人工听觉脑干植入（ABI）是一种中枢听觉重建技术，通过直接在脑干蜗核处安置电极阵列，刺激听觉神经组织产生听觉，因此可以不受耳蜗或蜗神经病变的限制。多通道ABI诞生至今近30年，其适应证已从最初的神经纤维瘤病2型（NF2）患者扩大到重度内耳和（或）蜗神经畸形的先天性耳聋患者等，手术年龄也从成人降到幼儿。本文就ABI的原理、适应证、手术、并发症以及植入后听力改善效果等方面进行概述。
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人工听觉植入是近30年来医学进步的最重要标志之一，其通过手术将电子装置完全或部分埋植到体内从而改善听力。对于重度以上感音神经性听力下降，通过电信号刺激听觉神经组织是唯一的听觉重建方案。人工耳蜗植入（cochlear implantation，CI）作为该方案的代表技术，目前已广泛应用，使数十万患者重获听觉。不过，仍有3.2%~7.0%的重度以上耳聋患者因耳蜗严重畸形和（或）蜗神经发育不良而无法接受CI［1, 2］，只能依赖人工听觉脑干植入（auditory brainstem implantation，ABI）恢复听觉。
1979年，美国House耳科研究所团队将一球形电极放置于一例神经纤维瘤病2型（neurofibromatosistype 2，NF2）患者的耳蜗核复合体处，通过电刺激产生听觉，标志着（单通道）ABI的出现［3, 4］。但不久后，由于电极移位，患者无法继续感知声音，这也促成了涤纶网辅助固定结构的形成，并一直沿用至今（图1A）。同期研究还发现，植入的电极增加到3个时，患者能更清楚地感知声音，尤其对音高的识别，表明蜗核存在音频的拓扑空间结构。因此，1991年德国汉诺威Laszig等［5］报道了多通道ABI植入的研发，随后多通道ABI渐渐取代单通道ABI进入了临床，直至目前的12~22个电极（不同公司的ABI有所不同，但基本与该公司同代CI产品的刺激通道相同），电极阵列也变成扁平状板样结构，通常长度在3~8 mm、宽度在3~6 mm、厚度在1 mm以内。
由于ABI的听觉重建效果不甚理想，考虑到声音的高频反应区域位于耳蜗神经核的表面之下，无法被板状的表面电极有效刺激。因此，一种穿透式ABI（penetrating auditory brainstem implantation，PABI）电极阵列结构被构思出来（图1B），期望能通过刺入耳蜗神经核的微电极实现更有效的电刺激［6］。2008年Otto等［7］的研究发现，PABI可以降低ABI的阈值，激活高频听力，但患者言语识别率与传统ABI相比并未明显提高，该电极植入时对蜗核的创伤以及难以精准定位可能是潜在的原因。近年，有团队围绕着柔性材料进行新型ABI电极的设计及实验室研究［8］，期望能更贴合蜗核表面结构，实现更有效的神经元刺激。
受制于产品市场准入、治疗费用及手术风险等因素，ABI植入在我国内地临床上开展较晚，直到2019年起才由上海第九人民医院吴皓教授团队正式开展［9］，并初步取得满意结果。
ABI装置的组成与CI装置类似，分为体外部分和植入部分。体外部分包括麦克风、言语处理器和经皮发送器线圈，植入部分包括接收刺激器和植入电极阵列。ABI装置通过麦克风收集外界的声音，随后在言语处理器内进行动态范围调试并根据激活通道的数量进行声音重组，并将编码后的信号通过经皮线圈传入至植入体内的接收刺激器。体内的接收刺激器将上述信号转化为电刺激，传至与其连接的电极阵列，并刺激蜗核，最终产生听觉。
人体的（耳）蜗核位于脑干临近延髓和脑桥交界面的侧部，主要分为腹侧核及背侧核，每个亚单位都有独特的拓扑结构，蜗核中听觉神经元的数量也各有不同。两者均接受来自同侧耳蜗听神经的支配，来自听神经的信号经过耳蜗核的处理，由不同类型的耳蜗核神经元向包括同侧橄榄核、对侧橄榄核以及下丘的高级中枢核团投射，耳蜗核对声源定位、识别声音间隔以及背景噪音下信息的提取等高级听觉功能都至关重要。
目前，全球已有超过2 000例患者接受ABI手术，其中儿童患者逾300例［10, 11, 12, 13］；其适应证从最初仅针对NF2患者，逐步扩大到其他无法进行CI的非NF2患者。同时，ABI植入的手术年龄限制也从“18岁以上”降至“12月龄以上”［1］。对于先天性耳聋患儿的建议手术年龄也与CI相同。
ABI的适应人群为无法通过CI重建听觉的双侧重度或极重度的听力障碍者，主要病因包括［11, 12, 13］：（1）肿瘤性，主要是指桥小脑角肿瘤等引起的严重蜗神经病变，如NF2、无法保留术后蜗神经的唯一听力耳听神经瘤等。（2）先天性耳蜗、蜗神经严重畸形者，主要包括迷路未发育、初级听泡、耳蜗未发育、蜗神经未发育，以及CI植入后效果不佳的共同腔畸形、耳蜗发育不良、不完全分隔Ⅰ型；蜗孔闭锁、蜗神经发育不良等。（3）炎症或外伤性，如脑膜炎等原因引起的耳蜗骨化，外伤后耳囊骨折和蜗神经撕脱中断等。而以下几种情况不考虑行ABI植入：（1）因上层听觉中枢损伤导致的耳聋；（2）解剖异常，如第四脑室侧隐窝周围的脉管畸形，影响电极植入者；（3）患者个体情况差，或由于肿瘤、脑积水和其他状况导致无法耐受手术；（4）患者对于手术植入效果有不切实际的期望；（5）植入体过敏、排异者。
对于拟行ABI手术的患者，需要进行多学科的全面评估，使得患者及其家属对ABI的手术风险、听觉重建效果有充分的认识，了解言语听觉康复的必要性，从而获得最大收益。
因ABI电极的靶点位置-脑干蜗核位于第四脑室外侧隐窝内（Luschka孔），手术径路通常采用迷路径路或乙状窦后径路［11, 12, 13］。迷路径路多用于NF2等肿瘤患者，其术野宽敞，可同时实施肿瘤摘除，是直接通向第四脑室侧隐窝的最佳角度（图2A，B）。而乙状窦后径路多用于先天性非肿瘤性患者（图2C~F），虽然该径路在探寻第四脑室外侧隐窝时难度更大（需要下压小脑、视角更倾斜），但其优点在于手术区域无需累及中耳、乳突，无需封闭咽鼓管或鼓窦，且不受面神经走形变异等影响。
由于ABI电极的精确放置决定了听觉重建效果，考虑到肿瘤患者的局部结构多被肿瘤压迫变形，而非肿瘤患者多伴随蜗神经等畸形，且蜗核位于Luschka孔内，难以辨识；因此，术中电诱发听性脑干反应（eABR）辅助定位蜗核是一种常用技术（图3）［14, 15, 16］。同时，术中也应对面神经、舌咽神经、舌下神经、迷走神经等进行监测，以观察植入电极电刺激蜗核时是否会影响到周围的其他神经核团，出现非听觉反应。
除外同期肿瘤摘除后引起的并发症，如脑出血或脑干损伤等，ABI术后最常见的并发症则是脑脊液漏（1%~20%）、面神经麻痹（1.8%~5.3%）、后组颅神经麻痹（6.6%）、伤口感染（0.9%~1.9%）、脑膜炎（0~3.3%）等，以及开机后非听性感觉反应（23.4%~73.0%，如呼吸心率变化、眼球震颤、面肌痉挛、舌体疼痛、肢体异常活动等）和电极移位［17］。多数并发症可在保守观察、积极对症治疗后好转，非听觉反应若程度不重可通过电极参数设置优化后解决或好转。若有难治的脑脊液漏或严重的电极移位，需再行手术进行修补或调整。本中心在近年实施的13例ABI患者中（1例NF2及12例先天性严重内耳、蜗神经畸形耳聋患者），无脑脊液漏、面神经麻痹、伤口感染等并发症，正式开机后仅2例患者暂时出现非听觉反应（2/13），予以关闭少量电极后好转。
与CI类似，ABI一般建议在植入后4~6周进行开机，后继的调机时间也基本相同。在ABI第1次开机前，通常建议先在手术室内进行一次预开机，仔细观察电极电刺激时相邻颅神经核团的反应（若有异常，可及时干预），并可根据eABR结果进行初步的电极参数预设。考虑到ABI电极植入时几乎不可能将各电极放置在其频率特异性的位置上，因此术后音调匹配在分频调试中尤为重要［18］。
ABI的听觉重建效果与其病因类型相关。对于肿瘤患者，主要是NF2人群，患者间的术后听觉功能差异较大，仅有约10%的患者能获得较好的开放式词识别，约20%的患者甚至无法获得音感，但肿瘤的大小和手术年龄似乎与预后无关［13， 19, 20, 21, 22, 23］。此外，部分NF2患者会在前期接受放射外科治疗，不过这些患者ABI植入后的听觉效果与其他NF2患者相似，说明ABI也能可靠地应用于此种情况下［24］。大多数通过ABI获得音感的患者在结合唇读训练后，在植入后3~6个月可获得较好的语句识别能力，平均可提高30%［25］。尽管这些患者的客观检查提示听觉获益有限，但大多数患者主观上却认为ABI对其生活或多或少有所帮助。Lloyd等［26］回顾文献后发现，平均仅13.2%的NF2患者在植入后不佩戴ABI。同时发现，ABI的听觉获益会在几年内持续改善，这点与CI植入不同（大部分患者在植入后第1年就基本接近最佳效果）。
相对地，非肿瘤患者的听觉重建效果普遍更好。Colletti等［27］报道非NF2的语后聋成年人的开放言语识别率平均为59%（10%~100%），明显好于NF2患者（5%~31%）。Sennaroğlu等［28］报道重度内耳畸形患儿中有46.7%在ABI植入后获闭合词识别，20%获开放词识别。系统评价研究显示，非肿瘤患儿ABI植入后的听觉、言语能力均可逐渐进步，约50%的患儿听觉行为分级量表（CAP）得分在5年后可达4分以上，但患儿如果存在发育迟缓等其他问题，会影响ABI植入效果［12］。Colletti等［27］对64例植入ABI的患儿进行了长达12年的随访，发现这些患儿的听觉感知能力得到明显改善，其中11%可以通过电话交谈，而31.3%可以实现开放式的语音识别。本中心近期12例低龄儿童的ABI植入，早期的术后听觉重建效果已达到预期。
整体而言，ABI植入后的听觉重建效果仍不如CI，尤其在肿瘤患者中［11， 21, 22, 23， 26］。导致该现象的原因可能不仅在于手术技术，电极的刺激模式和信号编码策略的差异也是重要影响因素，毕竟耳蜗核的声音编码比耳蜗更为复杂，而且耳蜗核中的听觉环路结构尚不明确；因此电极的电刺激存在局限性，容易受到相邻通道串扰，导致竞争性途径的激活等。因而，近年ABI的研究主要聚焦于如何更好地刺激蜗核以及产生有效听觉，努力提升ABI植入的效果。有学者在继续进行电极优化，如穿透式微电极［29］、柔性电极［8］等；有学者基于光遗传学控制听觉刺激的理论［30］，围绕视蛋白技术进行新型人工脑干植入装置的研究。
ABI是一项依然在发展和需要逐步完善的人工听觉技术；因此，在国内继续积累一手临床数据，组建医研产团队，加速推进该装置的国产化，对深入开展人工听觉领域的相关研究有着重要意义，也使未来有更多耳聋患者能够受益。
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