人工耳蜗术后早期电极阻抗变化规律的研究△

张俊戈 孙家强, 杨洁 陈建文 侯晓燕 孙敬武

随着医疗技术的逐渐进步，人工耳蜗植入(cochlear implantation，CI)使得全世界有超过30万感音神经性聋患者重获听力[1]。然而最新研究发现，随着时间推移，一些患者CI术后会出现植入侧低频残余听力损失的情况，植入术后立即丧失残余听力主要是由于耳蜗损伤或手术创伤的急性炎症反应，植入后数周至数月内丧失残余听力的原因尚不清楚，有部分学者认为这与耳蜗纤维化、慢性炎症和内淋巴积水等因素相关[2,3]。

电极阻抗值可以提供有关电极本身以及耳蜗内电极周围环境变化的信息，随着时间推移阻抗值会发生一定改变，表明相应电极与周围环境的相互作用发生了变化。最近的研究结果显示人工耳蜗电极阻抗波动似乎是植入后术耳残余听力损失的一个标志[4]，因此，检测电极阻抗值是评估人工耳蜗电极状态的有效手段[5]，它不仅可以帮助判断植入电极设备的工作情况，了解耳蜗内环境的变化，还可以为患者术后调机提供参考，帮助患者达到理想的术后听觉效果[6～8]。故本研究拟通过测试100例(100耳)人工耳蜗植入患者术中及术后的电极阻抗值，分析电极阻抗随时间变化的规律。

1 资料与方法

1.1研究对象 研究对象为2018年9月至2019年9月在中国科学技术大学附属第一医院行人工耳蜗植入的患者100例，为降低植入类别的影响，选择植入体均为奥地利品牌，其中植入MED-EL/SONATAti100型号91例，植入CONCERTO型号9例,植入体电极类型均为Flex 28；男53例(53耳)，女47例(47耳)；均为单侧植入，年龄7个月～76岁，平均7岁9个月。语前聋88例，语后聋12例。

纳入标准：术前均行声导抗、畸变产物耳声发射、40 Hz听觉相关电位、听性稳态反应、听性脑干反应等听力学测试，确诊为双侧极重度感音神经性聋，行中耳乳突CT及颅脑磁共振排除解剖结构异常，植入标准均符合中华医学会人工耳蜗植入工作指南[9]；排除标准：排除术耳乳突手术病史、术中电极未完全植入或反复拔插电极以及术后出现伤口感染、脑膜炎、耳蜗植入体设备故障等并发症的患者。术后3天内行耳蜗位X线拍片确保电极植入位置正确。

1.2电极分区 奥地利MED-EL SONATAti100与CONCERTO植入电极均为E1～E12共12个通道，按照从低频到高频分别对应从蜗顶至蜗底的全部区域。本研究参照Brill等[10]对人工耳蜗植入电极的分区标准，将植入后的耳蜗电极划分为3个区：蜗顶低频区对应E1～E4,蜗中中频区对应E5～E8，蜗底高频区对应E9～E12。

1.3电极阻抗测试 用MAESTR0 System Software 6．0．1软件、计算机调试接口设备及体外言语处理器进行术中及术后电极阻抗测试，所有测试取用共地模式(CG) 的阻抗值，测试数据保存于软件自带的数据库中。

术中电极阻抗测试，在打开圆窗膜将电极全部插入耳蜗内以后，体外装置连接计算机，线圈置于无菌手套内再吸附于安装体内装置相应部位的皮肤上，连接完成后通过MAESTR0 System Software进行所有电极通道的检测，并于术后3天、开机时(术后1月)以及术后3月再次行电极阻抗测试。测试时奥地利MAESTR0 System Software 6.0.1软件可自动识别电极短路与断路，低于0.7 kΩ系统自动识别为短路，高于20 kΩ系统自动识别为断路[11]。

1.4统计学方法 采用Graphpad prism 6.0统计软件，对同一频段不同时期的阻抗值使用重复测量方差分析,同一时期每两个不同频段间的阻抗值使用独立样本t检验分析，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1不同时期电极阻抗均值 100例患者术中、术后3天、术后1月以及术后3月电极阻抗均值分别为4.556±0.162、4.831±0.163、6.808±0.171及7.068±0.154 kΩ。

2.2不同分区电极阻抗值变化规律 蜗顶区、蜗中区和蜗底区不同分区电极阻抗值见表1，电极阻抗值-时间变化曲线图见图1，可见，蜗顶区电极阻抗值在各检测时间点均为最高，三个区域的电极阻抗值变化趋势与总体电极阻抗均值变化趋势大致相同，各时间点蜗顶区与蜗中区和蜗底区差异均有统计学意义(P<0.05)。

表1 不同区域电极阻抗值比较

2.3各电极不同时间电极阻抗值比较 100例患者12个电极不同时间各电极的电极阻抗值见表2、图2。分别对不同时间点的电极阻抗均值进行方差分析，除11、12号电极外，其余电极阻抗均值总体变化趋势为术中最低(P<0.05)，术后1月(开机时)升至最高(P<0.05)，开机后呈下降趋势(P<0.05)。分别对同一序号电极术中和术后3天阻抗值进行方差分析，结果显示，与术中相比，蜗顶区1号和2号电极的阻抗值在术后3天即已升高(P<0.05)，其余10个电极术后3天的阻抗值与术中相比差异无统计学意义(P>0.05)。

表2 各电极不同时期阻抗值比较

图2 各电极不同时期阻抗值变化图

3 讨论

目前，关于各种类型人工耳蜗电极阻抗测试的研究显示，电极阻抗的变化规律为术中最低，开机时升到最高，开机后呈下降趋势，并于开机3个月左右逐渐趋于稳定[12]，且不同位置的电极阻抗值均显示出了相同的变化趋势[13]，本研究结果与上述报道大致相符。电极阻抗的这种变化规律主要与电极周围环境有关，术中测试时由于耳蜗外淋巴液富含电解质具有良好的导电性，且刚植入时尚无炎性反应发生，所以术中测试时电极阻抗最低；术后炎性反应的发生导致电极周围逐渐被纤维组织所包裹，所以电极阻抗逐渐升高[14～16]。患者开机有了电流刺激以后，电极表面形成水合液态膜，此后炎性渗出物的形成和分解形成动态平衡，电极阻抗值又逐渐趋于一个稳定范围。也有研究表明电极阻抗在术后两年稍有升高的趋势[17，18]。

关于电极阻抗与分区的关系，本研究发现在术后3月内，蜗顶区的电极阻抗值高于蜗中区和蜗底区，这与Saunders 等[19]的研究相符合，越接近蜗顶区域，植入电极的阻抗值就越高，这可能与耳蜗本身的解剖结构有关，蜗顶处管腔细，耳蜗鼓阶窄，含淋巴液比蜗底区少[20]。但也有研究报道从蜗顶到蜗底各区域间电极阻抗值没有明显差异[17]。

目前对于患者开机前电极阻抗变化情况的研究尚不多，有研究指出Nucleus 24RECA型植入体在术后1天阻抗值较术中显著下降，但MED-EL人工耳蜗装置术后1天电极阻抗值与术中没有显著差异[21]。而对比本研究术中及术后3天各电极阻抗值可以发现，机体对于内耳植入物的免疫排斥反应以及局部纤维组织的炎性增生从术后3天即已开始，且呈逐渐升高的趋势，蜗顶部低频区域受炎症反应的影响更为显著[22]。这是由于蜗顶部1号电极和2号电极处的鼓阶内经相比于其他位置更为狭窄，在电极植入过程中更易受到损伤，发生炎症反应。但目前国内人工耳蜗植入患者的开机时间多为术后1月，从这一角度来看，人工耳蜗植入术后提早开机在降低电极阻抗方面仍然具有一定的优势，越早开机不仅能使患者更早得到声音信号的刺激，还能减少炎症反应对于耳蜗内结构的刺激时间，对患者术后听力及言语能力的提高都更为有利。有研究表明，在人工耳蜗电极植入后，炎症细胞随着时间的推移会逐渐聚集，这些炎症细胞所表达的细胞因子会加速蜗内纤维化并损伤内耳毛细胞和螺旋神经节，对患者术后残余听力的保留也有一定影响[23]。

在人工耳蜗植入术中及术后进行电极阻抗测试不仅可以帮助了解植入装置是否完好以及电极的工作状态，指导术后开机，还可以间接反映电极周围纤维组织的形成和变化情况，其不受患者个人因素影响，是一种有效的、客观的检测方式。为了保证统计样本选择的一致性，本研究只纳入了一个品牌的人工耳蜗产品。考虑到我国目前临床使用的还有其他类型的植入设备，且本研究随访时间有限，还存在一定的局限性，有待积累更多的临床数据进行更进一步的探讨分析。