reproduzem cenários de audição da vida real, que muitas vezes envolvem ruído de fundo e reverberação. Como resultado, os testes clínicos atualmente usados podem não capturar totalmente o desempenho auditivo do indivíduo em situações cotidianas.Esta tese está dividida em duas partes. A primeira parte é uma análise retrospetiva da preservação auditiva a longo prazo após cirurgia de implante coclear em pacientes candidatos a EAS do Hospital Universitário de Frankfurt, Alemanha. A segunda parte é uma investigação prospetiva da perceção da fala, esforço auditivo e localização sonora em usuários de EAS. Objetivos 1) Avaliar a estabilidade a longo prazo da audição residual após cirurgia de implante coclear com preservação auditiva e avaliar o uso a longo prazo da EAS. 2) Avaliar a perceção de fala e o esforço auditivo de pacientes com EAS em ambientes auditivos complexos. Analisar a localização auditiva de usuários de EAS. Métodos 1) A preservação auditiva a longo prazo de 87 indivíduos com EAS (110 orelhas) foi avaliada através de uma análise retrospetiva de prontuários. Os resultados foram avaliados através da análise dos limiares de condução aérea obtidos durante o acompanhamento clínico no Hospital Universitário de Frankfurt, Alemanha, em vários momentos, incluindo pré-operatório, 3, 6 e 12 meses de pós-operatório, e a medida mais recente (a longo prazo) disponível. Neste estudo foi utilizada a definição de preservação auditiva do grupo HEARRING (Skarzynski et al., 2013), complementada pela análise da média tonal nas frequências baixas. 2) Este estudo avaliou a perceção de fala e o esforço auditivo subjetivo de seis usuários de EAS em uma situação simulada de escuta em uma sala de aula com acústica desfavorável. O ambiente era caracterizado pela coexistência de reverberação e ruído modulado, com uma separação angular de 60° entre a fonte de fala e o ruído. Os limiares de receção de fala (SRT) em condições de ruído modulado e contínuo foram avaliados utilizando o Oldenburg Sentence Test (OLSA). Para análises do esforço auditivo subjetivo, foi utilizado o método ACALES (Adaptive Categorical Listening Effort Scaling procedure) (Krueger et al., 2017). Alem disso, avaliou-se o desempenho dos participantes na localização sonora utilizando diferentes tipos de estímulos: passa-baixo, passa-alto e banda larga. Resultados 1) O período médio de observação a longo prazo foi de 70,4 meses. Durante os primeiros três meses de seguimento, todos os participantes apresentaram preservação auditiva, sendo 54% com preservação total e 46% com preservação parcial, de acordo com a escala de preservação auditiva HEARRING. No acompanhamento a longo prazo, 21,3% mantiveram preservação auditiva completa, 70,5% apresentaram preservação parcial e 8,2% preservação mínima. Nenhum dos participantes desenvolveu perda auditiva completa ao longo do estudo. Além disso, 81,6% continuam utilizando o EAS a longo prazo. 80,5% dos participantes mantiveram audição residual funcionalmente relevante, entre os quais 88,6% permanecem usuários do EAS a longo prazo. 2) Os participantes apresentaram limiares de receção de fala (SRTs) significativamente melhores em condições de ruído modulado em comparação com ruído contínuo. De modo geral, também obtiveram SRTs melhores quando a fala era separada do ruído, embora essa diferença não tenha atingido significância estatística, mas foi considerada clinicamente relevante. Os SRTs em condições de reverberação e ruído modulado apresentaram uma deterioração significativa em comparação com a condição de campo livre. O esforço auditivo em ambiente reverberante foi significativamente maior do que em campo livre. Nos testes de localização sonora, não foi identificado qualquer impacto significativo das características espectrais dos estímulos (passa-baixo, passa-alto ou banda larga) no desempenho dos participantes. Conclusão: 1) A audição residual após o implante coclear com preservação auditiva mostra-se, na maioria dos pacientes, suficientemente estável para possibilitar o uso prolongado da EAS. No entanto, uma limitação da classificação HEARRING é sua incapacidade de prever diretamente o uso da EAS pelos pacientes, pois avalia apenas a alteração relativa da audição, sem levar em conta a quantidade absoluta de audição residual funcional. 2) O acesso a pistas acústicas de baixa frequência, incluindo a frequência fundamental e a Diferença de Tempo Interaural (ITD), pode ser uma das razões pelas quais os usuários de EAS apresentam melhor perceção de fala em ambientes com ruído modulado em comparação com ruído contínuo. No entanto, a reverberação em presença de ruído modulado ainda exerce um impacto significativo na perceção de fala desses indivíduos. Embora os usuários de EAS sejam sensíveis à ITD nas frequências mais baixas, a hipótese de que sinais passa-baixo proporcionariam uma melhor localização sonora em relação aos sinais passa-alto não pôde ser confirmada no presente estudo. O impacto positivo da estimulação acústica na perceção da fala em ruído modulado, assim como o efeito da separação das fontes sonoras e da audição residual no esforço auditivo, não pôde ser confirmado neste estudo. Isso provavelmente se deve ao número limitado de participantes, que pode não ter sido suficiente para revelar resultados estatisticamente significativos. Outros pacientes usuários de EAS serão convidados a participar da pesquisa em andamento. Levando em conta que os usuários de EAS continuam a enfrentar dificuldades na compreensão da fala em ambientes acústicos complexos, é crucial que os testes clínicos de fala repliquem cenários de audição do cotidiano. Além disso, a mensuração do esforço auditivo — uma das principais queixas dos indivíduos com perda auditiva — deve ser integrada à rotina clínica. Dado o grande volume de evidências clínicas que demonstram o benefício adicional da EAS em comparação com a estimulação elétrica isolada ou a estimulação acústica isolada, a EAS deve se tornar a opção de tratamento padrão para indivíduos com perda auditiva descendente que não obtêm benefícios suficientes com a amplificação convencional.

Background: The success of EAS depends on preserving residual hearing after cochlear implantation and maintaining its stability post-surgery; however, low-frequency residual hearing can diminish over time. Furthermore, although EAS users perform well on speech perception tests in quiet and noisy settings, they experience increased listening effort and difficulty in speech perception in complex acoustic environments. Clinical tests may not fully reflect their hearing performance in real-life situations. Objectives: 1) To evaluate the long-term stability of residual hearing after cochlear implantation with EAS. 2) To evaluate EAS users' hearing performance and listening effort in complex listening environments. Methods: 1) Long-term hearing preservation (HP) of 87 EAS subjects (110 ears) was evaluated. HP outcomes were assessed by analyzing air conduction thresholds obtained during clinical follow-ups at the University Hospital in Frankfurt at several time points, including the most recent (long-term) available measurement. 2) The listening performance and the subjective listening effort from 6 EAS users were assessed in a simulated listening situation in a classroom with rather bad room acoustics. Results: 1) At long-term follow-up (mean 70.4 months), 21.3% showed a complete HP, 70.5% partial HP, and 8.2% minimal HP. None of the subjects experienced complete hearing loss over the entire follow-up period. 81.6% of the ears continue to use EAS on a long-term basis. 2) The EAS users achieved significantly better SRTs in modulated noise compared to continuous noise. The SRTs in reverberation deteriorated significantly compared to the free-field condition. The listening effort in reverberation was significantly higher than in free-field conditions. Conclusion: Residual hearing after EAS cochlear implantation is for most patients stable enough to allow long-term use of EAS. Clinical tests should mimic real-life listening scenarios. Room simulations, for example, could better assess their hearing performance in everyday situations. Furthermore, the measurement of the listening effort, one of the primary complaints of individuals with hearing loss, should be incorporated into the clinical routine.