基于调谐曲线的鉴别耳蜗内外毛细胞损伤及其频率分布的无创方法研究

The incidence of cochlear diseases increased year by year. Due to the wide variety and complex mechanisms, there is no effective specific detection method nowadays. In order to solve the problem of personalized clinical diagnosis of cochlear disease, this project proposes a non-invasive method for the identification of cochlear hair cell injury and its frequency distribution based on tuning curves. Our research procedure is arranged as follows: 1) In order to assess the function of the inner hair cell and its afferent nerves, we propose a non-invasive detection method of compound action potential tuning curves (CAP TCs). 2) We will collect the psychophysical tuning curves (PTCs), CAP TCs, and stimulus frequency otoacoustic emission suppression tuning curves (SFOAE STCs) in normal hearing humans. Based on the experimental data, we will set up the quantitative relationship and the mathematical models of the frequency selectivity in the auditory transmission pathway from the aspects of behavior, auditory nerve, and cochlea. 3) We propose a non-invasive method for the identification of cochlear hair cell injury and its frequency distribution based on the experimental data of the CAP TCs and SFOAE STCs in the subjects of clinical hearing impairment, including auditory neuropathy and noise-induced hearing loss. The non-invasive detection method proposed in this study is important to clinical application, which provides a clinical method to follow up the hearing changes and frequency distribution in patients with different cochlear diseases.

耳蜗疾病发病率逐年增长，由于其种类繁多、发生机制比较复杂，目前尚未提出有效的特异性检测方法。为了解决临床诊断耳蜗疾病个性化的问题，本项目研究基于调谐曲线的鉴别耳蜗内外毛细胞损伤及其频率分布的无创方法。具体包括：1）提出评估耳蜗内外毛细胞及其传入神经功能的无创听神经复合动作电位调谐曲线检测方法；2）根据正常人耳心理物理调谐曲线、刺激频率耳声发射抑制调谐曲线、无创听神经复合动作电位调谐曲线的实验数据，建立听觉传输通路从行为学、听神经、耳蜗三个水平对频率选择特性评估结果的量化关系和数学模型；3）结合噪声性耳聋和听神经病患者的刺激频率耳声发射抑制调谐曲线、无创听神经复合动作电位调谐曲线的实验数据，提出鉴别耳蜗内外毛细胞损伤及其频率分布的无创方法。本课题拟开展研究的无创检测方法具有重要的临床应用价值，为临床上追踪各类耳蜗疾病患者的听力变化以及频率分布提供了方法依据。

耳蜗疾病发病率逐年增长，由于其种类繁多、发生机制比较复杂，目前尚未提出有效的特异性检测方法。为了解决临床诊断耳蜗疾病个性化的问题，本项目研究基于调谐曲线的鉴别耳蜗内外毛细胞损伤及其频率分布的无创方法。取得的主要成果包括：（1）提出了一种基于调谐曲线的鉴别耳蜗内毛细胞损伤及其频率分布的无创方法，该方法实现了以无创的方式对人耳进行听觉功能检测，并同时实现复合神经动作电位阈值曲线和复合神经动作电位调谐曲线的综合检测。（2）建立了人耳听觉传输通路的数学模型，从而确定了听觉传输通路从高到低各个层面的频率选择特性的量化关系。（3）研究了老年性耳聋患者的耳蜗外毛细胞特征，实验结果表明：老年性耳聋左右耳的听力损失无明显差异，并且无论是代表耳蜗放大功能的耳声发射检测结果，还是代表更高级别的纯音平均听阈，都表现出高频的损失更严重，这说明老年性聋患者应该更关注高频听力损失检测结果。耳声发射相比较纯音平均听阈而言更为敏感且测试频域更宽，更具有频率的特异性。（4）探索了耳科疾病的早期干预方法，实验结果表明：音乐训练对于刺激声为高频时的行为学和听觉外周的频率选择特性具有一定的增强作用，能够使音乐家的听觉滤波能力更敏锐。而且，音乐训练对于行为学频率选择特性的增强作用相比较听觉外周频率选择特性而言更加明显。项目组在国内外重要学术期刊上发表相关论文共 11 篇，其中 SCI 检索论文 6 篇、EI 会议论文3篇。在国际国内重要学术会议上分组报告 4 次，举办学术研讨会 2 次。申请国家发明专利 2 项，目前均处于公开阶段；授权1项国家实用新型专利，授权2项软件著作权。培养研究生 7 人，其中4名毕业硕士生，3名在读硕士生。