[科普中国]-人工耳蜗

人工耳蜗是一种电子装置，由体外言语处理器将声音转换为一定编码形式的电信号，通过植入体内的电极系统直接兴奋听神经来恢复或重建聋人的听觉功能。近年来，随着电子技术、计算机技术、语音学、电生理学、材料学、耳显微外科学的发展，人工耳蜗已经从实验研究进入临床应用。现在全世界已把人工耳蜗作为治疗重度聋至全聋的常规方法。

发展史及现状人工耳蜗是一种电子装置，由体外言语处理器将声音转换为一定编码形式的电信号，通过植入体内的电极系统直接兴奋听神经来恢复、提高及重建聋人的听觉功能。近二十多年来，随着高科技的发展，人工耳蜗进展很快，已经从实验研究进入临床应用。现在全世界已把人工耳蜗作为治疗重度聋至全聋的常规方法。人工耳蜗是目前运用最成功的生物医学工程装置。

人工耳蜗的发展历史可以追溯到1800意大利Volta发现电刺激正常耳可以产生听觉。1957法国Djourno和Eyries首次将电极植入一全聋病人的耳蜗内，使该病人感知环境声获得音感。60-70年代，欧美等国的科学家也成功地通过电刺激使耳聋病人恢复听觉。通过人和动物模型的研究发现，电刺激诱发出的听觉的特点和需要解决的问题，如：动态范围窄，响度增长陡峭及时阈音调识别差等。1972美国House-3M单通道人工耳蜗成为第一代商品化装置。从1972年至80年代中期共有1000多名使用者。1982澳大利亚Nucleus22型人工耳蜗通过FDA认可，成为全世界首先使用的多通道耳蜗装置。现在世界上主要的耳蜗公司是澳大利亚的Cochlear，奥地利的MedEl和美国的AB公司。至2010年初，全世界有十几万聋人使用了人工耳蜗，其中半数以上是儿童。

多道人工耳蜗植入在我国开展已经开始于1995年，这项技术已经较为成熟。随着人工耳蜗植入工作的开展，病例数量的增加，适应证范围的扩大，一些特殊适应证的耳聋病例的人工耳蜗植入的疗效和安全性也得到了证实，使人工耳蜗植入的适应证进一步扩大。例如：术前完全没有残余听力患者的人工耳蜗植入；内耳畸形和耳蜗骨化病例的人工耳蜗植入；合并慢性中耳炎患者的人工耳蜗植入；小龄耳聋患者的人工耳蜗植入；高龄耳聋患者的人工耳蜗植入。

人类获得正常的语言不仅需要正常的听力，还需要听觉语言中枢的正常发育，这就是为什么成人语前聋患者即使植入了人工耳蜗，他们可以听到声音，但是却不能听懂语言及讲话。研究表明人类的听觉语言中枢在5岁左右就发育完成，成人语前聋患者，他们在语言发育前就发生了耳聋，失去了听觉语言中枢正常发育的机会，他们的听觉语言中枢失去了可塑性，因此这些患者即使接受了人工耳蜗植入，他们仅仅能够听到声音，无法获得正常的语言。对于语前聋患者的最佳植入年龄是5岁之前。

对于成人语后聋患者，他们的耳聋原因可能是突发性耳聋、药物性耳聋或先天性内耳畸形基础上的遗传性迟发性耳聋（大前庭导水管综合征）等。这些成年耳聋患者在耳聋之前，他们曾经有正常的听力，并且获得了正常的语言，其听觉语言中枢得到了充分的发育，因此称这些耳聋患者为成人语后聋患者。成人语后聋患者是最佳的人工耳蜗植入适应证之一，这类耳聋患者听觉语言中枢在耳聋之前得到了正常的发育，他们在接受了人工耳蜗植入后，重新获得了听力，能够唤起他们过去对语言的记忆，因此这类患者能够在较短时间内恢复语言能力。对于成人语后聋患者来说，一个重要的问题是耳聋后尽早植入人工耳蜗，会很快唤起他们过去对语言的记忆，获得更好的语言效果。如果耳聋时间很长，患者对过去语言的记忆会淡忘，导致人工耳蜗植入效果的下降。目前老年耳聋患者的人工耳蜗植入问题越来越受到关注，老年耳聋患者多数为语后聋患者，他们耳聋的原因除上述原因外，更多的是由于老年性的渐进性的听力减退，直至使用助听器无效。随着社会经济的发展，人口寿命的延长，老年人的生活质量也更多的受到社会、家庭的关注。恢复老年人的听觉语言能力，能增进他们的语言交流能力，改善他们的心理状态，使老年人获得自信，大大提高他们的生活质量。老年耳聋患者在接受人工耳蜗植入后，能够获得很好听力语言效果。事实上这项工作在美国和欧洲早已开展，例如在美国爱荷华大学（UniversityofIowa）医院人工耳蜗中心，相当一部分人工耳蜗植入者是老年耳聋患者，这些老年人工耳蜗植入者的生活自理能力，交流能力得到了大大的提高，例如没有植入人工耳蜗前，他们不敢开车，而接受人工耳蜗植入后，他们能独自开车去往超市、医院等。

言语处理方案70年代末，美国犹他大学研制成第一个成为商品的多道耳蜗植入装置，其语音处理器将声音分成4个不同频道，然后对每个频道输出的模拟信号进行压缩以适应电刺激窄小的动态范围。该言语处理方案被称为模拟压缩（compressedanalog，CA）。

80年代初，澳大利亚墨尔本大学研制成具有22个蜗内环状电极的Nucleus耳蜗植入装置。Nucleus的语音处理器的设计思想是提取重要的语音特征，如基频和共振峰，然后通过编码的方式传递到相对应的电极。Nucleus处理器的特点是双相脉冲，双极（bipolar）刺激，分时刺激不同电极且刺激频率不超过500Hz。语音处理方案从最初的只提取基频和第二共振峰（F0F2）信息，到加上第一共振峰的WSP处理器（F0F1F2），F0F1F2加上3个高频峰的多峰值（multipeak）处理器，到目前的只抽取22个分析频带中的任何6个最高能量频率信息的谱峰值（speatralpeak）处理器。

美国Wilson等研究的连续间隔采样（continuousinterlevedsampling，CIS）语音处理器。与Nucleus的特征提取设计思想相反，CIS处理器尽量保存语音中原始信息，仅将语音分成4～8频段及提取每频段上波形包络信息，再用对数函数进行动态范围压缩，和用高频双相脉冲对压缩过的包络进行连续采样，最后将带有语音包络信息的脉冲串间隔地送到对应的电极上。从信息含量角度看，CIS和CA处理器基本上一样，但CIS的优点是避开了由于同时刺激多个电极带来的电场互扰问题。虽然CIS和Nucleu都使用双相脉冲间隔刺激，但它们有如下两个不同的地方：第一，CIS的每个电极都用高频（800～2000Hz）脉冲串进行恒速和连续的刺激，即使在无声时也一样，只不过其脉冲幅度降到阈值水平；第二，CIS的分析频带和刺激电极的数目一致，目前CIS语音处理方案已被世界多数耳蜗植入公司广泛采用，并且在此基础上又作出新的改进。如美国ABC公司推出S系列处理方案，澳大利亚Nucleus公司推出CI24M型24通道装置的ACE方案及奥地利MEDEL公司推出的快速CIS方案等。

植入术适应证1.语前聋患者

（1）双耳重度或极重度感音神经性聋儿童的听力损失范围在1kHz及更高频率的听阈在90dB以上。对于术前无残余听力者，需要进行助听器声场测听，以帮助确定残余听力，必要时进行电刺激听性脑干诱发电位（EABR）检查。

（2）病因原因不明、先天性、遗传性、药物性、脑膜炎后听力损失，病变部位定位于耳蜗；听神经病患者病变部位定位于耳蜗，需要进行术前EABR检查，估计病变部位，鉴于目前从医学角度对听神经病认识的限制，需向患儿家长告知特殊的风险。对于多数内耳畸形，包括Mondini畸形、共同腔畸形、大前庭导水管畸形仍然是人工耳蜗植入的适应证，需向患儿家长告知特殊的风险以及家长具有合理的期望值。

（3）耳聋发生时间对于新近发生的听力下降，需要观察至少3个月以上听力变化稳定。

（4）最佳年龄应为12个月～5岁；受到脑听觉、言语可塑性的限制，应该尽早植入人工耳蜗。

大于5岁的儿童或青少年需要有一定的听力语言基础，自幼有助听器配戴史和听力或语言训练史。助听器无效或效果很差，是指在最好助听聆听环境下开放短句识别率≤30%或双字词识别率≤70%。

（5）助听器选配后听觉能力无明显改善配戴合适的助听器，经过听力康复训练3～6个月后听觉语言能力无明显改善。

（6）具有正常的心理智力发育。

（7）家庭和（或）植入者本人对人工耳蜗有正确认识和适当的期望值。

（8）有听力语言康复教育的条件。

（9）无手术禁忌证。

2.语后聋患者

（1）双耳重度或极重度感音神经性聋成人的听力损失范围在1kHz及更高频率的听阈在70dB以上。对于术前无残余听力者，需要进行助听器声场测听，以帮助确定残余听力，必要时进行EABR检查或鼓岬电刺激的心理物理学测试。

（2）各年龄段的语后聋患者高龄人工耳蜗植入候选者需要有对人工耳蜗有正确认识和适当的期望值。

（3）耳聋发生时间对于新近发生的听力下降，需要观察至少3个月以上听力变化稳定。

（4）助听器选配后言语识别能力无明显改善。

（5）具有正常的心理、精神状况及患者对人工耳蜗有正确认识和适当的期望值。

（6）无手术禁忌证。

入术的禁忌证1.绝对禁忌证

（1）内耳严重畸形病例，如Michel畸形或耳蜗缺如；

（2）听神经缺如；

（3）严重的精神疾病；

（4）中耳乳突化脓性炎症尚未控制者。

2.相对禁忌证

（1）伴随疾病导致全身一般情况差。

（2）不能控制的癫痫。

（3）脑白质病变患者不作为人工耳蜗植入的禁忌证，但是需向患儿家长告知特殊的风险以及家长具有合理的期望值。

（4）分泌性中耳炎和胶耳并非手术禁忌证。慢性中耳炎伴有鼓膜穿孔者，如果炎症得到控制，可选择一期或分期手术。

术前评估1.病史采集

通过病史采集和检查了解发病原因。耳科病史的采集重点应放在耳聋病因和发病的过程，应了解患者的听力史、耳鸣与眩晕史、耳毒药物接触史、噪声暴露史、全身急慢性感染史、耳科疾病既往史、发育因素（全身或局部的发育畸形、智力发育等）、耳聋家族史、助听器配戴史和其他原因，如癫痫、精神情况等。耳聋患儿还应包括：母亲妊娠史、小儿出生史、小儿生长史、言语发育史等。

还应了解患者的语言能力（如发音特点、构音清晰度）和语言理解力及交流能力（如口头、唇读、手语、书面、猜测等）。

2.耳科学检查

包括耳郭、外耳道、鼓膜和咽鼓管等。

（1）听力学检查****①主观听阈测定6岁以下小儿可采用小儿行为测听法，包括行为观察测听法、视觉强化测听法和游戏测听法；②声导抗测定包括鼓室压曲线和镫骨肌反射；**③听性脑干反应（ABR）**40Hz相关电位（或多频稳态诱发电位）；④耳声发射（瞬态诱发耳声发射或畸变产物耳声发射）****；⑤言语测听言语听阈测试为语察觉阈和语识别阈；言语识别测试包括言语测试词表和小儿言语测试词表；⑥助听器选配需有专业听力师进行助听器选配，一般需要双耳配戴，选配后要做助听听阈测试和言语识别测试，再行听觉语言训练3～6个月；⑦前庭功能检查（有眩晕病史者）；⑧鼓岬电刺激试验测试包括阈值、动态范围、频率辨别、间隔辨别和时程辨别等心理物理学检查。

（2）听力学评估标准****①语后聋患者双耳纯音气导听阈测定>80dBHL（0.5、1、2、4kHz的平均值，WHO标准）。如果好耳的有助开放短句识别达不到30%，而听力损失大于或等于75dB也可以考虑使用人工耳蜗[见美国食品与药物管理局（FDA）的补充标准]；②语前聋患者对于婴幼儿需要进行多项客观测听检查和行为测听后进行综合评估，包括：ABR检查声输出时无听觉反应（120dBSPL）；40Hz相关电位检测2kHz以上频率最大声输出时无反应，1kHz以下频率>100dB；多频稳态测听2kHz以上频率105dBHL无反应；畸变产物耳声发射双耳各频率均无反应；有助声场测听2kHz以上频率听阈未进入听觉语言区（香蕉图），言语识别率（双字词）得分低于70%，确认患儿不能从助听器中得到有效帮助；③对于没有任何残余听力的患者如鼓岬电刺激有明确听性反应者仍可考虑行耳蜗植入手术。若鼓岬电刺激没有听性反应者应向患者或家长说明情况，并让患者及家属应考虑手术风险。

3.影像学评估

影像学检查是选择患者至关重要的检查，应常规做颞骨薄层CT扫描、耳蜗三维重建及内耳道磁共振检查，必要时做头颅磁共振检查。

4.语言能力评估

对有一定语言经验或能力的患者应做言语能力评估（语言结构和功能），包括言语清晰度、词汇量、理解能力、语法能力、表达能力和交往能力；对于小于3岁、不合作的小儿，采用“亲子游戏”录像观察的方法进行评价，以此判断患者现阶段的语言能力状况。

5.心理、智力及学习能力评估

对缺乏语言能力的3岁以上的儿童可选希内学习能力测验，3岁以下者可选用格雷费斯心理发育行为测查量表。对疑有精神智力发育迟缓（希内学习能力评估智商