Введение. Известно, что у пациентов с тугоухостью вследствие хронических заболеваний уха страдают механизмы бинаурального взаимодействия, что характеризуется нарушением пространственного слуха, а также снижением помехоустойчивости слуховой системы при локализации слухового образа [1]. Причинами нарушения пространственного слуха предполагают воздействие нескольких факторов. Во-первых, трансформационные особенности оссикулярной цепи с обеих сторон могут вызывать смещение фазы ее колебаний и определять разное время поступления акустической волны во внутреннее ухо. Во-вторых, асимметрия слуха вследствие различных порогов слышимости формирует несоответствие по интенсивности акустической информации, поступающей в слуховые пути. Имеют значение также нарушения в центральных отделах слуховой системы, связанные с обработкой звуковых сигналов и эффектами сенсорной депривации [6]. Одним из методов исследования бинаурального взаимодействия является оценка разности уровня маскировки (РУМ). Метод основан на феномене, обнаруженном в слуховой системе [7], 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].
Предложено несколько теорий, описывающих нейрональную основу феномена освобождения от маскировки. Одна из современных моделей предполагает существование популяций нейронов, имеющих различную чувствительность к восприятию сигналов в несовпадающих фазах, то есть при изменении величины синхронизации поступления сигнала активируются одни нейронные сети и угнетаются другие [4]. Нейрональные механизмы, обеспечивающие реализацию этих эффектов, предполагают функциональное взаимодействие слуховых центров различного уровня. Как известно, первый перекрёст слуховых путей находится в стволе мозга, где аксоны нейронов верхних оливарных комплексов переключаются на вышерасположенные слуховые центры не только своей стороны, но и противоположной. Работами последних лет в экспериментах на животных и с помощью методов нейровизуализации выявлено вовлечение нижних холмиков четверохолмия среднего мозга, коры головного мозга, островковой доли головного мозга и мозолистого тела в обеспечении эффекта описываемого феномена [4, 8]. Это позволяет рассматривать исследование РУМ как метод, позволяющий оценить наличие центрального компонента тугоухости в общей структуре слуховых нарушений.
Целью исследования явилось изучение состояния бинаурального слуха пациентов, прооперированных по поводу отосклероза, путем оценки РУМ на различных этапах наблюдения.
Материалы и методы. Обследовано 25 пациентов, страдающих отосклерозом (8 мужчин и 17 женщин). Средний возраст пациентов составил 45,4±14,3 года (от 18 до 68 лет). Для однородности группы по типу нарушения слуха в исследование были включены пациенты с односторонним кондуктивным снижением слуха. В зависимости от длительности заболевания структура обследованных выглядела следующим образом: с длительностью заболевания до 1 года - 2 пациента, 1-3 года - 6 пациентов, 3-7 лет - 7 пациентов и более 7 лет - 9 пациентов. Средняя продолжительность заболевания составляла 5,9 лет (от 1 года до 20 лет). Всем пациентам выполнялась поршневая стапедопластика с установкой протеза, выполненного из флуоропластика («Medtronic», США). Чтобы исключить влияние таких факторов, как вид наркоза и инструментария, на различное течение послеоперационных процессов восстановления в среднем ухе, в исследовании участвовали только пациенты, которым операция проводилась под общим наркозом с помощью лазерной техники. Диаметр стапедотомического отверстия был 0,5 мм. Функцию слуха оценивали с помощью пороговой тональной аудиометрии и определения РУМ в различные сроки: до операции, через 1, 3 и 12 месяцев после операции.
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 в 2 вариантах: на одинаковом уровне звукового давления (70 дБ) для всех пациентов и на фиксированном уровне над порогом восприятия (40 Дб) для каждого пациента в отдельности. Для этого порог восприятия шума определяли при предъявлении в тишине для каждой из исследуемой частот узкополосного (ширина полосы 100 Гц), центрированной вокруг этой частоты. Определение пороговых характеристик маскирующего шума и тона (как в тишине, так и условиях маскирующего шума) осуществлялось по следующему алгоритму, в модификации [9]. Сначала исследуемый сигнал предъявляли в случайном порядке в одном из трех интервалах интенсивности: 0-30 дБ, 30-60 дБ и 60-90 дБ. Для обратной связи от пациента использовали световое подтверждение услышанного сигнала. При трех положительных ответах порог снижался на 5 дБ, при одном неверном, соответственно, повышался. При двукратной смене направления изменений интенсивности сигнала на противоположное шаг понижался до 3 дБ, а затем до 2 дБ. Затем, если смена направления интенсивности изменений сигнала на противоположное при шаге в 2 дБ происходила не менее 8 раз, окончательный порог рассчитывался как среднее арифметическое между этими уровнями.
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.
Контрольную группу составили 25 здоровых человек, из которых не имеющих нарушения слуха по данным тональной пороговой аудиометрии, без каких-либо заболеваний органа слуха в анамнезе. У 10 человек возраст был 20-25 лет, возраст остальных 15 человек варьировал от 25 до 65 лет. Включение в исследование лиц разных возрастных групп было выполнено для оценки возрастных изменений в слуховой системе, оказывающих влияние на величину РУМ.
Статистическая обработка проводилась с помощью пакета прикладных программ «Statistica 6.0» (США). Для определения соответствия распределения изучаемых признаков закону нормального распределения использовался критерий Шапиро-Уилка. Сравнения проводились с помощью непараметрических методов статистики для связанных и несвязанных выборок (критерий Вилкоксона, критерий Мана-Уитни). Исследование связей между признаками проводились с помощью корреляционного анализа по Спирмену.
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 в различных условиях предъявления у лиц обеих групп
Примечания: 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 N1 - уровень маскирующего шума, равного 60 Дб УЗД, N2 - 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 интервала для него, все остальные показатели - среднего и стандартного отклонения.
Анализ данных, полученных при исследовании лиц группы контроля, показал, что пороговые значения тона при различных уровнях маскирующего шума, практически не отличались между собой. Также были одинаковыми пороговые значения в тишине для каждого из ушей при моноуральном исследовании. Сравнение в группе контроля показателей РУМ лиц разных возрастных групп и РУМ лиц молодого возраста не выявил различий между ними, что говорит об однородности сформированной группы контроля по уровню РУМ и отсутствии возрастных изменений в слуховой системе, влияющих на величину РУМ. Кроме того, распределение полученных значений РУМ соответствовало закону нормального распределения, что позволило рассчитать нижнюю границу нормы, полученную вычитанием удвоенного значения стандартного отклонения из среднего, что составило 13,0 дБ и 13,3 дБ, соответственно для каждого варианта маскируемого шума.
Дооперационный уровень тонального слуха у лиц исследуемой группы на хуже слышащее ухо составил 50,8±7,1 дБ. Исследование РУМ при фиксированном уровне маскирующего шума показало, что у 23 (92%) пациентов ее показатели были снижены. Величина РУМ на одинаковом над порогом уровне шума была также меньше, чем в группе контроля. Снижение этого показателя было выявлено у 20 (80%) пациентов. Сравнение уровня РУМ при разных вариантах предъявления маскирующего шума в исследуемой группе и группе контроля, выявило статистически значимое различие, что говорит о нарушении бинаурального взаимодействия у лиц исследуемой группы, независимо от интенсивности шума, используемого для исследования.
Через 1 мес. после операции отмечалось улучшение слуха на прооперированное ухо у всех пациентов, что выражалось в снижении порога слышимости по воздуху на 24,4±7,1 дБ. Через 3 мес. также было отмечено некоторое снижение порогов восприятия у 9 (36%) пациентов, что сказалось на формирование различий по этому показателю в динамике (p<0,001). Через 12 месяцев уровень слышимости по воздуху не изменился и остался на уровне 3 мес. (p>0,05).
Величина РУМ при фиксированном уровне маскирующего шума через 1 мес. изменилась (p<0,001), хотя только у 1 (4%) пациента отмечалось увеличение этого показателя до показателей нормы, что сказалось на сохранении различий исследуемой группы с группой контроля. Сравнение при оценке РУМ на одинаковом над порогом уровне шума показало отличие от дооперационных показателей (p=0,03), но число пациентов, имеющих значение этого показателя вне диапазона нормы, не изменилось.
Через 3 мес. после операции РУМ при фиксированном уровне маскирующего шума более чем у половины пациентов (13 человек, 52%) соответствовали нормальным, что повлияло на формирование различий при сравнении как с дооперационными показателями, так и с величиной РУМ через 1 мес. после операции. Уровень РУМ на одинаковом над порогом уровне шума также изменился, и у 14 (56%) имел нормальные значения. Сравнение с группой контроля, однако, показало отсутствие различий при обоих вариантах предъявления маскирующего шума, что свидетельствует о незавершенности процессов восстановления механизмов, определяющих РУМ на этом сроке после операции.
Через 12 месяц величина РУМ возросла при обоих вариантах предъявления маскирующего шума и не отличалась от группы контроля. Тем не менее, РУМ у 2 пациентов исследуемой группы была ниже, чем у лиц в группе контроля.
Для выделения факторов, влияющих на величину РУМ, проведен корреляционный анализ, в котором исследована зависимость уровня РУМ от следующих параметров: возраст пациента, продолжительность тугоухости, пол пациента, сторона поражения, величина порога слышимости по воздуху в тишине, пороговое значение восприятия тонов в фазе и противофазе в условиях маскирующего шума. Связей РУМ с возрастом пациента, полом и латерализацией патологического процесса, не выявлено. Также выявлено, что пороговое значение тона в тишине и при бинауральном предъявлении в одинаковой фазе сигнала не определяют величину РУМ. Однако, обнаружена обратная корреляция величины РУМ с продолжительностью тугоухости (r=‑0,85) и прямая - с пороговым значением тона при его бинауральном предъявлении в противофазе в условиях маскирующего шума (r=0,62). Таким образом, при увеличении продолжительности тугоухости, уровень РУМ уменьшается, т.е. степень нарушений бинаурального взаимодействия увеличивается. Восприятие тона в противофазе при этом определяют величину РУМ: с ухудшением слышимости в условиях помех нарушается и способность к освобождению от маскировки.
Обсуждение. В настоящее время исследования пространственного слуха в повседневной сурдологической (отиатрической) практике не нашли широкого применения, хотя способность локализовать источник звука является одной из основных характеристик слуховой системы, помимо функций громкости, тональности и дифференцировки. Кроме того, актуальность оценки бинаурального слуха определяется возможностью применения этих методов в дифференциальной диагностике центральных и периферических нарушений слуха [1]. Обнаружены различные соотношения между локализацией одних и тех же источников звука в горизонтальной и вертикальной плоскостях при разных формах тугоухости. При отосклерозе, к примеру, полностью утрачивается способность к обнаружению местоположения звука по вертикали независимо от частоты составляющих сигнала. В то же время локализация по горизонтали сохраняется той степени, в какой наблюдается асимметрия слуховой чувствительности.
Феномен бинаурального освобождения от маскировки у здоровых людей достаточно детально изучен как с точки зрения психофизиологических закономерностей, так и с позиций нейрофизиологического анализа суммарных ответов в нервных центрах и реакций одиночных нейронов [3]. В работах, посвященных исследованию бинаурального слуха при патологии, получены данные у животных при искусственно вызванной кондуктивной тугоухости [11], и у детей с экссудативном средним отитом длительного течения [5]. В обоих исследованиях показано наличие обратимых нарушений пространственного слуха, который восстанавливается через некоторое время после устранения периферической причины тугоухости. В работах по изучению РУМ до и после операции на ухе представлены противоречивые данные. В одних исследованиях показано, что, несмотря на устранение кондуктивного компонента тугоухости в результате слухоулучшающей операции, нарушения бинаурального слуха могут сохраняться и в послеоперационном периоде. Сообщается об отсутствии статистически значимых изменений показателей бинаурального слуха через 2 и 3 месяца после операции [10]. В других исследованиях, охватывающих более длительный период наблюдения за прооперированными пациентами, показано, что, несмотря на снижение РУМ у части пациентов до стапедопластики, уровень РУМ восстанавливается у большинства пациентов через 12 мес. после операции [6]. Основными причинами, объясняющими уменьшение РУМ до операции, рассматриваются эффекты слуховой депривации [6, 10]. С учетом того, что большинство этих исследований проводилось на основании оценки только психофизиологических изменений, центральный компонент нарушений бинауральных взаимодействий предполагался исходя из теоретических представлений о нейрофизиологических процессах, протекающих в слуховой системе. С появлением средств нейровизуализации, позволяющих выявить нейрональный субстрат для реализации эффекта бинаурального освобождения от маскировки, стало возможным рассматривать функциональные изменения в слуховой системе в разрезе морфологических преобразований в головном мозге [12]. Обнаружение функциональной активности нижних холмиков четверохолмия и коры головного мозга в реализации этого феномена позволили с большей убедительностью предполагать наличие механизмов восстановления на центральном уровне у пациентов после устранения кондуктивной тугоухости. В нашем исследовании были использованы 2 варианта предъявления маскирующего шума при оценке РУМ: одинаковый уровень звукового давления шума для всех пациентов и одинаковый уровень звукового давления над порогом для каждого пациента. Последний вариант подачи маскирующего шума позволил свести к минимуму эффект асимметрии слуха, предоставив одинаковые условия оценки РУМ для всех пациентов. Включение в исследование пациентов только с кондуктивной тугоухостью позволили исключить влияние кохлеарных нарушений, определяющих разное восприятие звуков. Одинаковые (нормальные) пороги восприятия звуков по кости до и после операции также свидетельствовали об одинаковом функциональном уровне улитки с обеих сторон, исключая влияние межушной асимметрии вследствие кохлеарного компонента тугоухости на состояние бинаурального слуха. Анализ динамики состояния тонального слуха по данным пороговой аудиометрии у пациентов после операции выявил нормализацию слуха по этому показателю на 3 мес., что свидетельствует о завершении процессов заживления в среднем ухе. Вместе с тем, у 13 (52%) пациентов на этом сроке отмечалось снижение РУМ, что определило межгрупповое отличие по этому показателю. Нормализация уровня РУМ через 12 мес. после операции свидетельствовала о восстановлении механизмов бинаурального взаимодействия к этому сроку у большинства пациентов. Отсутствие изменений тонального слуха на этом сроке позволяют исключить участие факторов периферического уровня, таких как трансформационные особенности, связанные с тугоподвижностью цепи слуховых косточек до операции и процессами адаптации элементов неотимпанальной полости после операции.
Заключение. Таким образом, изучение динамики РУМ у пациентов, страдающих отосклерозом, в различные сроки до и после операции, дает основание предполагать наличие центральных механизмов восстановления бинаурального слуха. Более того, обнаружение функциональных нарушений на центральном уровне слуховой системы у пациентов с кондуктивной тугоухостью позволяет утверждать, что при длительной тугоухости имеют место эффекты сенсорной депривации, несмотря на отсутствие признаков поражения слуха сенсорного (кохлеарного) уровня. Исследование бинаурального слуха в таких случаях является методом верификации протекающих слуховых расстройств.