0～12歲嬰幼兒童聽覺皮層誘發電位應用研究進展

裘若琪 徐飛

1 引言

聽覺皮層誘發電位（cortical auditory evoked potential，CAEP），是中樞和外周聽覺系統經聽覺刺激和電刺激產生的電位，也稱長潛伏期聽覺誘發電位（auditory long latency response，ALR），潛伏期在50～500 ms。CAEP不是一個單一現象，而是一系列時間重疊的波或成分，代表來自各種皮質源的活動，具有反映皮質的感覺、判斷、思考、記憶等功能的作用［1］。隨著電反應測聽技術的不斷發展，人們對CAEP波形等成分的研究不斷深入，CAEP 在電反應測聽術中具有一定優勢，可評估人工聽覺植入體等聽覺康復手段的效果，反映聽覺傳導通路的完整性和功能，評估聽閾和言語感知能力，同時也可用于評估聽覺發育水平等。由于聽障兒童的聽覺早期干預尤為重要，但嬰幼兒的配合困難導致主觀聽力測試的結果可靠性較低。CAEP 測試可為聽障兒童的康復提供較好的幫助，本文對CAEP在0～12歲嬰幼兒童的研究進行綜述。

2 0～12歲嬰幼兒童CAEP的特點和參數設置

2.1 特點

CAEP分為內源性成分和外源性成分，內源性成分主要為失匹配負波（mismatched negativity，MMN）和P300等，外源性成分主要為P1-N1-P2。新生兒、嬰兒的MMN與成人相比有一定差異，表現為正向波，稱為失匹配反應（mismatch response，MMR）。5～12 歲兒童和成人MMN結果沒有統計學差異，潛伏期在150～300 ms，振幅在0.5～5 μV；但新生兒的MMN與成年人相比，振幅降低，潛伏期延長，且早產兒MMN 潛伏期比正常新生兒更長［2，3］。P300的兩種測量結果也與年齡相關，與成人相比，學齡兒童的P300潛伏期延遲，振幅降低；但嬰兒中尚未發現類似成人經典且清晰的P300波形，而類似成人P300成分的波峰潛伏期也表現為延遲［4］。正常成年人P1-N1-P2主要由3部分組成，P1（潛伏期約為50 ms）和P2（潛伏期約180～200 ms）均為正波，N1（潛伏期約80～100 ms）為負波。0～7 歲兒童的P1-N1-P2 波（P1-N1-P2-N2 波）由較大的正波P1構成，其潛伏期比成人N1波有約100～150 ms的延遲［5］。然后是負波N2，可以在200～250 ms可視化［6］。P1波后還有一個較寬的負波N1b（潛伏期約為200 ms），部分兒童在N1b 波前還會出現一個N1a 波［1］。N1a 波出現的頻率與年齡呈正相關且與N1b的潛伏期與年齡呈負相關，但兩者振幅均與年齡無關［7］。隨著年齡的增長以及大腦各區域的成熟，P1-N1-P2 波的潛伏期和振幅也會發生變化。在嬰幼兒期，N1波與P1波重合，N1會隨年齡增長出現并獨立分化，潛伏期相對較長，而P1波表現出明顯的潛伏期縮短、振幅減小的趨勢，發育至18 或19 歲達到成人水平。在嬰幼兒期，P2 與P1 融合，P2 的潛伏期與年齡呈正相關，至2歲時接近成人水平，但振幅與年齡呈負相關［7］。N2的潛伏期和振幅在10歲左右相對穩定，后續隨年齡增長振幅減小，成年后消失［8］。

2.2 參數影響

由于CAEP的結果會受到刺激強度和頻率、刺激間隔時間、信噪比、電極位點、大腦半球、受試者狀態、聽覺經驗等因素影響，因此，對于不同受試群體設置特異性測試參數顯得尤為重要。表1 可見0～12 歲嬰幼兒童的推薦測試標準［1，5，9，10］。該推薦標準的刺激速率可以避免神經不應期對CAEP振幅的影響，刺激信號極性可以減少偽跡干擾，同時言語作為刺激信號可以更有效地評估助聽器效果［5］。

表1 0～12嬰幼兒童CAEP測試的推薦測試標準

3 CAEP在0～12歲嬰幼兒童群體的臨床應用

3.1 診斷和監測0～12歲嬰幼兒童聽覺發育程度

CAEP反映了初級和次級聽覺皮層的神經電活動，并能提供有關聽覺處理中涉及生物過程的其他信息。由于不同年齡段兒童的CAEP 各成分潛伏期和振幅具有一定特性，因此它們可以在臨床上用于評估是否有聽力損失兒童的聽覺成熟度、聽覺能力和言語可聽性。Romero等［9］將0～6 歲兒童分成不同年齡段，研究CAEP 外源性成分潛伏期和振幅的變化，并建立了參考值。他們發現P1 潛伏期在0～6 歲保持穩定，6 歲開始顯著減??；而P1振幅在5歲后下降，說明CAEP的振幅隨聽覺成熟的發生而降低。P2 振幅隨年齡的增加，波幅減小，表明參與P2產生的皮層區域也發生了成熟過程。澳大利亞政府機構國家聲學實驗室（national acoustic laboratory，NAL）開發了一種CAEP響應捕獲裝置，稱為HEARlab System，該裝置可以在捕獲CAEP的同時減少噪聲和偽跡，檢測并對應答進行自動統計分析，無需根據檢查者的主觀判斷和經驗解讀應答。Brito等［11］使用骨振動器作為聲換能器測量新生兒的CAEP，并繪制出60 dB nHL強度和閾值下各頻率CAEP 潛伏期和振幅曲線，該研究證實了HEARlab System的有效性。

3.2 評估0～12歲嬰幼兒童的康復效果

3.2.1 人工耳蝸植入術后效果評估 語言發育行為評估是評價人工耳蝸植入（CI）效果的重要指標，但它不適用于嬰幼兒。3.5歲以下CI兒童，P1潛伏期在CI激活后3至6個月之間達到正常值，而在7歲后接受CI的兒童即使經過多年刺激后，P1 潛伏期或波形也不能恢復正常［12］。因此，CAEP可作為客觀的測量方法檢測0～12歲嬰幼兒童的言語辨別能力，有效評估CI后效果。CI時間越長P1潛伏期越短［13］。一側CI后的該側聽力可能正向影響第二個植入耳的P1潛伏期。說明聽覺經驗的增加可能會影響中樞聽覺通路的成熟，對于連續雙側CI的個體（第1次一側CI平均年齡為3.4±0.7歲），第2次術前中樞聽覺通路的成熟程度可能會影響第2 次植入結果。MMN 也可用于康復過程中的聽覺皮層監測，其結果對語言評價的行為度量具有顯著預測作用。Ibraheem 等［14］報道了5～10歲兒童中CI后表現良好的個體均存在MMN，表現較差的個體中有87.5%存在MMN，表現良好者的潛伏期較短，振幅較大，MMN面積較大。劉一迪等［15］發現P1潛伏期與聽覺任務難度和術前殘余聽力呈正相關，與CI時間和植入前配戴助聽器史呈負相關；MMN潛伏期與聽覺任務難度呈正相關，與CI時間呈負相關。此外，不同頻率信息的刺激信號在聽覺皮層會呈現出特定的編碼模式，從而觸發不同的CAEP 反應。CAEP 的潛伏期和振幅能夠客觀反映聽覺皮層對不同頻域信息的處理能力，將為改進CI編碼策略提供理論依據［10］。

3.2.2 助聽器及雙模式助聽效果評估 由于缺乏有效的行為信息，聽力學家可能傾向于保守地為聽障新生兒和幼兒選擇助聽器。CAEP 是一種較好地評估助聽器配戴效果的工具?？捎糜跈z測無論是否使用助聽器都不能提供有效行為反應的嬰兒對語言刺激的反應［16］。郭倩倩等［17］發現如果不能在55 dB SPL 刺激強度下引出CAEP所有波形，則說明助聽器驗配效果不理想，需要重新調試。Leite等［12］通過比較7～12歲感音神經性聽損兒童助聽前后的CAEP結果發現，使用助聽器后可以改善CAEP的振幅和波形分化。一側耳使用助聽器，另一側CI，即雙助聽模式也是目前重要的聽覺康復手段，但該模式同樣存在難以評估言語發育水平的問題。在1～5.75 歲接受雙模式助聽干預的個體中，接受雙模式助聽與接受單側CI相比，P1和MMN的潛伏期均顯著縮短，振幅表現出增大趨勢，說明雙側耳接收的信號模式雖然不同，但不會互相干擾，雙模式助聽具有雙耳聆聽優勢［18］。

3.2.3 康復領域的其他應用 大腦產生的腦電信號可以控制人體運動功能，目前已經實現通過轉換提取到的CAEP內源性成分的特征值控制外部康復設備，如康復機械臂、輪椅等，適用于腦卒中、腦癱、脊髓損傷等患者［19］。此外，CAEP 也被應用于診斷和評估精神類疾病，如孤獨癥、抑郁癥等精神障礙類疾病，腦梗死、卒中后認知障礙、胼胝體膝部梗塞等注意力相關精神疾病。

3.3 客觀聽力閾值的預估

CAEP 閾值已被證明與行為閾值密切相關。CAEP的生長函數有望替代單一水平檢測進行客觀聽閾估計。由于兒童CAEP形態多變，光譜特征可能比傳統的峰值選取方法更穩健，因此，Mao等［20］使用時間和光譜CAEP特征生成特征生長函數。他們將峰值振幅、均方根、峰值光譜功率和峰值鎖相值（phase lockking value，PLV）這4 個特征與刺激水平聯系起來的函數用來計算客觀的聽力閾值估計值，通過計算客觀估計和行為決定閾值間的差異評估每個特征的性能，結果發現峰值PLV特征表現最好，平均閾值誤差為2.7 dB，與受試者行為閾值的標準偏差為5.9 dB。很好地檢驗CAEP 生長函數預估聽閾方法的準確性和臨床相關性。

4 典型疾病中CAEP的應用

4.1 聽神經病的檢測及評估

聽覺神經病變譜系障礙（auditory neuropathy spectrum disorders，ANSD）是一種聽力障礙，其特征在于外毛細胞功能正常，而聽覺神經系統異常。ANSD 患兒可能有學習障礙、中樞性聽力障礙、行為障礙，如果診斷不正確將造成不可逆的后果［21］。ANSD患兒通常表現出比根據聽力損失程度預期的更差的言語感知能力，由于CAEP可以反映聽覺皮層水平上的聽覺辨別能力，能更好地理解和表征ANSD 患兒的言語感知困難［22］。Emami等［23］發現參與其測試的6～10 歲ANSD 患兒中有35.7%表現出正常的P1反應，而剩下的64.3%均表現為P1潛伏期延遲。由于P1潛伏期反映了整個外周和中樞聽覺通路中突觸延遲的總和，因此可根據中樞聽覺系統的生長不足和不成熟程度，以及在聽覺功能的執行中表現出的病變程度判斷兒童是否患有ANSD的可能。該研究也說明人工耳蝸相比助聽器更適合ANSD患兒康復。Saki等［24］發現P1存在于參與測試的無ANSD聽障兒童中，而在CI手術前，只有52%的ANSD 兒童記錄到P1。在所有參與測試的ANSD 兒童中，P1 潛伏期顯著降低，P1 振幅在不同時間點顯著改善。非ANSD組P1潛伏期和振幅分別明顯短于ANSD 組。此外，52%的ANSD 兒童在CI 2年后表現出比其余ANSD 兒童稍短的P1 潛伏期和更大的振幅。說明CAEP可用作CI后ANSD兒童聽覺皮層成熟的客觀指標和言語感知表現的預測因子。

4.2 診斷中樞聽覺處理障礙兒童

中樞聽覺處理障礙（central auditory processing disorder，CAPD）兒童的聽力雖然正常，但在處理聽覺信息方面有困難。CAPD可通過行為測試進行臨床評估，但由于測試結果可能受到注意力、動機和認知能力等非聽覺因素的影響。故CAPD 的診斷標準并沒有被普遍接受。但電生理測量方法可以在一定程度上減少認知能力對測試結果的影響，其中CAEP能使人們更好地了解聲學信息刺激下中樞聽覺系統的運作。CAPD兒童的N2潛伏期延長和振幅降低，這可能是因為CAPD 兒童的皮層發育不成熟，也可能是抑制處理缺陷的表現［25］。CAPD 兒童CAEP有更長的潛伏期和更小的振幅［26］，特別是N1和N2波，可能有助于更好地識別CAPD兒童。

5 展望

CAEP已經越來越多地被用于兒童的聽力研究，利用其不同成分的潛伏期和振幅特點，可監測兒童的聽覺發育程度，有利于重建聽障兒童的聽覺能力。此外CAEP還可用于評估人工耳蝸植入、雙模式助聽及助聽器干預后效果，診斷和評估精神類疾病，預估客觀聽閾，檢測和評估聽覺障礙等。在客觀測聽中，CAEP（比皮層下電位更可能與刺激的感知相對應）與行為閾值的相關性似乎與ABR 和聽覺穩態反應（ASSR）相似或更好［16］。在特定人群中，如聽覺神經病變患兒，由于短期電位需要神經同步，使用CAEP測得電生理閾值便成為唯一可靠的電生理學程序［27］。雖然CAEP測試仍缺乏不同年齡段兒童的參考值，在嬰幼兒身上較難記錄，且在實際操作中的解讀需依靠檢查者的主觀判斷和經驗，但隨著未來電生理技術的深入發展，CAEP 測試會不斷被優化，并被廣泛地應用于臨床研究。