달팽이관 내 전기 와우조영술 데이터 세트

과학 데이터 10권, 기사 번호: 157(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

전기달팽이검사(ECochG)는 음향 자극에 반응하여 전기생리학적 내이 전위를 측정합니다. 이러한 전위는 내이의 상태를 반영하고 잔여 기능에 대한 중요한 정보를 제공합니다. 인공와우 이식(CI) 사용자의 경우 이식 전극을 사용하여 달팽이관 내에서 직접 ECochG 신호를 측정할 수 있습니다. 우리는 이식 중과 이식 후 언제든지 이러한 녹음을 수행할 수 있습니다. 그러나 ECochG 신호의 분석 및 해석은 쉽지 않습니다. 과학계를 지원하기 위해 우리는 달팽이관 이식을 통해 46개 귀에서 기록된 4,924개의 신호로 구성된 달팽이관 내 ECochG 데이터 세트를 제공합니다. 우리는 전극 삽입 직후 또는 잔존 청력이 있는 피험자를 대상으로 수술 후 데이터를 수집했습니다. 이 데이터 설명자는 연구 커뮤니티에 당사의 포괄적인 전기 생리학적 데이터 세트 및 알고리즘에 대한 액세스를 제공하는 것을 목표로 합니다. 딥러닝을 활용한 원시 데이터 수집부터 신호 처리 및 객관적 분석까지 모든 단계가 포함됩니다. 또한 대상 인구통계 데이터, 청력 역치, 주관적 음량 수준, 임피던스 원격 측정, 방사선 사진 결과 및 ECochG 신호 분류를 수집했습니다.

전기달팽이검사(ECochG)는 음향 자극에 반응하여 전기생리학적 내이 전위를 측정합니다. 이러한 전위는 내이의 상태를 반영하고 잔여 기능에 대한 중요한 정보를 제공합니다. ECochG는 i) 달팽이관 마이크로포닉(CM, 외부 유모 세포 반응), ii) 청각 신경 신경성(ANN, 초기 신경 및 내부 유모 세포 반응), iii) 복합 작용 등 네 가지 서로 다른 신호 구성 요소를 포괄하는 포괄적인 용어입니다. 잠재력(CAP, 초기 청각 신경 반응) 및 iv) 합산 잠재력(SP, 주로 내부 유모 세포 반응)1,2,3,4,5.

인공와우(CI) 환자의 경우 임플란트 전극을 사용하여 달팽이관 내에서 직접 ECochG 신호를 측정할 수 있습니다. 측정은 이식 중 및 이식 후에 수행할 수 있습니다. 이식 과정에서 연구에 따르면 갑작스러운 신호 변화는 외상성 힘6,7,8,9,10,11,12,13,14에 의해 발생할 수 있습니다. 따라서 실시간 ECochG 추적은 외과의사의 햅틱 인식을 보완할 수 있습니다6,8,9,10,11,15,16,17,18,19,20. ECochG는 환자가 잔여 달팽이관 기능을 상실할 수 있는 수술 후 단계에도 유용할 수 있습니다21,22. 가장 일반적으로 이러한 손실은 다양한 달팽이관 내 요인(예: 전극에 대한 면역 반응, 달팽이관 내 염증 반응 및 달팽이관 내 반흔 조직 형성)으로 인해 임플란트 수술 후 처음 6~12개월 동안 발생합니다. 27. 그러나 기본 메커니즘은 아직 잘 이해되지 않았으며 추가 연구가 필요합니다. 요약하면, CI 수혜자의 경우 임플란트 수술 중 및 수술 후 ECochG 측정은 달팽이관 건강을 매핑하므로 임플란트 전극에 반응하는 달팽이관 기능에 대한 이해를 향상시킬 수 있는 큰 잠재력을 갖습니다.

그러나 ECochG 신호의 해석은 쉽지 않으며 훈련이 필요합니다. 신호 진폭과 신호 대 잡음비(SNR)는 개인마다 크게 다를 수 있습니다. 또한 ECochG 추적의 형태와 대기 시간은 나머지 신경 감각 세포의 영향을 받습니다.

최근까지 ECochG 신호 평가는 전문가의 시각적 분석을 기반으로 이루어졌습니다. 이 접근법에는 높은 수준의 경험이 필요하고 전문가 의존적 분석으로 인해 재현성이 부족하여 측정 적용이 제한되는 등 여러 가지 단점이 있습니다. 우리는 이전에 ECochG 신호가 존재하는지 여부를 확인하기 위한 기계 학습 기반의 객관적인 방법을 도입했습니다. 이에 따라 세 명의 전문가가 4,000개가 넘는 ECochG 신호에 라벨을 지정하여 기계 학습 알고리즘(전처리 단계와 컨볼루션 신경망인 CNN으로 구성됨)을 훈련하고 테스트했습니다.