《Frontiers in Neuroscience》：Implications of phase difference and amplitude ratio from intracochlear and extracochlear electrocochleography in normal-hearing guinea pigs
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本研究通过对比耳蜗内外电极记录的耳蜗电图（ECochG），系统分析了耳蜗微音电位（CM）的相位差和振幅比在评估人工耳蜗植入手术所致局部耳蜗创伤中的价值。实验发现，基于两个固定耳蜗内电极记录的CM相位差与振幅比组合模式可敏感反映基底膜力学改变及毛细胞功能状态，为术中实时监测耳蜗创伤提供了新的电生理学指标。
引言
人工耳蜗（CI）是治疗重度至极重度感音神经性听力损失的有效手段。许多患者在植入前仍保留部分低频残余听力，但耳蜗电极阵列植入过程可能因机械创伤、炎症反应或基底膜（BM）力学改变导致残余听力丧失。耳蜗电图（ECochG）可记录声刺激下毛细胞和听神经的电生理响应，其中复合动作电位（CAP）反映听神经同步放电，耳蜗微音电位（CM）则表征毛细胞膜电位去极化与超极化。本研究通过对比耳蜗外圆窗电极（El_Ex）与耳蜗内两个固定电极（尖端电极El_Ap和基部电极El_Bs）的ECochG记录，探讨CM相位差和振幅比在评估耳蜗局部创伤中的附加价值。
材料与方法
研究选取6只听力正常雌性豚鼠，行耳蜗造口术后植入定制电极阵列（尖端至基部长度3.5 mm）。ECochG记录采用纯音刺激（0.25–16 kHz），分别从El_Ex、El_Ap（距圆窗约4 mm）和El_Bs（距圆窗约3 mm）采集信号。通过快速傅里叶变换（FFT）分析CM振幅与相位，CAP振幅通过正反相信号叠加计算。设定CM相位差临界值（2 kHz: -0.25π, 4 kHz: -0.5π）和振幅比临界值（3.5），将响应分为四类组合模式。组织学评估包括耳蜗中轴切片毛细胞计数及侧壁创伤分级。
结果
- 1.
阈值与振幅特性：El_Ap记录的CM和CAP阈值均较El_Bs低5–10 dB（CM: p=0.003; CAP: p=0.03）。在0.25–8 kHz范围内，El_Ap的CM振幅为El_Bs的2–4倍（p<0.001），CAP振幅为El_Bs的2倍（p=0.02）。16 kHz时各电极响应无显著差异，与电极位于16 kHz特征频率区（约4 mm处）相符。
- 2.
相位差与振幅比模式：在2 kHz和4 kHz频率下，CM振幅比（El_Ap/El_Bs）中位数分别为6.86和3.56，相位差中位数分别为-0.13π和-0.32π。四类组合模式包括：
- •
模式1（小相位差+大振幅比）：见于动物20JWA28、29、31，提示El_Bs附近毛细胞功能受损，两电极均接收来自El_Ap apical区域的信号。
- •
模式2（小相位差+小振幅比）：未发现典型案例，理论对应两电极间毛细胞均受损。
- •
模式3（大相位差+小振幅比）：动物20JWA30在4 kHz响应中表现，提示耳蜗健康且两电极附近毛细胞功能完整。
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模式4（大相位差+大振幅比）：动物20JWA32（中度创伤）和33（重度创伤）可见，反映El_Bs区域选择性毛细胞损伤或电极-毛细胞距离差异。
- 3.
组织学关联：所有动物毛细胞计数正常，但20JWA32、33显示耳蜗造口处侧壁中度损伤。电生理阈值升高与组织学创伤程度一致，但部分相位差异常（如20JWA33的2 kHz响应相位差达-π）提示基底膜力学改变或内淋巴电位下降等非结构损伤机制。
讨论
CM相位差与振幅比的组合模式可间接反映耳蜗空间创伤特征：
- •
小相位差伴大振幅比（模式1）表明基部毛细胞功能丧失，电极记录信号均源于尖端健康区域。
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大相位差伴小振幅比（模式3）提示耳蜗功能正常，符合行波延迟理论。
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大相位差伴大振幅比（模式4）可能源于电极径向位移、基底膜固定或血供障碍导致的局部毛细胞功能抑制。
本研究局限性包括组织学评估仅基于中轴切片，可能未完全捕获基底膜力学变化；急性实验中电极-基底膜接触可能改变局部振动传播，进而影响相位差。未来需结合全耳蜗成像技术（如光片荧光显微镜）验证电生理指标与结构损伤的空间对应关系。
结论
耳蜗内双电极ECochG记录的CM相位差和振幅比可作为补充传统阈值的功能性指标，通过量化电极间信号来源一致性及局部毛细胞活性，为人工耳蜗植入术中耳蜗创伤的实时评估提供新视角。
