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听觉脑干植入技术在2型神经纤维瘤病中的应用进展

点击次数：  更新时间：2017/8/26 14:23:57  

2型神经纤维瘤病（neurofibromatosis type 2，NF2）是一种常染色体显性遗传性疾病，95%以上伴有双侧听神经鞘瘤。随着疾病的进展，大部分NF2患者最终将面临双侧听力完全丧失。由于听神经完整性受损，患者一般难以通过人工耳蜗植入（cochlear implant，CI）进行听力重建。听觉脑干植入（auditory bminstem implant，ABI）可以绕过耳蜗和听神经建立新的听觉通路，适用于听神经完整性受损或耳蜗功能障碍的耳聋患者，是绝大多数NF2患者重建听力的唯一方法。本文对ABI技术在2型神经纤维瘤病中的应用作一综述。

 

一、听觉脑干植入的发展历史

 

Hitselberger和House于1979年开发了球状单通道电极ABI设备，并为1例NF2患者进行了第1例ABI植入手术，术后患者产生一定的声音感知觉。1992年，Huntington医疗研究所研制成双通道电极，配合改进的3M-House人工耳蜗处理器应用于临床试验，后来多家ABI公司陆续开发了8导及21导ABI系统。2000年，美国FDA批准了多通道ABI在NF2患者中的应用。截止2014年，全世界共有超过1 200套ABI设备在NF2及其他符合适应证的患者中植入。

 

二、听觉脑干植入装置

 

目前临床所使用的多通道ABI装置主要由cochlear公司和MED-EL公司生产，各家的ABI装置结构基本相同，分为体内部分和体外部分。体内部分由接受线圈、刺激器、连接导线和电极组成；体外部分则包括拾音器（电声转换器）、言语处理器、连接导线及传输线圈。ABl的工作原理是其拾音器将声信号转变为模拟电信号，通过言语处理器调制，再通过送传输线圈以射频的形式送至体内的接受线圈/刺激器。接受线圈/刺激器接收射频后，鳃码转化为电流脉冲送至与之相连的电极，从而刺激蜗神经核。电极阵列由8个或21个铂金盘形电极组成，被固化在硅胶和聚脂纤维网载体上。

 

三、ABI手术的适应证及植入时机

 

FDA批准的ABI主要应用于>12岁的NF2患者（一侧或双侧听神经鞘瘤需行手术切除，且对ABI的使用效果具有合理的期望值者）。除NF2之外，近年来一些不适于CI的耳聋疾病也成为ABI植入的适应证，如双侧耳蜗骨化（通常为脑膜炎并发症）、先天性耳蜗神经发育不全、内耳畸形、双侧耳蜗神经外伤性撕脱等。

 

在ABI的发展过程中，NF2患者中ABI的植入时机经历了一次重要转变。早期医生选择在第二次肿瘤切除手术时植入ABI，患者不仅要适应ABI电刺激产生的听觉，还要适应突聋，不利于患者的听力重建。目前认为，第一次手术切除单侧听神经鞘瘤后，即使患者对侧耳仍有听力，也可以植入ABI。这样即使第一次植入的ABI设备不能让患者获得有效的听觉，患者仍有第二次机会在对侧耳植入ABI。

 

四、ABI植入的手术入路及解剖定位

 

ABI植入一般在听神经鞘瘤切除以后，主要手术入路为经乙状窦后入路和经乳突一迷路入路。两种手术入路均能较好的切除肿瘤、暴露第四脑室侧隐窝。具体选择哪种手术入路主要根据术者的习惯。电极植入的靶位为脑干耳蜗核复合体，手术成功的关键在于能否准确地定位蜗神经核位置。蜗神经核位于脑干背外侧临近第四脑室侧隐窝处，后者开口于第四脑室外侧孔（Luschka孔）。Luschka孔常被小脑绒球掩盖，术中一般不能直视，可通过两种方法对其定位：第四脑室脉络丛常由Luschka孔突出，在此解剖可以观察到脑脊液流出；蜗神经位于外侧隐窝上缘，舌咽神经位于外侧隐窝下缘，在两者之间可以定位Luschka孔。定位Luschka孔后，将电极由该孔放入外侧隐窝上缘偏前的位置，一般能使电极更好地贴附蜗神经核。

 

然而，由于肿瘤压迫，外侧隐窝及蜗神经核可能变形而增加定位难度，术中电刺激脑干诱发电位（electrical auditory brain stem response，EABR）监测有助于电极定位。术中EABR监测还可以通过调整电极的方向和位置，使蜗神经核得到最大程度的刺激，同时减少非听觉性感觉反应（non-acoustic sensory responses，NASR）。

 

五、ABI装置的开机调试与临床效果

 

ABI的调机流程同CI大致相同，但由于ABI会产生频繁的非听性感觉，而且电极位置与声音感知之间存在显著的个体差异，ABI调机与康复效果比CI更加难以预测，也更耗时。在植入手术后的6—8周，开始激活ABI设备。首次开机时为防止意外发生需要监控患者的生命体征，并配备急救设备和经验丰富的医务人员待命。随后ABI植入者每隔3个月接受一次调机，直至开机1年后变为每年一次。这样的调机间隔可以很好地适应植入者随时间变化的听性和非听性感觉，并且可以跟踪植入者的效果。通过ABI的调机软件可以控制很多参数，包括刺激脉冲时长、刺激幅度、脉冲问距、麦克风灵敏度、峰值数量、频段带宽、射频能量传送功率级、声信号处理频率范围等。

 

没有一个参数组合能适用于所有植入者，而且随着时间的推移，植入者所适应的最佳参数会有显著变化。除了极少数例外，ABI植入者的言语识别效果总体不如CI植入者。然而，ABI使大多数植入者获益毋庸置疑，尤其是在相对安静的环境下配合唇读时。植入者的听声效果在使用ABI几个月甚至几年后都会有进步，言语识别率可能会在植入后10～15年都会有持续的提高。开机后的几个月最为关键，患者如果不能坚持使用，可能会动摇其最终从ABI获得听觉康复的信心。

 

House耳科研究所的61例NF2植入ABI患者的言语识别数据显示，所有这些植入者开始时都需要靠唇读才能取得言语识别效果，但经过多年的使用后，有20%的植入者获得了开放式言语识别的能力，有些甚至达到了CI植入者的水平。ABI植入者的致聋原因是影响ABI效果的重要因素。Colletti等研究了Verona大学ABI项目中82例患者的表现，其中48例非NF2植入者（非肿瘤患者）的开放式言语识别率为10%～100%（平均59%），而NF'2植入者的得分是5%～31%。NF2患者ABI总体效果不如非肿瘤患者的主要原因可能在于肿瘤压迫使得蜗神经核变形以及手术对蜗神经核的损伤。总的来说，NF2患者在植入ABI后可以感受到声音；可以分辨多种环境声；结合唇读言语识别率平均能提高30%。大多数NF2患者认为ABI是有效的，并且坚持日常使用。

 

六、ABI植入者的不良反应和并发症

 

ABI植入并不增加听神经鞘瘤切除手术的风险，总体并发症不高于，最常见的并发症及不良反应为脑脊液漏、电极移位和一些NASR。ABI植入术后脑脊液漏同单纯听神经鞘瘤术后脑脊液漏一样，按常规处理即可，大部分经过保守治疗能够治愈。植入电极可因电极位置不稳定或肿瘤切除后脑干位置改变而发生电极移位。高分辩率CT扫描则有助于确定其电极是否存在移位。NASR为ABI植入的主要不良反应，同电极位置有关。电极位置偏高的患者可能出现面肌抽动；电极位置偏低的患者可出现后组脑神经受刺激的有关症状，如咽喉部感觉异常、恶心和肩部抽动等；有的患者可能因为刺激小脑绒球而产生眩晕和眼震。一组包括61例植入者的研究中，总计204个电极中有24%的电极因产生NAsR被关闭。

 

为避免NAsR的发生，术中应准确地将电极完全置于侧隐窝内，并用EABR确认电极位置，这样邻近电极的三叉神经、面神经、舌咽神经及其上方的小脑绒球等结构受到的刺激程度最小。若患者NASR症状严重，可通过调整刺激的持续时间、关闭相关电极来消除或减少这些反应。

 

七、展望

 

虽然几乎所有的植入者均从ABI设备中获益，但ABI的改进依然刻不容缓，尤其需要提升NF2患者中ABI的使用效果。目前提升ABI的效果面临一系列挑战：如何有效地提取并将声音信息传递给蜗神经核上对应的神经群；如何对声音的时域和频域信息进行编码；新型电极阵列的研发等。目前正从以下几方面努力提高ABI植入后听觉重建效果。

 

1．穿透式微电极ABI设备：许多植入ABI表面电极的患者感知到音调范围十分有限，研究者认为这同传统ABI电极位于耳蜗核表面、同目标听觉区域有一定距离、对信号频率选择性低有关。House研究所、Huntington医疗研究所和cochlear公司合作开发了改变电极/组织界面的穿透式听觉脑干植入系统（penetrating micro electrode array for ABI，PABI）。10例NF2患者行听神经鞘瘤切除后植入PABI，结果显示PABI能够提供更低阈值、更大的音调范围和更好的音调选择性，但遗憾的是患者的言语识别率同ABI比较暂未见明显提升，PABI的有效性仍有待更多的研究支持。

 

2．听觉中脑植入：同NF2患者比较，非肿瘤患者ABI术后获得了更好的言语理解能力，这可能同NF2患者肿瘤自身或外科切除肿瘤过程中破坏了蜗神经核内的关键结构有关。因此，可以考虑进一步绕过脑干耳蜗核，将下丘尤其是下丘中心核作为NF2患者听觉电极植入的部位。下丘中心核位于中脑背侧，位置表浅，几乎所有的上行听觉纤维突触终点均聚焦于此，而且下丘中心核有很好的频率梯度分布结构，解剖及动物实验已证实下丘神经元呈盘状分层平行分布，而神经元的这种层状分布与下丘中心核的频率层梯度密切相关，从背外侧向腹内侧频率层由低向高分布，因此，下丘中心核可能是ABI的理想部位。

 

3．新言语编码策略：美国FDA唯一批准的ABI言语处理策略是谱峰方案（spectral peak，SPEAK），高级结合编码方案（advanced confined encoding，ACE）和连续相间采样方案（continuous interleaved sampler，CIS）也很常用。然而，SPEAK、CIS和ACE策略都是针对CI开发的，这些对声音时域包络编码的刺激模式未必能被传入神经已阻断的耳蜗核神经元正确解读。目前正在着力开发新的适用于ABI的言语编码策略，用以传递声音的频率信息和时域信息。

 

（本文转载中华神经外科杂志2017年1月第33卷第1期）