失匹配负波对成人人工耳蜗植入效果的评估

刘辉 傅新星 莫玲燕 陈雪清

人工耳蜗植入（CI）技术使患有严重听力损失、不能从助听器中受益的人群获得了极大帮助，人工耳蜗电极可绕过外耳、中耳及内耳毛细胞，直接刺激螺旋神经节细胞和听觉神经纤维，帮助患者恢复听觉感知。人工耳蜗植入者对声音的辨别直接影响其言语康复，因此选择适当的方法评估人工耳蜗植入后的效果，对了解患者康复情况非常必要。

失匹配负波（mismatch negativity，MMN）是听觉事件相关电位（event-related potentials，ERPs）的主要成分之一，MMN是在一系列重复的标准刺激中嵌入偏差刺激诱发出的反应，是标准刺激和偏离刺激产生的波形相减得到的差异波，刺激信号在频率、强度、时长、音色及音调等方面的差异均可诱发MMN。MMN存在表明听觉系统可分辨出具有不同声学特性的刺激，并且MMN可以在受试者不主动参与的情况下记录到，因此越来越受到临床工作者的重视。

目前，用MMN做为客观指标评价人工耳蜗康复效果，多集中在与健听人群比较的横向研究，本研究对一组成人人工耳蜗受试者进行纵向评估，比较开机1、3、6个月时MMN结果，为临床应用提供参考。

1 方法

1.1 被试

来自我院行多通道人工耳蜗植入的成人语后聋患者10例，男女各5例；年龄19～51岁，平均31.4±10.4岁。右利手。术前均为双耳极重度感音神经性聋，病程3个月～23年，平均8年3个月，术前均有一定言语能力，所有患者均使用奥地利MEDEL公司人工耳蜗产品。体内植入设备为PULSARci 100，体外设备为OPUS 2。人工耳蜗言语编码策略为FSP。术中电极全部植入，术后电极均可正常使用。

1.2 仪器及测试方法

诱发电位记录设备为美国E G I 公司G e o d e s i c Sensor NetTM高导联脑电分析系统，配备128通道电极帽。测试前将电极帽浸泡在盐水中3～5分钟，受试者测试前一天清洁头部，电极阻抗＜40 kΩ。眼动电极：在双眼上下方的电极监测眼球垂直运动，双眼旁边的电极监测眼球水平运动。参考电极为Cz电极、地极为“COM”电极（位于Pz电极前方）。数字带通滤波为0.1～30 Hz、采样率为500 Hz。使用Net Station（EGI，USA）记录脑电图数据并存贮，用于离线数据分析。

采用Eprime 2.0软件呈现刺激，在声场中通过扬声器给声。扬声器与头部水平，入射角呈0°，距受试者头部1 m，声强为60～70 dB SPL（以患者感觉舒适为准）。刺激信号为/ba/和/da/，采用经典oddball刺激模式，/ba/为标准刺激，/da/为偏差刺激。刺激声持续时间350 ms，刺激间隔900 ms。标准刺激和偏差刺激呈现概率分别为80%和20%，标准刺激诱发的反应叠加800次，偏差刺激诱发的反应叠加200次。

言语测试：测试场地为标准双间隔声室，本底噪声<20 dB A。将电脑与听力计连接，校准后通过声场给声，受试者面对音箱，距离1 m左右，音箱高度与头部平齐。采用汉语（普通话）测听词汇表（mandarin speech test material，MSTM）7张词表，每表50个单音节词，随机抽取一张词表。测试前由工作人员对受试者进行指导，反应方式为受试者听到测试词后复述，当受试者没有听清楚时，鼓励猜测，测试结束后计算正确率，得分=（复述正确的单音节词数／50）×100%。

测试环境和步骤：10例受试者分别于人工耳蜗开机后1、3、6个月时，在我院隔声屏蔽室内进行ERP记录和言语测试。ERP测试时，受试者为坐位，佩戴好电极帽后配戴人工耳蜗，言语处理程序及设置选择为患者目前最常使用者。测试前向受试者讲解测试要求，安静放松，观看无声有字幕的DVD，并忽略听觉刺激。在整个测试过程中，密切注意受试者状态，发现其困倦，立即停止测试，到室外放松，然后再继续测试。测试时间约30分钟。

1.3 数据分析

观察全部128个通道记录到的脑电反应，选择波幅最大的Fz电极做为数据分析。采用Net Station（EGI，USA）系统将脑电图数据进行离线数据分析，经过滤波（0.1～30 Hz）、脑电分段（-100～+600 ms）、伪迹去除、坏通道替换、叠加平均、参考电极转换（全脑平均）和基线校正等步骤后，取Fz点记录的波形进行分析，用偏差刺激波形减标准刺激波形，取150～300 ms平均波幅做为MMN波幅，取MMN波形的起始点作为潜伏期，通过Net Station工具软件自动测量数据并导出，进行分析处理。

1.4 统计方法

所有测量数据用均值±标准差表示，采用SPSS 25.0统计学软件进行数据分析，对开机后1个月、3个月和6个月数据用重复测量方差分析统计结果，以P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 患者MMN和言语测试结果

10例患者的测试结果见表1，其中5例言语识别较好者平均耳聋时间为4.0±1.7年，5例言语识别较差者平均耳聋时间为13.6±8.7年，经分析差异有统计学意义（P=0.043<0.05）。10例受试者人工耳蜗开机后1月、3月、6月时言语识别率、MMN潜伏期、平均波幅的均值和标准差见表2，开机后1个月言语识别率与3个月和6个月有显著差异（P<0.05）。

表1 10 例人工耳蜗受试者开机1月、3月和6月言语和MMN 测试结果

表2 人工耳蜗开机后1月、3月、6月的言语识别率、MMN 潜伏期、平均波幅的均值和标准差

2.2 MMN波形

开机后至半年时间内，10例受试者的MMN群体平均波形见图1。5例受试者开机后1个月可记录到MMN，此后的3个月和6个月言语识别率增加，MMN波幅增加，群体平均波形见图2；另外5例受试者3个时间段的MMN波形分化欠佳，开机6个月其言语识别率均＜20%，在群体平均波形上，开机6月时的MMN波形分化尚可（图3）。

图1 10例受试者开机1、3、6月后平均MMN波形

图2 5例MMN波形较好者开机1、3、6月平均MMN波形

图3 5例MMN波形较差者开机1、3、6月平均MMN波形

2.3 MMN波幅、潜伏期与言语识别率的关系

经统计分析，10例受试者开机1个月言语识别率分别与3个月（P=0.023）和6个月（P=0.022）识别率有显著差异，MMN潜伏期和波幅的差异在3组之间无统计学意义。

3 讨论

目前，评价人工耳蜗康复效果通常采用言语测试法，言语测试法需要受试者主动配合，其结果受到受试者知识背景、词表选择等因素影响；脑电（electroencephalogram，EEG）记录法是一种无创、客观的测试方法，可以在毫秒级的时间分辨率上研究大脑的认知和感知功能，特别是听觉ERP，可记录与听觉事件相关的大脑电位变化，得到了广泛应用。

MMN是听觉ERP的主要成分之一，大脑将重复性的刺激（标准刺激）短时存储于感觉记忆里，并与新传入的刺激进行比较，如果与记忆中刺激不同（偏差刺激），将会激活自动检测功能，随即出现MMN。MMN可以在受试者不主动参与的情况下检测相对复杂的脑功能，MMN的波幅和潜伏期随受试者对小刺激识别能力的增强而变化，可用于预测主观行为识别的准确性[1～4]。由于MMN的这些特点，很多学者将其用于人工耳蜗术后言语识别能力评估。CI术后言语表现较好者，其MMN波形与健听人群相近，而言语表现较差者MMN波幅较低，潜伏期延长[5～8]。

本研究观察了10例成人CI术后患者从开机至6个月的言语识别率与语言声诱发MMN之间的纵向关系，从MMN的群体平均波形看，MMN波幅随言语识别率不断增加，潜伏期有缩短趋势，但统计学显示只有1个月与3个月和6个月的言语识别率有统计学差异，其他均无统计学差异，可能与受试者例数较少有关。Lonka等[9]随访了5例人工耳蜗受试者，出现随着时间的推移，被试言语辨别能力改善，MMN波幅增加，但由于参与者较少，未发现MMN波幅和潜伏期与言语表现间的相关性。在本研究中，开机后1～3个月波幅增加明显，3～6个月波幅增长趋于饱和[10，11]，可能与MMN特点有关，标准刺激与偏差刺激的差别越大，MMN波幅越大，本研究在3个时间段测试MMN，所用刺激声相同，因此受试者能够辨别出两者差异后，波幅不再增加，提示相同刺激声诱发的MMN，其波幅指标可能不适合用于纵向长期跟踪观察言语识别的改善。由于本文只研究了开机后6个月的结果，通过更长时间的跟踪测试，可以更好的观察两者之间的关系。

本研究中5例受试者在1、3、6个月3个时间段的MMN波形分化较差，开机6个月其言语识别率均＜20%，平均耳聋时间13.6年，显著长于言语识别率较好的受试者（平均4.0年）。但在群体平均波形上，开机6月时的MMN波形可被识别。此种情况有可能是MMN个体分析时信噪比较低，而群体平均波形可改善信噪比，提供清晰反应波形[12，13]。言语识别能力也与MMN出现有关，Singh等[7]使用MMN对CI患者长期评估中观察到，在言语表现不佳的植入者中，只有15%～20%可记录到MMN。两年后，言语表现不佳的植入者中，50%言语表现良好并记录到了MMN，25%虽然没有记录到MMN，但言语表现良好。因此，本研究中这5例受试者需要通过长期观察确定植入效果。

人工耳蜗工作时产生的电信号伪迹会对包括MMN在内所有ERP反应造成干扰，短时程刺激（40毫秒以内）产生的电信号伪迹可以从ERP信号中分离，因为这些伪迹在时间上先于脑电反应的响应；然而，对于时程较长的音乐或语音刺激，伪迹可能会贯穿整个ERP反应[14]。本研究也遇到了相似问题，笔者观察到人工耳蜗产生的伪迹主要集中在人工耳蜗植入侧和枕部，所以选择Fz电极用于分析，此处受干扰较小，对MMN的识别影响不大。在国外文献报道中，2010年以前较少提及伪迹干扰问题[15～18]，2010年以后多采用独立成分分析(independent component analysis，ICA)去除人工耳蜗伪迹[8，19～21]，国内此类报道较少[22]。ICA法可以在尽可能去除伪迹干扰的情况下，较少地损失ERP成分，可用于多导ERP测试的伪迹去除。Ortmann等[23]认为在标准刺激和偏差刺激中均含有相同的人工耳蜗伪迹成分，两者相减提取MMN时，可以消除部分伪迹。采用此类“减法”去除人工耳蜗伪迹的方法其他学者也有报道[14，24]。

综上所述，成人人工耳蜗开机后1～6个月，言语识别率不断增加，MMN波幅增大，潜伏期有缩短趋势，而由于受试者例数限，并未观察到MMN波幅和潜伏期随开机时间变化的相关性，需要后续进一步研究。