中華耳科學雜志, 2018年16卷6期雙側同期人工耳蝸植入兒童聲源定位
能力長期隨訪研究

張娟  劉志勇  周沫 王興  付欣  

戴金升  曹克利  王寧宇

      人工耳蝸植入是目前公認的治療雙側重度和極重度感音神經性聾的最有效的方法。大量的研究證實：雙側聾單側人工耳蝸植入可有效提高患者在安靜環(huán)境下的言語交流能力。同期雙側植入人工耳蝸與單側植入相比，可以更好地改善助聽聽閾，顯著提高噪聲環(huán)境下的言語識別能力[1,2]。然而，在聲源定位領域的研究相對較少。有研究證實，單側人工耳蝸植入聲源定位能力很差[3]，雙側序貫植入的研究也有涉及[4]，但有關雙側同期植入人工耳蝸者聲源能力效果的研究較少。尤其是因為涉及到大腦中樞的可塑性，雙側同期植入者其聲源定位能力長期隨訪結果如何，尚無統(tǒng)一認識。本項研究目的：1）評估雙側同期人工耳蝸植入聲源定位能力是否好于單側耳蝸植入。2）評估雙側同期人工耳蝸植入經過 5年以上長期佩戴，其聲源定位能力與正常聽力兒童的區(qū)別。
1 材料和方法
1.1 研究對象
       選取 2007 年接受雙側同期人工耳蝸植入的 6例患者，男4例，女2例；植入時年齡2～4.5歲，雙側耳蝸開機時間 6～7 年；均為雙側極重度感音神經性聾，且均為語前聾，其中 3例無殘余聽力，4例雙耳個別頻率有殘余聽力（100～110dB HL）；6 例患者內耳結構均無畸形，植入前均未佩戴助聽器。雙側植入體為澳大利亞 Cochlear 公司 CI24 RECA 型人工耳蝸。患者的基本信息表見1。 另外，根據(jù)年齡、性別、耳聾時間等配對選取 6例術前未佩戴過助聽器的單側人工耳蝸植入者（未分左右耳），均植入澳大利亞 Cochlear 公司 CI 24RE CA 型人工耳蝸，對側未佩戴助聽器，對側裸耳聽力 PTA在 100~110dB HL。根據(jù)是否雙側植入分為雙側組和單側組，收集術前聽力學資料，隨訪術后人工耳蝸使用情況。
      全部受試者術后均常規(guī)佩戴人工耳蝸，接受言語康復訓練。2014～2015年對兩組患者進行了言語識別能力和聲源定位能力測試。助聽聽閾及言語識別能力結果已發(fā)表[1]，本文主要研究這些受試者的聲源定位能力。
      根據(jù)年齡配對正常聽力對照組 8例，女 5例男3例，年齡6～7歲。因為正常年齡的兒童比耳聾兒童有更多的時間聽到聲音，因此本研究選用的正常兒童年齡與耳聾患者的聽齡相同。所有受試者均無頸椎病，可自由轉頭，電耳鏡檢查外耳道及鼓膜未見異常。正常聽力組無耳疾，行為測聽示其500、1000、2000、4000Hz 的平均聽閾均小于 20 dBHL，雙側鼓室導抗圖均為A型。
1.2 測試環(huán)境
      測試在標準測聽室內進行，室內的本底噪聲小于 30dB（A）。水平方位放置 7 個揚聲器，以 30°為間隔，依次排列于以受試者為圓心、半徑 1.2m的半圓形軌道上，設置左側為“-”，右側為“+”。 從左至右，1-7號揚聲器分別對應-90°、-60°、-30°、0°、+30°、+60°和+90°。0°為受試者面對的正前方位置。將筆記本電腦連接至美國 GSI 61型聽力計及配套揚聲器，按照國標 GB/T7431.2-1988 校準聲場。受試者以舒適方式端坐于椅子上，揚聲器給聲強度為70dB SPL，保證受試者聆聽時雙耳高度與揚聲器的中心一致。測試人員坐在受試者正前方，測試前給予指導和練習，至受試者完全理解和熟悉后開始正式測試。
1.3 測試材料

      采用普通話兒童詞匯相鄰性測試詞表[5]中的部分雙音節(jié)詞匯作為測試材料。選取言語刺激信號的目的是對于受試兒童來說，言語聲是日常生活中經常聽到的聲音刺激，每個受試者都較為熟悉。
1.4 安靜環(huán)境下水平方位聲源定位能力測試
      水平方位聲源定位測試主要采用角度偏差測試，結果用 RMS error 表示。正式測試開始前，每個揚聲器依次播放兩次測試聲，不提示或改正受試者所作反應，但要讓受試者熟悉 14 個測試聲。當測試聲播放時，要求受試者面向正前方，待測試聲結束后可轉頭，指出或者說出其認為發(fā)聲的揚聲器。每個揚聲器播放 10次，共 70個聲音。每次測試結束后不給予受試者是否判斷正確的反饋。為保證測試結果的準確性，避免聽覺疲勞，測試分為多次完成。
1.5 聲源定位能力測試模式
      雙側同期人工耳蝸植入受試者，分別測試雙耳佩戴、僅左耳佩戴、僅右耳佩戴三種模式下的水平方位角度偏差。單側人工耳蝸植入受試者，測試單耳佩戴下的水平方位角度偏差。正常聽力兒童，測試正常雙耳聆聽狀態(tài)下的水平方位角度偏差。
1.6 統(tǒng)計學處理
      聲源定位結果 RMS采用均數(shù)±標準差表示，應用 SPSS 19.0軟件進行統(tǒng)計分析。采用單因素方差分析比較雙側同期人工耳蝸植入受試者雙耳佩戴、分別左右側佩戴狀態(tài)下的聲源定位能力。采用單因素方差分析比較雙側同期人工耳蝸植入、單側人工耳蝸植入、正常聽力兒童的聲源定位能力差別。以α=0.05 為標準，P<>
2 結 果
2.1 雙側同期人工耳蝸植入者角度偏差結果
      雙側同期人工耳蝸植入者雙側佩戴時角度偏差數(shù)值為 38.73°±8.17°；僅左側佩戴時角度偏差數(shù)值為 78.46°±11.84°；僅右側佩戴時角度偏差數(shù)值為81.35°±9.16°。
      首先對這組受試者三種佩戴模式下的角度偏差數(shù)值進行方差齊性檢驗，P=0.642>0.05, 說明三組數(shù)據(jù)總體方差齊，滿足方差分析的前提條件。采用單因素方差分析對三組數(shù)據(jù)進行比較，F=5.075, P<0.01, 說明三組數(shù)據(jù)總體間均數(shù)不相同，差異有顯著統(tǒng)計學意義。采用="">P<0.01;>P>0.05, 差異無統(tǒng)計學意義。說明雙側佩戴人工耳蝸聲源定位能力要明顯好于任一側人工耳蝸佩戴的情況。左側或右側佩戴人工耳蝸聲源定位能力無明顯差異。
2.2 單側人工耳蝸植入受試者角度偏差結果
      6 例單側人工耳蝸植入受試者的角度偏差結果數(shù)值為62.27°±8.72°。
2.3 正常聽力受試者角度偏差結果
     8 例正常聽力受試者角度偏差數(shù)值為 5.82°±4.27°。
2.4 雙側同期人工耳蝸植入、單側人工耳蝸植入和正常聽力受試者聲源定位能力比較
      將雙側同期人工耳蝸植入者雙耳佩戴模式下與單側人工耳蝸植入者、正常聽力受試者進行聲源定位能力比較。首先對三組角度偏差數(shù)值進行方差齊性檢驗，P<0.05,>F=113.483, P<0.01,>P<>

3 討 論
      雖然單側人工耳蝸植入可以讓患者獲得較好的言語交流能力，同期雙側植入人工耳蝸與單側植入相比，可以更好地改善助聽聽閾，但患者依然面臨在復雜聲環(huán)境下言語交流困難。而要研究這些復雜聲環(huán)境下的聽覺功能，首先從聲源定位開始[6]。聲源定位能力反映了一個人的空間聽覺“map”是否完善及其完善的程度。以往的研究表明：單側人工耳蝸植入患者聲源定位能力很差，那么低齡患者雙側同期人工耳蝸植入，經過長期的聽覺刺激和大腦中樞的可塑性改變，聲源定位能力會如何變化？雙側聽力是否好于單側？能否接近同年齡的兒童？這是本研究需要探討的問題。
      在研究聽障兒童之前，我們需要先了解正常兒童的聽覺發(fā)育過程。正常聽力的新生兒，出生時還沒有聲源定位能力。出生后幾個小時內新生兒開始尋找聲源位置，這種最初的聽聲找聲是無條件化的自然反應，有助于新生兒將聽覺目標列入視線中，并將聲音和視覺信息整合起來。出生后 5～6 個月時，幼兒開始出現(xiàn)條件化的聽聲轉頭反射，因此我們可以采用視覺強化刺激來完成聲源定位測試[7-10]。研究發(fā)現(xiàn)出生后 2 個月到 2 歲，兒童的聲源定位能力有質的飛躍，到 5 歲時逐漸接近于正常人[11,12]。
       有研究顯示語后聾成人雙側同時人工耳蝸植入后聲源定位能力明顯提高[13,14]。這是因為語后聾患者有聽覺經驗，雙側人工耳蝸植入后重新激活了以前建立的空間聽覺能力。先天性聾的兒童則不同，他們幾乎沒有聽覺刺激即使有也很少。人工耳蝸植入后，他們要經歷一段適應電刺激的過程。這為我們提供了一個機會研究聽覺剝奪后電刺激聽覺輸入對于空間聽覺和雙耳聽覺的影響。

      正常情況下，當聲音從特定的空間位置到達兩耳時產生了一系列重要的聽覺線索。水平方位的聲源定位，取決于聲音達到兩耳產生的時間差（ITD）和 由 于“ 頭 影 ”效 應 產 生 的 兩 耳 強 度 差(ILD)。 除了雙耳間的線索外，聽覺系統(tǒng)還可以利用單耳線索，主要是由于耳廓、頭部以及軀體反射引起的頻譜信息改變來定位垂直方位的聲源位置[15]。雙耳收集這些重要的聽覺信息后上傳給腦干，在下丘將這些信息經過比較、分析，進一步上傳給大腦皮層整合。
      本研究的結果表明：雙側同期人工耳蝸植入受試者角度偏差數(shù)值為 38.73°±8.17°，明顯好于任何一側單耳佩戴狀態(tài)（78.46°～81.35°），也明顯好于單側人工耳蝸植入者，且差異具有顯著統(tǒng)計學意義。而僅左側或僅右側佩戴耳蝸時聲源定位能力無明顯差別。提示雙側同期人工耳蝸植入受試者可以利用雙耳聽覺線索獲得明顯的雙耳優(yōu)勢。
      本研究中這 6 例雙側同期人工耳蝸植入受試者的植入年齡 2～4.5 歲，雙側耳蝸開機時間 6-7年。經過了長期的雙耳聽覺刺激，雖然可以獲得明顯的雙耳優(yōu)勢，但較年齡匹配的正常兒童聲源定位能力（RMS：5.82°±4.27°）仍有很大的差距。說明雙側同期人工耳蝸植入者的空間聽覺分辨率或內在的空間地形圖，較正常兒童要模糊和不夠精確。這可能有以下三個原因：
      第一，雙耳言語處理器的局限性。我們目前使用的言語處理器有很多局限性，其硬件及信號處理過程在提供兩耳聽覺線索的保真度方面遠不夠完美。①雙側人工耳蝸植入后仍然是兩個獨立的單耳系統(tǒng)工作。②言語處理器采用的是脈沖的、非同時的、多通道的刺激，將聽覺信息通過一系列的帶通濾波后濾過成為很多頻率帶信息（比如編碼從1～22），然后輸送到指定的電極上。從每個頻率帶的輸出中提取信號包絡來設置每個頻帶的刺激電量。因此原有聲音信號的精細結構被破壞了。盡管時間差信息可能還存在，但變化很大且不可靠[16]。③兒童的言語處理器由于重量原因常別在肩膀上，而不是戴在耳廓上，也影響了方向性線索的最大化獲取。④麥克風的特性、獨立的自動增益控制和壓縮設置扭曲了單耳和雙耳間的強度信號處理線索。因此雙側人工耳蝸植入的言語處理器并沒有給這些患者提供近似于正常人的雙耳線索。
      第二，植入前的聽覺剝奪可能影響了空間聽覺能力的形成。大部分兒童在植入前沒有聽覺刺激，因 此 有 學 者 提 出 是 否 早 植 入 結 果 會 更 好 ？Grieco-Calub 等測試了第一側人工耳蝸植入在 12個月內，第二側人工耳蝸植入在 18 個月內的兒童。結果顯示：與正常兒童對比，這些兒童有較大的個體偏差，其中有 3例兒童聲源定位數(shù)值在正常年齡組的范圍內。說明至少在一部分患者中早期聽覺植入可能會出現(xiàn)空間聽覺能力[4]。
       第三，大腦皮層的 ILD 敏感性較正常兒童差。Easwar V 利用 EEG 對 13 例雙側同期耳蝸植入的兒童研究，發(fā)現(xiàn)其大腦皮層的 ILD 敏感性較正常兒童差，提示由于雙側人工耳蝸提供的兩耳間強度差信息的不充分，影響了大腦皮層 ILD 敏感性的發(fā)展[17-18]。
      綜上所述，雙側同期人工耳蝸植入后，由于耳蝸設備提供了雙耳間強度差，使聲源定位能力明顯好于單側耳蝸植入。但由于耳蝸設備的局限性，即使患兒大腦有強大的可塑性，與正常發(fā)育的大腦相比，仍有一定局限，所以患兒聲源定位能力與正常兒童仍有很大的差距。未來提高言語處理器性能，提高其運算、編碼、傳輸能力，使人工耳蝸植入者能夠更敏感地使用雙耳線索將是今后研發(fā)的重點。