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人工耳蜗的进展以及目前存在的问题

来源:      发布日期:2020-10-19       点击量:

人工耳蜗的出现,给重度听力障碍患者带来了福音,目前全世界已有12万余人接受了人工耳蜗植入,术后绝大部分患者都重回有声世界。欧美发达国家取消了部分聋人学校,人工耳蜗被纳入医保范畴,部分国家如德国甚至可以免费进行双侧人工耳蜗植入。随着技术的进一步发展,人工耳蜗的效果进一步改善,产品的质量也有明显提高。同时,手术技术也有了很大改进,手术并发症明显减少,手术适应证范围逐渐扩大。原来的相对禁忌证,如听神经病、脑白质病等部分患者进行人工耳蜗植入后也取得了良好疗效。康复条件也得到明显改善,康复效果明显提高。但是无论是现有的人工耳蜗产品本身,还是患者本身,以及医疗和康复工作都还有一些问题需要解决。

1 人工耳蜗的进展

双侧植入

自从1996年欧洲进行第一例双侧人工耳蜗植入后,双侧人工耳蜗植入者的人数快速增长。单侧人工耳蜗植入已经实现了较好的言语识别[1],但临床研究提示双侧植入对于声源定位和复杂听觉环境下的言语识别有明显的增益[2]。关于双侧植入的研究结果主要集中在以下方面:使用现有的人工耳蜗植入系统的植入者,在进行双侧植入后,在安静和噪声背景下的言语识别率都得到了改善,另外植入者在声源定位能力方面也得到了一定程度的加强[3];双侧植入者的听声质量得到了改善;另外关于双侧植入的年龄,报告显示,植入者年龄超过3岁后大脑仍能对重建的双侧信号输入进行整合[4];一部分双侧植入者言语发展较快,但对这一现象仍需进行对照研究[5];电生理实验提示,早期双侧植入是促进双侧听觉通路发育的最佳方法;双侧植入者同样可以接受新的编码策略(精细结构编码策略),并从中获得更精细更丰富的听觉,并借此促进声源定位、复杂或立体听觉环境下的言语辨析能力[6,7]。由于人工耳蜗价格昂贵,所以目前绝大多数患者进行

的是单侧人工耳蜗植入。双侧人工耳蜗的效果优于单侧目前已经得到普遍承认,除了能够进一步改善言语识别率外,双侧植入的另外一个优点是为今后提供了安全保证。未植入人工耳蜗的一侧多半会发生听觉剥夺,造成听觉通路的萎缩,人工耳蜗再次植入时,如果因种种原因不能在原手术植入侧顺利植入,对侧再植入疗效如何尚难以预料。现有的知识提示,对侧长期不用,即使今后植入能有效,也需要经过较长的时间才能达到最好的效果(3年左右),这显然会影响患者的生活质量。所以经济条件允许的家庭最好选择双侧植入。

1.2 编码策略的改进

目前主流人工耳蜗系统的编码策略都基于连续间断采样(continuous interleaved sampling,CIS)策

略。CIS编码策略通过对带通滤波器各频段的输出结果进行总体轮廓(即声音信号的包络,反应声波的振

幅)的采样,实现对声音振幅的编码。CIS编码策略的局限性在于未能对低频及部分中频声波所包含的频

率瞬时变化信息进行编码,而正常人耳蜗可以通过“时相锁定”对上述信息进行编码[8]。目前部分人工耳蜗植入系统具备了精细结构编码策略,能对低频及部分中频声波所包含的频率瞬时变化信息进行编码。已有临床研究把精细结构编码策略和CIS编码策略对植入者的听觉增益作用进行了对比。上述研究提示,精细结构编码策略对增益的改善涉及以下方面,元音、辅音和单音节词的识别,安静和噪声背景下的言语识别[9],植入者的音乐感知能力等[10,11]。人工耳蜗的编码策略技术与电极设计和植入技术的协同进步,共同推动着植入者听觉的改善。从最初的单通道人工耳蜗到多通道人工耳蜗,从CIS编码策略到精细结构编码策略,人工耳蜗技术进步的核心始终集中于更佳的编码策略、更精准的耳蜗刺激。

1.3 声电联合刺激

部分聋患者可以从声电联合刺激技术获得听觉增益。部分聋患者(低频区轻到中度听力损失但高频区极重度听力损失,听力图表现为陡降型)用传统的助听器难以获得良好的听觉增益,即复杂听觉环境下助听器难以提供满意的听觉,而人工耳蜗在电极植入时可能破坏患者低频区的残余听力。自1999年首例植入以来,欧洲地区已经开展多例声电联合刺激植入手术,相关的临床研究结果也见于文献[12]。声电联合刺激,即向耳蜗的低频区提供声音信号刺激,同时向高频区提供电信号刺激,以获得良好的听觉重建[13~15]。声电联合刺激的实现基于以下技术,①圆窗植入技术:文献提示圆窗植入能更大程度地保护残余听力[16,17];②电极设计:植入时使用特殊的电极,覆盖高频及部分中频区域;③言语处理器:通过独立的平行信号处理通路,分别对低频和高频信号进行编码处理。声电联合刺激植入术后,患者通常经过一段时间(3~6个月)才能获得最佳听觉增益。这一术后康复期提示听觉中枢对电刺激信号的辨认、熟悉以及对两种信号(声音信号及电信号)的整合需要一定时间。

1.4 植入年龄越小,效果越好

我国和美国把人工耳蜗植入的最小年龄定在12个月以后。但最近研究发现,越早植入人工耳蜗,术后效果越好。因此欧洲人工耳蜗植入的年龄没有上下限。

1.5 手术技术改进

近年来,柔手术和微创手术概念渐渐引入,微创手术不仅仅是小切口,更强调微创开窗与微创植入,微创开窗和植入技术有助于保留低频残余听力。随着新型电极的研制成功(EAS),圆窗植入的优点再次被重新认识[15,18,19],①可避免耳蜗钻孔造成基底膜的损伤;②在电极植入之前,圆窗膜始终保持完整,同时电极植入时,圆窗膜环绕于电极周围形成良好的密封性,减少淋巴液外溢,最大限度保护鼓阶微环境,防止骨粉、血液进入,降低由于电极插入引起的内耳感染;③电极进入时呈最自然的角度,确保准确进入鼓阶,减少内耳损伤;④Paprocki[20]认为圆窗植入较之鼓岬开窗,骨螺旋板的长度增加了2 mm,即电极与蜗轴神经接触也增加了,这样可有更多的神经节细胞受到电极刺激。

2 人工耳蜗目前尚存在的问题

2.1 人工耳蜗产品的问题

虽然现有的人工耳蜗产品已经能够让患者重回有声世界,使患者能够得到基本正常的听觉,经听力语言康复训练后,绝大多数可无障碍地进行听觉言语交流,但是人工耳蜗提供的声音仍然不能100%地重现真实的声音。如果声音失真,则悦耳的音乐可能变得不再动听,就像录音带部分消磁后的声音,所以患者仍然不能像健听人一样欣赏音乐。2002年欧洲进行的大规模调查显示,在进行人工耳蜗植入16年以后,有95%以上的成人、91%以上的儿童仍在继续使用原产品。更换的原因除了人工耳蜗本身的故障外,还有外伤等原因。其中还有部分患者更换的原因是产品的升级换代或更换了不同品牌的人工耳蜗。从这个统计数字来看,现有的人工耳蜗产品性能非常有保证。尽管人工耳蜗的产品设计是终身设计,但是它毕竟是电子产品,很难保证几十年不坏。人耳能听到0~100 dB的声音,声压级可达1010,即亿级,而人工耳蜗是通过电刺激产生听觉。电流过大会引起疼痛,因此人工耳蜗的动态范围只有104,明显不如健听人。

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