前向与反向振动声桥人工耳蜗刺激的实验比较

《Hearing Research》:Experimental Comparison between Forward and Reverse Vibrant Soundbridge Cochlear Stimulation

【字体: 时间:2026年01月07日 来源:Hearing Research 2.5

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  基于颞骨标本的振动声桥耦合器机械性能比较,发现正向耦合(如 cliP、stapes head)在125-8000Hz频段较反向耦合(圆窗、脂肪垫)具有7-25dB的声学增益优势,尤其2000Hz以下差异显著。研究采用激光多普勒测速技术校正反向耦合的耳蜗内压损失,建立标准化比较参数。

  
Lukas Graf | David Stauske | Mohammad Ghoncheh | Andreas Arnold | Hamidreza Mojallal | Christof Stieger | Hannes Maier
瑞士巴塞尔大学医院耳鼻喉科

摘要

引言

:对于Vibrant Soundbridge植入物而言,存在多种连接器用于将执行器连接到中耳结构。虽然手术指征主要区分纯感音神经性听力损失和混合性听力损失,并据此设计听力学指标范围,但我们认为前向和反向耳蜗刺激之间的生物力学差异更为重要。为了评估这一点,我们在颞骨实验中应用了所有常见的连接器,并对测量结果进行了校正以确保可比性。

材料与方法

:本研究在两个研究实验室进行,每个实验室使用了10块尸体颞骨。通过测量镫骨的激光多普勒速度来直接比较不同的连接方式。由于第三窗口造成的压力损失,反向耳蜗刺激需要一个校正因子,该校正因子是通过测量同一样本内的耳蜗压力差计算得出的。

结果

:与镫骨激光多普勒速度测量结果相比,反向刺激需要一个校正因子,该因子在高频范围内逐渐减小:125-250 Hz之间约为+22.4 dB,300-800 Hz之间约为+7.9 dB,1000 Hz以上约为+4.8 dB。考虑到这一点,在<2000 Hz的频率范围内,前向和反向刺激方法之间仍存在15-22 dB的显著差异;而在2000 Hz以上,前向刺激略占优势,约为7 dB。

结论

:前向连接方式(包括直接连接镫骨)在机械性能上优于反向刺激。镫骨头连接器比圆窗连接器的性能好7-25 dB,与砧骨连接器的性能相当或甚至更优。

引言

Vibrant Soundbridge植入物(MEDEL,奥地利)的主动部分是一个称为“浮动质量换能器”(FMT)的电磁执行器,最初设计用于驱动连接到长砧骨突起的听小骨链(Dietz等人,1997年)。多年来,人们探索了多种替代连接部位并开发了相应的附件。目前,分类标准区分了听小骨链完整的纯感音神经性听力损失(使用长突起(LP)或短突起(SP)连接器(Schraven等人,2014年)以及听小骨链受损的混合性听力损失。对于这两种情况,都规定了不同的听力学指标范围(砧骨连接器在500 Hz时的最大感音神经性损失为65 dB HL,在1 kHz以上为80-85 dB HL;镫骨和RW连接器在500 Hz时的最大感音神经性损失为45 dB HL,在1 kHz以上约为65 dB HL)。然而,患病中耳的解剖结构差异很大,从小的鼓室胆脂瘤到由于多次手术导致的开放性腔体以及缺失的镫骨上部结构都有可能。因此,连接选项非常多样:可以连接在镫骨上部结构(Stapes head/SH-连接器(Warnholtz等人,2021年))、CliP-连接器(Hüttenbrink等人,2011年)、Bell-连接器(Huber等人,2006年);或者直接连接在圆窗(RW连接器(Colletti等人,2006年)、Soft-Hannover连接器(HC连接器(Busch等人,2017年);或者不使用连接器,仅使用脂肪/筋膜作为替代(Arnold等人,2010年),即作为反向耳蜗刺激)。从机械角度来看,FMT在每个连接部位面临的阻抗不同,这可能导致耳蜗驱动效果也不同(Stieger等人,2013年)。此外,由于在镫骨或圆窗上的激光多普勒速度测量可以较好地代表前向刺激时的耳蜗状态,而在反向刺激情况下,由于耳蜗压力损失,必须对镫骨的运动进行向上校正(Stieger等人,2013年),因此在文献中描述了RW连接方式的连接效率变化较大、性能较差以及需要更多手术调整的情况(Busch等人,2017年;Schraven等人,2016年;Spiegel等人,2020年)。在本研究中,我们汇总了来自两个研究实验室的比较性尸体颞骨实验数据。在比较前向和反向刺激时,考虑了基于耳蜗压力测量结果计算出的校正因子。我们的假设是,听力学指标范围应区分反向(RW、HC)和前向(其他所有连接器)连接方式,而不是仅针对纯感音神经性或混合性听力损失。

材料与方法

:实验在两个研究实验室进行,每个实验室使用了10块尸体颞骨。通过测量镫骨的激光多普勒速度来直接比较不同的连接方式。由于第三窗口造成的压力损失,反向耳蜗刺激需要一个校正因子,该因子是通过测量同一样本内的耳蜗压力差计算得出的。

结果

:与镫骨激光多普勒速度测量结果相比,反向刺激需要一个校正因子,该因子在高频范围内逐渐减小:125-250 Hz之间约为+22.4 dB,300-800 Hz之间约为+7.9 dB,1000 Hz以上约为+4.8 dB。考虑到这一点,在<2000 Hz的频率范围内,前向和反向刺激方法之间仍存在15-22 dB的显著差异;而在2000 Hz以上,前向刺激略占优势,约为7 dB。

结论

:前向连接方式(包括直接连接镫骨)在机械性能上优于反向刺激。镫骨头连接器的性能比圆窗连接器好7-25 dB,与砧骨连接器的性能相当或甚至更优。

引言

Vibrant Soundbridge植入物的主动部分(MEDEL,奥地利)是一个称为“浮动质量换能器”(FMT)的电磁执行器,最初设计用于驱动连接到长砧骨突起的听小骨链(Dietz等人,1997年)。多年来,人们探索了多种替代连接部位并开发了相应的附件。目前,分类标准区分了听小骨链完整的纯感音神经性听力损失(使用长突起(LP)或短突起(SP)连接器(Schraven等人,2014年)以及听小骨链受损的混合性听力损失。对于这两种情况,都规定了不同的听力学指标范围(砧骨连接器在500 Hz时的最大感音神经性损失为65 dB HL,在1 kHz以上为80-85 dB HL;镫骨和RW连接器在500 Hz时的最大感音神经性损失为45 dB HL,在1 kHz以上约为65 dB HL)。然而,患病中耳的解剖结构差异很大,从小的鼓室胆脂瘤到由于多次手术导致的开放性腔体以及缺失的镫骨上部结构都有可能。因此,连接选项非常多样:可以连接在镫骨上部结构(Stapes head/SH-连接器(Warnholtz等人,2021年))、CliP-连接器(Hüttenbrink等人,2011年)、Bell-连接器(Huber等人,2006年);或者直接连接在圆窗(RW连接器(Colletti等人,2006年)、Soft-Hannover连接器(HC连接器(Busch等人,2017年);或者不使用连接器,仅使用脂肪/筋膜作为替代(Arnold等人,2010年),即作为反向耳蜗刺激。从机械角度来看,FMT在每个连接部位面临的阻抗不同,这可能导致耳蜗驱动效果也不同(Stieger等人,2013年)。此外,由于在镫骨或圆窗上的激光多普勒速度测量可以较好地代表前向刺激时的耳蜗状态,而在反向刺激情况下,由于耳蜗压力损失,必须对镫骨的运动进行向上校正(Stieger等人,2013年),因此在尸体颞骨上的比较测量较为复杂。文献中还描述了RW连接方式的连接效率变化较大、性能较差以及需要更多手术调整的情况(Busch等人,2017年;Schraven等人,2016年;Spiegel等人,2020年)。在本研究中,我们提供了来自两个研究实验室的比较性尸体颞骨实验的数据。在比较前向和反向刺激时,考虑了基于耳蜗压力测量结果计算出的校正因子。我们的假设是,听力学指标范围应区分反向(RW、HC)和前向(其他所有连接器)连接方式,而不仅仅是针对纯感音神经性或混合性听力损失。

材料与方法

:实验在两个研究实验室(巴塞尔大学医院和汉诺威医学院)进行,每个实验室使用了10块尸体颞骨样本。一个研究小组专注于在听小骨结构完整或受损情况下的前向耳蜗刺激;另一个研究小组比较了反向耳蜗刺激选项。两组测量结果均以标准SP连接器作为最常见的临床应用进行参考,并据此进行了相应的转换,以确保可比性。

所有连接器(基于镫骨运动的概述)

图2显示了基于所有连接器的镫骨激光多普勒速度测量结果的传递函数。在前向刺激连接器中,SH连接器的响应幅度在100-8000 Hz范围内平均比LP连接器高8.3 dB(标准差4.5 dB)。SH连接器的响应幅度比SP连接器高3.2 dB(标准差3.4 dB)。两种反向刺激连接器之间的差异在125-10000 Hz范围内为1.6 dB(标准差14 dB)。

讨论

本研究总结了所有常见Vibrant Soundbridge连接器的性能。此外,还旨在估计反向刺激的适当校正因子,以弥补通过激光多普勒速度测量得到的镫骨速度结果中的误差,从而实现直接比较。研究发现测量中心在频率范围、刺激水平和激光多普勒速度测量幅度中存在小差异,并进行了相应的调整。总体而言,结果表明……

结论

根据我们的临床前测量结果,我们得出结论:对于混合性听力损失,使用SH连接器进行前向耳蜗刺激的性能比RW连接器的性能好7-25 dB;使用SP连接器的性能好7-18 dB。SH连接器的有效输出范围与纯感音神经性听力损失时的砧骨连接器相似。如果在混合性听力损失的植入手术中,可以选择连接镫骨而不是反向连接,可以进一步提高性能。

资助

该项目由MED-EL公司资助。

伦理批准

使用人体颞骨得到了当地伦理委员会的批准(巴塞尔EKNZ BASEC 2016-00599和汉诺威10495_BO_K_2022)。

作者贡献声明

Lukas Graf:撰写——原始草稿、数据可视化、研究、数据分析。David Stauske:撰写——原始草稿、研究、数据分析。Mohammad Ghoncheh:研究、数据分析。Andreas Arnold:撰写——审稿与编辑、概念设计。Hamidreza Mojallal:撰写——审稿与编辑、资源协调、方法学研究、概念设计。Christof Stieger:撰写——审稿与编辑、数据可视化、验证、监督。
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