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人工耳蜗技术:重获声音的科技奇迹

2026-03-04 11:47
来源:澎湃新闻·澎湃号·湃客
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本微信公众平台由上海市科委(18dz2307400)和上海市卫健委(JKKPZX-2024-A06)科普项目资助,获2022年度上海科普教育创新奖三等奖,2023年度上海医学科技奖二等奖。

编者按:

耳朵是我们聆听世界的窗口。听力损失,影响的不仅是声音,更是生活的质量与亲情的沟通。

2026年3月3日是第27次全国“爱耳日”,主题为“全民科学爱耳,共护听力健康——安全用耳、健康成长”。围绕这一主题,本平台推出爱耳日特辑,旨在普及听力健康知识,倡导全生命周期健康管理理念。

我们将重点关注:

安全用耳:远离噪声、药物等致聋风险,养成健康生活习惯。

儿童康复:强调早发现、早干预,倡导全面康复理念。

老年听力:普及听力检测与助听器验配知识,关心长辈听力健康。

提升全民听力健康水平,需要你我的共同参与。敬请关注系列内容,让我们一起,科学爱耳,守护健康!

听觉,是人类感知世界并进行交流的重要渠道,这一能力对社交互动、认知发展及心理健康至关重要。然而,全球范围内有数亿人因先天或后天因素丧失了这种感知能力。世界卫生组织2021年《世界听力报告》指出,目前全球约有4.3亿人受到中度及以上程度听力损失的影响。

人工耳蜗作为一项革命性技术,自20世纪70年代第一代产品问世以来,历经数十年发展,截至2022年全球已成功植入超过100万例,帮助数十万听障人士重新感知声音,重新建立与社会的联系。

什么是人工耳蜗

人工耳蜗是一种植入式电子听觉装置,由体内植入部分和体外言语处理器组成,专为重度或极重度感音神经性听力损失患者设计。与传统助听器仅放大声音不同,人工耳蜗通过电刺激直接作用于听觉神经,绕过受损的耳蜗毛细胞,将声音信号转换为电信号传递至大脑,实现听觉重建。

1. 人工耳蜗的组成结构

体外部分:佩戴于耳后,包括:

麦克风:捕捉环境声音

言语处理器:将声音转换为电信号,进行滤波、压缩等处理,提取语音信息

发射线圈:通过磁力吸附在头皮表面,无线传输信号给体内装置

体内部分:需通过手术植入颅骨和内耳,包括:

接收/刺激器:植入耳后皮下,接收信号并解码为电刺激信号

电极阵列:细小的电极导线,植入耳蜗内,通常有12-24个电极触点

2. 与传统助听器的核心区别

特性

人工耳蜗

传统助听器

作用机制

电刺激听神经,绕过受损毛细胞

放大声音,依赖残余毛细胞功能

设备结构

体内植入+体外处理器

无植入部分,仅外部装置

干预效果

可重建基本听觉功能

仅改善声音强度感知

人工耳蜗的核心原理是替代受损的耳蜗功能。当耳蜗内的毛细胞因疾病、药物或老化等原因大量丧失功能时,人工耳蜗的电极阵列可直接刺激螺旋神经节细胞,将声音信号转化为神经冲动传至大脑,使患者重新感知声音。

人工耳蜗能解决什么问题

人工耳蜗主要解决重度至极重度感音神经性听力损失,这是由内耳毛细胞或听神经损伤引起的听力障碍。具体而言,人工耳蜗能够:

1.恢复基本听觉功能:帮助患者感知环境声音,如门铃声、敲门声等,提高对危险信号的警觉性。

2.改善语言理解能力:成人语后聋患者术后6个月平均言语识别率可从10%提升至66.7%,显著提高日常交流能力。

3.促进儿童语言发育:对于语前聋儿童,早期植入(1岁前)可使语言能力接近健听儿童水平,而延迟干预(如3岁以上)会导致语言发育滞后,与健听儿童差距扩大。

4.提高生活质量:患者社交能力、心理状态和独立性均得到改善,孤独感和抑郁情绪减少,整体生活满意度显著提高。

5.增强教育与职业机会:儿童患者可正常融入学校教育,成年患者就业率和工作效率提升,社会生产力增加。

什么人适合做人工耳蜗

人工耳蜗适用于特定人群,主要基于听力损失程度、类型、年龄及康复潜力等因素评估。

1. 适用人群分类

(1)语前聋患者(儿童)

•听力损失程度:双耳重度或极重度感音神经性聋,1kHz及以上频率听阈≥80dB HL

•最佳植入年龄:

◦黄金期:1-3岁(神经可塑性最佳)

◦窗口期:4-6岁(仍可获得良好效果,但需加强康复训练)

◦特殊病例:6个月以下(如严重耳蜗骨化需提前干预)

(2)语后聋患者(成人)

•听力损失程度:双耳重度或极重度感音神经性聋,1kHz及以上频率听阈≥70dB HL,助听器使用言语识别率≤50%

•年龄限制:无绝对上限,90岁患者若身体状况良好也可植入

•植入时机:耳聋时间越短效果越好,一般建议耳聋发病3-6个月后植入

•感染控制:中耳炎需控制后才能植入

值得注意的是,人工耳蜗并非适用于所有听力障碍患者。对于传导性耳聋(如鼓膜穿孔或听骨链中断),需先通过中耳手术解决,而非直接植入人工耳蜗。此外,对于听神经缺如或严重脑白质病变患者,人工耳蜗植入效果有限,需谨慎评估。

人工耳蜗技术有什么不足之处

尽管人工耳蜗技术已取得显著进步,但仍存在一些局限性,同时未来发展空间广阔。

现存技术弊端

•频率分辨率不足:目前人工耳蜗多通道设计(12-24通道)仍无法完全模拟自然耳蜗的20,000+频率分辨能力

•嘈杂环境识别率低:成人植入者在安静环境下的言语识别率可达70%以上,但在嘈杂环境中可能降至30-50%

•音乐感知困难:对音高、音色和节奏的辨别能力有限,音乐欣赏体验不佳

•听觉训练周期长:儿童需2-3年系统训练,成人需3-6个月适应期

•听力效果不稳定:约10-15%患者术后效果不佳,可能与耳蜗结构异常或神经损伤有关

•社交不便:体外设备可能影响美观,需向他人解释特殊情况

人工耳蜗技术是重度听力障碍患者的"听觉重建者",通过电刺激直接激活听神经,帮助患者重新感知声音,改善生活质量。这一技术的核心价值在于为传统助听器无效的患者提供了重建听觉的可能。

随着技术的不断进步,人工耳蜗正从"能听见"向"听得清"、"听得好"发展。未来,我们有望看到更智能的声音处理系统、更持久的植入体设计和更广泛的适用人群范围。对于每一位重度听力障碍患者而言,人工耳蜗不仅是医疗技术的奇迹,更是重新融入有声世界的桥梁。在专业医生的指导下,结合患者个体情况做出明智选择,人工耳蜗将为更多听障人士带来希望与改变。

作者介绍

何景春

主任医师 博士研究生导师 颞骨侧颅底解剖中心主任

上海交通大学医学博士、美国纽约州立大学博士后,意大利著名Gruppo Otologico耳科及侧颅底外科中心Fellow,从事本专业20余年。

擅长耳显微外科、侧颅底外科,精于成人及小儿各类中耳病变、耳聋、眩晕、面神经疾病、人工耳蜗植入、听神经瘤、颅底肿瘤、腮腺肿瘤,以及耳内镜、鼻内窥镜、儿童鼾病等耳鼻咽喉科内镜微创治疗。

”新华耳源性眩晕”

原标题:《【爱耳日特辑之九】人工耳蜗技术:重获声音的科技奇迹》

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