聽覺腦干誘發(fā)電位檢測嬰幼兒聽力的現(xiàn)狀與發(fā)展

譚靜芊 李鵬

中山大學附屬第三醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科（廣州510630）

我國新生兒的先天性聽力障礙發(fā)病率高（約3‰），位居可篩查出生缺陷前列。新生兒聽力篩查是早期發(fā)現(xiàn)聽力障礙的重要且有效的手段，我國衛(wèi)生部于2010年發(fā)布了《新生兒聽力篩查技術規(guī)范》，明確規(guī)定所有的新生兒在出院前必須進行聽力篩查[1]。聽覺腦干誘發(fā)電位（Auditory Brainstem Response,ABR）廣泛應用于新生兒聽力障礙篩查和臨床聽力診斷，是指在一定的刺激信號條件下通過置于頭皮的電極記錄到的電位變化，ABR檢測可用于評估整個聽覺通路，尤其是聽覺腦干的功能狀況。ABR信號對聽覺系統(tǒng)的病變非常敏感，尤其是橋小腦角的聽神經(jīng)瘤在臨床無癥狀和體征時ABR信號已有改變[2]。而隨著檢測需求的不斷更新和科技不斷的進步，出現(xiàn)了各種不同類型的ABR，其各有優(yōu)勢與不足，本文以不同的刺激信號為分類，就目前臨床上使用的各類型ABR基本理論及應用現(xiàn)狀作一綜述。

1 聲刺激ABR

1.1 非頻率特異性ABR：短聲ABR

ABR實質(zhì)是神經(jīng)纖維的同步化反應，因此ABR各波分化程度決定于神經(jīng)沖動的同步效應。短聲的瞬態(tài)特性好，分化的Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ波較明顯，有利于辨認，因此成為臨床上應用最廣泛的一種ABR類型。但短聲是由矩形電脈沖傳遞到耳機后誘發(fā)的聲音，其頻譜范圍主要集中在2-4kHz[3]，即短聲ABR（click ABR）檢測結(jié)果主要估計的是2-4kHz頻段的聽力情況，低頻聽力情況不能很好的反映。

短聲刺激方案因為沒有考慮人耳的延遲特性可導致ABR波形的衰減和失真。目前有許多研究試圖揭示兒童ABR檢測獲得的聽覺閾值與行為聽閾測試之間的相關性，或探索ABR檢測預測聽力圖閾值的可能性。Lu等人研究表明短聲ABR能較好的預測嬰幼兒在1-4kHz和2-4kHz的行為聽閾，但對于先天性聽力障礙兒童應結(jié)合短純音ABR[4]；McCreery等人指出聽力損失的程度也對ABR與聽力圖之間的關系有顯著性影響，聽力損失程度宜作為ABR閾值預測聽力圖結(jié)果的校正因素[5]。而Verhulst等人研究了正常聽力受試者與異常聽力受試者的ABR閾值與聽力圖閾值之間的關系，發(fā)現(xiàn)短聲ABR引起的I波和V波與聽力圖的比較結(jié)果不一致，建議臨床ABR檢測應綜合考慮ABR不同的波峰幅度和潛伏期[6]。考慮到嬰幼兒聽覺系統(tǒng)的發(fā)育成熟度可能有別于成人，近年有不少的研究開始更關注于兒童中短聲ABR的發(fā)展軌跡。如今獲得普遍認為，兒童在2-3歲后ABR潛伏期基本與成人一致[7]。但Spitzer的研究表明2歲后的ABR潛伏期并不穩(wěn)定，在3-5歲的階段V波潛伏期縮短，研究表明人類聽覺腦干在某個時間段可能處于一個持續(xù)發(fā)育的過程，更精細的時間分段的研究有助于進一步深入了解ABR發(fā)展軌跡，對嬰幼兒ABR檢測的更精確的判讀亦有重要的提示意義[3]。

1.2 頻率特異性ABR

1.2.1 短音ABR和短純音ABR

相比于短聲，純音具有較好的頻率特異性，但是因其平臺時間很長，無法使大量神經(jīng)元產(chǎn)生有效同步化反應，因此無法獲得明顯的ABR波形。雖然ABR是個客觀的檢測方法，但是其閾值的確定是個主觀的判斷，因此分化較好的波形對的檢測有效性有著重要意義。由此看來，為獲得具有頻率特異性的聽閾，ABR刺激聲信號需要同時具備頻率特異性和瞬態(tài)性兩個特點。短純音（tone burst）和短音（tone pip）綜合了短聲和純音的特點，理論上可在聽神經(jīng)同步化反應與頻率特異性之間取得平衡。

短音 ABR（tone pip ABR,tp-ABR）和短純音ABR（tone burst ABR,tb-ABR）最主要的用途也是進行客觀聽力評估。關于短音ABR的頻率特異性，已經(jīng)有許多針對感音神經(jīng)性聽覺喪失患者的研究表示，短音ABR的反應閾與純音聽閾有很好的線性相關性[8]。Stapells[9]對正常及患感音神經(jīng)性聽力損失的嬰幼兒進行了關于短音ABR的研究，研究結(jié)果表明短音ABR反應閾與行為聽閾之間具有較強相關性，二者平均閾值之差在+5.5dB（500Hz）到-8.1dB（4kHz）之間。同時，有研究顯示[10]，短音ABR的反應閾比聽性穩(wěn)態(tài)反應更接近于純音測聽的行為聽閾。但亦有研究顯示，短音ABR的聽閾情況與純音的聽閾在各個頻率上的差距各有不同[11]，在那些聽力曲線坡度較大的患者中，短音ABR往往會低估其聽閾[10]。而關于短純音ABR，崔婧等和宋戎等分析了正常人短純音ABR與純音聽閾的關系，發(fā)現(xiàn)tb-ABR反應閾與純音聽閾有相關性,tb-ABR具有頻率特異性,能更好地反映各頻率聽力,同時表示可用于兒童聽力評估[12]。而Dagna F等的研究表明純音聽閾與所有tb-ABR閾值之間的總體相關性很高。在正常聽力、輕度聽力損失組無明顯差異，在中度和重度聽力損失組，tb-ABT的閾值較平均純音聽閾低7.5dB[13]。

對于有聽力障礙的嬰幼兒及兒童患者，短音和短純音ABR能更好地反映各頻率的聽力情況。遺憾的是，頻率特異性ABR的檢查很耗時，每個頻率的短音ABR檢查都需要至少與短聲ABR一樣的時間，檢查時間延長，被檢查者疲勞可增加肌電干擾，嬰幼兒難以配合或需增加水合氯醛的使用量，使檢查準確率和成功率降低。另外，短音ABR的短純音ABR所使用的聲信號參數(shù)缺乏統(tǒng)一的國際標準。這些問題均有待進一步改進。

1.2.2 Chirp-ABR

短音和短純音只是解決了短音缺乏頻率特異性的問題，并未能解決基于基底膜行波特性所帶來的問題，即不同頻率在耳蝸不同部位基底膜上的毛細胞興奮不同步的問題。1985年，Shore和Nuttal首次提出提高聽神經(jīng)同步放電的概念[14]，于是Chirp-ABR應運而生。Chirp聲是指人工合成的有多種頻率成分的寬頻聲信號。Chirp聲信號從低到高的不同頻率成分始終是按照一定的時間函數(shù)先后出現(xiàn)，先后釋放低、中、高頻聲，盡量使更多的神經(jīng)纖維同步放電，從而獲得更好的波形，減少失真。Elberling等表示chirp刺激似乎就是為了彌補耳蝸行波延遲而量身設計的[15]。

Cebulla等報道了6866例使用chirp-ABR作為新生兒聽力篩查工具的研究結(jié)果，結(jié)果顯示，chirp-ABR的篩查敏感度為100%，特異性為97.9%，而且平均每只耳的測試用時為28秒，這一結(jié)果證實了chirp-ABR在新生兒聽力篩查方面的應用價值[16]。戴桂林等研究表明，采用chirp-ABR和短聲ABR針對嬰幼兒不同程度的耳聾存在明顯的相關性，可用于聽幼兒聽力損失程度的評估[17]。

無論是何種類型的Chirp聲，都是基于一定的函數(shù)模型調(diào)制的，因此具有一定的局限。對于嬰幼兒，受試者多數(shù)為聽力正常者，總結(jié)聽力異常者特點的研究較少，因而仍需大量的臨床數(shù)據(jù)以檢驗chirp-ABR的效能，同時總結(jié)出屬于chirp-ABR的判斷標準。

1.3 言語誘發(fā)ABR

短聲ABR和短音ABR廣泛用于嬰幼兒和兒童的聽力檢測，而短聲、短音、短純音均屬于單一的聲刺激，但生活中的聲音往往是復雜多樣的，因此研究聽覺腦干對復雜聲音（如言語聲）的反應，這些聲音在皮層下的刺激特征十分有意義，因此出現(xiàn)了言語誘發(fā)ABR（speech evoked auditory brainstem response,s-ABR）。利用言語刺激聲所得的聽覺反應可以幫助理解年齡對聽覺系統(tǒng)發(fā)展的影響，還可以用于聽覺交流障礙和學習能力障礙兒童的研究中，亦可用于評價人工耳蝸植入術前檢測[18]。

腦干神經(jīng)元放電模式與言語聲學特征具有高度相關性，提示腦干是言語處理的重要部位。近年來，隨著神經(jīng)電生理技術、言語醫(yī)學及語音合成技術的快速發(fā)展，研究者們?yōu)閷で蟾苯臃从陈犛X功能及解碼言語行為的神經(jīng)基礎方法，開始了言語誘發(fā)ABR的研究。相比于短聲ABR，言語誘發(fā)ABR能較好的保留復雜誘發(fā)信號的時域和頻域特征，對神經(jīng)通路的神經(jīng)鎖相關性和同步性要求較為精細，因此可客觀評估聽覺功能和聽覺處理缺陷的生物學過程。并且言語誘發(fā)ABR波形在學齡兒童中具有較好的重復性[19]。一些研究表明，言語感知受到先天因素的強烈影響，出生后不久新生兒就能分辨出不同的聲音，且他們都有類似的聲音感知模式[20]。然而，有研究亦表明兒童所處的言語環(huán)境對言語感知也至關重要[21]。言語刺激的潛伏期值和反應形態(tài)在5歲左右達到成人模式[22]。

言語誘發(fā)ABR是探索言語識別的神經(jīng)基礎的重要手段，對聽覺中樞及腦干的言語功能、言語疾病的神經(jīng)基礎及康復策略等發(fā)展有著重要意義，推動了人工語音識別等技術創(chuàng)新。然而，言語誘發(fā)ABR的言語成分有限，對實驗條件要求較高，測試環(huán)境需具備較高的信噪比[23]，且需要掌握的信號技術復雜，使之不能廣泛應用。

2 電誘發(fā)聽性腦干反應

電誘發(fā)聽性腦干反應（electrically evoked auditory brainstem responses，EABR)的技術原理以聽性腦干反應(ABR)為基礎，通過電刺激聽神經(jīng)末梢螺旋神經(jīng)節(jié),誘發(fā)聽神經(jīng)和腦干產(chǎn)生的一系列電位活動,從而在頭皮記錄一系列的電位變化[24]。當聲刺激達到極限也無法引出聽覺腦干反應波形時,可改換成給予電刺激，了解是否存在殘余聽力。

EABR是一種客觀的神經(jīng)電生理檢測方法,不受耳蝸殘留毛細胞多少的限制，具有廣泛的臨床應用前景。目前相關的研究多集中于人工耳蝸植入及聽性腦干植入[25]。人工耳蝸的有效使用基于蝸后聽覺通路結(jié)構(gòu)和功能的正常，因此，如何在人工耳蝸植入前評估患者聽覺通路的功能、預估其人工耳蝸植入后能否獲得聽覺，是所有醫(yī)技工作者及患兒家屬關心的問題。

EABR檢測過程中，電刺激可直接作用于聽覺傳導通路的某一部位，可了解聽覺傳導通路各部位的功能狀態(tài)如何。多位學者經(jīng)過動物實驗發(fā)現(xiàn)，EABR的Ⅰ波源于螺旋神經(jīng)節(jié)，該波的振幅和輸入-輸出函數(shù)斜率（I/O）可預測殘余螺旋神經(jīng)節(jié)的數(shù)目。針對一些極重度感音神經(jīng)性聾的患者，聲刺激ABR一般無反應。另外，對于一些特殊的病例，如無殘余聽力、先天性內(nèi)耳畸形和聽神經(jīng)病，僅通過影像學資料判斷聽覺通路的結(jié)構(gòu)形態(tài)，未能通過電生理方法檢測通路的功能狀態(tài)，在術前評估和預測術后效果上都沒有太大的把握。若術前進行EABR檢測示可引出，證明聽神經(jīng)完好，可進行人工耳蝸植入[26]。

對人工耳蝸植入患者進行術中測試,可以了解植入裝置的完好性,判斷電極是否植入理想的部位及確定整個聽覺傳導通路是否對電刺激有反應。術中獲得的客觀閾值能夠輔助術后開機。而針對人工耳蝸植入術后設備調(diào)試，由于人工耳蝸植入者絕大多數(shù)為語前聾兒童，其交流能力差，不能進行主動行為反應，無法測試行為閾值和最大舒適閾，針對這些患兒，臨床上一般使用EABR或電誘發(fā)聽神經(jīng)復合動作電位（electrically evoked auditory nerve compound action potential，ECAP）。ECAP 因為其設備相對簡單，操作方便、快捷等優(yōu)勢成為人工耳蝸術后評價的常用方法，但EABR能客觀反映聽覺傳導通路的功能狀態(tài)，而ECAP主要測試聽神經(jīng)在耳蝸內(nèi)的反應，與腦干誘發(fā)電位Ⅰ波發(fā)生源相同。許多研究[27]都提示EABR閾值與反應閾值、最大舒適閾、聽覺言語功能相關。針對先天性內(nèi)耳畸形，王斌等[28]的研究顯示14例Mondini患兒術前常規(guī)聽力學檢查無殘余聽力，術中在電極植入前行EABR檢測，可引出不同分化程度的波形，術后隨訪均可獲得不同程度的聽力。EABR有較廣泛的臨床和科研使用價值，但由于檢測過程中電刺激干擾、記錄不穩(wěn)定及刺激位置難以固定等問題的存在，有時難以獲得穩(wěn)定可靠的EABR波形，使EABR的作用受到了一定程度的限制，相信隨著這些問題的解決，EABR將更準確更科學地對聽覺障礙進行評價。

3 總結(jié)與展望

技術的發(fā)展總是朝著精準與便捷這兩個大方向，相信ABR的發(fā)展也不會例外。在便捷的方向上，自動篩查型ABR(AABR)可以更快捷方便地完成新生兒聽力篩查，其相比傳統(tǒng)的ABR，操作相對簡單，用時短，且由設置好的測試程序自動得出通過或不通過的結(jié)論在難測人群的聽閾評估方面有著其他測試手段無法替代的優(yōu)勢。

而在精準的路上，ABR經(jīng)歷了缺乏頻率特異性的傳統(tǒng)的短聲，到頻率特異到檢測費時的短音及短純音，再到后來可兼具頻率特異性及檢測時長短，且克服了耳蝸基底膜延遲特性的chirp聲，但其部分波形的缺失及潛伏期的差異，影響了臨床上的判斷。近年來，有研究者利用了一種頻率隨時間動態(tài)變化的掃頻刺激聲測量耳聲發(fā)射，大大地改善了耳聲發(fā)射測量的效率和分辨率[29]。這種掃頻信號最大的優(yōu)點是其頻譜可根據(jù)需要自由調(diào)節(jié)，滿足特定的頻率刺激需求，與chirp聲類似，可克服基底膜的延遲特性，消除因不同ABR成分缺乏實際上的同步性而導致的波形失真，目前尚無掃頻信號的ABR檢測報道，期待其能使ABR的檢測技術達到又一個新高度。