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关于人工耳蜗
为什么电极的植入深度非420° 不可?

临床研究表明: 电极的植入深度在420°为最佳。此深度能覆盖蜗轴上的所有螺旋神经节细胞胞体及高中低频各个频段。植入深度超过420°,耳蜗内压力会陡然增加,对耳蜗内精细结构造成严重破坏。

人工耳蜗植入

如图,我们不难看到,在420°的时候,鼓阶腔的高度陡然下降,变得小而窄。此时再往里植入,不但插入难度增加、插入阻力增加、对耳蜗内基底膜、骨螺旋板、螺旋韧带甚至毛细胞的破坏性也大幅增加。

耳蜗像个蜗牛壳,特性是下宽、上窄,高不过5mm,纵深约900°,内腔呈螺旋式上升,越往上轴内腔越矮,也越细窄。所以,想要覆盖整个耳蜗的深植入电极,非不行也,实不能也。不是电极不能设计成长的,也不是不能插进整个耳蜗,而是不能这么干!


人工耳蜗植入


如图,电极的植入后刺激的长度在20mm左右是最合适的,一旦超长,伤害就会陡增。

诚然,深植入的想法是好的,它的初衷是为了能刺激蜗顶的低频区,来补偿低频的聆听效果。毕竟,在人们的认知里,人工耳蜗补偿中高频的效果极好,但对低频的补偿差一些。

但,能够深植入的长电极必须要满足2个条件:其一,因为螺旋神经节细胞的胞体并非布满整个蜗轴,只有底轴和中轴有,所以插入顶轴的电极必须要能刺激到螺旋神经节细胞胞体从蜗轴上伸展而出、并连接毛细胞的树突;其二,耳蜗在进入第二转时,螺旋直径急剧变窄,截面形状多变,所以进入蜗顶的电极必须保证不对耳蜗造成损伤。

人工耳蜗植入

然而事实是,深植入的长电极无法满足这两个条件。

首先,对于重度、极重度感音神经性耳聋的患者来说,低频残余听力几乎已经完全丧失了。意味着,耳蜗顶轴的听觉毛细胞所剩无几,而我们之前就说过,听觉毛细胞一旦发生病变、失去活性、坏死之后,和它相连接的树突也会死亡,因而即便电极深入蜗顶刺激树突,也是枉然。

其次,如果还有残余听力,而且是不错的残余听力,从理论上来说,长电极深入顶轴如果能刺激到残存的树突,是极好的。但问题在于,

一来,残存的树突阈值非常低,而且分布在蜗管内,并不在鼓阶腔里,蜗管和鼓阶之间隔着丝薄的基底膜,这就使得电极很难依据音位配布原则来刺激树突;


二来,退一万步讲,即便真的能刺激到树突,电极插进去也全毁了。因为耳蜗总共也就5mm高,从420°也就是第二转开始空间就急剧变窄小,插入压力剧增,加上顶轴的形状结构复杂,电极非用力不能插入,可一旦发力,电极就会在力量的推动下,因为过长、前端不受控制而跑偏,不管电极有多细,耳蜗外壁、蜗轴、基底膜、骨螺旋板、残存的毛细胞都会因此而受到损伤,甚至有可能捅进前庭阶去,且越深入创伤越加剧,试问,残余听力还能保留几许?

再来,电极植入耳蜗的终极目的,是为了放电,电这个东西是会产生干扰的。如果电极间离得太近,放电时就会产生干扰,反而影响聆听效果,这一现象在顶轴尤甚,因为实在太窄,电极都挤在一起,放电必然会产生干扰。这也是为什么深植入、耳蜗全覆盖的长电极,往往要关闭顶轴的几个电极,因为让它们放电不光画蛇添足,反而会适得其反,影响低频残余听力的聆听效果。

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。


有人问了,如果电极植入420°是最好的,再往里会破坏耳蜗内的精细结构,那么顶轴如果有残存的树突或毛细胞,怎样才能刺激到呢?

不要忘了,虽然螺旋神经节细胞的胞体只分布于底轴、中轴,但却能将受到电极刺激而产生的兴奋及神经反应通过听神经、听觉通路进行传输,从而覆盖高、中、低频所有频率。这就如同我们给一棵树刷石灰防虫、防干裂或输营养液一样,并不需要把整棵树都涂满石灰或在树上挂满营养液,只需要给树干涂上石灰或在树干上插上营养液,营养自然就会传遍整棵树。

所以,电极只要能全覆盖耳蜗内螺旋神经节细胞胞体,同时“集中火力”进行高聚焦、高速率的精准刺激,那么既不会深入顶轴破坏耳蜗内精细结构,完整保留残余听力,又能覆盖到全部频率。


人工耳蜗电极

俗话说:增之一分则太长,减之一分则太短。植入深度超过420°的长电极会伤害耳蜗内的精细结构,不足420°的短电极又达不到完整覆盖螺旋神经节细胞胞体的效果。

美国耳蜗MS电极长18.6mm,平均植入深度恰好为420°。这并非巧合,而是研发人员精心设计的,为的就是在安全呵护的前提下,确保聆听效果。

不但如此,MS电极还达到了极佳的硬度平衡,即便耳蜗形态有微弱的差异,也能在植入中保持水平方向前进,不会左右偏移剐蹭耳蜗外侧壁或紧贴蜗轴,在植入后位于鼓阶中间位置。这是其他任何同类产品都无法做到的。

正因为如此,MS电极才能极致呵护耳蜗内的精细机构,完整保护植入者的残余听力。



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