菜刀解剖青蛙由近期的双侧人工耳蜗植入所想

李鹏,副主任医师,医学博士,硕士研究生导师。纽约州立大学布法罗分校听力与耳聋研究中心博士后。主要研究方向:耳显微外科临床及基础研究、听觉言语疾病相关的基础研究。医疗特长:耳科疾病的诊断及治疗,特别是对中耳炎、耳硬化症、耳聋及眩晕的显微手术治疗;小儿耳鼻咽喉常见疾病;骨锚式助听器植入及人工耳蜗植入手术。担任《中华耳科学杂志》编委,广东省医学会耳鼻咽喉学分会青年委员会副主任委员,广东省医学会ENT分会小儿学组副组长,中国中西医结合ENT委员会耳聋基因专家委员会委员,中国中西医结合ENT委员会耳力学与中耳植入专家委员会委员,广东省防聋防治专家组成员,中国医疗保健国际交流促进会耳内科分会青年委员。承担国家级、省部级课题5项,发表SCI收录论著12篇,国内核心期刊发表论著30余篇。

说起人工耳蜗,我已经完成近百例手术,在我和病人家属的交谈中,都感受到一件共同的事情,他们想让孩子听到与正常人一样的声音,感情总有理智所不能理解的理由。每当我让家长冷静下来,告诉他们别向人工耳蜗这个电子产品要求超出它能够给你的东西时,才觉得做医生的挑战来了,这跟手术台上的技术无关。

耳聋是件不幸的事,因为科技昌明,我们又是幸运的。我们应该如何期望人工耳蜗呢?很早以前常说人工耳蜗是人类有史以来最成功的人工器官,但是实际上其并非高科技产品,它的参数无法与手机相比,但这个东西涉及电子工程、医学工程、神经电子等交叉学科,依然有较高的技术壁垒。

人工耳蜗工作原理

人的内耳

人的听觉通路中,每一个器官都是各司其职的。外耳集中声音,中耳传递放大,内耳感觉声音。这个通路中的任何部位出现问题,都能够使我们听不到声音。内耳螺旋器中,毛细胞是人能够感受声音的关键器官,毛细胞病变引起的称为感音性聋,这就是人工耳蜗要解决的主要问题。

电子显微镜下正常人耳毛细胞整齐排列

受损毛细胞的电子显微镜图

人工耳蜗跨过整个听觉通路的多个器官,代替毛细胞发生生物电,刺激听觉神经。有一种说法是听觉重建的效果与我们对自身机构的利用程度正相关,这也粗略解释了为什么有时候病人有较多残余听力时,人工耳蜗的效果并不比助听器好。

经常有人问我,手术之后是否可以完美的听音乐呢?实话讲难度太大了。音乐是一种抽象而复杂的声音形式,频率分布广泛,20多年来植入者的表现说明对整体的音调、旋律和音色方面的感知都是比较差的。当然,不排除植入者本身是音乐天才。也有研究者在开发专门给人工耳蜗植入者聆听的音乐,这与我们现在听到的音乐是有巨大差别的。

内耳感音频率分布

从声音的准确度来说,目前几个人工耳蜗厂商设计的电极来看,24个是业界最多,每一个电极能产生一个频率,通过控制电极放电,得到不一样的声音强度。就好像一排钢琴键,同样的频率范围,自然是键越多,每个键对应的频率就越精确。而我们的耳蜗,也就是大拇指大小,同时在目前的工艺水平,在那么狭小的空间里面放置24个电极已经是极限了。

我们知道电极刺激是作用在听觉神经的第一级单元螺旋神经节细胞上的,即使已经有了24个电极,而人内耳拥有几万个螺旋神经节细胞,单从这一点,就可以理解人工耳蜗是多么“不完美”的东西,电极放电打在听神经上,就好像拿一把菜刀去解剖一条青蛙腿一样,一刀下去一大片,精确性无从谈起。你本应该在显微镜下用手术刀做这件事。

人工耳蜗重建的听觉跨过了外耳、中耳和内耳毛细胞等结构,接收到的信息是由外界声音信号直接转化而来的电脉冲信号,而不是自身毛细胞发出的生物电信息,这样声音的自然度便难以与常人相提并论。20年来,人工耳蜗的电极一直在往纤细、柔软发展,尽量避免破坏人内耳的细微结构,最大程度地利用上天赐予我们无与伦比的自身结构。

电子显微下的螺旋器

我给大家分享一个非常有意思的视频,这是一个单侧聋患者植入人工耳蜗后,与听力师做了一个有意思的测试,试图告诉我们,人工耳蜗植入者听到的声音是什么样的,如果认真看完这个视频,也许可以从这个视频中得到答案。

(视频


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