听觉脑干植入

作者简介

汪照炎，主任医师，医学博士，博士生导师，中华医学会耳鼻咽喉头颈外科分会副秘书长。1998年毕业于上海第二医科大学，2009年获上海交大医学院博士学位，首届国之名医奖，上海市优秀学科带头人，上海市耳鼻咽喉科优秀中青年医师奖获得者。美国HOUSE耳科研究所访问学者。主持并参加多项国家自然基金项目。主编耳内镜外科学，副主编听神经瘤等专著。

内容简介

第1章?听觉脑干植入的历史与发展 一、脑干刺激的早期研究 人类脑干刺激的第一篇报道发表于1964年。在这项研究中，Simmons等刺激了下丘，但这并没有产生声音感知[1]。几年之后的20世纪60年代末，美国加州洛杉矶House耳研所（HouseEarInstitute，HEI）的WilliamF.House开始了人工耳蜗植入手术，取得重大进展。他意识到重建听神经缺如患者［如神经纤维瘤病2型患者（neurofibromatosistype2，NF2）］的听觉功能是一个仍未得到解决的重大问题。 WilliamF.House开始设计一种直接刺激脑干耳蜗核的装置，并且得到House耳研所神经解剖学家JeanMoore的帮助，后者绘制出了脑干植入的目标区域。基于House之前开发人工耳蜗的经验，他设计了一个具有两个球状电极结构的初始装置，其经皮肤与外部接收器沟通。 1979年5月24日，WilliamF.House和WilliamE.Hitselberger为一名51岁的女患者进行了手术治疗，该患者唯一听力耳的同侧罹患听神经瘤，肿瘤切除后同期植入了第一个ABI，其电极位于耳蜗核旁边。它可经皮与穿戴的改良版Bosch助听器相连，为患者提供了听觉感知。但到1980年，该患者同侧腿出现“抽搐”的感觉，因此认为电极发生了移位。 在与亨廷顿医学研究所（HuntingtonMedicalResearchInstitute，HMRI）DouglasMcCreery的合作中，WilliamF.House设计了一种带有涤纶网背衬的新电极，并在后续增加了更多的电极设计（图1-1）。这种网状的设计提高了电极植入后的稳定性，旨在减少电极移位的发生。1981年，原来接受植入ABI的第一个患者进行了第二次手术，取出原电极后在脑干表面植入了新的涤纶网状电极。这种新涤纶网状ABI再次引出听觉感知，并在几年后与HouseSigma单通道人工耳蜗处理器配对。该患者一直使用ABI和外部处理器直至她80多岁去世[2]。Edgerton等后来发表的一篇开创性的论文，总结了直接刺激耳蜗核的初步尝试和生理学特征[3]。 二、听性脑干反应和植入装置制造的进展 1982年，House耳研所的听力学家首次MichaelD.Waring记录到前述第一位ABI植入者的电诱发听觉脑干反应，这为进一步的电极设计及电极评估方案提供了重要参考。在House耳研所内，工程师J.PhilMobley和FrancoPortillo负责设备制造的安装，1984年，该所制造的ABI装置获得了首次术中植入。 1985年，3名患者接受了ABI植入。尽管电极线断裂及电极移位都偶有发生，但ABI植入装置仍展现出极大前景。McElveen等随后在发表的文章中描述了技术细节，证实了ABI进行听觉重建的可行性[4]。1986年，House耳研所为推行ABI植入项目，获得了食品和药物管理局（FDA）的临床器械研究豁免权。 1987年出现了一项重要进展，Portillo当时建议既往单股线的电极采用编织线设计，好处在于编织线更柔韧，更不容易断裂。在此基础上，House耳研所的神经病学家DeraldE.Brackmann与Portillo合作，提高了经皮外挂时的可靠性和生物相容性。同年，Eisenberg等发表了第一份关于ABI植入的听力学报道，证实了ABI植入者的音调感知和显著的听觉辨别能力，结果超出了预期[5]。 三、现代处理器和多电极阵列的发展 1984年，House-Sigma人工耳蜗处理器被适用于ABI。此后，美国3M公司（Maplewood，Minnesota，USA）和House耳研所合作开发了Alpha处理器，这也是对House-Sigma人工耳蜗处理器的改进。1991年，House耳研所和澳大利亚Cochlear公司（Sydney，Australia）开始合作开发含八电极阵列的植入体，并在1992年完成。 此阶段，House耳研所的临床听力学家SteveR.Otto开始为ABI植入患者提供并完善各种听觉功能相关测试。临床上，ABI植入项目由DeraldE.Brackmann牵头，RobertV.Shannon负责听觉疗效相关研究。ABI植入临床试验于1993年在美国开始实施，2000年ABI设备获得了FDA批准使用。在此期间电极阵列的研究开发不断进展，至获得FDA批准时，新阵列包含了21个可与耳蜗核言语处理器配对的电极[6]。 与此同时，奥地利的MED-EL公司也开始研发多电极阵列ABI装置，而美国的AdvancedBionics公司同样在研发一种专有的ABI装置。1997年，RobertBehr在德国维尔茨堡大学演示了欧洲第一次ABI植入。装置是MED-EL公司研发的12电极阵列，言语处理器是基于Combi40+人工耳蜗植入处理器设计的。 四、穿刺式听觉脑干植入体 20世纪初，House耳研所开始致力于开发用于ABI植入的穿刺式电极。设计理念基于耳蜗核音频定位结构（低频位于耳蜗核表层，高频位于深部）。先导穿透式ABI（PABI）装置含8个穿透电极和12个表面电极阵列，于2003年7月第一次术中应用。第二代PABI装置增加了两个穿透电极，且充电容量更高，于2005年首次术中植入。 直至2007年，9名患者被植入了PABI。PABI的益处包括更低的刺激阈值、更宽的频率范围和更高的选择性。低于25%的穿刺电极产生听觉刺激，而超过60%的表面电极是有效的。 运用3种不同模式对植入PABI的患者进行评估，即仅使用表面电极，仅使用穿透电极，以及两者联合应用，植入PABI的患者并没有表现出言语识别能力的改善[6]。该设备的制造和术中植入比表面电极阵列ABI更复杂，这也在一定程度上延缓了PABI的进一步开发。 五、ABI的展望 1999年，维罗那大学的VittorioColletti首次对一名蜗神经缺陷的儿童患者进行了ABI植入[8]。随后，他对另外几名儿童患者进行了手术，其中一些患儿获得了开放式言语识别能力。目前，儿童ABI植入项目正在美国和其他国家的特定中心进行。最近，Roberts等描述了部分患者ABI植入后的耳鸣抑制现象，这尚需进一步研究[9]。 过去的40年中，ABI已被确立为NF2患者听觉重建的重要手段。更多ABI植入候选人群的选择、植入效果的预测因素及临床应用的拓展等，则需要进一步深入而广泛的研究。 本书不仅探索了ABI的现状，还规划了未来的方向。关于如何前进的问题很多，比如是否应该完全重新考虑如何使用ABI进行言语处理？传统的CI策略是否适用于中枢听觉系统？新的电极技术（穿透阵列、波状桨型）是否有助于在设备和组织之间建立更好的接口？哪些新的研究领域（如改进的医学影像和光刺激）可能有助于改善效果？最后，耳蜗核刺激这个较为狭窄的话题与一般的神经刺激话题有什么关系？