蔣雯綜述 張華審校

·綜述·

聽覺腦干植入效果及新進展

蔣雯1綜述 張華2審校

聽覺腦干植入（auditory brainstem implant，ABI）是將聲音轉(zhuǎn)化成電刺激直接作用于腦干起始部位耳蝸核復(fù)合體的電子植入裝置。人工耳蝸植入在內(nèi)耳，如果聽神經(jīng)缺失則聽覺通路仍無法保證其完整性。因此，對于聽神經(jīng)缺失的人群，如果直接把聲音傳至腦干，建立起新的聽覺通路，則理論上患者可以恢復(fù)一定的聽覺能力，聽覺腦干植入就是基于這樣的理論基礎(chǔ)發(fā)展而來。雙側(cè)聽神經(jīng)瘤屬2型神經(jīng)纖維瘤（neurofibromatosis type 2，NF2），腫瘤長大或切除手術(shù)都會影響聽神經(jīng)的完整性，造成不同程度的聽力損失，ABI最先運用在此類患者中［1］。因此，最初的設(shè)計是通過直接刺激腦干聽覺通路起始部位耳蝸核復(fù)合體來幫助NF2患者恢復(fù)聽覺［1，2］。1979年，Hitselberger and House首次為一例女性NF2患者進行ABI手術(shù)，植入體為單個簡易手工制作的圓形電極，在切除前庭神經(jīng)髓鞘瘤（vestibular schwannoma）后經(jīng)迷路開顱手術(shù)（translabyrinthine craniotomy）植入電極，此后至1992年共有25例NF2患者接受了該植入術(shù)，這些患者均表示有一定感知聲音的效果，且第一例患者終生使用了該植入體［1～4］。隨后，Huntington醫(yī)療研究機構(gòu)研制成網(wǎng)狀雙電極（two-electrode mesh -type array），配合改進過的3M-House人工耳蝸處理器進行一定程度的推廣，緊接著多家人工聽覺植入公司陸續(xù)開發(fā)出表層多點序列電極（multisite surface array）［2］。Vincent［5］估計世界范圍內(nèi)超過500例NF2患者在切除腫瘤后進行了聽覺腦干植入，而后美國House診所［5］估計超千例成人已植入ABI。

單耳電極放置在耳蝸核的ABI已通過美國食品和藥物管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）的認(rèn)證，可作為一項醫(yī)療設(shè)備在美國使用，但對象僅限12歲以上的雙側(cè)聽神經(jīng)瘤切除后的NF2患者。隨著技術(shù)的發(fā)展，ABI已不僅僅適用于NF2患者，目前試驗階段已涉及到其它類型的第八顱神經(jīng)受損人群，包括顳骨骨折、腦膜炎引起的耳蝸骨化、神經(jīng)發(fā)育不全、神經(jīng)抽出術(shù)（nerve avulsion）等聽神經(jīng)受損患者［3，6］。本文從ABI的基本原理、植入標(biāo)準(zhǔn)等方面綜述ABI的效果和研究進展。

1 ABI工作原理

除ABI的電極放置在耳蝸核而不是耳蝸內(nèi)以外，ABI的工作原理和人工耳蝸基本相似［2，6］。耳蝸核的生理學(xué)原理不同于耳蝸的線性分頻特性（tonotopic），是由多特性的神經(jīng)元類型組成的分頻亞組織，例如：某類亞組織具備執(zhí)行區(qū)域分布特性［2］，由于分頻亞組織的存在，電極被設(shè)計成一個平板式樣放置在耳蝸核的表面，用于刺激不同特性的神經(jīng)元類型［2］。盡管不同公司研制出不同通道數(shù)的ABI，但由于耳蝸核的表面積有限，各家公司ABI的電極尺寸差別不大（圖1）。

圖1 各公司的ABI電極形狀［2］

2 ABI的植入標(biāo)準(zhǔn)和術(shù)后調(diào)試

Cochlear公司的Nucleus 24是至今唯一被FDA批準(zhǔn)臨床使用的ABI植入體，且FDA規(guī)定該植入體僅限用于NF2患者。由于FDA對Nucleus 24的批準(zhǔn)是基于90例年齡大于12歲的NF2患者的臨床試驗，所以FDA［7］關(guān)于ABI的植入標(biāo)準(zhǔn)如下：必須滿足以下所有條件，包括：年齡大于12歲，被診斷為NF2及雙側(cè)聽神經(jīng)瘤引起的全聾；植入

ABI前還需考慮患者和家屬的積極性是否高，期望值是否合理，手術(shù)禁忌癥是否全部排除等。Laurie［4］提出一個很重要的標(biāo)準(zhǔn)就是用于人工耳蝸植入或者助聽器配戴無效者。

相對于人工耳蝸的術(shù)后調(diào)試，ABI術(shù)后調(diào)試的最大挑戰(zhàn)在于如何最大化利用有限的電極分頻刺激來達(dá)到精確的音調(diào)識別。目前，僅憑手術(shù)是不可能將各電極放置在其頻率特異性的位置上，故術(shù)后音調(diào)匹配在分頻調(diào)試中尤為重要［8］。另外，Choi等［8］提出相較于人工耳蝸的動態(tài)范圍，隨著時間處理（time processing）增大，ABI的動態(tài)范圍相對恒定。對于術(shù)后調(diào)試的步驟，Vincent［2］提出術(shù)后6～8周進行第一次調(diào)試，目的是取消沒有聽神經(jīng)反應(yīng)的電極刺激；接下來調(diào)試電極，目的是音調(diào)匹配聽神經(jīng)反應(yīng)。目前還沒有任何一家人工聽覺植入公司研制屬于ABI的特別言語處理策略［2］。

3 ABI的聽覺康復(fù)效果和手術(shù)并發(fā)癥

House研究所報道［5］約85%的ABI植入者表示能夠感知聲音；Sanna等［9］關(guān)于ABI的文獻綜述顯示，NF2患者植入ABI的效果并沒有隨著植入者數(shù)量增加和臨床經(jīng)驗積累而提高，反而比人工耳蝸植入顯示出更多的多變性。雖然文獻指出不可預(yù)估ABI的康復(fù)效果，但在使用ABI的情況下，結(jié)合唇讀可以為NF2患者提供一定的交流需求［9］。開放式言語識別測試是常見的評估ABI效果的方法之一，Matthies等［10］用其評估了16例成功激活A(yù)BI的NF2植入者的效果，結(jié)果顯示術(shù)后3個月僅靠聽覺的詞語識別率平均值為89%，24個月后開放式言語識別率平均值為41%，短期聽覺詞語識別能力可以預(yù)示長期開放式言語識別能力，從而印證了開放式言語識別測試可以運用于NF2患者ABI植入術(shù)后的效果評估［10］。

Colletti等［11］對意大利114例ABI植入者的回顧性分析顯示手術(shù)的并發(fā)癥非常低，特別是非NF2患者，植入ABI的低并發(fā)癥與人工耳蝸植入者一致。因此，在有經(jīng)驗的手術(shù)醫(yī)生和康復(fù)專家的合作下，NF2患者在切除腫瘤后接受ABI植入是相對安全的；ABI植入也不僅僅局限于NF2患者，更適用于非NF2患者［9，11］。

4 發(fā)展方向

4.1 ABI在幼兒NF2及非NF2患者中的應(yīng)用美國FDA還未通過ABI在幼兒中的臨床使用，但目前有一個由House研究所洛杉磯兒童醫(yī)院和Colletti合作進行的FDA認(rèn)證的5年臨床試驗（24～60月齡的幼兒）［12］；Colletti團隊在意大利維也納首次展開了對非NF2患者植入ABI的研究［4］；Colletti［13］總結(jié)80例植入ABI的患者，其中包括18例幼兒和62例成人，非NF2患者54例，年齡8個月～70歲，結(jié)果顯示ABI植入可以提高患者對環(huán)境聲音的感知，在一定程度上提高了其交流能力；同時非NF2植入者與NF2植入者相比其交流能力更勝一籌，且非常多的非NF2植入者的交流能力可以媲美人工耳蝸植入者。Sennaroglu等［14］對11例內(nèi)耳畸形的語前聾幼兒（30～56月齡）植入ABI的初步研究顯示，患兒能夠恢復(fù)一定的聽覺感知，同時也未出現(xiàn)任何嚴(yán)重的手術(shù)禁忌癥；Colletti等［15］總結(jié)10年成人植入ABI的經(jīng)驗顯示，ABI能幫助患有極重度聽力損失且不適宜植入人工耳蝸的成人恢復(fù)一定的聽覺能力，文中比較了32例NF2患者和48例非NF2患者植入ABI后的開放式言語識別率測試結(jié)果，分別是5%～31%（平均10%）和10%～100%（平均59%）（P＜0.01）；測試結(jié)果很大程度上取決于病變類型，頭部創(chuàng)傷或嚴(yán)重耳蝸骨化造成的聽神經(jīng)損失患者言語識別率最高，神經(jīng)失調(diào)、耳蝸畸形和聽神經(jīng)病等患者的言語識別率最低。另有學(xué)者對8例非NF2伴內(nèi)聽道狹窄的兒童（18個月～7歲）和3例語后聾耳蝸骨化的成人ABI植入者進行回顧性分析，提示耳蝸神經(jīng)發(fā)育不全或耳蝸骨化的非NF2患者均為理想的ABI植入者［8］。

基于目前的研究，ABI植入適用于人工耳蝸植入禁忌的兒童及成人，但植入效果因人而異，并不是所有的患者植入ABI都能獲得聽覺康復(fù)。對于幼兒來說，ABI植入可以幫助感知環(huán)境聲音和一些言語，但很大程度上還需依賴唇讀［6］。

4.2 穿透式聽覺腦干植入（penetrating microelectrode array for ABI，PABI） Takahashi等［16］認(rèn)為ABI植入結(jié)果的多變性，特別是效果不理想，可能是傳統(tǒng)表面電極的局限性，一方面由于電極的表面放置不能達(dá)到3D的頻率信息編碼，另一方面需要足夠大的放大電流才能激活神經(jīng)元，但足夠大的電流會造成能量的分散反而不能激活目標(biāo)神經(jīng)元。

由于許多植入ABI表面電極的患者感知到音調(diào)范圍有限，為了全面激發(fā)耳蝸核復(fù)合體的分頻特性，House研究所、Huntington醫(yī)療研究機構(gòu)和Cochlear公司合作開發(fā)研制了穿透式聽覺腦干植入（PABI）［2］，經(jīng)FDA認(rèn)證的PABI前瞻性初步臨床試驗，是對2003年至2007年間10例NF2患者行前庭神經(jīng)瘤移除后植入PABI的效果評估，結(jié)果顯示PABI能夠提供更低閾值、更大的音調(diào)范圍和高度選擇性，但患者的言語識別率未得到提升［17］。

盡管PABI聽覺感知閾值（0.8～2.0 nC／ph）相比低頻表面電極（10～100 nC／ph）更低，但在PABI

植入者中聽覺感知仍不理想［2］。到目前為止，與ABI相比，PABI的有效性仍缺乏足夠的研究支持。

多項因素影響ABI植入后效果，例如：耳聾時間長短和患者的特異性。研究表明，非NF2患者ABI植入效果比NF2患者好［15］，支持腫瘤切除手術(shù)對耳蝸核復(fù)合體造成影響的假設(shè)［4］。研究還表明較多NF2患者在腫瘤切除前有一定程度的言語能力，支持刺激高于耳蝸核復(fù)合體的中樞部位能提高NF2患者切除雙側(cè)聽神經(jīng)瘤后植入ABI效果的假設(shè)［3］。

4.3 聽覺中腦植入（auditory midbrain implant，AMI） AMI是針對不能植入人工耳蝸的極重度聽力損失者，植入電極放置在下丘核復(fù)合體的聽覺輔助裝置［3，18］。AMI的假設(shè)是基于腫瘤或手術(shù)對耳蝸核復(fù)合體的破壞導(dǎo)致ABI不適用，且電極放置在下丘是在聽覺結(jié)構(gòu)中選擇出來合適的部位［3］。

在Lim［3］基于動物和人類的AMI試驗的綜述中，結(jié)論顯示AMI植入結(jié)果的多變性在于電極刺激部位極大地影響被激活的中腦部位和聽覺表現(xiàn)。下丘和耳蝸核的神經(jīng)編碼比聽神經(jīng)更加復(fù)雜，因此，在制定下丘和耳蝸核的刺激方式時更需要考慮神經(jīng)元的類別和時間空間上的特性［18］。Mc Kay等［18］研究表明可能由于中腦神經(jīng)提高了耐力（refractory）和適應(yīng)力（adaptation），使得AMI植入者與人工耳蝸植入者相比，前者時間分辨（temporal resolution）能力較弱。

5 總結(jié)

自從30年前House研究所第一次實施成人NF2患者ABI植入以來，ABI的發(fā)展并沒有像人工耳蝸發(fā)展的那么迅速，主要原因在于其效果的多變性，但可以肯定的是NF2患者植入ABI能夠獲得一定的聽覺感知和唇讀加強［1］。盡管目前ABI植入效果不及人工耳蝸植入效果理想，但根據(jù)目前的研究，ABI植入仍有發(fā)展前景，優(yōu)化電極和處理策略將會是未來提高ABI植入效果的研究方向［18］。單耳電極放置在耳蝸核的ABI已通過美國FDA的認(rèn)證，可作為一項醫(yī)療設(shè)備使用于12歲以上的雙側(cè)聽神經(jīng)瘤切除后的NF2患者，但ABI在幼兒中使用和在非NF2患者中的使用以及PABI和AMI的應(yīng)用還均在進一步的研究中。

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（2014-04-22收稿）

（本文編輯 周濤）

10.3969／j.issn.1006-7299.2015.04.028

時間：2015-3-3 14：39

R764.5

A

1006-7299（2015）04-0435-03

1 University of Florida； 2 首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院耳鼻喉科頭頸外科，北京市耳鼻咽喉科研究所

張華（Email：a-zhang@263.net）

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http：／／www.cnki.net／kcms／detail／42.1391.R.20150303.1439.029.html