人工電子耳簡介
馬偕醫院 許筱曼/林鴻清
˙人工耳蝸的歷史發展˙認識人工電子耳
˙人工耳蝸的歷史發展
人工耳蝸的構想是藉由微量電流刺激殘存聽神經。這裡有個前提便是重度感音性聽障者，其主要病理因素為耳蝸毛細胞的損失，但之後的聽覺神經傳導路徑是完整(intact)的，因此人工耳蝸就像是取代耳蝸的功能直接刺激聽神經（精確
地說就是 spiral ganglion cell）而完成訊息傳送到大腦皮質的整個路徑。
1.如何恰當地重現聲音的頻率(frequency)及強度(Intensity)？這關係著語言聽知覺的品質。
2.一般重度以上的感音性失聽都會失去大部分耳蝸毛細胞，連帶影響spiral ganglion cell 的殘存數量，因此如何判定最低限度需要多少的spiral ganglion cell 的殘存量，才能達到最佳語言辨識率？
為了回答以上問題，就有了以動物實驗為主的基礎研究。剛開始是以單一電極直接刺激腦幹中的神經核，發現光是這樣不夠，因為只有時間錄碼 (time coding)且頻率刺激最高只達500 pulses/s。必須再加上位置錄碼 (place coding) 因此便想到將一連串的多個電極放置耳蝸內，藉由耳蝸的神經纖維有分頻（tonotopic）的特性，達到place coding。
一般而言需考慮下列項目
1.失聽程度
（1） 在純音聽力閾值上呈現重度到極重度感音性失聽（1k Hz以上，大於90分貝）
（2） Speech test:開放式單音字詞分數＜40%
（3） 客觀式聽力評估(objective assessment)
尤其對於五歲以下的幼兒。項目有SSEP(Steady state evoked potential)或ABR(Auditory brainstem evoked potential)
3.助聽器的評估
至少配戴六個月以上。
在Speech test中，開放式單音字詞分數＜40%，即助聽器未能提供良好助益，才開始考慮評估人工耳蝸能否有所幫助。在某些重度失聰的兒童，甚至會優先建議使用觸感式助聽器 (vibrotactile aids)輔助。總之人工耳蝸的植入是最後一步考慮。
4.電腦斷層攝影
主要目的為確定耳蝸構造完整兩圈半，因為有時失聰的病因是耳蝸先天性構造不全，如Mondini dysplasia（只有大概一圈半的耳蝸）還有Michal’s deformity則是根本沒有耳蝸。由於耳蝸發育不全，會考慮到可能其聽神經纖維也有數量不足的問題而影響植入成效。
另外就是需要觀察耳蝸是否有骨化或纖維化的現象，因為這會影響植入的深度。以現階段技術而言有些患者骨化或纖維化的現象難被確定，所以在術中才發現迷路有某種程度的骨化（成人約14-15%；小孩約35%）因此使用核磁共振掃瞄(MRI)配合三度空間影像重組或許是未來可行的術前檢查方法。
5.鼓室岬刺激測驗 (promontory stimulation test)
目的是先行測試殘存聽神經的反應。目前較少應用。
6.對人工耳蝸有適當期待
一般人對人工耳蝸的錯誤期待是以為可以馬上聽見聲音，而父母會以為小孩
植入人工電子耳後馬上會開口說話。這些都需事先澄清，確定患者或父母瞭
解對聲音及語音的辨識都需要一段時間的術後復健。
其他在術前醫療評估上還要考慮一些人工耳蝸植入的非適應症 (contraindication)例如無法控制的中耳炎、自閉症、智能遲緩及中樞聽神經病變。尤其在術前聽力評估中，懷疑是中樞聽神經病變時，就不能當作是適當的植入對象。
因此在整個評估流程上，當確定沒有上述的非適應症且助聽器未能給予適當增益就可以進一步去評估是否人工耳蝸對個案能有所幫助。這部份由醫師負責，但相關臨床人員也需要有一點概念。大致而言，在耳後做出切口，頭皮皮瓣剝開露出顳骨及乳突 (mastoid)，執行乳突鑿開術，再找出顏面神經隱窩並擴大之。確定圓窗(round window)位置所在後，以鑽石鑽頭磨開耳蝸進入鼓室階 (scala tympani)。在於顳骨後方磨出一圓形平底的凹陷，作為人工耳蝸內線圈的固定位置，電極線 (electrode array)沿著圓窗前之耳蝸開腔口置於鼓室階，以Neucleus 24型為例：整條電極線除了有蝸內電極22個，還有10個支持性電極，在植入過程中，只要算有多少電極還在外面，就知道植入的電極數。
在人工耳蝸植入手術完成後，還必須針對外在配備-語言處理器 (speech processor)進行一些設定之後，人工耳蝸才開始真正在運作，這樣設定的過程稱作mapping。
通常在術後三個禮拜即進行「開機」；也就是首次mapping。在首次的mapping前有一些準備工作，包括review手術記錄及術後X光攝影，目的是瞭解電極植入的狀況、徑路深度、位置、數目、是否有電極線扭曲等等，以作為mapping時的參考（7）。
語言處理器其實就像是小型的微電腦。通過我們設定的一些參數值，將外在環境中的聲音或語音轉換成電流。如同先前所提及如何恰當地擷取訊息(signal)並重現。有下列三項特點：
（1）spectral coding:在正常的耳蝸中，是藉由活化外毛細胞及基底膜的”tonotopic”特性而有spectral coding。在多頻道人工耳蝸則是藉由不同電極的刺激而有不同的音調(pitch)高低的感知
（2）Temporal coding : 主要是聽神經被激發(firing)的時間之延遲
（3）Intensity coding : 在一般聽覺系統中聽覺訊息的強度與被激發的神經纖維數目及個別神經纖維被激發的數目有關這樣的動態範圍(dynamic range) 可達100dB
Mapping的過程是一種心理物理學的測量。目的就是希望透過參數的設定，讓植入者能舒適地接收外在聲音刺激。其中最基本的參數介紹如下：
(1)T-level (Threshold level)：
如同純音聽力檢查中找尋受試者的最小可聽閾值。T-level指以最小的電流
量可讓植入者有聲音的感知。
(2)C-level (maximum comfort level)最大舒適閾值
電流刺激所產生的聲音雖大聲但還在可以忍受的範圍內
(3) Dynamic range
T-level與C-level的數值相減即是。
以上這些參數都是根據每一個別電極的反應去設定，設定好之後就是完成一個程式(program)。植入者就是藉著這個程式接收並辨識聲音刺激，由此可知參數設定的恰當與否關係著植入者的聽的品質。例如動態範圍設定太小；也就是說C-level很接近T-level，這樣植入者就會感受到聽到的聲音都很微弱；又例如將C-level設定過高，則會感受到聲音很大聲。
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˙認識人工電子耳
由以上人工電子耳的歷史發展我們可以瞭解如何篩選植入人工電子耳的適任者(candidate)是非常重要的課題。以確保聽障者能從這套設備得到最大的助益，也就是說良好的術後成效有賴於嚴謹的術前評估篩選。
★術前評估
★手術方法 (Surgery)
★術後聽能復健—語言處理器的設定
那麼如何透過電刺激刺激聽神經達到有效的語言聽知覺？接下來所提的一些基本問題是需要加以思考的。
2.聽障病史：如聽障的病因，聽障持續時間(duration)等。因為失聰持續時間與
病因都會影響螺旋神經節細胞(spiral ganglion cells)數量與speech perception。失
聰時間愈長，降低神經細胞的數目與功能愈明顯。不同的失聰病因會導致耳
蝸內不同程度的骨質增生與內淋巴液的化學變化。骨質增生將造成電極植入
的困難造成部份植入(partial insertion)，內淋巴液的化學變化則影響電流在耳蝸
內的分佈。
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