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摘要：电诱发听性脑干反应是电刺激听神经末梢螺旋神经节，诱发听神经和脑干产生一系列电位活动，通过容积导体扩布，应用数字平均技术和叠加原理在头皮记录到一系列的电位变化。人工耳蜗植入器是一种能够为重度耳聋患者提供声音感知能力的外科手术植入式电子设备。植入人工耳蜗的患者表现出的疗效个体差异很大，一个重要原因就是个体对电刺激的听性应答敏感水平不一[1]，所以必须引入一个具有普遍性的评价指标，EABR就应运而生，但它也有不足，ECAP弥补了EABR的部分缺陷，但也非完美无缺。本文旨在综述近十年来电诱发听性脑干反应在人工耳蜗植入研究中的应用进展，并对该领域未来的发展提出合理的推测。
关键词：人工耳蜗植入，诱发电位，听性，听性脑干反应，电刺激
历史研究的回顾
自从人工耳蜗植入被用于治疗重度感觉神经性双重耳聋以来，研究人员一直希望能够找到记录电诱发听性电位的方法。早期的动物研究大都是比较声诱发反应和电诱发反应的区别，并确立了电诱发反应从本质上讲属听性且能在较少受到人为因素的影响下被记录下来的观点。在1983年，Smith和Simmons发表了一项研究成果[2]，他们在猫身上发现，电诱发听性脑干反应（electrically evoked auditory brainstem response, EABR）的输入输出功能与存活的听性神经纤维的数量相关。随后，人们又在人身上进行了试验，目的是判断在手术前通过耳蜗外的电刺激能否记录到听性电位。在人工耳蜗植入技术发展的早期，许多临床医生和研究人员认为，人工耳蜗植入后的性能与存活的听性神经纤维的数量和状态有关。人们希望有一项测量指标——如EABR生长函数的斜率或EABR的阈值——能预测人工耳蜗植入后的性能。遗憾的是，EABR的阈值与形态或EABR生长函数的斜率之间并无明显的关联。对EABR临床应用的研究重点开始转移——EABR能否用于编程人工耳蜗植入的语音信息？
在1990年，第一批报道从耳蜗内部记录电诱发听性电位的技术的论文发表[3]。这些早期记录来自一批使用Ineraid人工耳蜗植入设备（澳大利亚墨尔本Cochlear公司生产）的语后聋成年患者。这一设备没有植入电子元件，外置语音处理器通过经皮连接与耳蜗内的电极发生偶联。正是由于该系统的简易性，研究人员将电流脉冲加于耳蜗内的一对电极上，同时，从另外一对电极上记录耳蜗内电压，他们还介绍了如何最小化刺激伪迹的步骤。
电诱发复合动作电位（electrically evoked compound action potential, ECAP）是听神经对电刺激反应的直接指标，而且早期的研究发现不应状态回复速率与语音识别之间有显著的关联，因此引发了研究人员对ECAP极大的兴趣。此外，人们很早就发现记录ECAP不需要受试者保持镇静状态，这一优势使得从耳蜗内电极上记录ECAP成为了儿科应用中的理想工具。
在1998年，澳大利亚墨尔本Cochlear公司推出了Nucleus CI24M耳蜗植入器，这一设备允许双向遥测，并包含可随身携带的电子元件——这就使得人们第一次能方便地记录到成年人和儿童耳蜗植入者的ECAP。用于记录ECAP的硬件和软件设备被统称为神经反应遥测（Neural Response Telemetry, NRT）系统。位于美国加利福尼亚州Sylmar市的Advanced Bionics公司随后于2000年初也推出了一款能够记录ECAP的人工耳蜗植入器（Clarion耳蜗植入器）。用于记录该耳蜗植入器使用者的ECAP的仪器和软件被统称为神经反应成像（Neural Response Imaging, NRI）系统。
当今研究的成果
与早些年相比，近年来，EABR临床应用相关论文的发表速度明显减慢了。毫无疑问，这种放缓的趋势与那些能够测定ECAP的人工耳蜗植入系统的推出有着密切的关系。EABR的大多数临床用途现在都能由ECAP来实现，而且方法更加简便。然而，EABR并非到了退出历史舞台的时候，如果人们想要为ECAP选择参照或者开发联用技术时，EABR还是不二的选择。例如，当经由脑干的听性通路的完整性受到置疑的时候（如听神经疾病、病理状态影响了脑干的结构等）；当人工耳蜗植入设备的功能受到置疑的时候；当由于异常刺激伪迹（与异常耳蜗形态相关的因素之一）的影响而记录不到ECAP的时候。近年来，人们对EABR临床应用的研究热情虽然呈现冷淡的趋势，但还是有不少值得我们关注的研究成果在这些年里发表。
在1980年代末期和1990年代，研究人员通过测定由在外科手术前或手术后置于中耳岬中的电极产生的电诱发电位后认为耳朵能够对电刺激或人工耳蜗植入产生应答[4]。这些研究工作都是基于如下假设（从未被验证过）：EABR与术后性能有关。在1999至2000年间，Nikolopoulos等[5,6]发表了两篇考察经岬刺激记录得到的EABR的临床应用的文章。他们比较了两个样本的EABR，一个样本是由30名先天性耳聋的儿童组成，另一个样本是由19名因脑膜炎而耳聋的儿童组成。他们发现[5]，脑膜炎耳聋患者的EABR与先天性耳聋患者相比形态较弱、振幅较小。这些孩子被术后跟踪研究，在2000年，Nikolopoulos等[6]发现术前EABR应答较弱与术后性能之间并无明显的关联。他们指出，用岬刺激发现的EABR弱应答没有任何诊断价值。然而，可测量的EABR的出现对于考察听神经的病理情况（如小内听道疾病、听神经疾病等）还是有帮助的。
Makhdoum等[7]和Kubo等[8]认为，EABR的振幅、潜伏期和生长函数与术后性能并无显著关联。Firszt等[9]对11名使用上文提到过的Clarion人工耳蜗植入器的语后聋成年患者考察之后也未发现EABR与语音识别之间有什么显著的关联。然而，他们都指出，那些不具备开放式单词理解能力的人往往就是EABR应答较弱的人。近年来，唯一见诸文献报道的EABR测量值与术后性能之间的显著关联是在使用Digisonic人工耳蜗植入器（由位于法国Vallauris Cedex的MXM公司生产）的人身上发现的[10,11]。目前对于为何两者的关联性存在设备特异性还没有合理的解释。随着Digisonic人工耳蜗植入器使用者受试群体的扩大，先前在他们身上发现的语音识别与EABR之间的关联极有可能会被推翻。语音感知是一种高水平的认知功能；EABR（或ECAP）是表征外周神经应答活性的重要参数。在声音诱发的听性脑干反应与语音感知测试后的性能之间不存在关联性。因此，我们对于EABR与人工耳蜗植入器性能之间没有密切的关联也不必惊讶了。
EABR的另一个“用武之地”是在编程人工耳蜗植入器的语音处理器。在1998年之前，有许多考察EABR阈值、行为阈值和编程语音处理器的最大舒适水平之间关系的文章发表[12-14]。概而言之，这些研究成果说明，EABR阈值是一个数值点——在此点或此点以上构建的用于编程语音处理器的刺激能够让患者听得见；然而，个体差异是实实在在地存在的，这就使得利用这些结果来为每个患者编程语音处理器问题重重。在1998年到2000年间，有好几项关于EABR阈值和最大舒适水平之间的关系的研究成果发表。Firszt等[15]和Brown等[14]报道了从Clarion人工耳蜗植入器使用者处获得的数据；Shallop等[12]、Brown等[16]和Kim等[17]报道了从Nucleus人工耳蜗植入器使用者处获得的数据；Gallego等[11]报道了从Digisonic人工耳蜗植入器使用者处获得的数据。总体说来，这些调查结果与1998年之前的发表的是一致的。EABR阈值与用于编程人工耳蜗植入语音处理器的刺激的行为阈值之间的关联性普遍不强的原因在于编程语音处理器的刺激是高频刺激（>250Hz），而诱发EABR的刺激的频率要低得多（20～50Hz）。
此外，还有两项研究工作表明，耳蜗植入手术中测得的EABR阈值可以灵敏地反映刺激电极阵列相对于耳蜗轴的位置。Cords等[18]报道了在给患者进行Clarion人工耳蜗植入手术时记录得到的EABR，并发现插入定位器后EABR对位于耳蜗基座附近的电极刺激的阈值升高了。Pasanisi等[19]报道他们发现口针移除前后Nucleus人工耳蜗植入器使用者EABR阈值变化趋势相同。
另有几篇文献报道了对EABR的术后测量，数据来自于使用人工耳蜗植入器的被诊断为患有听神经疾病的儿童。这些患者普遍具有可以测量得到的耳声发射，但都缺乏听性脑干反应，这些现象说明他们可能患有耳蜗后疾病。Buss等[20]和Shallop等[21]认为他们能够测定患有听神经疾病的人的EABR。这些数据说明耳蜗植入对于治疗听神经疾病来说也是一个切实可行的方法。至于这些孩子，在为他们进行耳蜗植入手术时，如果能够评价听神经应答的强弱和脑干的结构，那么这对于他们的家庭和为他们治疗的医务工作者而言无疑是令人兴奋和欣慰的。
2003年，Morita等[22]详细比较了人工耳蜗植入者的ECAP阈值、EABR阈值、行为阈值、最大舒适水平之间的关系。他们发现，ECAP阈值在成年人和儿童之间没有差异，但儿童的行为阈值和最大舒适水平明显高于成年人，儿童的ECAP阈值与行为阈值和最大舒适水平的相关性高于成年人。这些关系可以指导人工耳蜗植入手术前对耳聋程度的判断，正如前文所说，人工耳蜗植入的个体差异很大，选择什么水平的电刺激决定着患者的疗效，而这些关系正是制定方案的重要依据。
2006年，Pau等[23]考察了20名患有Waardenburg综合征的儿童，他们在1985～2001年间被植入了人工耳蜗。这些患者在进行植入手术时都接受了EABR的测量，但随后的术后评估（所谓“墨尔本分类法”）只有13名患者参与，其中4人有异常EABR记录（其中1人未进行术后“墨尔本分类法”追踪评估），在这个n=3的样本中，按照“墨尔本分类法”，这个小组编号为1；剩余的16人（其中6人未进行术后“墨尔本分类法”追踪评估）的EABR记录正常，在这个n=10的样本中，按照“墨尔本分类法”，这个小组编号为7。人工耳蜗植入后疗效甚微的患者大都是EABR记录异常，且在Waardenburg综合征患者中比例很高。这项研究的意义在于引入“墨尔本分类法”来评价EABR与Waardenburg综合征的关系，为人工耳蜗植入研究开拓了空间，引导人们可以引入更多的评价方法来术前判断患者的耳聋程度和术后疗效。
2008年，Bahmer等[24]有感于EABR检测系统造价高昂，提出了一个低成本的用于研究目的的新型EABR和传统听性脑干反应检测系统。他们以Matlab为工作平台，使用普通的带有声卡和耳机的计算机和脑电图放大器来记录和处理传统听性脑干反应信号；只要再加一个与人工耳蜗植入器的接口便可记录和分析EABR信号了。他们还用听觉系统正常的个体评价了这个检测系统的稳定性。出于对EABR研究的需要，人们在逐渐地完善与之相关的各个方面，经过几年的试用，这个系统应该是会得以推广的，这将会大大地促进人工耳蜗植入评价系统的发展的，也会造福于更多的耳聋患者。
结论
人工耳蜗植入研究发展迅速，我们很难预见它未来的走向，但是，NRT和NRI技术也许会在将来取代EABR而成为评价外周神经应答水平的指标。目前，与ECAP相比，EABR能够回答更多临床和研究中的问题，但是，运用现代技术方便快捷地记录ECAP已经逐渐表现出其巨大的优势。我们还可以预见，将来的NRT和NRI的硬件和软件会变得更加界面简洁、功能强大。将来我们一定会看到分辨率更高的扩音器、更为完善的伪迹消除方案、NRT和NRI软件与操作系统软件之间更好地兼容。此外，在人和动物身上开展的实验最终会揭示听神经是如何编码电刺激的奥秘。这些信息最终能够帮助我们利用EABR或ECAP数据来为人工耳蜗植入者优化语音感知能力，使他们能够像正常人一样听到这个世界的声音！
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发表于 2009-2-3 22:05:35