EABR与人工耳蜗电极植入深度关系的初步研究*

陈静谢景华丁秀勇李悦高志强

·临床研究·

EABR与人工耳蜗电极植入深度关系的初步研究*

陈静1谢景华1丁秀勇1李悦2高志强3

目的初步探讨人工耳蜗电极植入深度和术后电诱发听性脑干反应（EABR，Electrically evoked auditory brainstem responses）及电诱发听神经复合动作电位（electrically evoked compound actionpotentials，ECAP）的相关性。方法选取耳蜗形态正常植入奥地利标准电极患者24例，术后头颅侧位片检查判断电极全植入。根据电极耳蜗内位置分为E9-E12耳蜗底区、E5-E8耳蜗中区、E1-E4耳蜗顶区三部分，分别记录各区域EABR阈值及波形特点和对应区域的ECAP阈值，分析其间相关性。结果蜗顶部、蜗中部、蜗底部EABR引出率分别为87.50%，83.33%，79.16%；ECAP引出率分别为91.67%，79.17%，75%；EABR波V阈值为分别为(20.13±5.91)qu，(22.98±4.82)qu，(26.71±6.25)qu；ECAP阈值分别为(21.61±4.18)qu，(23.28±3.70)qu，(29.18±3.74)qu。结论蜗顶部和蜗中部EABR及ECAP引出率高于蜗底部，自蜗顶区至蜗底区EABR和EACP阈值依次增高，相同植入深度电极的EABR阈值低于ECAP阈值。

人工耳蜗；植入深度；电诱发听性脑干反应；电诱发听神经复合动作电位；相关性

人工耳蜗植入术后电诱发听觉脑干反应（electrically evoked auditory brainstem responses,EABR）和电诱发听神经复合动作电位 (electrically evokedcompound action potentials,ECAP)作为客观听觉电生理评估方法，在预测康复效果和指导调机方面具有重要价值[1-3]。但EABR和ECAP测试结果受到诸多因素影响，植入电极深度是其中重要影响因素[4]。奥地利MED-EL人工耳蜗标准电极长度为31.5 mm，完全植入后几乎可以覆盖耳蜗全长，该植入电极理论上可以刺激到耳蜗顶部到耳蜗基底的所有区域。本研究利用该特点初步总结人工耳蜗电极植入深度对EABR及ECAP结果的影响，为优化EABR和ECAP测试参数，开展人工耳蜗术后客观电生理检测提供理论和数据基础。

资料与方法

1 一般资料

选取2012年11月～2014年11月在北京友谊医院和北京协和医院耳鼻咽喉科植入MED-ELSONATAti100或CONCERTO标准电极患者24例，其中男13例，女11例,均为单侧植入。平均年龄（16.57±18.02）岁，平均开机时间为（6.21±5.49）月。语前聋19例，语后聋5例。纯音测听、声导抗、畸变耳声发射、多频稳态、40Hz听觉相关电位、听性脑干诱发电位等听力学检查确定为重度或极重度感音神经性聋；颞骨薄层CT、头颅MRI检查耳蜗形态正常。参考王武庆等[5]方法行术后头颅侧位片检查，确保电极全部植入耳蜗内，病例选择符合中华医学会人工耳蜗植入工作指南标准[6]，所有受试患者或监护人签署知情同意书。

2 电极分区

标准电极从蜗尖到蜗底编号依次为E1至E12。全植入状态下，E1电极对应蜗尖位置，E12电极对应蜗底位置。参照Brill等[4]研究根据植入电极在耳蜗内相对位置分为三个不同区域：E1-E4对应区域为蜗顶区，E5-E8对应区域为蜗中区，E9-E12对应区域为蜗底区。

3 EABR及ECAP测试

3.1 测试时间及环境

开机半年后，患者口服10%水合氯醛（0.5ml/ Kg）镇静睡眠情况下于电磁屏蔽室测试。

3.2 ECAP测试

3.2.1 测试设备

奥地利MED-EL公司人工耳蜗检测盒主机（Max Processor Telemetry）、DIB II线圈i100，DIB电源适配器，测试软件为Maestro system software5.0。

3.2.2 测试参数

刺激电极选择：选择E2、E6、E11电极分别代表蜗顶、蜗中和蜗底区，若这三个电极阻抗过高无法使用，则在其所对应区域选择邻近电极。刺激脉宽30μs,刺激强度自0cu开始，依次测试250cu、500cu、750cu、1000cu并判断可引出ECAPN1波形最低值，自此值始以10cu为步长依次递增或降低刺激强度至确定最终阈值。

3.3 EABR测试

3.3.1 EABR测试设备

刺激器同ECAP检测，记录器使用Neuro-MEP-Micro数字肌电和诱发电位系统（俄罗斯），软件版本Neurosoft3.2.6，人工耳蜗检测盒主机与记录器之间使用自制触发线实现信号同步。

3.3.2 EABR测试参数

刺激参数：在Maestro system software5.0中选EABR模式，脉宽62.5μs，刺激34Hz，刺激后射频关闭。选取人工耳蜗植入体E2、E6、E11电极作为刺激电极,若这三个电极阻抗过高无法使用，则在其所对应区域选择邻近电极。

记录参数：记录窗宽10ms，增益100K～150K，滤波带宽100～3000Hz，叠加1000次，伪迹拒绝水平25μV，采用同步触发刺激记录结果。使用氯化银体表盘状电极，正极、负极和地极分别置于颅顶、眉间和对侧乳突，电极阻抗＜5kΩ，极间阻抗＜2kΩ。

EABR波Ⅴ阈值及潜伏期确定

自200cu开始刺激，若引出明确波V，则以10cu步长逐渐降低直至波Ⅴ消失，以能引出波V的最小刺激强度为阈值；若未引出明确波V，则以10cu步长逐渐递增直至波V出现为阈值。使用阈上20cuEABR波形判断波Ⅴ潜伏期。

4 统计分析

因EABR和ECAP刺激脉宽不同，为便于比较，故使用电量值计算阈值，电量（qu）=脉宽（μs）×刺激强度（cu）/1000。统计软件使用SPSS13.0 for Windows软件包，结果以±s表示。所有资料均进行正态性检验，采用单因素方差分析，组间差异使用Tukey显著性检验。

结果

1 EABR及ECAP引出率

由表1可见，24例患者中，3例未引出EABR反应，2例未引出ECAP反应，单因素方差分析显示，刺激电极位置无论在蜗顶区、蜗中区抑或蜗底区，EABR及ECAP引出率间差异无显著性意义（P＞0.05）。

表 1蜗内不同刺激电极位置EABR及ECAP引出率

2电极植入深度对EABR影响

蜗内刺激电极深度愈靠近蜗顶区，波V阈值愈低，愈近蜗底区则阈值愈高，差异有统计学意义（P＜0.05）。组间统计显示，刺激电极深度在蜗顶区和蜗底区记录到的波Ⅴ阈值的差异有显著性（P＜0.05）,但蜗顶区电极与蜗中区电极间波V阈值差异无统计学意义（P＞0.05）。波Ⅴ潜伏期则不受植入电极深度影响，不同深度刺激电极对潜伏期影响不明显（P＞0.05）。在植入深度相同刺激电极中，EABR阈值明显低于ECAP阈值，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

表2 蜗内不同刺激电极位置ECAP、EABR阈值和潜伏期

讨论

EABR和ECAP是人工耳蜗客观电生理检测的重要内容，在术中可以检查植入体完整性，协助判断电极植入位置是否合理，术后可以指导个性化调机及预测康复效果，因此在人工耳蜗植入领域具有重要的应用价值。既往因人工耳蜗电极植入长度和角度限制，难以实现对蜗顶的刺激，因此尚无蜗顶区ECAP和EABR数据的系统研究。MED-EL人工耳蜗标准电极植入耳蜗内深度可达31.5mm，接近720°，几乎覆盖耳蜗全长，可有效实现蜗顶电刺激。本研究利用该电极特点，探索人工耳蜗电极植入深度对EABR和ECAP测试结果的影响，为优化ECAP和EABR测试参数，进一步开展人工耳蜗术后客观电生理检测提供理论和数据基础。

部分学者对刺激电极植入深度和ECAP的关系进行了研究，Polak等[7]研究表明，刺激电极位置越近蜗顶，ECAP幅值越高，Spivak等[8]对71例CI24患者ECAP的前瞻性研究表明，蜗顶区电极阈值最低，蜗底区阈值最高，中间部分阈值最稳定，并推测该现象与蜗顶区残余螺旋神经节细胞数目较多有关。Brill等[4]研究证实耳蜗不同区域刺激记录到的ECAP有明显区别，蜗顶区ECAP平均波幅更高、阈值更低、输入输出曲线斜率更大。由此可见，蜗顶区ECAP阈值更低、幅度更高是当前共识。但耳蜗电极植入深度和EABR波V阈值、潜伏期的关系，文献报道结论却并不统一。根据van den Honert等[9]的研究,不同电极植入深度的波Ⅴ潜伏期没有明显差别[9]。Firszt等[10]的研究记录耳蜗底区、中区和蜗顶EABR波V潜伏期及阈值，认为蜗顶区电极潜伏期较蜗底短，阈值较蜗底低，波幅较蜗底高，差异有统计学意义。国内张岩昆等[11]对6例Cochlear公司Nucleus24型人工耳蜗植入患者分别选择距植入口3.5～4.5、11.0～12.0、17.5～18.5mm处的电极进行刺激，所记录EABR的也得到类似结果。但前述研究所使用电极长度均在17～20mm间，植入深度实际难以达到解剖学蜗顶区，势必会影响EABR引出率及结果。为克服上述研究不足，我们使用长度31.5mm的MEDEL标准电极，记录解剖学蜗顶区的EABR波形，对深植入人工耳蜗电极的客观电生理检测进行有益探索。

实验结果表明，刺激电极位置无论在蜗顶区、蜗中区抑或蜗底区，EABR及ECAP在镇静状态下引出率均达到75%以上，愈近蜗顶区引出率愈高，但无统计学意义，考虑和样本数据较小有关。

我们的研究结果显示，蜗内刺激电极深度愈靠近蜗顶区，波V阈值愈低，愈近蜗底区则阈值愈高，蜗顶区和蜗底区记录的波Ⅴ阈值的差异有显著性，但蜗顶区电极与蜗中区电极EABR波V阈值差异无显著性。显示刺激电极植入深度对EABR波V阈值具有明显影响，尤其在蜗顶和蜗中区更易引出可辨认EABR波形，而在蜗底区则引出率降低，需要更高刺激强度。蜗顶区EABR阈值低于蜗底区原因考虑：一个原因可能为愈靠近耳蜗顶部，植入电极与蜗轴之间的距离越小，更容易刺激螺旋神经节细胞[4]；另一个原因可能是耳聋患者越接近蜗顶处残存的螺旋神经节越多，螺旋神经节细胞密度越大，更易诱发出神经动作电位和同步反应[12]。根据此结果，对于人工耳蜗植入术后EABR检测刺激电极选择需首选蜗顶及蜗中区电极，以提高引出率，降低假阴性率，以更准确评价术后听觉通路和指导调机。EABR潜伏期结果表明，电极植入深度对波V潜伏期无明显影响，其原因可能是潜伏期主要受神经传导距离因素影响，而阈值主要受可兴奋神经组织数量影响有关。

ECAP检测因除人工耳蜗调机设备外，不需要其他设备，所以是术后客观电生理检测的首选。但研究结果显示，使用相同植入深度刺激电极，EABR波Ⅴ阈值明显低于ECAP阈值。根据该结果，对于部分术后不能有效记录ECAP的患者，需要进一步完善EABR检查，以便对患者听觉通路更准确评价。

本研究为全植入人工耳蜗电极患者客观电生理检查初步研究，缺乏患者言语康复系统资料，下一步需开展患者言语康复效果和术后EABR及ECAP检测之间的相关性研究，为全植入人工耳蜗电极植入患者提供更准确的术后电生理评价。

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2 Miller CA,Brown CJ,Abbas PJ,et al.The clinical application of potentials evoked from theperipheral auditory system.Hear Res,2008,242:184-197.

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4 Brill S,Muller J,Hagen R,et al.Site of cochlear stimulation and its effect on electrically evoked compound action potentials using the MED-EL standard electrode array.Biomed Eng Online,2009,8:40.

5 王武庆,陈懿婧,王正敏.人工耳蜗植入术后X线投照位置的探讨.临床耳鼻咽喉科杂志,2003,17(4):196-197.

6 中华耳鼻咽喉头颈外科杂志编辑委员会中,中国残疾人康复协会听力语言康复专业委员会.人工耳蜗植入工作指南(2013).中华耳鼻咽喉头颈外科杂志,2014,44 (2):89-95.

7 Polak M,Hodges AV,King JE,et al.Further prospective findings with compound action potentials from Nucleus 24 cochlear implants.Hear Res,2004,188:104-116.

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10 Firszt JB,Chambers RD,Kraus,et al.Neurophysiology of cochlear implant users I:effects of stimulus current level and electrode site on the electrical ABR,MLR,and N1-P2 response.Ear Hear,2002,23:502-515.

11 张岩昆,张道行,田昊,等.人工耳蜗植入者电听性脑干反应测试.听力学及言语疾病杂志,2004,13(5):223-226.

12 Khan AM,Handzel O,Damian D,et al.Effect of cochlear implantation on residual spiral ganglion cell count as determined by comparison with the contralateral nonimplanted inner ear in humans.Ann Otol Rhinol Laryngol,2005,114:381-385.

（收稿:2015-07-23）

A preliminary study on the correlation of electrically evoked auditory brainstem response and electrically evoked compound action potential with the inserting depth of cochlear electrode

CHEN Jing,XIE Jinghua1,DING Xiuyong1,LI Yue,GAO Zhiqiang
Department of Otolaryngology-Head&Neck Surgery,Xuanwu Hospital,Capital Medical University, Beijing,100053,China

ObjectiveTo explore the correlation of electrically evoked auditory brain stem response(EABR)and electrically evoked compound action potential(ECAP)with the inserting depth of cochlear electrode.MethodsEABR and ECAP recordings were carried out among 24 subjects with MED-EL standard cochlear electrode array implanted.With the electrode insertion depth assayed by lateral cranial X-ray photography,these evoked potential recordings were then analyzed,based on the definition of electrode placed locations in the regions of apical(E1-E4),middle(E5-E8)and basal(E9-E12)to determine if the threshold and latency differ depending on the region stimulated.ResultsAt the locations of apical,middle and basal region,the positive recording rate was 87.50%,83.33%and 79.16%for EABR,and that was 91.67%,79.17%,75%fro ECAP,with the thresholds of EABR at eV were (20.13±5.91)qu,(22.98±4.82)qu and(26.71±6.25)qu and those of ECAP were(21.61±4.18)qu,(23.28±3.70)qu,(29.18±3.74)qu respectively.ConclusionsCompared to that of basal region,the positive recording rate is higher either in apical region or in middle region for both EABR and ECAP,while the threshold of EABR at eV is lower than that of ECAP in the same region as the inserting depth increasing.

Cochlear implantation;Inserting depth;Electrically evoked auditory brain stem response;Electrically evoked compound action potential;Correlation

10.16542/j.cnki.issn.1007-4856.2015.03.004

卫生行业科研专项项目（201202001-04）

1 首都医科大学宣武医院耳鼻咽喉头颈外科（100053）

2 首都医科大学附属北京友谊医院耳鼻咽喉头颈外科

3 中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院耳鼻咽喉科通信作者：高志强，主任医师.Email: