Un set di dati di elettrococleografia intracocleare

Dati scientifici volume 10, numero articolo: 157 (2023) Citare questo articolo

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L'elettrococleografia (ECochG) misura i potenziali elettrofisiologici dell'orecchio interno in risposta alla stimolazione acustica. Questi potenziali riflettono lo stato dell'orecchio interno e forniscono importanti informazioni sulla sua funzione residua. Per i portatori di impianto cocleare (CI), possiamo misurare i segnali ECochG direttamente all'interno della coclea utilizzando l'elettrodo dell'impianto. Siamo in grado di eseguire queste registrazioni durante e in qualsiasi momento dopo l'impianto. Tuttavia, l’analisi e l’interpretazione dei segnali ECochG non sono banali. Per assistere la comunità scientifica, forniamo il nostro set di dati ECochG intracocleare, che consiste di 4.924 segnali registrati da 46 orecchie con un impianto cocleare. Abbiamo raccolto dati immediatamente dopo l'inserimento degli elettrodi o dopo l'intervento in soggetti con udito acustico residuo. Questo descrittore di dati mira a fornire alla comunità di ricerca l'accesso al nostro set completo di dati elettrofisiologici e ai nostri algoritmi. Comprende tutti i passaggi dall'acquisizione dei dati grezzi all'elaborazione del segnale e all'analisi oggettiva utilizzando il Deep Learning. Inoltre, abbiamo raccolto dati demografici del soggetto, soglie uditive, livelli di sonorità soggettiva, telemetria di impedenza, risultati radiografici e classificazione dei segnali ECochG.

L'elettrococleografia (ECochG) misura i potenziali elettrofisiologici dell'orecchio interno in risposta alla stimolazione acustica. Questi potenziali riflettono lo stato dell'orecchio interno e forniscono importanti informazioni sulla sua funzione residua. ECochG è un termine generico che copre quattro diverse componenti del segnale, ovvero i) la microfonia cocleare (CM, risposta delle cellule ciliate esterne), ii) la neurofonica del nervo uditivo (ANN, risposta neurale precoce e delle cellule ciliate interne), iii) l'azione composta potenziale (CAP, risposta precoce del nervo uditivo) e iv) il potenziale sommativo (SP, principalmente risposta delle cellule ciliate interne)1,2,3,4,5.

Nei pazienti con impianto cocleare (CI), utilizzando l'elettrodo dell'impianto, possiamo misurare i segnali ECochG direttamente all'interno della coclea. Le misurazioni possono essere eseguite durante e dopo l'impianto. Durante il processo di impianto, gli studi hanno dimostrato che cambiamenti improvvisi del segnale possono essere causati da forze traumatiche6,7,8,9,10,11,12,13,14. Pertanto, le tracce ECochG in tempo reale possono integrare la percezione tattile del chirurgo6,8,9,10,11,15,16,17,18,19,20. L'ECochG può essere utile anche nella fase postoperatoria, in cui i pazienti possono perdere la funzione cocleare residua21,22. Più comunemente, tali perdite si verificano durante i primi sei-dodici mesi dopo l'intervento chirurgico di impianto23,24,25 a causa di diversi fattori intracocleari (ad esempio, risposta immunitaria all'elettrodo, reazioni infiammatorie intracocleari e formazione di tessuto cicatriziale intracocleare)14,26, 27. Tuttavia, i meccanismi sottostanti rimangono poco compresi e richiedono ulteriori ricerche24. In sintesi, nei destinatari di CI, durante e dopo l’intervento chirurgico di impianto, le misurazioni ECochG mappano la salute cocleare e quindi hanno un grande potenziale per migliorare la nostra comprensione della funzione cocleare in risposta all’elettrodo dell’impianto.

L'interpretazione dei segnali ECochG, tuttavia, non è banale e richiede formazione. L'ampiezza del segnale e il rapporto segnale-rumore (SNR) possono variare notevolmente da individuo a individuo. Inoltre, la morfologia e la latenza delle tracce ECochG sono influenzate dalle rimanenti cellule neurosensoriali10,28,29,30.

Fino a poco tempo fa, la valutazione dei segnali ECochG si basava sull’analisi visiva da parte di esperti. Questo approccio presenta diversi svantaggi, ad esempio è necessario un elevato livello di esperienza e l'analisi dipendente dagli esperti può portare a una mancanza di riproducibilità, limitando l'applicazione di queste misurazioni. In precedenza abbiamo introdotto un metodo oggettivo basato sull'apprendimento automatico per determinare se un segnale ECochG è presente o meno31. Tre esperti hanno quindi etichettato più di 4.000 segnali ECochG per addestrare e testare l’algoritmo di apprendimento automatico (costituito da fasi di preelaborazione e da una rete neurale convoluzionale, CNN).