人工耳蜗使用者跨生命周期的外周神经可塑性

Peripheral Neural Plasticity in Cochlear Implant Users Across the Lifespan

作者信息Erik Larsen, Leonid M Litvak, M Charles Liberman, Stéphane F Maison
PMID41264293
发布时间2025-11
DOI10.1001/jamaoto.2025.4050

实验完整度

高

基于169,159次eCAP记录的回顾性队列分析,包含两种模型拟合、横断面与纵向分析、年龄分层比较,并整合组织学数据构建SGN估计模型,具备多层级验证。

主要模型

人工耳蜗使用者队列(7,416例) eCAP记录数据集(169,159次)

重点核对

eCAP记录来自Advanced Bionics设备,包含HiFocus 1J和Mid-Scala电极阵列 记录时间点:术中、术后第1年每季度、第2-5年每年及5年以上 模型拟合成功率约80%,使用两种非线性曲线拟合模型 未使用标准化语音识别测量,无法关联个体神经反应与言语结果

摘要

重要性:人工耳蜗使用者的神经记录为听觉神经功能提供了一种有价值的非侵入性测量手段。然而,获取和分析这些记录的方法不一致限制了其临床应用。目的:开发并验证一种自动化方法,用于标准化分析人工耳蜗使用者中电诱发复合动作电位的分析,并在迄今研究的最大队列中表征听觉神经功能的纵向变化。设计:使用两种非线性曲线拟合模型的回顾性分析,以提取听觉神经反应特征。设置:使用临床编程和随访期间收集的数据进行的多中心研究。参与者:本研究包括来自7,416名接受者的10,111个人工耳蜗的169,159次电诱发复合动作电位记录。主要结局和指标:主要结局包括模型拟合成功率;听觉神经反应参数随年龄、性别、电极位置和人工耳蜗使用时间的变化;以及年龄相关的外周神经可塑性时期的识别。结果:两种模型均成功拟合了约80%的听觉神经生长函数。阈值沿耳蜗阵列从顶端向基底增加,同时反应斜率和平台期下降。潜伏期在不同电极位置保持稳定。植入年龄显著预测神经反应斜率,较年轻的接受者表现出更陡峭的斜率,并随年龄增长而下降,尤其是在青春期后。在婴儿和幼儿中,斜率在五年的植入使用期间持续增加,表明生命早期的外周神经可塑性。老年接受者随时间斜率变化极小。尽管阈值随着设备长期使用而略有上升,但斜率和平台期在30岁后稳定,表明植入年龄而非刺激持续时间是听觉神经反应性的主要决定因素。结论和相关性:本研究引入了一个稳健且可扩展的框架,用于体内评估听觉神经功能和监测整个生命周期的外周可塑性。研究结果强调了早期人工耳蜗植入对保护神经健康和优化长期结果的关键重要性。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
如何标准化人工耳蜗使用者的eCAP分析,并表征听觉神经功能和可塑性随年龄及植入时间的变化?
核心机制
植入年龄是听觉神经反应性的主要决定因素,年轻个体表现出更陡峭的斜率和更高的平台,早期植入期间存在外周神经可塑性。
主要证据
来自169,159次eCAP记录的分析显示,儿童斜率随使用时间增长,而成人保持稳定;斜率与年龄线性拟合,并基于组织学数据推导出斜率与SGN计数的关系。
研究意义
基于模型的eCAP分析提供可扩展的方法来估计体内SGN存活,支持早期植入和个体化程序优化。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

数据收集与标准化

从多中心收集大量eCAP记录并应用自动化模型提取神经反应参数

回顾性收集7,416名用户的169,159次eCAP生长函数,使用两种非线性曲线拟合模型提取阈值、斜率、平台期和潜伏期,约80%成功拟合。

2

评估电极位置对神经反应的影响

分析eCAP参数随电极位置的变化,并比较电极阵列设计差异

绘制阈值、潜伏期、斜率和平台期随电极位置的变化,并比较HiFocus 1J和Mid-Scala电极阵列的差异。

3

年龄和植入使用时间的影响分析

确定年龄和植入持续时间对eCAP参数的影响

将eCAP参数按年龄和植入后时间分组,比较不同年龄组的纵向变化,并比较新用户和长期用户。

4

构建SGN存活估计模型

将eCAP斜率与组织学SGN计数关联,以估计体内SGN存活

基于eCAP斜率与年龄的线性拟合,结合文献中SGN计数与年龄的线性拟合,推导斜率与SGN计数的关系。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Advanced Bionics 人工耳蜗系统Advanced Bionics--
HiFocus 1J 电极阵列Advanced Bionics--
HiFocus Mid-Scala 电极阵列Advanced Bionics--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
eCAP记录和建模
使用Advanced Bionics设备;记录时间点包括术中和术后多个时间点;使用两种模型拟合,约80%成功拟合;排除非标准通道配置。
阅读提示:见Materials and Methods, eCAP Acquisition and Modeling
年龄和电极位置分析
年龄分组、电极通道位置、排除Clarion II设备;比较HiFocus 1J和Mid-Scala阵列。
阅读提示:见Results 和 Figure 1-4 legend
SGN存活模型
结合文献的SGN计数拟合方程与eCAP斜率拟合方程。
阅读提示:见Discussion 和 Figure 5 legend