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全球助听技术的应用现状和发展

目前助听器在全球的应用最广,其次是人工耳蜗。在我国每年有几十万听障患者使用助听器,几千听障患者植入人工耳蜗,但相对于2780万听力残疾人而言却是很小的数目。人工中耳、骨锚式助听器、混合植入、直接声学耳蜗刺激、听觉脑干植入等在全球大部分地区才刚刚开始使用。同时,助听技术的应用和临床听力学及听力服务的发达程度密切相关,听力技术的不断发展需要更多的听力学专业人员和更好的听力学专业服务,这一点在发展中国家包括中国尤为重要。

作者:冯定香 曾高滢 张 峰
全球约有2.78亿听力障碍人士需要听力服务和助听技术。助听技术是指能帮助听力障碍患者改善和提高听觉能力,进而提高与他人交流能力的工具、设备、装置和仪器等[1]。最早的助听技术可以追溯到17世纪末的集声器,此后助听技术随着耳科学、临床听力学、自然科学技术的发展而不断提高。经过一百多年的发展,目前主要包括已在临床上广为应用的助听器、人工耳蜗植入技术、人工中耳技术、骨锚式助听器技术以及其他一些正在尝试阶段的助听技术等。各种助听技术在以下方面各具不同:定义和特点、发展过程和时代、适应证、临床应用的广度和范围、成本和市场前景等。目前全球得到听力服务和助听技术帮助的人群在少数国家达40%,在大部分不发达国家为10%以下。助听技术的不断开发和应用,为听力障碍患者的听力康复带来了变革,大大提高了他们聆听的效果和生活质量。
1 助听器
助听器实质上是一个电声放大器,原理是一个或两个麦克风拾取环境声信号并将其转化为电信号,通过放大器放大,由受话器将电信号还原为声信号传至人耳。现今,可编程数字技术已普遍应用在各大助听器公司的多数产品中。助听器的发展经过了集音时代、炭精时代、真空管、晶体管、集成电路、微处理器和数字助听器时代。市场增长的一个主要动力是产品技术革新,历史性的创新包括电子放大器、模拟可编程设备、方向性麦克风、数字技术、开放耳验配技术和无线技术等。1959年,纽扣电池使得助听器实现耳内化;1988年,运用当时的集成电路技术使得模拟声信号处理的电路在助听器上使用;1988年,可编程助听器问世;1996年,100%数字耳背式助听器问世;2007年,第一台运用无线技术双耳验配的助听器诞生[2]。
助听器是目前针对感音神经性聋、部分混合性聋以及少部分传导性聋的主要干预措施,价格在几百元到几万元人民币之间不等。据统计,目前全球约有4000万听障患者使用助听器,仅2009年,就有近900万听障患者验配助听器。研究报告指出,助听器市场正以5%的年增长率在扩大[2]。助听器仍旧是目前应用最广泛的助听设备,也是全球使用最多的人工助听技术 。
2 人工耳蜗
人工耳蜗是一种替代受损的内耳毛细胞直接刺激听觉神经,使患者产生听觉的医学电子装置。人工耳蜗主要来自澳大利亚、奥地利和美国。该系统主要由植入耳蜗部分的植入体(包括植入电极及接收器)和外置的传输线圈、言语处理器和麦克风组成。声音由麦克风接收后转换成电信号再传送至言语处理器将信号放大、过滤,并由传输线圈传送到接收器,产生的电脉冲送至相应的电极,从而刺激听神经纤维兴奋并将声音信息传入大脑,产生听觉。
早在1790年,就有研究发现通过电刺激听神经可以产生声音的感觉。19世纪50年代,可用于直接刺激听神经的电极产生。1972年第一台与单导人工耳蜗相配套的声音处理器问世,1984年第一个多导人工耳蜗系统被美国食品药品监督管理局(Foodand Drug Administration,FDA)批准应用于成人和1岁以上的儿童。2005年,第一个全植入式人工耳蜗(totally implantable cochlear implant,TICI)投入临床试用[3]。
对于病变部位位于耳蜗、不能受益于特大功率助听器的双耳重度或极重度聋患者,可以选择人工耳蜗植入。对于全聋患者来说,人工耳蜗植入是唯一有效的治疗方法,但是,人工耳蜗手术植入的适应证对成人和儿童的标准略有不同。
人工耳蜗价格昂贵,每台售价约在2.5万美元以上,加上手术费用及康复语训花费,总共的费用大概需要10万美元[2]。手术需要在全麻下进行2小时左右,术后伤口愈合需要一周左右时间。术后伤口愈合2~4周后,病人要回到医院接受外部设备的安装和调试。
据统计,全球现在约有19万耳聋患者使用了人工耳蜗,2009年人工耳蜗植入的数量为3万。研究报告指出,人工耳蜗市场正以15%的年增长率扩增[2]。
3 人工中耳
人工中耳(middle ear implant,MEI)是将中耳植入体附着在耳内可振动部位(如听骨链)或耳蜗(如前庭窗、蜗窗),通过将声波的能量转换成机械振动,将放大的神经冲动传到大脑,提高听功能的装置。根据振动子产生振动的原理不同,人工中耳装置分为压电式和电磁式[4]。
人工中耳的研究由来已久,1935年Wilska的实验中通过线圈的磁场使放在鼓膜上的铁片振动,带动鼓膜振动,声音传导到内耳。20世纪70年代开始了中耳植入装置真正被植入中耳的研究。如今,人工中耳已普遍应用于临床及研究。一般情况下,人工中耳植入需要完整的听骨链,大多数的人工中耳装置还需要一个外部耳背式的类似于麦克风的处理器,用于收集声信号,将其转化为电信号并传导给振动子。
人工中耳适用于各种原因导致的轻至重度感音神经性听力损失、其他治疗或助听装置效果不理想的患者[4]。与传统助听器相比,人工中耳能有效避免耳模带来的闭塞感;植入体与麦克风相距很远,因此没有声反馈或啸叫的困扰;没有耳道感染或者过敏的情况;处理高频较好,符合对聆听音乐要求较高患者的需求。另外,因为外部的装置很小,藏在头发内,耳内植入体是完全隐形的,有一定的美观度。当然,人工中耳不可能替代传统助听器,但却是一种有益的补充。
人工中耳植入的装置和手术费用一般在1.5~2万美元左右。手术在全麻下进行,需要2小时左右,术后患者需要留院观察2~3天,开机在术后2个月左右。根据患者情况、不同公司的产品或者手术的程序不同,患者的自然中耳可能被保留或破坏。据有关统计,目前全球人工中耳植入人数有9500名,2009年一年的植入人数为1700名[2]。
因为不同公司人工中耳的技术不同而且发展非常迅速,它将在一定程度上削弱助听器和人工耳蜗市场,瓜分两者的市场份额。有研究报告预估,人工中耳的市场增长率将达到20%[2]。
4 骨锚式助听器
骨锚式助听器(bone anchored hearing aid,BAHA)是一种需要手术植入的通过骨导途径助听的装置,它主要由3部分组成,分别为金属钛螺钉植入体,外部连接桥基部分以及声音处理器。声音处理器拾取声刺激,将声音振动传导给与其连接的桥基部分,由连接桥基传导至植入在颅骨内的钛螺钉,从而振动颅骨和耳蜗,刺激内耳听神经产生听觉。1977年,第一例钛螺钉植入人体骨骼中,展开临床试验。1999年,骨锚助听器问世22年后,才获得FDA的批准,适用于传导性和混合性听力损失的5岁以上儿童和成人;2001年,FDA批准可为患者双耳植入骨锚式助听器[5];2002年,批准用于单耳听力损失患者[6]。
骨锚式助听器适用于各种原因导致的传导性或混合性听力损失,无法或者不愿意使用传统助听装置者。同样,单侧聋患者也可以通过该技术进行听力康复。适应证中还要求患者骨导阈值好于45 dB HL,言语识别率大于60%。虽然和人工中耳的作用原理不同,但骨锚式助听器同样没有堵塞外耳道、耳异物感或感染过敏情况,大大降低了声反馈啸叫的发生,与传统的骨导式助听器相比,BAHA的声音传送效率更高,音质更好。
BAHA装置费用一般在4000~6000美元,包含手术费用等需要15000美元。植入钛螺钉与头骨乳突骨质融合需要2~6个月时间,手术过程中,不会破坏组织。目前全球有79000名患者植入BAHA,虽然被FDA较晚允许应用于临床,但经过多年的实践与改进,BAHA在国外已经被广泛使用,在国内也逐渐开始应用。仅2009年一年,全球就有15900名患者植入此类装置。据估计骨锚式助听器的市场增长率正以每年20%的速度上升[2]。
5 其他助听技术
5.1 混合植入式(hybrid cochlear implant,HCI)
混合植入式(HCI)包括人工耳蜗植入体和传统助听器两部分,耳蜗植入只保留一个电极,植入耳蜗部分长度仅为6 mm,刺激处理高频部分[2]。优点是保留低频听力。有研究表明,借助助听器只有25%的言语理解度的病人在混合式植入的情况下,言语理解度能提升到70%。
5.2 直接声学耳蜗刺激(direct acoustic cochlear stimulation,DACS)
直接声学耳蜗刺激是一种特殊的人工中耳,适用于重度到极重度非人工耳蜗适应证、传统助听器和骨锚式助听器配戴效果不佳的患者。其包括一个镫骨假体和附着在镫骨上的附件[2]。这种技术与传统助听器和骨锚式助听器相比,能使患者产生更好的听觉反应。
5.3 听觉脑干植入体(auditory brainstem implant,ABI)
累及面神经和听神经的II型神经纤维瘤(NF-II)导致听力损失的患者不能受益于人工耳蜗治疗时,可以通过听觉脑干植入(ABI)直接刺激耳蜗核,手术植入可在纤维瘤切除时进行[2]。目前此项技术正在进一步研究阶段。
5.4 听觉中脑植入体(auditory midbrain implant,AMI)
患有II型神经纤维瘤的病人植入听觉脑干装置后,有部分出现言语感知受限的问题,这可能是因为神经瘤切除过程中,损伤到了听神经核。因此,可进行听觉中脑植入(AMI),刺激听觉中枢,代替受损的耳蜗核[2]。目前,此项技术也处于研究阶段。
5.5 通过遗传学或干细胞技术再生耳蜗毛细胞
科学家于1986年发现鸟类能在28天内完成听毛细胞的再生和替换,因此开始了通过遗传学或干细胞技术再生耳蜗毛细胞的基础研究工作,但是人们在研究人类听毛细胞时还需要解决很多问题。
6 结语
目前助听器在全球的应用最广,其次是人工耳蜗。在我国每年有几十万听障患者使用助听器,几千听障患者植入人工耳蜗,但相对于2780万听力残疾人而言却是很小的数目。人工中耳、骨锚式助听器、混合植入、直接声学耳蜗刺激、听觉脑干植入等在全球大部分地区才刚刚开始使用。同时,助听技术的应用和临床听力学及听力服务的发达程度密切相关,听力技术的不断发展需要更多的听力学专业人员和更好的听力学专业服务,这一点在发展中国家包括中国尤为重要。
从总的趋势来看,一方面助听技术的发展趋势将充分发挥数字化、芯片化的优势,继续向自动化、智能化、无线化、互动化、多功能的方向高速发展,核心是让患者更好地听到、听清楚、听得舒服;另一方面对听力学专业人员和听力学专业服务的需求也会越来越多,全球听力学专业人员将以较合理的成本为患者提供方便快捷的听力服务,同时力求满足每个个体的个性化需求,不断提高听障患者的整体满意度。
参考文献
[1] 韩德民.人工助听技术.中国医学文摘(耳鼻咽喉科学),2009,24(2):61-62.
[2] Christoph Gubler CFA.Hearing aid sector report.2010 Vontobel Equity Research,2010.
[3] 杨仕明,申卫东,曾凡钢.听觉植入的研发和临床应用进展.中国听力语言康复科学杂志,2011,3:8-18.
[4] 宋炳楠,蔡超,李永新.人工中耳发展技术.国际耳鼻喉头颈外科杂志,2008,32(6):348-350.
[5] 雷磊,冀飞,郗昕,等.骨锚式助听器的发展与应用.中华耳科学杂志,2003,1(4):38-41.
[6] 李洁,赵守琴.骨锚式助听器的研究进展.听力学及言语疾病杂志,2009,17(2):175-177.