短聲和短音誘導豚鼠SP-AP電位的比較△

魯海濤 龔樹生

總和電位(summating potential, SP)是耳蝸內非線性機制的多種成分反應的總和，對于其來源和生理意義現在還缺乏充分的認識。目前多采用短聲(click)和短純音(tone burst)誘導SP-AP復合波以顯示SP的特點。短聲誘導SP-AP復合波多用于臨床，記錄電極放置在鼓膜下環處，也有放置于鼓岬者，操作相對簡單，記錄時間短，患者易接受，但缺乏頻率特異性，不能反映特定部位的耳蝸功能狀態。短純音誘導的SP-AP復合波多用于動物實驗研究，記錄時間長，AP不典型，不便于SP波和AP波的比較。因此，短音(tone pip)誘導的復合動作電位因其具有頻率特性好、時程短等優點，逐漸用于臨床測試和動物實驗研究，但對于短音誘導的SP-AP復合波的研究，目前還未見報道。本研究觀察了正常豚鼠短音誘導的SP-AP波變化特點，以期加深對SP波的生理特性及應用價值的認識，報告如下。

1 材料與方法

1.1實驗動物 選用健康、耳廓反射靈敏的雜色豚鼠20只(40耳)，體重300～400 g，雌雄不拘，分為2組，每組10只，分別采用短聲和短音刺激。

1.2實驗方法 動物以10%水合氯醛4.5 ml/kg經腹腔注射麻醉后，置于熱水袋上，雙側下眼瞼下方及頸部備皮，固定頭部，插入氣管套管，經腹側入路開放聽泡。銀球記錄電極放置于右側耳蝸圓窗龕，參考電極置于同側頸部肌肉，地線置于下唇。圓窗電極引入EGG放大器，放大后的信號由IHS聽覺誘發儀信號處理儀處理，計算機顯示波形。短音及短聲由IHS聽覺誘發儀信號處理系統產生，短音頻率為0.25、0.5、1、2、4、8 kHz,強度為10～110 dB SPL，每10 dB一檔遞降，刺激重復率17.1次/秒，增益100 k，極性交替刺激，疊加1 024次，濾波帶通100～1 500 Hz，時程3 000 ms，上升/下降時間1.5 ms。 Blackman包絡短聲時程0.1 ms， 濾波帶通100～3 000 kHz，疊加1 024次，強度10～110 dB SPL，每10 dB一檔遞降,刺激重復率17.1次/秒，增益30 k。

1.3測量方法 SP波峰與AP波N1波峰同向時，定義為負SP波，反之為正SP波；SP波幅以基線到波峰計算，SP波潛伏期為刺激起始點到曲線偏移點時間(圖1)。

圖1 SP波振幅和潛伏期的測量方法

1.4統計學方法 采用SPSS軟件行單因素方差分析(One-Way Anova)進行統計處理。

2 結果

2.1SP波與刺激聲強度的關系 兩種刺激聲誘導的SP波均在較高聲強時才出現，其閾值為76.67±4.33 dB SPL。

2.2SP波與刺激聲頻率的關系 在低頻短音(250、500 Hz)刺激時，由于AP波分化差，SP波不易辨認，因此把該頻率數據排除在外[1]。短聲和其余頻率短音在較高聲強時誘導的SP-AP波波形分化好，SP波較易辨認(圖2～6)。隨聲強的降低，SP波逐漸消失。

圖2 click聲誘導的SP-AP復合波

圖3 1 kHz tone pip誘導的SP-AP復合波

圖4 2 kHz tone pip誘導的SP-AP復合波

圖5 4 kHz tone pip誘導的SP-AP復合波

圖6 8 kHz tone pip誘導的SP-AP復合波

2.3SP波振幅變化特點 刺激聲強為100 dB SPL時，短音誘發的SP波振幅在1～2 kHz處較高，然后逐漸下降，在8 kHz時，有部分動物出現+SP波(表1，圖7)。

圖7 8 kHz tone pip誘導的+SP-AP復合波

2.4SP波潛伏期變化特點 刺激聲強為100 dB SPL時，短音誘發的SP波潛伏期隨著刺激頻率的增加，潛伏期逐漸縮短，click誘導的SP波潛伏期最短(表1)。

2.5SP/AP比值 刺激聲強為100 dB SPL時，短音誘發的SP/AP比值在1 kHz時最高，但仍小于0.27，而click誘導的SP/AP比值最低(表1)。

3 討論

臨床上更多采用鼓膜電極記錄SP-AP復合波，本研究采用了圓窗電極，盡管比前者更有侵入性，但它更靠近記錄的電場，記錄電極的阻力更小，對局部電流的變化記錄更準確更清晰，有利于精確的觀察SP波的變化。目前認為SP來源于：①基底膜的非線性振動，其證據是膜迷路積水時，可以使基底膜振動不對稱而產生優勢-SP；②內、外毛細胞，負SP來源于內毛細胞，正SP來源于外毛細胞。李興啟等[2]研究認為圓窗電極記錄到的SP是內外毛細胞正負SP之代數和，而選擇性破壞內毛細胞或外毛細胞時SP都會發生極性變化[3，4]。

表1 刺激聲強為100 dB SPL時各頻率短音和短聲誘發的SP、AP波振幅、潛伏期及SP/AP比值(n=20耳)

注：*與click聲誘導的SP振幅比較，P<0.05

目前臨床上主要采用短聲誘導SP-AP復合波，通過-SP/AP值來判斷耳蝸功能的變化[5～7]，但短聲頻譜寬，缺乏頻率特異性，不能反映耳蝸不同部位的內外毛細胞功能。短音是周期數固定、外包絡呈菱形的一段正弦波，瞬態特異性好，能夠誘導分化較好的AP波，同時還具有較好的頻率特異性。因此本實驗采用短音誘導SP-AP波，雖在250、500 Hz SP-AP波形分化相對差，不易辨認，但在1 kHz以上時就能誘導出較好的SP-AP波。-SP波振幅在2～4 kHz時達到最大值，隨著頻率的增加，-SP波振幅開始減小，在8 kHz時，部分動物出現了+SP波。這顯示短音誘發的SP波有很好的頻率特異性，可以較好反應耳蝸不同部位毛細胞的功能。

目前研究認為在聽神經病患者短聲誘導的SP-AP復合波出現優勢-SP(-SP/AP >0.4)[8],其原因是傳入聽神經纖維沖動失同步化所致，但難以定位其確切的病變部位。有研究者[9]發現在聽神經病患者中，采用短音刺激記錄的耳蝸電圖, 有助于鑒別聽神經病突觸前或突觸后的病變：病變在突觸前者，SP潛伏期延長，其后無突觸電位(dendritic potential,DP)；病變在突觸后者，SP潛伏期正?；蚩s短，其后有DP波。本研究發現各個頻率短音誘導的SP/AP比值仍小于0.27，而SP波潛伏期隨刺激聲頻率的增加而縮短，這種SP波和AP波的變化特點可為進一步鑒別聽神經病的發病部位提供參考。

(致謝：在實驗及論文寫作過程中得到了李興啟研究員的指導與幫助，特此表示感謝。 )

4 參考文獻

1 Stengs CH, Klis SF, Huizing EH, et al. Cisplatin ototoxicity. An electrophysiological dose-effect study in albino guinea pigs[J]. Hear Res,1998,124:99.

2 Li XQ, Lu YY, Sun JH, et al. Changes of summating potentials in the guinea pig cochlea aftear impulse sound exposure[J]. Chin J Acoustics,2003,4:297.

3 Durrant JD, Wang J, Ding DL, et al. Are inner or outer hair cells the source of summating potentials recorded from the round window[J]. J Acoust Soc Am,1998,104:370.

4 Smith CA, Davis H, Deatherage BH, et al. DC potentials of the membranous labyrinth[J]. Am J Physiol,1958,193:203.

5 段家德, 汪吉寶. 聽神經病患者的耳蝸電圖特征[J]. 臨床耳鼻咽喉科雜志,2002,16:605.

6 于黎明, 顧瑞, 楊偉炎. 聽神經病患者耳蝸電圖-SP、AP幅度分析[J]. 中華耳科學雜志,2004,3:194.

7 Baba A, Takasaki K, Tanaka F, et al. Amplitude and area ratios of summating potential/action potential (SP/AP) in Meniere's disease[J]. Acta Otolaryngol,2009,129:25.

8 Lu Y, Zhang Q, Wen Y, et al. The SP-AP compound wave in patients with auditory neuropathy[J]. Acta Otolaryngol,2008,128:896.

9 Mcmahon CM, Patuzzi RB, Gibson WP, et al. Frequency-specific electrocochleography indicates that presynaptic and postsynaptic mechanisms of auditory neuropathy exist[J]. Ear Hear,2008,29:314.