人工耳蜗植入残余听力及保留技术研究进展

人工耳蜗植入残余听力及保留技术研究进展【摘要】伴随着人工耳蜗植入术的广泛开展和技术进步，适应人群不断扩大，听力障碍患者获益更多。本文主要对人工耳蜗植入术中残余听力损失的原因、评估残余听力的方式、保留残余听力的技术和方法等国内外相关研究进展做一综述。【关键词】听力障碍；耳蜗植入术；残余听力人工耳蜗植入术（cochlearimplant，CI）的医学和社会影响巨大且深远，这种技术能够恢复重度感音神经性听力损失（sensorineuralhearingloss，SNHL）患者的听觉输入，为语前聋儿童和语后聋成人提供重新进入听力社交世界的机会。随着技术进步，耳蜗植入术后患者残余听力得以保留，从而扩大了受益群体，提高了听觉言语功能。一、保留残余听力人工耳蜗植入的意义人工耳蜗植入术的早期适应证是重度及极重度SNHL患者，现在已经扩展到有低频残余听力患者。残余听力保留是指人工耳蜗植入后听力得到全部或者部分保留，不借助助听设备仍有听觉反应。电极设计和手术技术已经发展到可以保护残余听力，并且有大量证据表明人工耳蜗植入术和自然低频听力的组合输入是有益的。vonIlberg等[1]研究发现中枢听觉系统能够将残余听力的声刺激与耳蜗神经的直接电刺激结合起来，而不会产生干扰。声电刺激（electricacousticstimulation，EAS）的叠加效应可明显提高语音感知的质量和得分，高于单独使用声学或电刺激所能达到的值，因而EAS被认为比单独任何一种形式的刺激听起来更自然、更令人愉快。Matin等[2]在一项研究中调查老年人人工耳蜗植入术听力保护程度和使用EAS或单独电刺激（electricstimulation，ES）的语音理解程度。治疗后，使用较长电极EAS系统的患者比使用较短电极患者在安静的单音节单词得分上表现更好，噪声环境下的语音识别也呈现出类似的趋势，使用EAS系统的患者自然残余听力得以较好地保留。Li等[3]研究表明虽然残余听力有限，但残余听力较好的儿童在耳蜗植入术后听觉表现和言语清晰度方面具有优势，强调残余听力对汉语儿童早期听觉和语言技能发展的影响。Na等[4]通过对389例接受耳蜗植入的儿童进行研究，他们大多数在耳蜗植入前有严重的听力损失，其中1/4有残余听力的患儿术后表现出高水平的语言感知能力。因此，保留残余听力的CI不仅能让更多的听力障碍患者获益，也令术后听觉效果更佳。二、人工耳蜗植入术后残余听力损失原因人工耳蜗植入术后残余听力损失的原因主要包括：（1）手术中电钻直接损伤中耳、内耳结构，导致听力损失；（2）高速电钻产生的噪声损伤残余毛细胞；（3）人工耳蜗电极进入鼓阶损伤耳蜗微结构，如螺旋板、基底膜、骨膜等，这与电极的长度、硬度、弯曲度、插入角度和技术都有关；（4）耳蜗开窗或蜗窗膜打开，负压吸引直接损伤内耳结构，或淋巴液丧失过多过快造成内耳微环境发生改变从而损伤毛细胞；（5）电极植入后造成耳蜗纤维化或骨化，从而不能长期保留残余听力。文献报道耳蜗植入术后易出现低频残余听力丧失，其机制、残余听力保留的持久性尚不清楚[5-6]。耳蜗植入损伤引起的炎症被认为是重要的，因为它可能通过干扰血迷屏障和神经突触而引起低频残余听力损失。低频听觉信号传递通路的病理改变可能包括神经上皮结构、突触、血管纹等超微结构的损伤等潜在因素。Lim等[7]通过建立由耳蜗和中耳组成的听觉模型，研究人工耳蜗植入对残余听力损失的影响。结果表明蜗窗硬化是影响残余听力损失的主要因素，蜗窗硬度增加5倍，低于500Hz的低频残余听力损失超过4dB。Geerardyn等[8]也发现术中经扩大蜗窗或耳蜗造口后，影响正常内耳力学的解剖位置均存在耳蜗内纤维化和新骨化，从而影响残余听力。三、评估残余听力指标听力学评估通常是人工耳蜗植入术检查的第一步，纯音测听气导和骨导阈值在250~8000Hz之间的综合听力评估对于初始评估以及言语辨别十分重要，但对残余低频听力的关注使得低频测试在听力评估中开始受到重视。常用的保留残余听力判断标准[9]：计算耳蜗植入前后的250、500和1000Hz的无辅助纯音阈值和纯音平均值，听力完全保留（损失≤10dB）、部分保留（损失11~20dB）、临界保留（损失21~40dB）或无保留（损失>40dB或听力计无响应）。纯音测听是目前监测术后残余听力的“金标准”，但Wimmer等[10]回顾分析42例伴有残余听力的人工耳蜗植入术后患者，进行多次纯音测听和阻抗遥测，术中或术后前6个月内出现残余听力丧失，术后1个月测得最高阻抗，并随时间逐渐降低。无论时间如何，研究发现阻抗每增加1kΩ，残余听力就会下降4.4dB。利用这种阻抗遥测技术，可以客观监测临床阻抗与残余听力阈值的关系。Dietz等[11]通过评估局部麻醉下人工耳蜗植入术中耳蜗电图反应与听力感知之间的关系，证实耳蜗电图可用于监测电极插入期间内耳毛细胞的功能，手术期间的耳蜗电图反应可以预测术后听力保存结果。Lorens等[12]在一项研究中指出，在不同频率的短音中1kHz和500Hz是耳蜗植入患者最敏感的。耳蜗中记录微音电位最敏感的部位取决于所使用的音调频率，可用于有残余听力的患者术中术后耳蜗健康监测。研究还发现2kHz听觉稳态反应（ASSR）测试比其他频率的ASSR测试能更准确地测量残余听力，表现出更高的敏感性和特异性，可能比行为测试更低估残余听力[13-14]。Kim等[15]发现对于在术前听觉脑干反应（ABR）评估中表现出听力损失的患儿，2kHzASSR残余听力提高耳蜗植入术后的知觉阈值，改善手术结果。可见，即使在ASSR测试中仅有微小残余听力也不应延迟耳蜗植入手术。四、保留残余听力主要技术方法残余低频听力的丧失被认为是多种因素共同作用的结果。所有的手术方法都有一个共同的目标，即保护耳蜗内脆弱的结构，保留残余的低频听力，以提高患者语音感知能力。在耳蜗内插入电极就意味着对患者的残余耳蜗功能有一定的风险，需要进一步的研究来确保保留可用的残余听力，根据听力损失的不同程度和频率范围确定合适的插入深度。Khoza-Shangase和GautschiMills[16]的研究结果表明手术技术以及人工耳蜗类型的选择与成功的听力改善存在直接相关性，可以保留较高的残余听力，完全打开蜗窗膜、较慢的插入速度、直电极阵列以及皮质类固醇的使用可以提高听力保留率[17]。（一）手术技术Lehnhardt[18]在1993年提出“柔手术（softsurgerytechnique）”技术，探讨在耳蜗植入过程中通过谨慎的手术技术看是否有可能保留残余听力。经验表明，通过蜗窗膜开窗进入鼓阶，仔细保护纤维内层和使用有助于保留内耳功能的手术方法，可以为患者保留残余听力。Gendre等[19]对66例患者均采用标准的“柔手术”技术进行人工耳蜗植入，其中成人的听力保留率为52.1%，儿童为72.0%。王翠翠等[20]对29例有残余听力患者行微创人工耳蜗植入术后，并对其术后低频残余听力及听觉言语能力随访1~2年，发现微创手术能让患者低频残余听力的保留率达到100%，如果术前有较好的低频残余听力，则预示较好的术后听觉及言语功能；并且，耳蜗植入患者术后残余听力可较长时间保留。但Tarabichi等[21]也报道尽管使用“柔手术”技术，仍有一部分患者在术后数月至数年出现部分或全部听力丧失。Gotamco等[22]在一项70例人工耳蜗植入术患者的研究中，通过比较蜗窗狭开窗和大开窗两组患者的术前、术后6个月听阈值，发现两组残余听力保留率的差别有统计学意义，从而认为蜗窗大开窗可能也是一种可选技术，可以利用它来改善听力保存的结果。（二）电极设计为了实现EAS，未来的助听设备应该由两部分组成：植入耳蜗内的电装置和耳道内的声刺激器，并且可以根据患者的需要对电、声刺激分别进行调整。Matin等[2]调查老年人耳蜗植入后听力保护程度和使用EAS或ES的语音理解程度。治疗后，使用较长电极EAS系统的患者比使用较短电极ES患者在安静的单音节单词得分上表现更好，噪声环境下的语音识别也呈现出类似的趋势。Jolly等[23]回顾有关电极设计参数对最小化创伤的实验室和临床数据，倾向于采用一种薄而灵活的电极阵列，其导线呈之字形。插入短或中等电极阵列的听力保护手术后，低频听力损失与电极的物理实性并没有直接关系，因为听力损失是在没有电极载体存在的区域。在这种情况下，听力损失与创伤的间接影响有关，创伤是由电极插入或耳蜗开放手术或纤维化反应引起的，可能包括炎症过程、细胞坏死和凋亡、纤维化，所以保留听力的最佳电极插入深度目前尚不清楚，需要更多研究。VandeHeyning等[24]研究中等长度和较长的耳蜗电极阵列均显示出较高的听力保存率，考虑到听力随着时间的推移而下降，应考虑在初次手术时植入更长的电极，从而避免以后再次植入。Chen等[25]研究一种由聚甲基丙烯酸亚砜甜菜碱（PSB）和聚多巴胺（PDA）组成的两性离子耳蜗植入膜，PSB-PDA涂层具有超亲水性、低蛋白质和长期稳定性及高生物相容性等特点，可抑制巨噬细胞的活化，减少炎症因子和纤维化相关因子的释放，显著保护残余听力。（三）药物应用Jolly等[23]提出为更好地在手术中保护听力，可以通过药物干预减少植入创伤，从而持续控制可能会导致低频区听力损失的间接影响。目前的证据表明类固醇和细胞凋亡抑制剂在电极创伤动物模型中表现良好，并且都是降低植入后听力损失风险的良好候选药物。Skarzynska等[26]通过测量纯音听阈（PTA）在耳蜗植入前、处理器激活期间（植入后1个月）和激活后12个月的结果，对比静脉、静脉+口服类固醇激素的听力保留情况，发现两组结果类似，而对照组（没有使用类固醇激素）在处理器激活12个月后没有可测量的听力，从而证实类固醇激素的使用有利于保留患者的残余听力。其他研究也同样报道全身使用类固醇激素以及术中蜗窗暴露但尚未切开时局部滴用激素的操作，目的是抗感染、预防蜗内纤维化及保存残余听力[20，27]。（四）机器人的使用赵辉等[28]指出和耳科医师相比，手术机器人具有更好的灵活度、精准度、微创性、同质性。特别是随着手术机器人的多臂系统、震颤过滤系统的进步，显著增加了协调性和稳定性，从而提升手术精度，最大限度地保存耳蜗的精细结构和细胞功能，实现更高层次的微创植入。Barriat等[29]也指出在人工耳蜗植入过程中听力保存是一个值得关注的问题，通过机器人RobOtol将电极阵列以恒定的慢速插入耳蜗中，速度可以低至0.1mm/s，从而最大限度地减少对耳蜗的干扰和创伤风险。目前，人工耳蜗植入术普遍开展，研究不断深入，仍有很多值得关注探索的领域，比如研发组织相容性更好的电极以及多模态万能听觉植入物[30]，通过计算机和机器人辅助手术自动精准插入电极减少耳蜗损伤，优化信号处理，抑制耳蜗纤维化，促进耳蜗毛细胞再生，耳聋基因治疗等。而只有更好地保留残余听力，才能让患者获益更多。参考文献[1]vonIlbergC,KieferJ,TilleinJ,etal.Electric-acousticstimulationoftheauditorysystem.Newtechnologyforseverehearingloss[J].ORLJOtorhinolaryngolRelatSpec,1999,61(6):334-340.DOI:10.1159/000027695.[2]MatinF,ArtukarslanEN,IllgA,etal.Cochlearimplantationinelderlypatientswithresidualhearing[J].JClinMed,2021,10(19):4305.DOI:10.3390/jcm10194305.[3]LiY,ZhouX,JinX,etal.Residualhearingimprovesearlyauditoryperceptionandspeechintelligibilityinmandarin-speakingchildrenwithcochlearimplants[J].JIntA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