人工耳蜗植入者蜗尖神经组织的电生理特性及其在音高和言语感知方面的作用

发布时间：2017-11-11 01:18

  本文关键词：人工耳蜗植入者蜗尖神经组织的电生理特性及其在音高和言语感知方面的作用

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【摘要】：多导人工耳蜗通过模拟正常耳蜗的部位编码机制来分配各电极的输出频率：由蜗底至蜗尖，不同部位的电极输出不同频段的信息；由高频到低频，依次刺激对相应频率敏感的基底膜附近的残余听觉神经组织。由于受到“耳蜗顶回蜗轴中不含螺旋神经节”这一组织学结论的影响，关于电极长度的设计尚存争议。人工耳蜗使用者靠近蜗尖的神经组织在部位编码中可能发挥的作用有待深入研究。 除了部位编码机制，对于5000Hz以下的声刺激，听神经发放动作电位的频率与声波的相位具有“锁相”关系，，中枢听觉系统通过分析听神经放电的时间间隔能解码出声刺激的频率，这被称为正常耳蜗的时间编码机制。普遍的观点认为耳蜗对高频声信息的编码主要遵循部位编码机制，对低频声的编码主要遵循时间编码机制。靠近蜗尖部位的神经组织承载低频信息，负责基频及其谐波和元音的第一共振峰等重要声信息的传递，对于汉语声调识别和音乐感知至关重要。 目前大多数人工耳蜗使用者已经可以实现安静环境下的基本言语交流，但在声调识别和音乐感知等方面的能力欠佳。这可能与电极输出频率与耳蜗各部位神经组织的特征频率失匹配以及声音编码策略所提供的输出信息仿真程度有限等因素有关。因而，确定最优的电极植入深度，提高电极输出与神经接收之间的匹配程度，改进声音编码策略，有效利用耳蜗内残余的听觉神经组织是提高人工耳蜗植入者使用效果的重要途径。本研究以31.5mm的长电极序列和提供时域精细结构信息的编码策略为工具，探索人工耳蜗使用者靠近蜗尖部位神经组织的电生理特性及其在音乐音高和言语感知方面的作用，为优化电极设计和改进声音编码策略提供理论依据。 第一部分人工耳蜗使用者蜗尖神经组织的电生理特性研究 人工耳蜗使用者耳蜗内不同部位残余神经组织的分布及电反应特征可能成为未来改进声音编码策略和优化电极设计的重要依据。本研究通过MED-EL多导人工耳蜗系统31.5mm的长电极序列记录50例受试者靠近蜗尖和蜗底部位神经组织的电诱发复合动作电位（Electrically-evoked Compound Action Potential, ECAP），观察蜗尖神经组织的电反应特性，对比蜗尖和蜗底残余神经组织的ECAP阈值和幅值增长函数曲线斜率的异同。研究结果显示蜗尖部位神经组织ECAP幅值增长函数曲线斜率较蜗底部位大，二者差异有统计学意义（P0.05）。蜗尖与蜗底神经组织ECAP阈值相近，二者差异无统计学意义（P0.05）。研究结果表明蜗尖神经组织不仅可以被电刺激兴奋产生动作电位，而且具有良好的电反应同步性。充分利用蜗尖神经组织的功能可能会为人工耳蜗使用者的声音感知带来积极的影响。 第二部分人工耳蜗使用者蜗尖神经组织在音高和言语感知方面的作用 利用31.5mm的长电极序列和FS4编码策略，可将增加了时域精细结构的低频段信息传递给蜗尖神经组织。本研究首先对比16例语后聋人工耳蜗植入者使用精细结构编码策略（FS4）和高清晰度连续间隔采样编码策略（HDCIS）时的音乐音高和汉语声调、声母和韵母感知情况，观察在蜗尖电极通道中增加时域精细结构信息对受试者音高和言语感知的影响。结果显示受试者使用FS4时的音高感知能力较强，两种编码策略下的音高感知测试得分的差异有统计学意义（P0.05）；声调、声母和韵母识别的差异无统计学意义（P0.05）。其次，通过开/闭蜗尖4个电极通道，模拟两种不同植入深度的电极刺激模式，观察受试者的音乐音高和言语感知表现。研究结果显示受试者在蜗尖电极通道开放的情况下声母和韵母识别得分较高，两种模式下的声母和韵母识别得分的差异有统计学意义（P0.05），声调和音高感知的差异无统计学意义（P0.05）。本研究结果表明结合耳蜗时间和部位编码机制，充分利用靠近蜗尖部位神经组织的功能是改善人工耳蜗使用者音乐音高和言语感知效果的有效途径。
【学位授予单位】：中国人民解放军医学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R764

【参考文献】

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1 平利川;原猛;郗昕;冯海泓;;人工耳蜗使用者音乐感知评估系统的设计[J];声学技术;2010年05期

本文编号：1169190