阈值-距离函数预测人工耳蜗使用者的言语识别能力

《Scientific Reports》：Threshold-distance functions predict speech recognition with cochlear implants

本研究针对人工耳蜗植入术后言语识别效果个体差异大的临床难题，通过术中荧光透视和锥形束CT精准量化电极与蜗轴距离，结合电诱发复合动作电位（eCAP）阈值分析，首次提出阈值-距离函数的斜率可反映螺旋神经节功能状态。结果显示，该斜率可解释高达67%的言语识别差异，为个体化评估神经健康提供了新生物标志物。

　　

人工耳蜗（Cochlear Implant, CI）作为重度至极重度听力损失的有效干预手段，虽能显著改善患者听觉功能，但其术后言语识别效果存在巨大个体差异。这种差异可能源于听觉神经的退化程度、电极植入位置、中枢适应能力等多因素交互作用，但临床缺乏精准评估神经功能状态的客观指标。因此，探索能够预测人工耳蜗术后效果的生物标志物，成为听力学领域的重要挑战。

为解决这一问题，德国汉诺威医学院研究团队在《Scientific Reports》发表最新研究，创新性地将电极-蜗轴距离与电诱发复合动作电位（electrically evoked compound action potential, eCAP）阈值关联，提出阈值-距离函数的斜率可作为评估螺旋神经节健康状态的关键指标。

研究方法概要

研究纳入14例成人语后聋患者（共15例耳），使用 Cochlear? Nucleus? CI632 人工耳蜗植入。术中采用荧光透视实时监控电极位置，通过“回拉技术”（pull-back technique）调整电极阵列至近蜗轴位置，术后通过锥形束CT（Cone-Beam CT）精确测量各电极与蜗轴中线的欧氏距离。eCAP阈值通过临床常规程序记录，并结合言语识别测试（Freiburger单音节词测试和Oldenburg句子测试）分析其与距离参数的相关性。

研究结果

1. 电极-蜗轴距离对eCAP阈值的决定性影响

研究发现，电极与蜗轴的距离可解释高达91%的eCAP阈值变异。线性回归分析显示，在绝大多数患者（13/14）中，eCAP阈值与距离呈显著正相关（平均R²=0.65±0.26）。

2. 回拉技术优化电极位置

回拉操作显著改变了电极阵列的空间分布：中部电极（7-13号）更接近蜗轴（如9号电极平均移动0.62±0.3 mm），而基部电极（1-2号）因向圆窗移动而距离增加（1号电极增加1.00±0.48 mm）。尽管回拉后顶端电极插入角度减少39±33°，但其最终位置（399±52°）与传统植入方式（387±52°）无显著差异，说明该技术可在不牺牲覆盖范围的前提下优化电极定位。

3. 阈值-距离函数斜率预测言语识别能力

阈值-距离函数的斜率（范围：-3.6至22.2 CL/mm）与言语识别得分显著相关。在噪声环境句子测试（OLSA）中，斜率可解释67%的变异（R²=0.67, p=0.00032），单音节词测试（WRS）中解释30%（R²=0.30, p=0.034），显著优于其他参数（如平均电极距离、插入角度等）。

结论与意义

本研究首次证实阈值-距离函数的斜率是预测人工耳蜗使用者言语识别效果的关键生物标志物。该斜率反映了螺旋神经节细胞的整体功能状态：斜率越陡峭，表明神经存活率越高、电刺激效率越佳。这一发现为临床评估“ cochlear health（耳蜗健康）”提供了可量化的新工具，尤其有助于解释个体差异及优化术后康复策略。未来，结合阻抗矩阵（Trans-Impedance Matrix, TIM）等无辐射技术，有望实现术中实时神经功能监测，推动精准人工耳蜗植入的发展。