两个小孩

英国耳蜗微音电位相关指南解读

2021-07-27 09:56:03 来源: 中华耳科学杂志字体[ ]

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中华耳科学杂志, 2021年19卷2期

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英国耳蜗微音电位相关指南解读

史伟 兰兰 冀飞 王秋菊


2004 年英国新生儿筛查项目组(Newborn Hearing Screening Programme,NHSP)颁布了首版《婴幼儿听神经谱病系障碍评估和处理指南》,指南包含听神经谱系障碍/听神经病(auditory neuropathy spectrum disorder,ANSD)的诊断标准、方法及综合听功能评估,干预指导原则、方法和效果评估两大部分内容[1]。2011-2012 年,英国NHSP 对上一版指南进行了更新,删除了上一版指南附录2 耳蜗微音电位(Cochlear Microphonic,CM)内容,作为独立CM 测试指南[2]。2019 年,英国听力学协会(British Society of Audiology,BSA)对2011 年的CM 测试指南进行了补充[3],其中重点补充了测试顺序和特殊波形分析。本文对英国2019 年最新版婴幼儿听神经谱系障碍的CM 测试指南的相关内容进行解读,指南主要针对于新生儿,也适用于年龄较大的儿童和成年人。该内容包括耳蜗微音电位的命名、测试方法和测试参数、测试顺序,以及耳蜗微音电位在听神经病谱系障碍中的应用等。

1 耳蜗微音电位的命名及来源

耳蜗微音电位(cochlear microphonic,CM) 是主要来源于耳蜗外毛细胞的一种神经前反应,CM 的波形随刺激声的波形变化而变化,它的特点是忠实复制刺激声的声学波形—由于耳蜗的活动类似一个麦克风,所以定义了耳蜗微音电位(CM) 这个术语[1]。与耳声发射(Oto-Acoustic Emission,OAE)一样,CM 引出时可证明外毛细胞功能存在(尽管也有内毛细胞的部分功能),但CM 是非“全或无”的反应,不能用于估计听觉阈值。

2 CM 测试方法及测试参数

当测试CM 时,通常使用和听性脑干反应(auditory brainstem response,ABR)相同的表面电极记录方法,婴儿的CM 通常很容易记录到,但成人的CM 通常较小,难以标记。因此,应遵循ABR 测试的一般准则[4],但如果要成功记录CM,测试参数还需要做一些调整。2019 版CM 指南中提出了不能直接使用CM 测试参数记录短声ABR,并且从短声ABR的波形中分离CM 不是理想的CM 测试方法,因为这两种测试使用的扫描时间不同。

2.1 扫描时间

扫描时间: 8 - 10ms。CM 通常出现在几毫秒之内。Starr 等[5]报道,使用短声记录的听神经病患者的CM 特别显著,并且可在瞬时短声刺激后持续几个毫秒。扫描时间的起始位置设置在刺激之前1ms开始,以便于区分刺激伪迹和CM。

2.2 刺激重复率

刺激声使用疏波和密波短声。刺激重复率: 通常使用80 次/秒(例如87.1 次/秒)。CM 是前神经反应,无不应期,无适应性,不受神经疲劳的影响,可以使用扫描允许的最快速度,减少了记录时间。

2.3 滤波

低频(高通)滤波:300 Hz(或选取100 Hz 至300Hz 之间最高的值);以可最大限度剔除背景肌原性噪声和脑电噪声。高频(低通)滤波:3 kHz 至5 kHz。数据拒绝(伪迹拒绝)级别:建议使用±3μV; 不应超过±10μV。在滤波的同时使用严格的伪迹拒绝。因为CM 是复制刺激信号的,所以要注意滤波带通范围,不要把刺激信号频率排除在外,并且不能使用平滑波形线的选项。

2.4 显示比例

显示比例:因为CM 振幅变化幅度较大,所以显示比例可能需要修改。使用正常ABR 显示比例作为初始默认值,再根据需要调整比例,敏感性高的显示比例更有助于解释较小或缺失的CM 波; 而敏感性较低的显示比例可能适用于较大的CM 波。应选择能够清楚地显示CM 的引出或缺失的比例。

2.5 给声强度

推荐的方法是在85 dB nHL 下分别使用重复的密波和疏波极性短声刺激,并且ABR 和CM 测试使用相同的刺激声强度。如果85 dB nHL 刺激强度下短声ABR 能引出,但严重异常,则应先确定短声ABR 的反应阈值,然后在阈值强度进行CM 测试(例如70 dB nHL 左右),但在较低的强度下可能会记录不到CM。

在正常听力新生儿中不能使用超过85 dB nHL的刺激强度,这可能引起噪声损伤。这是因为当对新生儿使用插入式耳机时,较小的耳道容积可能将刺激的实际声压级提高约10 - 20 dB。

2.6 叠加次数

指南中提出波形叠加次数: 通常使用2000 次(最低1500 次)。很多ABR 测试系统都有一个功能,在使用交替极性短声刺激时,可以同时显示疏波和密波引出的反应。可以使用这种方法,但要注意叠加次数要增加到4000 次,以便每个刺激极性下都进行2000 次叠加。同时如果伪迹拒绝水平超过±3μV,还应增加叠加次数。

2.7 电极设置

使用头顶或前额近发迹处作为放大器的正极输入,使用同侧乳突或耳垂电极作为放大器的负极输入,参考电极置于对侧乳突或前额外侧,放于后颈的颈电极不能用于记录CM。理想情况下,乳突或耳垂电极应尽可能靠近耳道(耳蜗)。ABR 测试指南[4]建议在婴儿的ABR 测试中使用低乳突位置,以便于留出乳突放置骨导换能器的空间并能引出最大的ABR 反应。如果放置两个电极(一个用于ABR 一个用于CM)是不实际的,所以建议遵循ABR 测试指南[4],而“低乳突”位置一般为低于耳道不超过1 厘米。对于大龄儿童和成年人,如果使用同侧乳突电极未记录到CM,在必要时使用“金箔”电极或耳蜗电图的鼓膜电极,可能会记录到难以发现的很小的CM。特别要注意电极导线可以扭转在一起,但要与换能器电缆和换能器分开放置,以避免刺激伪迹或其他电磁伪迹。

由于我们记录到的CM 波是使用皮肤表面电极,即远场记录到的,所以CM 阈值强度并不是行为听阈的有用预测指标,即使在正常听力中也是如此。婴儿在低于50 - 60 dB nHL 强度时很难测出CM,尤其是存在传导成分听力损失的情况下[1]。

2.8 耳机

必须使用带声管的插入式耳机(如ER-3A)。它有一个由声管耦合的远程换能器,这使得换能器上的电信号和耳道上的声音刺激之间存在时间延迟(约0.9ms),从而使电刺激伪迹与耳蜗微音电位及时分离。如果使用传统的头戴式耳机,CM 和刺激伪迹几乎同时发生,因此很难区分。

插入式耳机还有一个更重要的优点:在测试过程中,通过夹紧换能器和耳道之间的声管,可以很容易地阻止声音进入外耳道。这是测试过程的一个重要组成部分,因为在这种情况下,当刺激声被有效地被消除时,电伪迹仍然存在,从而可以确认是真正的CM 反应还是伪迹。夹住插入耳机的声管时,必须注意不要移动换能器或其它导线,因为这将改变刺激伪迹,将增加CM 存在的不确定性。因此,插入耳机的初始位置需要留出声管被夹紧的位置。在实践中,这需要在放置声管时尽量不要拉直声管。并注意换能器不能靠近乳突电极或电极导线。

国际标准(ISO 389- 6, 2007)[6] 给出了相应的标准声压级(SPL),用于短声和短纯音/短音,短声和插入式耳机的基准等效阈声压级见表1。表1 的数值均来于正常成年人,对于新生儿耳道内的实际声压级可能会高于正常成年人,但关于插入式耳机的校准误差随年龄变化的数据很少。

另外要注意,与所有插入式耳机测试一样,如果没有获得清晰的记录,请检查声音是否以所需的强度传递到耳道,即插入式耳机或声管没有被堵塞。因为CM 是“近场反应”,所以在CM 测试中不要求在非测试耳加掩蔽, 但在记录ABR 时掩蔽是必要的。


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2.9 波形及伪迹鉴别

在两个刺激极性(疏波和密波)波形中具有镜像(反转)的类似正弦波的波形,开始于刺激的1 毫秒内,可能持续5 或6 毫秒,这种相位反转的成分即为CM 波(图1)。通常疏波和密波相加将产生一条直线,这与ABR 或总和电位是一致的。CM 的振幅应远远大于残余噪声,一般信噪比大于等于3:1。

当使用颅顶表面电极记录CM 时,可以通过夹声管或去声管后观察是否存在电刺激伪迹。夹管前有明显的CM 波形,夹管后CM 消失(图1),认为这些成分不是电刺激输入耳机的记录伪迹,提示前者确为生理性电位。Rance 等[9] 报道,插入式耳机和导声管造成了电刺激信号和到达耳道的声刺激之间有0.9 ms 的延迟,使得电刺激伪迹很容易从耳蜗微音电位中区分出来。Starr 等[5]同样采用夹住声管的方法来区分短声刺激的CM 和伪迹。Riazi等[10]也报道,对于颅顶表面电极记录的CM,使用电磁屏蔽、地线和导声管等可以有效的降低和/或消除刺激伪迹。所以,使用颅顶表面电极记录的短声刺激的CM 是可信的。

如果一个CM 电位是明显的,那么验证它不是一个刺激伪迹是很重要的。夹住声管(也可以暂时将声管与换能器断开)后,在相同的刺激强度重复测试一条波形。如果这种电位被明显消除了,那它就是一种真正的生理电位(图1)。如果测出的电位保持不变,这是由于一个刺激伪迹造成的,需要尽可能分离换能器和电极,并重新测试。如果对CM 或伪迹存在任何怀疑的地方,都应该进行重复测试。


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有时在ANSD 中可以记录到一个非常大的(约0.75μv)CM(见图1),这有可能与毛细胞活动的异常传出抑制有关。有报道指出在某些ANSD 病例中,OAE 反应也同样大。但并不是所有ANSD 的CM 和OAE 反应都会异常增大。虽然这与区分ANSD 和SNHL 无关,但在ABR 测试中,需要注意与CM 刺激相关的任何出现的反应。

2019 版CM 测试指南中增加了3 例考虑为ANSD 的特殊波形。其中1 例与Starr等[5]报道的CM波形相似,即使用短声记录的ANSD 患者的CM 在瞬时短声刺激后表现出多个循环的CM 波形,可持续几个毫秒。另外两例都表现出“异常”ABR 的波形,其中1 例为出现了I 波(2 ms)和III 波(5 ms),但是V 波振幅降低(8 ms);另外1 例没有可识别的ABR波形,但在高刺激强度下在3 ms 左右可记录到一个被认为是前庭起源的电位,且在约18 ms 处有一电位,但无法确定其起源。这些情况都不能排除ANSD,应进行短声ABR 和CM 或OAE 测试,且在波形反应消失的阈值强度进行CM 测试。

表2 分别列出了CM 的测试参数,包括刺激声、扫描时间、滤波、放大器拒绝级别、显示比例、叠加次数、电极位置、耳机和零级校准。


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3 CM 的应用

3.1 在听神经病患者中进行CM 测试的必要性

听神经病(AN)/听神经病谱系障碍(ANSD)的特征是外毛细胞功能存在的情况下,听性脑干反应(ABR)缺失或严重异常[5]。ABR 严重异常包括ABR 在最大刺激强度未引出或在75 dB eHL 或以上出现异常,包括潜伏期延迟、振幅或形态(如缺峰)等。当毛细胞活动不能传递到听觉神经系统,或信号的时间同步性不正常时,可高度怀疑AN/ANSD。OAE 或CM 可作为外毛细胞功能存在的证据。OAE 或CM 引出,同时ABR 引不出或严重异常,通常提示是AN/ANSD。OAE 引出可证明外毛细胞功能存在,通常不需要CM 测试。但是,OAE引不出时,可能有多个原因(例如传导成分)。目前临床中发现,某些同时存在中耳病变的听神经病患者的OAE 幅度偏低或引不出,此时用高声强度刺激做CM 测试时,CM 幅度仍可引出。这是由于CM比OAE更不易受到传导因素的影响,因为传导因素同时影响了耳内传入和传出的声音,所以会影响OAE 的引出。有时传导因素也会导致OAE 和CM同时引不出,但OAE 引出而CM 引不出的情况基本不会出现。多个文献报道了AN/ANSD 患者出现了OAE 引不出但CM 可以引出的听力学表现[11-25]。尤其是对高危新生儿当OAE 和ABR 均未引出时,应注意观察CM,来帮助鉴别诊断听神经病。当OAE引不出时不能排除ANSD。

值得注意的是,AN/ANSD 仅仅是一种听觉疾病的表现,AN/ANSD 的病变部位可能有多种,既有可能包括听觉发育成熟延迟的婴儿,也有永久性听觉疾病的婴儿。Starr[26]和Berlin[27]认为AN 的病变部位可能为内毛细胞和/或内毛细胞到听觉神经的突触连接损伤、突触后损伤、听觉神经损伤。Shin’ichiro Yasunaga 等(1999)[28] 及王大勇、王秋菊等(2007,2010)[29,30]曾报道Otoferlin(OTOF)基因突变引起的AN,病变部位在内毛细胞的底侧部。Sedigheh Delmaghani 等(2006)[31]报道pejvakin 基因突变引起的AN,病变部位在突触后。但在临床上尚没有一种很好的听力学检测方法可以明确AN 的发病部位。近几年来关于在ABR 测试中观察AN 患者短声诱发的耳蜗微音电位(cochlea microphone,CM)的研究越来越多[11-25],但CM 在诊断ANSD 发病部位的作用还需进一步研究。

3.2 CM 在临床应用中的注意事项

在陡降型的蜗性听力损失中,CM 也可由低频未受损的外毛细胞产生。这种情况下,在CM 引出的同时,可能记录到一个低频(例如1kHz)的短音ABR,在解释CM 时必须考虑到这一点。这是因为在4kHz 时没有记录到短音ABR 反应时,不能排除存在一个听力更好的区域(如低频),它可能在“常规”蜗性听力损失中引出ABR 和CM 反应。

因此2019 版英国CM 测试指南增加了CM的测试顺序:

①气导4 k Hz 短音ABR 测试,如最大给声强度未引出,则进行第②项测试;

②骨导4 k Hz 短音ABR 测试,如最大强度未引出,则进行第③项测试;

③气导1 k Hz 或0.5 k Hz 短音ABR测试,如最大给声强度未引出,则进行第④项测试;

④短声ABR 测试(使用插入式耳机),如最大强度(85 dB nHL)未引出或严重异常,则进行第⑤项测试;但如果上述①②③④中有任意一项测试引出正常反应,则考虑为感音神经性或混合性听力损失;

⑤ OAE 和/或CM 测试(使用插入式耳机),如OAE 和CM 均未引出且中耳鼓室图存在波峰,则考虑为感音神经性或混合性听力损失(如果存在中耳积液,则不能排除AN/ANSD);如OAE 或CM 引出,则考虑为AN/ANSD(除非提示有成熟度的问题,关于成熟度的再次评估,参阅ANSD 建议流程的附录B[1])。但要注意,AN/ANSD 的OAE和/或CM 可能会随着时间消失。

此外,④和⑤的测试顺序可以调换,例如当4kHz 气、骨导短音ABR 和1kHz 气导短音ABR 在最大强度均未引出反应,且鼓室图正常时,也可以在短声ABR 测试之前进行CM 测试。如果CM未引出(并且OAE 也从未引出过),则不考虑为AN/ANSD,因此不需要进行短声ABR 测试;如果CM 引出,则需要进行短声ABR 测试来解释所记录到的CM 的意义。但有学者认为,有些患者可能同时存在ANSD 和感音神经性听力损失,所以应进行包括言语辨别力的更多的测试[1]。

3.3 听神经病的鉴别诊断

在婴幼儿中,当ABR 波形异常或不能引出时,不能简单地诊断为重度耳聋,一定要进行耳声发射、声导抗镫骨肌反射以及CM 和ASSR 等检查来综合判断。一般的婴幼儿先天性感音神经性耳聋患儿行为测听与ABR 阈值是相符合的,DPOAE 及CM不能引出,这是与听神经病患儿相鉴别的关键点。

4 CM 相关指南下一步进展

4.1 CM 的来源问题

指南中简单介绍了CM 的主要来源。CM 是耳蜗外毛细胞的一种神经前反应,CM 主要来源于外毛细胞。CM 是毛细胞感受器电位中的交流成分在生物电场中的综合反应,CM 起源于耳蜗内的毛细胞的学说,已经得到广泛认可。李兴启[32]等报道CM 主要来源于外毛细胞,占80%~85%,其次来源于内毛细胞,占15%~20%。也有实验证明,当动物死后仍可记录到小幅度的CM,提示与盖膜的压电效应有关,CM 实际上是在静息膜电位基础上因声波振动引起的一种电位波动[32]。胡一勇等[33]报道Hensen 细胞通过释放脂滴增加网状板和盖膜距离,减少了网状板和盖膜之间的相互作用调节耳蜗的静息电位,进而调制了CM 的形成。对于CM 的来源还需进一步的研究。

4.2 CM 的振幅及I/O 函数曲线

对于听神经病患者,建议在临床上使用不同刺激声强度来观察CM 最大振幅出现的潜伏期和幅度。CM 不仅来源于OHC,还有20% 来源于IHC。

在观察CM 幅度变化时,要持谨慎态度,最好作CM幅度的I/O 函数曲线(图3),观察CM 的幅度及非线性特点,若幅度和非线性无改变,提示OHC 的功能是正常的。振幅的测量方法可使用把密波(C)和疏波(R)两个波形相减后平均(C-R)/2,处理后得出的CM 振幅是单个C 或R 振幅的平均值(图2,a箭头所示)[17]。王杰等[18]报道在ANSD 中部分病例外毛细胞功能会发生损害,表现为OAEs 消失、CMs存在且幅值降低,这种情况下的CMs 更可能来自于部分受损外毛细胞与部分或全部内毛细胞。对于CM 的幅度变化是否有助于听神经病的定位诊断,是下一步值得研究的问题。


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[责任编辑: 郭勇]