人工耳蜗植入患者双耳聆听的相关研究进展

王蕴秀 杨蓓蓓

浙江大学医学院附属第二医院耳鼻咽喉科（杭州 310009）

人工耳蜗植入(cochlear implantation,CI)已被广泛应用于治疗助听器无效或效果不理想的双侧重度或极重度感音神经性聋，以帮助患者恢复听力和言语交流能力[1]。随着我国经济的发展，国家和社会对听力残疾患者的资助力度不断加大，越来越多的双侧重度和极重度感音神经性聋患者能够免费接受单侧人工耳蜗植入。由于经济原因和对双侧手术的顾虑，我国多数双侧重度或极重度感音神经性聋患者只是接受单侧人工耳蜗植入。单侧人工耳蜗植入者，经过听觉康复训练，一般均可获得良好的听觉语言能力。但在日常生活中，人们往往需要在嘈杂环境中聆听或与多人一起交谈。单侧人工耳蜗植入者在噪声环境下的言语识别和声源定位能力有限，可采取对侧佩戴助听器或双侧人工耳蜗植入等方法来提高聆听质量。对于单侧重度或极重度感音神经性聋患者，近年也有了人工耳蜗植入以达到双耳聆听效果的尝试。本文将关于双耳聆听的优势，单侧聋患者的人工耳蜗植入，双侧感音神经性耳聋的双耳双模式聆听以及双侧人工耳蜗植入的研究进展进行综述。

1 双耳聆听的优势

对于双耳听力正常的人来说，听觉系统可以对来自双耳的声音信息进行分析和整合，从而达到双耳听觉优势。双耳听觉优势主要由于头影效应（head shadow）、双耳总和效应(binaural redundancy)以及双耳抑噪效应(binaural squelch)。头影效应是由于头部对声波的阻挡作用使得声音到达双耳的响度及时间有差异。双耳声级差和双耳时间差使得双耳产生信噪比（signal-noise ratio,SNR）差异，靠近信号源一侧耳的SNR高于靠近噪音的一侧，这有助于人们定位声源。同时，双耳聆听使得人们可以选择聆听SNR高的一侧耳的信号声，减少周围噪声对于信号声的掩蔽，改善噪音环境下的言语可懂度，这就是双耳抑噪效应[2]。双耳总和效应是指由于听觉中枢整合左右耳收集到的信号声，同样的给声强度时，双耳聆听就比单耳聆听感受到更大的响度。有研究显示，双耳聆听下的听阈较单耳听阈至少低3dB，声敏度可比单耳聆听提高6dB[3]。

哺乳动物的大脑在出生时是不成熟的，其认知功能依赖于外周神经系统感觉信息的不断输入，如果一段时间内听觉刺激不足，将会导致听觉中枢功能障碍，从而严重影响言语识别能力，这就是听觉剥夺[4,5]。双耳长期不对称的信号输入会引起中枢可塑性的改变，导致迟发性听觉剥夺的发生，使得未接受听觉刺激的一侧言语识别能力进一步降低[6,7]。有研究报告，未接受听觉刺激的一侧在接受听力补偿后，迟发性听觉剥夺效应可发生完全或部分逆转，但也有部分患者未发生逆转[8]。这种恢复的机率有多大，需要多长时间目前尚不清楚。

2 单侧聋患者的人工耳蜗植入

关于单侧聋，达到共识的诊断标准为，健侧耳在四个频率上（0.5、1、2、4kHz）纯音阈值在30dB以内，患侧耳达到重度或极重度听力损失[9]。根据新生儿听力筛查数据，儿童单侧聋的发病率大约在1%～3%。成人单侧聋最常见的原因是突发性聋，其发病率可达到1/10000，其中40%伴有严重的耳鸣[9]。目前对于单侧聋的干预方法有信号对传式（contralateral routing of singal,CROS）助听器或骨锚式助听器（bone-anchored hearing aids,BAHA）。但是，这些干预方法只是将声信号引向健侧，大脑仍然只接受了单侧声音信号，并未实现真正的双耳聆听[3,10]。

单侧聋患者常常会反映其聋耳难以听懂谈话声，无法辨别声音来源及在有背景噪声时难以理解语言。由于单侧聋患者在日常生活中多数情况下交流并无困难，即便诊断后，患者本人或家长在选配人工听觉装置时，仍然会犹豫。为单侧聋患者植入人工耳蜗的尝试始于单侧耳聋并伴有难治性耳鸣患者[11,12]。Arndt等[13]为使用CROS助听器或BAHA效果不佳的单侧聋患者植入人工耳蜗，结果发现人工耳蜗植入改善了单侧聋患者在噪声下的言语理解能力及定位能力，并且其效果优于CROS助听器或BAHA。Hoth等[14]的研究发现，单侧聋患者植入人工耳蜗后声源定位的正确率由14.9%增至15.6%，平均误差由125°降低到93°，并且其在噪声下的语言感知阈值由-2.3dB降低到-6.0dB。Galvin等[15]研究发现，在伴有难以忍受的耳鸣的10例单侧聋患者，植入人工耳蜗6个月后，其耳鸣功能指数（Tinnitus Functional Index,TFI）下降22.9%，说明耳鸣症状得到有效缓解。Thomas等[16]对21例接受人工耳蜗植入的先天性单侧聋儿童的研究显示，大部分患儿的语言理解能力、声源定位及主观感受上均有显著改善。但有1名患儿因为人工耳蜗植入后并未在主观感受上提高聆听质量，而且有佩戴带来的自卑感，从而放弃继续使用人工耳蜗。以上研究表明，单侧聋患者植入人工耳蜗后，听觉中枢可以整合双耳不同的声音信息，以获得双耳聆听的益处，提高其言语识别率和声源定位能力。而且，缓解难治性耳鸣是单侧聋患者植入人工耳蜗后的额外获益[17]。

虽然人工耳蜗植入术对于单侧聋患者来说是一种安全且有效的干预手段[3]。但也有学者指出，先天性单侧聋儿童在听力剥夺较短时间内，能将正常听力耳的声信号和人工耳蜗植入耳的电信号融合起来，显示出双耳优势；然而对于听力剥夺较长时间后植入人工耳蜗可能并不能获得双耳优势[18]。虽然，目前对于先天性或早发性单侧聋患者人工耳蜗植入的时机尚存在争议，但如果听觉剥夺时间超过4年时则需要谨慎考虑。同时，对于大龄儿童和成人在确诊单侧聋后也应尽早推荐人工耳蜗植入[9]。值得注意的是，对于部分单侧聋患者来说，耳蜗植入体的频谱压缩和时间压缩会导致他们难以融合电信号和声信号，阻碍双耳总和能力的发展。这可能是单侧聋患者在人工耳蜗植入后双耳能力发展较双侧人工耳蜗植入患者更缓慢的一个潜在因素[19]。同时，由于各项研究结果差异较大，部分信息相互矛盾，关于CROS助听器，BAHA和人工耳蜗植入对单侧耳聋治疗效果的优劣还缺乏肯定的结论[20]。目前，我国尚未正式将单侧耳聋纳入人工耳蜗植入适应证[1]。对单侧聋患者实施人工耳蜗植入术时应谨慎，仔细评估，并在考虑人工耳蜗植入手术之前，有必要先尝试传统的CROS助听器或BAHA。当单侧耳听力损失达到重度或极重度感音神经性聋且助听器效果不佳时，可以考虑植入人工耳蜗[9]。

3 双侧感音神经性耳聋患者的双耳聆听

双侧重度或极重度感音神经性耳聋患者可接受人工耳蜗植入手术治疗，以恢复听力和言语交流能力。我国《人工耳蜗植入工作指南（2013）》指出语前聋患者双耳行为测听裸耳平均阈值＞80dB HL，2kHz以上频率的助听听阈＞50dBHL或语后聋患者双耳纯音气导平均听阈＞80dBHL的极重度听力损失，助听后听力较佳耳的开放短句识别率＜70%的重度听力损失符合人工耳蜗植入的听力学入选标准。对于低频听力较好，但2kHz及以上频率听阈＞80dB HL，配戴助听器不能满足交流需要者，也可行人工耳蜗植入[1]。符合人工耳蜗植入标准的双侧重度或极重度感音神经性耳聋患者，为实现双耳聆听，目前公认可采取的方法包括①单侧人工耳蜗植入，对侧佩戴助听器；②双侧人工耳蜗植入。

3.1 双耳双模式（Binaural-bimodal）

Dooley等[21]早在1993年就设计并测试了一种新型言语处理器，该装置包括了人工耳蜗植入式语言处理器和用于非植入耳的语言处理助听器，目的是为两耳提供更有效和更易接受的声电信号。2007年Ching等[2]提出了双耳双模式的助听模式，即单侧人工耳蜗植入者，对侧尚有残余听力时，继续佩戴助听器，如此形成双耳双模式聆听。在我国，双耳双模式或许是许多无法负担双侧人工耳蜗植入费用的单侧人工耳蜗植入者获得双耳聆听很好方法。理论上，由于对侧耳还存在残余听力，助听器仍然能够获益。但是，在临床实践中，关于双耳双模式聆听效果，学者们并没有取得一致意见。Zhang等[22]研究表明，在安静环境下双耳双模式聆听患者的单音节识别率比单独使用人工耳蜗时高15-30%。相反，Tao等[23]的研究显示，双耳双模式并不能使人工耳蜗植入患者在安静环境下的言语识别能力受益，甚至有些患者出现更差的言语表现，这被认为是来自双耳的声刺激和电刺激在大脑皮层听觉中枢的融合出现了问题。在声源定位方面，绝大部份患者使用双耳双模式时的定位评分显著高于只佩戴人工耳蜗，但在14名受试者中也有2名受试者并没有显示双模式的优势[24]。另有研究报告指出，双耳双模式聆听患者在声源定位上表现困难[25]，这可能是由于双耳的响度不平衡及人工耳蜗和助听器在处理信号上的设备间延迟有关[26]。在音调感知方面，Luo等[27]认为，单独依靠人工耳蜗提供的电刺激聆听患者对于音调变化不敏感，但是加上对侧耳助听器的双耳双模式刺激可以使单侧人工耳蜗植入者达到与正常人相近的音调感知能力。同时，双模式对普通话音节识别具有显著影响，并且显著缩短了只使用人工耳蜗时音节识别的反应时间，这可能说明在对侧助听器的帮助下，单侧人工耳蜗植入者能有更快的处理速度和更少的认知需求[28]。在音乐感知上，人工耳蜗植入者对于旋律的识别往往不令人满意，而双耳双模式聆听患者识别旋律要好很多[29]。

目前，已有多项研究提出，影响双耳双模式聆听效果的因素包括①非植入耳残余听力、②助听器的听力补偿效果、③双耳助听设备的调节等。有研究结果显示，非植入耳的低频听阈（125Hz、250H、500Hz）与双耳双模式下的语言识别优势存在显著的 负 相关性[30,31]。Zhang 等[32]则以 250Hz、500Hz、750Hz这三个点作为分界点，将声信号进行低通滤波，电信号进行高通滤波，然后测试声电信号频段完全分离情况下的言语识别率。结果显示，250Hz的声信号显著改善了双耳双模式患者的言语识别率；并且将声刺激添加到电刺激中时，声刺激占了大部分言语感知获益。这些结果表明，对于双耳双模式佩戴者来说，来自于助听器的低频信号和来自于人工耳蜗的高频信号之间彼此互补，联合提升了听觉语言能力。另外，Yehudai等[33]在研究中发现双耳双模式受试者的助听器中约有80%的频段达不到言语香蕉图内。而这些助听器在经过调精细试后，仍有39%的频段助听后听力仍未能进入言语香蕉图内。同时他也指出，为了最大限度地提高双模式患者的受益，应该尽可能地放大低频段的声刺激。综上所述，尽管双耳双模式聆听的效果还存在争议，但大多数研究者仍然建议，只要非植入耳存在一定的残余听力，即可佩戴助听器来实现双耳聆听，非植入耳助听器的低频助听听阈应小于80dB[31]，在听力阈值范围内应尽可能选择覆盖残余听力全频段的助听器[34,35]。

3.2 双侧人工耳蜗植入

Balkany等[36]1988年报道1例语后聋患者，在右侧植入人工耳蜗1年后，接受左耳人工耳蜗植入术。双侧均植入人工耳蜗后，右耳0.5、1、2kHz的平均听阈值为59dB SPL，左耳为56dB SPL。由于手术费用以及对双侧手术的顾虑，有些患儿家长甚至期待基因治疗和毛细胞再生等科技成果的出现[37]，我国双侧人工耳蜗的病例目前并不太多[38]。随着研究的深入，越来越多的文献报道双侧植入可以改善安静及噪音环境下的言语理解能力，促进音乐欣赏能力的发展，改善声源定位能力，有助于获得更自然的声音感受[39-41]。因此，在世界范围内，越来越多的患者开始接受双侧人工耳蜗植入术，以恢复双耳聆听。Van Zon等[30]对38例成人语后聋患者行双侧人工耳蜗植入术后2年进行随访，结果表明，双侧人工耳蜗植入患者在噪声下言语识别能力的表现明显优于单侧植入者。Jacobs等[42]对儿童进行言语感知测试也得出了双侧人工耳蜗植入患儿更优的结论。Litovsky等[40]指出双侧人工耳蜗植入的部分儿童能够在小角度内区分声音来源的方向，很多患儿的测试结果甚至在同龄儿童的范围内，说明这些患儿具有相当完整的空间听觉系统，然而，也有一些患儿没有达到正常听力同龄儿童的表现水平。造成这种差距的原因可能是人工耳蜗处理器并不能提供低频声音的时间精细结构的线索，也可能由于左右两侧电极插入深度之间存在解剖学上的错位匹配，造成两耳的电极信号的频率表现不匹配。

双侧人工耳蜗植入手术有两种实施方案，即同期进行双侧人工耳蜗植入手术（simultaneous cochlear implantation,SCI）和分期进行双侧人工耳蜗植入手术（sequential bilateral cochlear implantation,SBCI）。关于同期进行的双侧人工耳蜗植入手术，Franchella等[43]认为最佳年龄在12-24月之间，而在1岁之前实施SCI没有任何特别的益处。在分期植入双侧人工耳蜗的病例中，其语言感知方面的效益随着单侧听觉剥夺时间的延长而降低[7,44]。Illg等[45]研究发现，分期植入第二侧人工耳蜗后，患者往往要经历一段艰难的适应时期。通常患者会期望从第二侧人工耳蜗获得的听觉信息与第一侧人工耳蜗相同。然而，对于两次植入间隔时间较长的患者来说，适应并学会使用第二侧人工耳蜗带来的附加听觉信息并不容易。Gordon等[5]研究发现接受分期植入双侧人工耳蜗的病例中，随着植入间隔时间延长，两侧耳之间听觉脑干诱发电位的V波潜伏期的差异不断增大。当植入间隔时间超过2年时，与第一侧植入耳相比，后期植入耳听觉脑干诱发电位的V波潜伏期显著延长。因此，Gordon等[46]认为两次人工耳蜗植入的间隔时间小于12个月时，人工耳蜗植入患者能够获得更好的言语感知能力。若间隔时间超过2年，先植入耳的听觉皮层发育已完成，第二次植入后，双侧听觉通路及听觉发育不同步，在经过较长时间后仍有听觉剥夺现象。另一方面，也有研究报道，首次植入后表现不佳的患者，在第二次人工耳蜗植入术后，其声音感知和言语能力上也表现出显著的进步[47]。因此，在这种情况下，即使两次植入时间间隔较长，仍可考虑双侧人工耳蜗植入[37]。2013年我国修订的人工耳蜗植入工作指南中推荐了双侧人工耳蜗植入手术技术，并且指出顺序植入两次手术间隔越短，越有利于术后言语康复[1]。同时，在两次人工耳蜗植入手术之间，也鼓励在非植入耳佩戴助听器以维持听觉传入神经活动。

3.3 双侧聋患者双耳聆听的模式选择

上述研究表明，无论是双耳双模式刺激或是双侧人工耳蜗植入患者，在听觉言语能力上均明显优于单侧人工耳蜗。但是，对于双耳双模式和双侧人工耳蜗这两种双耳聆听方式的选择，相关标准并未发布。Schafer等[48]通过42篇文献的meta分析指出，两种模式在言语感知和声源定位方面未见显著性差异。Kokkinakis等[49]认为双耳双模式及双侧人工耳蜗植入都能从双耳总和效应和头影效应获益，但双侧抑噪效应只在双模式病例中有显示。Kraaijenga等[50]的研究证实，同期进行双侧人工耳蜗植入的病例具有双耳抑噪效应，而分期植入两侧人工耳蜗的病例双耳抑噪效应并不显著。Bernstein等[51]的研究指出，双侧人工耳蜗植入的病例可以利用双侧声信号的输入使得声源的感知分离，通过人工耳蜗的双侧听觉还可以恢复利用到达两耳的信号的差异来更有效地组织听觉场景的能力。Yoon等[52]以助听器0.5、1、2、4kHz平均听阈55dB HL为界将双耳双模式患者分为助听较好组和助听较差组，发现助听较好组在元音，辅音，短句识别上与双侧人工耳蜗植入患者无明显差异，但助听较差组与双侧人工耳蜗植入患者有显著差距。因此提出，应以1kHz以下频率的助听器平均听阈作为行二次人工耳蜗植入还是继续佩戴助听器的参考标准。有研究者建议，只要患者的非植入耳存在一定的残余听力，即可尝试佩戴助听器以改善语言识别和定位能力[53]。而对于经济条件允许并树立正确期望值的患者，可考虑双侧人工耳蜗植入，建议同期植入或两次植入手术间隔时间小于2年[5,47]。

4 结论

综上，无论双侧感音神经性聋还是单侧聋患者，双耳聆听较单耳聆听在听觉语言功能上都存在一定的优势。由于不同模式之间的选择标准尚未统一以及现有的助听装置技术上的欠缺，所以人工耳蜗植入后患者的双耳聆听效果与正常听力者之间仍然存在一定的差距。但治疗时间是至关重要的，考虑到儿童在关键发育时间可以获得宝贵的听力经验，应该鼓励其早期选择合适的助听设备，促进双耳听觉。同时，对低龄儿童进行听力学评估具有一定的挑战性，需要选择与各听觉发育阶段相适应的评估方法。因此，关于双耳聆听的方法选择仍需进一步的探索及研究，制定出相关适应证标准、测试方法及康复效果评估。这些问题都需要在进一步的临床实践和科学研究中努力探索。