張曉 劉薇 陳敏 張杰

國(guó)家兒童醫(yī)學(xué)中心（北京10045)

首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京兒童醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科（北京10045)兒童耳鼻咽喉頭頸外科疾病北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

人工耳蝸植入術(shù)（cochlear implants，CI）是目前醫(yī)學(xué)上治療重度神經(jīng)性聾的最佳方法。近年來(lái)，人工耳蝸植入術(shù)在臨床上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，在治療兒童聾啞方面發(fā)揮著重要作用。人工耳蝸的聽(tīng)覺(jué)與言語(yǔ)康復(fù)治療效果不僅取決于人工耳蝸裝置的言語(yǔ)編碼策略，而且與人工耳蝸電極的手術(shù)植入部位及其在耳蝸內(nèi)的深度密切相關(guān)。植入電極是否到位，有無(wú)扭曲、滑脫，是手術(shù)成功的關(guān)鍵。CI設(shè)備的預(yù)期壽命超過(guò)20年，因此，電極載體的位置必須長(zhǎng)時(shí)間固定，并且最大可能的抗擠壓性是必要的。

本文主要針對(duì)人工耳蝸術(shù)后電極移位相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行綜述。

1 耳蝸及人工耳蝸電極

耳蝸結(jié)構(gòu)微小，由蝸軸和蝸螺旋管構(gòu)成，蝸螺旋管是骨密質(zhì)圍成的骨管，內(nèi)藏蝸神經(jīng)節(jié)，其圍繞蝸軸盤曲約兩圈半，分為三部分，近蝸?lái)攤?cè)的前庭階，中間膜性蝸管，近蝸底側(cè)的鼓階。人類耳蝸管腔的長(zhǎng)度約為30mm，不同的耳蝸部位或螺旋神經(jīng)節(jié)部位編碼不同的頻率，高頻聲刺激引起耳蝸底部基底膜最大位移，而低頻聲刺激引起耳蝸?lái)敳炕啄ぷ畲笪灰?，這便是“位置學(xué)說(shuō)”，這一學(xué)說(shuō)也是多導(dǎo)人工耳蝸之所以能傳輸頻率信息的基本出發(fā)點(diǎn)[1]。

人工耳蝸植入是將連接到體外的聲電換能器的微電極（越過(guò)發(fā)育不良或受損的聽(tīng)覺(jué)毛細(xì)胞）經(jīng)蝸窗插入耳蝸底圈鼓階內(nèi)或貼附于耳蝸外面骨壁上用以直接刺激蝸軸螺旋管內(nèi)殘存的良好螺旋神經(jīng)節(jié)細(xì)胞及其外圍末稍神經(jīng)，將模擬的聽(tīng)覺(jué)信息傳向中樞以期使重度感音神經(jīng)性耳聾或全聾患者重新感知聲響[1]。耳蝸對(duì)聲音頻率信息的編碼同時(shí)遵循頻率-部位理論和頻率-時(shí)間理論。

目前通過(guò)美國(guó)FDA認(rèn)證的人工耳蝸產(chǎn)品主要有澳大利亞Cochlear公司、奧地利MED-EL公司和美國(guó)AB（Advanced Bionics）公司。2011年中國(guó)杭州諾爾康公司的晨星人工耳蝸系統(tǒng)獲得許可進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。以上四個(gè)公司的人工耳蝸產(chǎn)品均為多通道人工耳蝸，蝸內(nèi)電極設(shè)計(jì)根據(jù)正常耳蝸音位配布的規(guī)律，將多個(gè)電極觸點(diǎn)縱向排列植入耳蝸鼓階內(nèi)，每個(gè)電極觸點(diǎn)承載特定頻帶的信息。

直電極：直電極序列植入耳蝸后位于鼓階外側(cè)壁。

預(yù)彎電極：預(yù)彎電極在植入耳蝸前由于有金屬內(nèi)芯的支撐，呈直形。電極序列完全植入耳蝸后拔出內(nèi)芯，電極恢復(fù)成抱蝸軸的彎曲狀。研究發(fā)現(xiàn)彎電極形成的刺激電場(chǎng)比直電極序列更加局限、集中，可刺激耳蝸特定部位的神經(jīng)細(xì)胞，有效減少電極的極間干擾，提供更好的頻率特異性。彎電極平均植入深度要明顯大于直電極。

Nucleus CI422電極序列上有22個(gè)朝向蝸軸的半環(huán)狀電極觸點(diǎn)，電極序列靠近鼓階外側(cè)壁的一側(cè)無(wú)電極觸點(diǎn)分布，表面光滑，這樣的設(shè)計(jì)可以減少直電極植入過(guò)程中對(duì)鼓階外側(cè)壁的損傷。MED-EL目前應(yīng)用于臨床無(wú)耳蝸畸形患者的主要有標(biāo)準(zhǔn)電極（Standard）和超軟電極（FLEXSOFT）兩種類型。兩種電極的電極觸點(diǎn)均為卵圓形，觸點(diǎn)間采用波浪布線技術(shù)，降低電極硬度，減小插入時(shí)電極對(duì)耳蝸結(jié)構(gòu)的損傷。HiFocus 1J植入耳蝸后均位于靠近鼓階外側(cè)壁的位置。HiFocus Helix植入耳蝸后貼近蝸軸，植入耳蝸后幾乎居于鼓階中央，不與蝸軸和鼓階外側(cè)壁接觸，可以最大程度減小對(duì)蝸內(nèi)結(jié)構(gòu)的損傷。

2 人工耳蝸植入后耳蝸組織病理學(xué)

表1 不同型號(hào)電極的相關(guān)介紹[2]Table 1 Introduction of Different Types of Electrodes

有研究[3]分析了植入各種類型人工耳蝸的55個(gè)人類顳骨的組織病理學(xué)，觀察了電極插入和存在所引起的耳蝸組織的變化。與耳蝸開(kāi)窗術(shù)相比，通過(guò)圓窗插入電極，導(dǎo)致耳蝸內(nèi)的耳蝸反應(yīng)最少，包廣泛的纖維組織形成和新骨形成不通順。并且他們發(fā)現(xiàn)，纖維化和新骨一般不會(huì)影響電極功能，但如果纖維化或者新骨形成在前庭的聯(lián)合管處，會(huì)阻塞聯(lián)合管，引起內(nèi)淋巴積水，導(dǎo)致延遲的低頻聽(tīng)力損失。對(duì)這些顳骨的研究表明，纖維化的形成和骨化主要由于耳蝸造口術(shù)或較長(zhǎng)的電極植入遇到耳蝸第一段彎曲時(shí)對(duì)內(nèi)膜造成的損害。

另有對(duì)接受人工耳蝸植入的個(gè)體的顳骨的病理學(xué)研究表明[4,5]，存活的耳蝸神經(jīng)元細(xì)胞的數(shù)量與植入體性能之間沒(méi)有相關(guān)性。

Akira Ishiyama教授在2018年世界人工耳蝸會(huì)議上提及，他們?cè)谝豁?xiàng)新的研究中對(duì)植入人工耳蝸的顳骨研究，并進(jìn)行3D模擬重建研究，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)電極植入平均1.96圈；并進(jìn)行了螺旋神經(jīng)節(jié)密度測(cè)試，部分耳顯示螺旋神經(jīng)節(jié)密度不均勻，最高密度集多中在中轉(zhuǎn)。

3 人工耳蝸植入術(shù)后電極移位

研究中發(fā)現(xiàn)電極相關(guān)的故障，如電極錯(cuò)位和電極遷移或擠壓是非常罕見(jiàn)的[6]。據(jù)報(bào)道，耳蝸植入再次手術(shù)的比例在所有CI手術(shù)中占3%至10%，在兒科植入者中更為常見(jiàn)[7]。由于電極移位再次手術(shù)患者的只占少數(shù)，據(jù)報(bào)道占所有二次手術(shù)的1%至15%之間[8]。電極遷移是CI手術(shù)中一種未被認(rèn)識(shí)到的并發(fā)癥。

電極移位類型包括，電極原位移位、電極移位到外側(cè)壁、電極180h轉(zhuǎn)位、耳蝸骨內(nèi)膜的損傷、電極至前庭階內(nèi)。有研究[9]表明電極植入越深，患者術(shù)后的言語(yǔ)分辯率越好。但也有研究表明電極植入過(guò)深易損害耳蝸正常結(jié)構(gòu)。長(zhǎng)電極及直電極發(fā)生術(shù)后電極移位的概率更高。

3.1 電極移位可能原因的探討

（1）耳蝸插入部位的纖維化。目前，人們對(duì)電極遷移的潛在機(jī)制知之甚少。人們普遍認(rèn)為插入部位纖維化深入耳蝸并緩慢增長(zhǎng)可能是導(dǎo)致阻抗逐漸增加的原因[10]。據(jù)報(bào)道，在兒童中更常見(jiàn)，新骨形成和乳突生長(zhǎng)被認(rèn)為是導(dǎo)致電極擠壓的原因[11]。頭部創(chuàng)傷和耳蝸內(nèi)纖維化或骨化也可能導(dǎo)致電極從耳蝸中擠出。在顳骨研究中觀察到顯著的炎癥反應(yīng)伴有顱骨植入后的瘢痕形成和纖維化。纖維化可以從圓窗區(qū)域處的最小瘢痕形成到延伸到耳蝸中的廣泛瘢痕形成。因此，在CI二次植入手術(shù)中經(jīng)常出現(xiàn)瘢痕形成和不同程度的纖維化。

在兒童患者中，當(dāng)乳突腔內(nèi)有新的骨形成以及顱骨的生長(zhǎng)時(shí)，可能發(fā)生擠壓，這可能使電極從耳蝸中縮回。與所謂的預(yù)彎電極相比，直電極易位的發(fā)生率略高，且電極長(zhǎng)度大于一定數(shù)值時(shí)易發(fā)生移位[12]。預(yù)彎電極實(shí)際上是自我保留在耳蝸內(nèi)，并且預(yù)張力可以在一定程度上抵抗電極引線的拉力。相反，直陣列可以向耳蝸的外壁施加力，這是由于其彈回到其原始直線位置的固有趨勢(shì)。這些彈力越大，電極越硬，因此可加重?cái)D壓。纖維蛋白的疤痕收縮或干燥也會(huì)對(duì)電極施加不利的力。

（2）手術(shù)操作中已存在電極移位。在耳蝸植入手術(shù)中，植入過(guò)程中電極從耳蝸中的鼓階（scala tympani,ST）移位到前庭階（scala vestibuli,SV）。有研究[13]測(cè)量將測(cè)試探針從耳蝸中的鼓階（scala tympani,ST）轉(zhuǎn)移到前庭階（scala vestibuli,SV）所需的力，此破裂力范圍從最小值42到最大值122 mN，平均值為88 mN，這對(duì)CI手術(shù)具有重要的臨床意義。隨著CI手術(shù)技術(shù)的不斷改進(jìn)，自動(dòng)電極插入可以通過(guò)以緩慢的，調(diào)節(jié)的速度插入并且當(dāng)實(shí)時(shí)力反饋指示足夠高的力引起創(chuàng)傷（例如，易位）時(shí)停止或改變插入軌跡，從而可以最小化創(chuàng)傷并避免移位。此研究也顯示，機(jī)器人插入的電極的力變化明顯小于人類操作員插入電極時(shí)用力變化。

（3）插入軸在人工耳蝸植入中的重要性及影響。在手術(shù)過(guò)程中，理想情況下應(yīng)將電極陣列插入鼓階（ST）中，保持基底膜（basilar membrane，BM）的自然運(yùn)動(dòng)完整并保留耳蝸內(nèi)其他結(jié)構(gòu)，保持耳蝸內(nèi)結(jié)構(gòu)可以減少纖維化組織的形成，防止阻抗增加，并保留殘余聽(tīng)力。雖然插入電極陣列的最佳路線是ST中線，但是由于面神經(jīng)管的解剖位置，ST中線無(wú)法從后鼓室切開(kāi)術(shù)直接看到。因此，一些研究已經(jīng)表明，可以通過(guò)確定最佳的插入軸以更接近ST中線[14]。根據(jù)面神經(jīng)位置，ST中線和最佳插入軸之間的角度可以在1到11度之間變化，并且在非理想插入軸的情況下從15到23度變化。插入軸與ST中心線的角度較大時(shí)，陣列尖端會(huì)與耳蝸壁進(jìn)行早期接觸。這種現(xiàn)象會(huì)改變電極的進(jìn)入軌跡，并進(jìn)一步引起異常植入。這種異常植入電極可以在不準(zhǔn)確的插入軸組中觀察到數(shù)次穿過(guò)BM[15]。耳蝸外傷與插入軸與ST中心線的角度顯著相關(guān)。

（4）電極載體上存在向外引出耳蝸的力。這種力可能是鼓階壓過(guò)高（例如梅尼埃?。┗驒C(jī)械拉動(dòng)電極導(dǎo)線。這種牽引可以由于電極本身慣性引起或乳突腔中可能存在的牽引電極線的運(yùn)動(dòng)引起。

另，嚴(yán)重的解剖畸形或纖維化本身就決定了電極不可能完全植入或植入耳蝸內(nèi)的電極數(shù)目不足或移位。術(shù)者操作手側(cè)別的不同與左右不同側(cè)別耳電極移位是否存在相關(guān)性目前不明確。

3.2 檢查方法

大多數(shù)電極遷移患者的聲音質(zhì)量下降或語(yǔ)音感知降低。這種觀察可以作為第一個(gè)信號(hào)，然后需要聽(tīng)力學(xué)、電生理學(xué)測(cè)試和影像技術(shù)綜合評(píng)估。電測(cè)聽(tīng)中，電極阻抗值及神經(jīng)反應(yīng)遙測(cè)閾值（NRT）顯著升高，電刺激聽(tīng)神經(jīng)復(fù)合動(dòng)作電位(electrically evoked auditory nerve compound action potentials,ECAP)檢測(cè)不到，可作為電極遷移的可疑表現(xiàn)[16,17]。綜合判斷是否需要進(jìn)一步電極放射成像。

通過(guò)引入錐形束計(jì)算機(jī)斷層掃描（Cone beam CT,CBCT），可以在低劑量輻射暴露下更準(zhǔn)確地對(duì)術(shù)后電極放置進(jìn)行成像。詳細(xì)的術(shù)后成像提供有關(guān)電極位置、插入深度和標(biāo)量定位的重要信息[18,19]。關(guān)于電極定位的信息很重要，因?yàn)樗鼘?duì)編程策略有影響。雖然計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）仍被認(rèn)為是顳骨成像的金標(biāo)準(zhǔn)，但電極引起的金屬偽影可能會(huì)嚴(yán)重限制其在CI手術(shù)后的術(shù)后成像中的應(yīng)用。在臨床環(huán)境中，CBCT提供了足夠的圖像質(zhì)量和最小的電極偽影，因此可以準(zhǔn)確估計(jì)電極位置相對(duì)于插入深度和插入角度[20]。

3.3 處理

如果電極遷移被證實(shí)，建議先選擇同側(cè)耳立即行人工耳蝸再植入手術(shù)。由于耳蝸內(nèi)的纖維組織反應(yīng)，延遲的電極再植入成功可能性較小。如果沒(méi)有明顯的電極遷移跡象，則建議對(duì)刺激器進(jìn)行完整性測(cè)試。如果沒(méi)有明確的電極遷移或器械失效的證據(jù)，則應(yīng)考慮心理障礙，并應(yīng)提供心理咨詢。最后，必須指出的是，在調(diào)機(jī)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)位于底轉(zhuǎn)的電極反應(yīng)不良或言語(yǔ)能力的評(píng)估低于預(yù)期時(shí)，應(yīng)通過(guò)CT或CBCT檢查以排除早期的電極遷移。

3.4 預(yù)防

首先，電極設(shè)計(jì)應(yīng)可固定，以減少向外引導(dǎo)的機(jī)械力拉動(dòng)電極引線的可能性。如果預(yù)想到電極引線在乳突腔中可能移動(dòng)，則可以使用用于電極固定的附加工具。其次，術(shù)前準(zhǔn)確評(píng)估耳蝸發(fā)育情況，電極植入過(guò)程中注意植入方向、角度、速度及力度，運(yùn)用“柔技術(shù)”盡量減少耳蝸內(nèi)其他結(jié)構(gòu)的損傷。有研究[21]通過(guò)對(duì)采用柔手術(shù)技術(shù)的微創(chuàng)和傳統(tǒng)兩種人工耳蝸植入術(shù)的比較，認(rèn)為微創(chuàng)人工耳蝸植入術(shù)具有外形美觀，手術(shù)時(shí)間不增加，術(shù)中創(chuàng)傷小，手術(shù)安全性高，可確保刺激電極位于鼓階內(nèi)，術(shù)后并發(fā)癥降低等優(yōu)點(diǎn)。另有文章報(bào)道[22]，經(jīng)人工耳蝸電極載藥可將治療創(chuàng)傷和纖維化的藥物定向輸送至耳蝸內(nèi)，對(duì)提高人工耳蝸植入術(shù)后療效大有裨益。

關(guān)注人工耳蝸術(shù)后調(diào)機(jī)，定期嚴(yán)密隨訪，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題早期干預(yù)，以達(dá)到更好的聽(tīng)覺(jué)與言語(yǔ)康復(fù)治療效果。研究顯示[16]，電極植入和檢測(cè)到電極遷移時(shí)間間隔范圍為4個(gè)月至2年。目前的CI指南建議在植入后12至24個(gè)月內(nèi)重復(fù)聽(tīng)力測(cè)試，也有利于早期發(fā)現(xiàn)電極移位。因此，植入CI功能和性能的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)是必不可少的。

綜上所述，人工耳蝸植入術(shù)后電極遷移可能比之前報(bào)道的更常見(jiàn)，目前機(jī)制尚不明確。在術(shù)后隨訪中，我們應(yīng)特別關(guān)注患兒術(shù)后言語(yǔ)康復(fù)效果，以推測(cè)電極陣列在耳蝸中的位置情況，提高對(duì)于術(shù)后電極移位的認(rèn)識(shí)。在國(guó)外，隨著CBCT的引入，低輻射暴露的耳蝸內(nèi)電極位置的準(zhǔn)確評(píng)估已經(jīng)成為可能，但在國(guó)內(nèi)目前應(yīng)用較少。當(dāng)有明確電極移位時(shí)，主張盡早實(shí)施二次耳蝸植入手術(shù)。至于耳蝸電極移位對(duì)于耳蝸的損傷更應(yīng)得到重視，早期診斷、早期干預(yù)，對(duì)于需要長(zhǎng)期佩戴耳蝸的兒童患者意義更加重大！