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搞明白电极刺激的位置到底在哪,才能清楚人工耳蜗该怎么选

 电极应刺激那个部位?

业内权威著作《人工耳蜗电极设计策略和临床应用》中指出:基于正常耳蜗的生理结构和感音原理,人工耳蜗将声音信号转化为电脉冲信号,通过植入耳蜗内的电极序列兴奋耳蜗内的螺旋神经节细胞,重建耳蜗的听觉功能。螺旋神经节细胞在蜗轴内聚集,数量约3200041000个。

简单来说,就是研究发现:耳蜗内需要被人工耳蜗的电极放电刺激的地方,是分布在从底转到中转的蜗轴上的螺旋神经节细胞。既不是耳蜗外壁,也不是蜗顶,更不是整个耳蜗。

 电极应刺激螺旋神经节的哪个部位

明确了电极刺激的位置和对象还不够,我们要进一步细化到“电极究竟是刺激螺旋神经节的哪些部分”。

《人工耳蜗电极设计策略和临床应用》中表示:螺旋神经节细胞为双极神经元,胞体位于耳蜗底回和中回,在蜗轴内聚集,中枢突即轴突穿出蜗轴组成蜗神经,将信号传至听觉中枢,周围突即树突呈放射状穿过骨螺旋板到达基底膜与毛细胞基部,形成突出连接。

意思就是:螺旋神经节细胞的胞体分布在蜗轴上,而从胞体会向外放射、伸展出很多的树突,这些树突与听觉毛细胞相连。

做个简单的比喻,耳蜗相当于一颗大树,蜗轴就像树干,树干上分布着螺旋神经节细胞的胞体,从胞体四散放射出的树突就像枝丫,毛细胞就像枝丫上生长着的茂密的树叶。

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理解了它们之间的关系,我们现在要明确的就是:电极需要高度聚焦并精准刺激的,一定是分布在蜗轴上的螺旋神经节细胞的胞体。

 电极为什么不刺激树突?

可能有人想问:既然螺旋神经节细胞发散出来那么多树突,而且还跟听觉毛细胞连着,为什么不直接刺激树突?而要刺激蜗轴呢?

其实,国外的确有研究表明:树突具有电活性,还能产生电脉冲,甚至它的活跃度比胞体还高。那既然如此,电极用发散的放电方式来刺激树突不是更好吗?这想法是极好的,然而对于重度、极重度感音神经性聋的患者来说,这种方式却是无效的。

《人工耳蜗电极设计策略和临床应用》中对树突进行了详细的描述:当毛细胞发生病变后,不再向螺旋神经节细胞传递神经营养因子和神经递质(谷氨酸等),螺旋神经节细胞的树突会出现退行性改变,但是胞体和轴突可以长时间存活。

我们都知道,基底膜上有规律地排列着大约12000个外毛细胞和4000个内毛细胞,它们的损伤是导致感音神经性聋的直接原因,且这种损伤是不可逆的。

当毛细胞发生病变、失去活性、坏死之后,和它相连接的树突也会慢慢死掉,但蜗轴上的胞体却是活的。就像末梢神经出现了坏死,局部也会跟着出现麻木,进而导致局部的肌肉发生萎缩,严重的甚至需要截肢,但人并不会因此而死掉。

再用树举个例子:树根和树干是吸收和传递营养的主干道,它们将吸收来的营养传输给枝丫和树叶。过冬的时候,大部分树木的树叶会变黄、枯萎、凋落,枝丫也会受牵连变得萎缩、干枯,但树干却能不受影响地屹立整个冬天,来年春天再重新枝繁叶茂。

树突就像树的枝丫,只不过,它不能像真正的枝丫那么“幸运”地再生,树突一旦坏死,就不再具有活性,也无法再重新生长了,和毛细胞一样,树突的死亡不可逆。所以,徒劳地去刺激由于毛细胞坏死而导致死亡的树突,无济于事。

 有残余听力,要刺激蜗顶的树突吗?

如果还有残余听力,说明蜗顶还有残存的听觉毛细胞,那是不是意味着与之相连的蜗顶的树突也有残存呢?

如果按照这个想法,就要求电极足够长,长到可以覆盖整个耳蜗。但是电极有没有必要,或者说能不能用那么长的呢?之前乐乐讲述过很多次,如果没有残余听力,那么意味着蜗顶已经没有残存的毛细胞,或仅存零星,所以也就没有必要让电极伸到上边去刺激。

那么,如果还有残余听力,说明蜗顶还有残存的毛细胞,就更不能用长电极去刺激了。因为耳蜗是呈蜗牛壳状螺旋上升,越往上越窄。

临床研究表明:电极的植入深度在420°为最佳角度,能覆盖蜗轴上的所有胞体及高中低各个频率,植入深度超过420°,就会造成耳蜗内的压力陡然增加,对精细结构的破坏极大。电极一旦插入蜗顶,就会对包括残存的毛细胞在内的耳蜗内精细结构造成破坏,反而损伤了宝贵的残余听力。而且,顶轴电极由于空间太狭还会出现放电干扰!

上图显示:当植入深度超过420°时,鼓阶腔陡然变小、变窄,电极在植入中对蜗内精细结构伤害值骤增!

《人工耳蜗电极设计策略和临床应用》中指出:电极植入越深,相应位置鼓阶内径越窄,损伤基底膜和周围组织的可能性也会增加,不利于保留低频残余听力。

但是,虽然螺旋神经节细胞只分布于底周、中周,却也能将受到电极刺激而产生的兴奋及神经反应传输、覆盖高、中、低频所有频率。

所以,电极只要覆盖耳蜗内螺旋神经节细胞胞体所在的蜗轴部分,同时进行高聚焦、精准刺激,那么整个耳蜗、各个频率就都能“享受”到。

 美国AB耳蜗 MS电极

既然我们明确了电极要刺激的精确位置,那么在选择电极时,也就轻松而清晰了。

首先,电极的长度要能覆盖分布在底轴到中轴蜗轴上的螺旋神经节细胞的胞体,不能过长也不能太短;

其次,电极要能精准刺激螺旋神经节细胞的胞体,无需“分散精力”去刺激一些不必要的地方;

第三,电极的形态要能最大限度地保护好耳蜗内的精细结构,不触碰、不伤害,进而保留好残余听力,这不仅会产生最佳的植入效果,同时也为使用未来技术提供了机会。

综上,无论从哪个角度来说,美国耳蜗的平板高聚焦电极都具备了这样的特质,尤其是MS中位电极,在保护蜗内精细结构和残余听力方面更是独一无二的。

《人工耳蜗电极设计策略和临床应用》中对MS电极给予了一致肯定:MS电极经过独特的设计,植入耳蜗后几居于鼓阶中央,不与蜗轴和鼓阶外侧壁接触,可以最大程度减小对蜗内结构的损伤。

经过耳科专家的专业、细致解读,您对电极的选择还有什么疑虑吗?

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