在利用电诱发复合动作电位评估神经健康时，脉冲相位持续时间和相位间间隔之间的相互作用

《EAR AND HEARING》：Interplay Between Pulse Phase Duration and Inter-Phase Gap in the Assessment of Neural Health With Electrically Evoked Compound Action Potentials

　　耳蜗植入术（CI）效果依赖于听觉神经状态，研究通过延长相位持续时间（PD）和间隔（IPG）评估其对电诱复合动作电位（eCAP）的影响，发现PD对延迟的影响更显著，且短PD下IPG效应与神经存活相关性更高。病理学显示，随着聋盲时间延长，SGC存活率下降，而eCAP参数（如斜率、动态范围）与存活率呈正相关。临床建议采用短PD（如30μs）结合IPG效应评估神经健康，并开发基于LIF的预测模型。

　　在研究中，科学家探讨了耳蜗植入（CI）技术中电刺激脉冲参数对听觉神经状态评估的影响。耳蜗植入是一种用于严重至极重度感音神经性听力损失的治疗方法，其效果依赖于听觉神经的状况。当听力丧失发生后，听觉神经通常会退化，而这种退化状态对于评估CI的有效性至关重要。电刺激脉冲的形状和参数调整可能会影响神经反应的检测，特别是通过电诱发复合动作电位（eCAP）的变化来判断神经存活情况。eCAP是整个听觉神经对电脉冲的反应，可以作为评估神经状态的一种手段。

研究假设，增加脉冲相持续时间（PD）可能会产生与增加相间间隔（IPG）相似的效果，即通过时间上分离去极化和复极化过程来减少动作电位的抵消效应。为验证这一假设，科学家对不同条件下的听觉神经进行了eCAP记录，并使用固定电荷的双相脉冲刺激，同时调整PD和IPG。他们分析了六种eCAP指标，包括五个由振幅增长函数（AGF）得出的指标和N1潜伏期。研究还考察了PD和IPG变化对听觉神经细胞（SGCs）存活率的影响。

实验对象是40只实验性聋的豚鼠，分为正常听力（NH）组、三周聋（3WD）组、六周聋（6WD）组和七周聋（7WD）组。这些豚鼠在不同的时间点被植入电极阵列，并在终止后进行eCAP记录和组织学分析。研究发现，PD对潜伏期的影响比对其他五个指标的影响更大，但与神经存活率的相关性不如IPG。此外，IPG效应随PD的增加而减弱，因此在较短的PD下，IPG效应与神经存活率的相关性更强。特别值得注意的是，潜伏期随PD的增加而显著上升，这表明第二个相的刺激对eCAP有重要贡献，尤其是在神经存活率较低的情况下。

在统计分析中，研究者采用重复测量方差分析（RM ANOVA）对六个eCAP指标进行分析，结果显示PD和IPG对eCAP指标有显著影响，且两者之间存在交互作用。大多数AGF衍生指标的IPG效应随着PD的增加而减弱，但潜伏期的PD效应与神经存活率的相关性在短PD下最强。进一步分析表明，当PD为30 μs时，IPG效应与神经存活率的相关性最强，而在较长的PD下，这种相关性逐渐减弱，甚至消失。

研究还发现，PD效应在某些指标上具有预测神经健康的能力。例如，当使用30 μs的PD时，eCAP指标如斜率、动态范围和潜伏期的变化与SGCs的存活率存在显著相关性。然而，对于其他指标，如振幅和阈值，PD效应的预测能力较弱。这可能是因为PD效应主要影响的是潜伏期，而其他指标更多地受到非神经因素的影响，如电极位置和电荷分布。因此，在使用PD效应评估神经存活时，建议结合其他eCAP指标，特别是IPG效应，以获得更全面的评估。

研究进一步探讨了PD对IPG效应与神经存活关系的影响。当PD较短时，IPG效应的预测能力更强，而在较长的PD下，这种预测能力减弱。这表明，在临床应用中，为了更准确地评估神经健康，应该选择较短的PD。此外，研究者还指出，对于临床CI用户来说，较长的PD可能导致电极阻抗增加，从而限制刺激电流的强度，因此在实际应用中需要考虑电极阻抗、刺激电流水平以及是否排除高阻抗电极触点等因素。

在讨论部分，研究者提出了一种可能的机制来解释IPG和PD效应。他们认为，IPG效应是由相间间隔的增加所导致的去极化和复极化过程的分离，从而减少复极化对动作电位的抑制作用。同样，PD效应则是通过延长相的持续时间，使得去极化和复极化事件的时间间隔增大，从而影响eCAP的反应。然而，PD效应的强度不如IPG效应，这可能是由于膜漏电性（leaky integrator）和神经反应的同步性下降等因素。

研究还提到，PD效应在某些情况下可能具有预测神经健康的价值，尤其是在潜伏期变化较大的情况下。然而，由于PD效应可能受到非神经因素的影响，因此在临床实践中，建议结合其他eCAP指标，如IPG效应，来更全面地评估神经状态。此外，研究者指出，为了准确测量潜伏期，需要较高的采样率（至少200 kHz），以确保测量的精度和可靠性。

总之，这项研究为耳蜗植入技术中电刺激参数的选择和听觉神经状态的评估提供了重要的理论依据和实践指导。它表明，虽然PD效应在某些情况下可以作为评估神经存活的指标，但IPG效应在较短PD下更具有预测价值。因此，在临床应用中，应优先考虑使用IPG效应来评估神经健康，特别是在选择PD时，应尽量使用较短的值以提高预测准确性。同时，研究还强调了在实际操作中需要考虑电极阻抗、刺激电流水平以及采样率等因素，以确保eCAP测量的可靠性和有效性。