山东大学耳鼻喉眼学报  2017, Vol. 31 Issue (5): 19-22  DOI: 10.6040/j.issn.1673-3770.0.2017.032
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引用本文 

张寒冰. 双侧人工耳蜗植入研究进展[J]. 山东大学耳鼻喉眼学报, 2017, 31(5): 19-22.DOI: 10.6040/j.issn.1673-3770.0.2017.032.
ZHANG Hanbing. Progress in bilateral cochlear implant research[J]. Journal of Otolaryngology and Ophthalmology of Shandong University, 2017, 31(5): 19-22. DOI: 10.6040/j.issn.1673-3770.0.2017.032.

基金项目

山东省重点研发计划(2015GSF118034)

第一作者

张寒冰,博士,山东大学齐鲁医院耳鼻咽喉科副主任,耳科主任。中国康复医学会听力康复专业委员会委员,山东省康复医学会听力及言语康复委员会秘书。擅长耳科常见病、多发病及疑难病的诊断和治疗,如各种中耳疾病、耳鸣、耳聋、小儿听力障碍等。特别在耳显微外科,如慢性中耳炎、外耳和中耳良恶性肿瘤和面瘫的外科治疗及重度感音神经性聋的电子耳蜗植入等方面具有丰富的经验。

通讯作者

张寒冰。E-mail:zhanghanbing1976@163.com

文章历史

收稿日期:2017-08-24
网络出版时间:2017-09-26 07:14
双侧人工耳蜗植入研究进展
张寒冰     
山东大学齐鲁医院耳鼻咽喉科,山东 济南 250012
收稿日期:2017-08-24;网络出版时间:2017-09-26 07:14
基金项目:山东省重点研发计划(2015GSF118034)
第一作者:张寒冰,博士,山东大学齐鲁医院耳鼻咽喉科副主任,耳科主任。中国康复医学会听力康复专业委员会委员,山东省康复医学会听力及言语康复委员会秘书。擅长耳科常见病、多发病及疑难病的诊断和治疗,如各种中耳疾病、耳鸣、耳聋、小儿听力障碍等。特别在耳显微外科,如慢性中耳炎、外耳和中耳良恶性肿瘤和面瘫的外科治疗及重度感音神经性聋的电子耳蜗植入等方面具有丰富的经验.
通讯作者:张寒冰。E-mail:zhanghanbing1976@163.com
摘要:人工耳蜗植入目前是极重度感音神经性聋的最有效的治疗方法,双耳听力植入开始于上世纪90年代。尽管其存在费用、手术风险、患者远期期待、双侧植入设备整合等问题,双侧耳蜗植入越来越被广为接受,被耳科专家所推荐。相比单侧植入,双耳植入可显著提高声音定位能力,减小头影效应,明显改善在安静和噪声下的听力和言语理解能力,有助于获得更自然的声音感受,促进听觉言语和音乐欣赏能力的发展,更快的重建言语功能。双侧耳蜗植入带来的听觉刺激可以更好的促进听觉通路和皮层的协调发育。
关键词耳蜗植入术    言语声学    双耳    
Progress in bilateral cochlear implant research
ZHANG Hanbing     
Department of Otolaryngology, Qilu Hospital of Shandong University, Jinan 250012, Shandong, China
Abstract: Cochlear implantation (CI) is currently the most effective treatment for profound sensorineural hearing loss. The first bilateral CIs were performed in the 1990 s. Despite the cost, surgical risk, patient expectation, and integration of bilateral equipment, bilateral CI has been widely accepted by patients and recommended by otologists. Compared with unilateral CI, bilateral CI can significantly enhance sound source positioning and minimize the head shadow effect. Hearing function and linguistic perception would be improved in quiet and noisy environments, potentially promoting linguistic and musical skill, and accelerating speech rehabilitation. Biauricular stimulation could also coordinate development of the acoustic pathway and cortex.
Key words: Cochlear implantation    Speech acoustics    Bilateral    

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。世界上第1例人工耳蜗植入由法国人Djourno和Eyries于1957年完成[1]。目前人工耳蜗植入已经成为极重度感音神经性聋的最有效的治疗方法,主要以单侧植入为主,疗效确切,开放性言语识别率高达80%以上。据文献统计,截至2015年,全世界共完成人工耳蜗植入40余万例,其中双侧植入75 000余例[2]

尽管单侧人工耳蜗植入能解决耳聋患者听到的问题,但尚不能达到双耳聆听的效果。其对声源定位差,无法避免头影效应,在嘈杂的环境中言语识别困难,特别是当声源来自植入对侧时更为明显[3-4]。而双耳聆听较之有巨大的优势[5],包括:① 消除头影效应(head shadow effect);② 双耳抗噪效应(binaural squelch effect);③ 双耳总和效应(binaural summation effect);④ 双耳融合效应;⑤ 双耳定位效应;⑥ 避免听力剥夺现象。

1 双侧耳蜗植入的历史

鉴于双耳聆听的巨大优势,且从听觉生理角度来看,双侧听力肯定比单侧听力要好,1996年德国著名耳科专家Jan Helms教授为重建双侧听觉,首次成功给极重度感音神经性聋成人患者植入双侧人工耳蜗,并于1998年开始进行儿童双侧人工耳蜗植入,都取得了满意的效果。国内的首次双侧植入于2002年完成。而据文献统计,2012年国内共行人工耳蜗植入2 000余例,而同期行双侧植入者仅13例,所占比例不到1%,远低于国际上的5%。目前制约双侧人工耳蜗植入发展、致其所占比例较低的原因可能包括以下因素:① 双侧人工耳蜗植入费用高;② 目前科技飞速发展,先植入一侧保证语言交流,保留另一侧以期待未来新技术的发展;③ 双侧人工耳蜗植入为两次手术,手术风险更高;④ 技术有待成熟和完善,暂时缺乏有力的主观和客观证据证明双侧人工耳蜗植入优点更多。同时,这也与各国人工耳蜗植入指南不尽相同有关。2009年之前,英国公共基金只资助单侧人工耳蜗植入。2009年英国NICE(National Institute for Health and Care Excellence)组织发布的指南不建议成人行双侧耳蜗植入,仅建议儿童或盲人或合并其他缺陷致缺乏感受空间能力的成人行同期双侧人工耳蜗植入;不推荐分期植入。而2013年美国的WSHA(Washington State Health Care Authority)组织建议成人和儿童均可行双侧同期或分期人工耳蜗植入。2016年澳大利亚的公共基金政策[6]允许分期耳蜗植入,禁止同期植入。2013年我国修订的人工耳蜗植入工作指南中推荐行双侧植入[7],但目前我国的国家人工耳蜗项目仅资助单侧植入,双侧植入开展尚缓慢,但呈明显增高趋势。总体来说,随着技术的发展和人们对听觉要求的提高,双侧人工耳蜗植入发展迅速,越来越为人们所接受。

2 双侧耳蜗植入的优势

越来越多的研究证实,双侧人工耳蜗植入能显著提高患者的言语理解能力。Litovsky等[8]和Koch等[9]的研究发现,同期双侧人工耳蜗植入者在安静环境中语言理解能力更强,能显著减轻头影效应,还可以提高双耳总和抗噪效应,改善患者的空间构型能力,尤其是在嘈杂的环境中效果更为显著。同样,Reeder等[10]的一份前瞻性纵向研究显示,接受分期人工耳蜗植入的成人耳聋患者的言语认知、声音定位、感知交流能力明显增强,并发现患者的预后与耳聋时间长短相关,提示分期人工耳蜗植入的间隔时间越短,效果越好。而双侧人工耳蜗植入同样能显著提高儿童患者的声源定位和言语识别能力。2012年Strøm-Roum等[11]对63例双侧人工耳蜗植入语前聋患儿的研究结果显示,分期植入的时间间隔越短,患儿的声源定位能力越好,而首次植入时的年龄,不显著影响声源定位能力。Ramos-Macías等[12]和Kuhn-Inacker等[13]的研究同样证实,同期和短间隔分期人工耳蜗植入患者在安静和噪音环境中的言语识别能力都要好于单侧和长间隔分期植入者;短间隔的双侧植入患儿能更容易和更快地获得双耳整合和信息使用能力,因此推荐儿童患者应行同期植入或短间隔(小于12个月)的分期植入。电生理及行为学研究提示,长时间的听觉剥夺可损害听力技巧[14],且3.5岁可能是双侧人工耳蜗植入患儿皮层中枢同步发育的关键时期[15]。于是2015年Killan等[16]通过检测3.5岁之前使用双侧人工耳蜗的听觉经历对空间听觉能力的影响,比较双侧人工耳蜗植入患儿和不同听觉剥夺时期患儿之间听力技巧的差异,结果显示早期双侧人工耳蜗植入患儿的空间定位准确性更高,但噪音中的掩蔽空间释放能力相似,因此推荐儿童患者应行早期双侧人工耳蜗植入[17]。目前越来越多的研究证实,双侧人工耳蜗植入可以明显改善患者的声源定位、安静和噪声下的言语理解能力,有助于获得更自然的声音感受,促进听觉言语和音乐欣赏能力的发展,而且同期植入的效果要优于分期植入[18-19]

听觉中枢作为声音整合识别的终点站,其发育、成熟与人工耳蜗植入效果息息相关。但单侧人工耳蜗植入患者的听觉皮层仅接受一侧听觉信号的输入,由于听力剥夺现象,其对侧听觉中枢发育差,而双侧人工耳蜗植入能刺激双侧听觉通路和听觉中枢的发育,从而得到更好的言语识别能力。2014年,Sparreboom等[20]研究30例分期人工耳蜗植入的语前聋患儿(首次植入平均1.8岁,二次植入5.3岁),通过检测电诱发听觉皮层反应分析皮层发育情况,结果显示人工耳蜗植入能促进患儿听觉皮层的成熟,但二次植入时由于错过了听觉皮层发育高峰(3.5岁左右),与首次植入侧相比,其听觉中枢发育仍差,但随时间差距逐渐缩小。因此,应尽量早期行人工耳蜗植入,并缩短植入间隔时间或行同期植入。

同期双侧人工耳蜗植入能促进双侧听觉通路的对称性发育[14],但仍与正常同龄儿童不同。2017年Easwar等[21]通过检测同期双侧耳蜗植入患儿电刺激引起的皮层活动,发现双侧人工耳蜗植入患儿仍保持右侧优势,与单侧植入相比,增加了枕叶募集能力,但与正常同龄儿童仍略有不同:顶枕叶下部活动减弱,提示听觉整合功能缺陷,左额叶活动增强,提示注意力增加。此外,Coez等[22]还使用H215O PET-CT技术从对大脑皮层刺激角度阐述双侧人工耳蜗植入的优势。与单侧人工耳蜗植入相比,双侧人工耳蜗植入在声音传导过程中另有右侧颞叶的激活,能增强声音感知的频域,改善声音刺激在右颞叶区域的大脑传递,而且右额顶叶皮层网的激活能增强声音辨别力,而只有一侧人工耳蜗刺激的患者却有更多的声音认知困难。以上结果提示,早期行双侧人工耳蜗植入能促进类似正常的听觉对称性发展,与单侧植入相比,皮层发育优势明显,这可能是双侧人工耳蜗植入患儿具有更好的听觉、语言、交流技巧的重要因素。

此外,Trinidade等[23]还运用成本分析对比了美国同期和分期双侧人工耳蜗植入花费,发现每个分期植入患者要多花费93 851.38美元,而同期植入则可节省5 144.13美元。因此,随着双侧人工耳蜗植入的蓬勃发展,从成本角度更建议行同期植入。此外,双侧植入患儿的领会词汇和表达词汇明显要好于单侧植入者[24],但其早期词汇增长仍滞后于同龄儿童,需父母早期辅导干预以增加患儿词汇量[25]。同样,术后的语训康复对患儿的语言发育和今后的正常交流极其重要。Lim等[26]分析了双侧人工耳蜗植入患者语言学习的两种方式,发现与老师教的听说法相比,经家庭教的听觉口语法患者在噪音环境中言语理解能力更强。因此,在语言和听觉发育的关键时期,加强学习可增加成人时的语言理解力,虽然听说法和听觉口语法都能促进语言发展,但听觉口语法显得更为有效,这也影响了人工耳蜗植入的效果。Henkin等[27]还比较了同期双侧人工耳蜗植入患儿左右耳的语言认知能力,发现所有患儿使用右耳的言语认知能力要好于左耳,而且随着年龄和使用双侧人工耳蜗时间的增长,双耳之间的差异越来越明显。这与正常同龄儿童的右耳言语优势相似[28]

3 双侧耳蜗植入的未来

虽然双侧人工耳蜗植入能显著改善患儿的听力,抑制头影效应,但临床中双侧植入带来的益处并没有想象中的那么巨大,双侧植入患儿的双耳听力仍不正常,仍有需要改进之处。首先,双侧人工耳蜗植入左右耳处理器的压缩算法相对独立,缺乏同步性,独立的双侧压缩算法可引起时间和空间的失真,这可能限制了在噪音环境中对言语理解利益最大化的发挥,在不同环境下就可能造成双耳间对真实声源定位的不一致和不匹配[8]。其次,处理器的信息提取率与正常双侧听觉系统提取双耳信号高度不相似,这种精细结构信息的丢失,可能对其效果有严重影响[29]。另外,双耳设备的映射是独立的,应根据双耳通路优化双耳映射策略。因此,临床上应对双侧植入耳蜗设备进行改进,提供优化配置,最大化的协调处理双耳信号,优化双耳拟合。此外,对双侧人工耳蜗植入,目前研究样本量小,不同研究之间因方法不同没有直接可比性,故而仍需大样本进行系统性的研究。对此,自2009年起英国15个人工耳蜗植入中心进行了多中心联合审计[30],采集同期和分期人工耳蜗植入患儿植入前后的声音定位、安静和噪音环境中语言认知能力、语言产生、听、词汇、父母感觉、生活质量和手术信息,至2012年底已统计了850例患儿并公布了部分结果,但仍需进一步完善。

综上所述,随着时代发展,双侧人工耳蜗植入越来越被人们所接受、被耳科专家所推荐,其在声音定位、抗噪效应、消除头影效应、总和效应、促进听觉皮层发育等方面都要显著优于单侧人工耳蜗植入,有助于患者获得更自然的声音感受,促进听觉言语的发展,获得接近正常的言语交流能力;双侧人工耳蜗植入中同期植入的效果要优于分期植入,且分期植入两次手术间隔时间越短,越有利于术后言语康复。

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