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Djourno和Eyrices--人工耳蜗植入的开拓者

    人工耳蜗植入是耳聋治疗的一场革命,全世界已经有大约60000人植入了人工耳蜗,并且,对人工耳蜗的需求每年以20%的速度增长。虽然几个世纪之前就有关于电流刺激治疗耳聋的尝试,但真正为产生听觉而对耳蜗神经直接施加电刺激的首次报道则是在1957年,由法国科学家Andre Djourno和Charles Eyries共同完成。尽管人工耳蜗植入对耳科学产生了革命性影响,但起初这项开拓性工作并未引起世人足够的注意。虽然Djourno和Eyries被誉为人工耳蜗植入的第一人,但他们当初的工作细节以及后续事件导致的两人严重分歧却鲜为人知。
 Andre Djourno(1904-1996)
     1904年,Andre Djourno出生于阿尔及利亚的一个法国家庭,孩提时代移居法国巴黎。虽然他得到了科学与医学的双学位,但他投身于科学事业中。早期,他主要研究青蛙周围神经电生理学,发表了大量研究成果,其中很多是与他的合作伙伴Andre Strohl一道完成的。随后,他尝试将电流应用到医学领域,早期的发明包括连续监测脉搏的仪器、能将金属片从骨头上移开的高频电刺激、应用脑电图仪研究发作性嗜睡、应用电击除颤对触电死亡者进行生命复苏、电休克疗法治疗精神病等。Djourno还发现,直接电刺激隔神经可以产生人工呼吸,虽然这一发现并没有应用到临床上,但却引发了Djourno对神经修复的兴趣。
     Djourno制作及测试了可植入体内的感应线圈,这种线圈可用于远距离刺激或无线感应刺激。活动线圈和接地电极都植入动物的皮下,经皮而非穿透皮肤产生刺激。他首先将线圈植入兔子的坐骨神经,结果发现,刺激使兔子跳了起来。
     Djourno研究了遥感刺激的诸多问题,如刺激电极的生物相容性等。他发现,在较高频率刺激下,肌肉不收缩,而在较低频率刺激下,肌肉收缩产生疼痛,适宜的刺激频率是400Hz-500Hz。因为这一频率恰好在言语频率范围内,所以,Djourno开始用自己的声音作为遥控刺激信号。通过刺激耳蜗神经恢复听力的想法也许就来源于这一试验。虽然这一时期Djourno对听力学还没有产生过多兴趣,但是,他已经认识到了应用感应线圈刺激听觉系统的可靠性,他在1954年的一篇文章中写到:“治疗耳聋是感应线圈的潜在应用”。
 Charles Eyries(1908-1996)
     Charles Eyries也出生于阿尔及利亚的一个法国家庭。20世纪40年代早期他在巴黎完成耳鼻咽喉科的学习。Eyries发明了萎缩性鼻炎臭鼻症的治疗方法,因此,他很早就得到了学术界的承认。Eyries的方法,即为将移植物植于鼻底粘膜下,以缩小鼻腔的直径。根据随访报告,他的方法获得了成功。这一方法被称为“Eyries手术”,他因此而闻名于法国。虽然医学水平的提高使得萎缩性鼻炎的发病率降低了,但至今,Eyries手术仍被用于难治性萎缩性鼻炎臭鼻症的治疗。
     1953年,Eyries被任命为巴黎大学医学院耳鼻咽喉-头颈外科主任,他虽然从事临床工作,但对面神经解剖和发生学有浓厚的研究兴趣,并且撰写了面神经手术修复的文章。这一时期,Charles Eyries和Andre Djourno都对听力学没有投入过多的时间与精力,两人彼此相知,但二人从未见过面。
 从相识、合作到分道扬镳
     作为面神经修复方面的专家,Eyries曾诊治过一位病人。患者为男性,57岁,双耳大胆脂瘤,会诊前5天做了右耳手术,左耳也于数年前进行了手术。这两次手术都做了迷路切除,面神经也被切断了,结果导致双耳全聋和双侧面瘫。Eyries会诊后考虑进行面神经移植。但因残留面神经的直径过小,故很难实现神经的局部对位吻合。Eyries欲寻找合适的移植材料,当他与解剖学同事Andre Delmas谈到此事时,Delmas并没有给他找到合适的移植材料,但却给他推荐了Djourno及其电刺激产生听力的方法。虽然Eyries对恢复听力并不抱太大的希望,但还是与Djourno如约见面。二人商定进行合作,决定在面神经手术的同时植入电极进行耳蜗神经电刺激,希望患者能摆脱寂静的无声世界。
     植入电极手术于1957年2月25日进行。遗憾的是手术之前,没有邀请官方和伦理委员会参与,也没有充分考虑到组织相容性问题。Eyries成功地用胎儿的坐骨神经吻合了右侧面神经。术中发现耳蜗神经残端明显破碎。Eyries和Djourno将活动电极置于耳蜗神经残端,将感应线圈置于颞肌处。他们用每分钟15-20次的100Hz脉冲信号、交替出现的低频信号以及类似语言频率的语音信号进行测试,病人终于听到了声音,其强度辨别好于频率辨别,而语言识别率很差。术后,又请二位言语治疗师对患者进行了听力语言康复训练。数月后,病人能够区分高、低频刺激,能听到环境噪声及一些单词,但听不懂人的语言。
     几个月后,病人突然听不到声音了。手术探查发现,埋到颞肌里的电极焊接处断裂,该电极与地极相连。更换的第二个电极也出现了相同的问题。Eyries认为,电极断裂是Djourno的责任,他拒绝进行第三次手术。至此,Eyries不再参与这一项目的研究。经历了这次失败之后,Eyries和Djourno不再合作了。
     然而,Djourno仍锲而不舍地继续进行电刺激产生听力的研究。他将言语信号显示在示波器上,从而给学习说话的耳聋患者可视的生物反馈。在第一次尝试电极植入获得成功后,解剖学家Delmas建议Djourno将这一项目转化成一项商业,并提议由他申请该项目的专利权,并在资金方面将给于Djourno大力支持。Djourno是一位理想主义的学者,他不认为此发明可以获得巨额利益,他不善经商,拒绝申请专利。此时他又与另一位耳鼻喉科学家Rogger Maspetiod进行了一次移植手术,这是一位链霉素中毒的耳聋患者,此次医生没有将电极置于颞骨处,而是置于鼓岬上。由于病人对术后恢复听力不抱过多希望,随访中断了。再者经费问题,又困扰着Djourno,使他终于中止了听力康复的研究工作。解剖学家Delmas的学生、曾在Eyries的实验室工作过的Claud-Henri Chouard教授又开始了人工耳蜗的研究工作。他创制了第一个功能性多通道植入体。并宣称,这一灵感主要来源于Eyries的工作。因为相关文献全部是法文的,故美国的耳科医生和耳科学家对Eyries和Djourno的研究工作知道得很晚。1961年,William House是在读了一位病人提供的一篇非专业文章后才了解到这一研究情况的。House(1961)、Simmmons(1964)和Michelson(1970)都率领各自的研究小组致力于进一步发展人工耳蜗。后续的工作,都是在Eyries和Djourno研究的基础上进行的。1969年House与工程师Urban一起组织了一个耳蜗植入小组,并于1973年在美国耳科学会议上报告了3例接受人工耳蜗植入的病例。直到1984年美国食品与药物管理局才正式批准House耳研所研制的3M/House感应式单导人工耳蜗在临床应用。
     1957年2月25日Eyries和Djourno所做的电极植入被认为是世界第一例人工耳蜗。无论刺激的是耳蜗神经还是耳蜗组织,他们卓越的工作成绩都得到了普遍认同。在此之前,始于18世纪末期的对耳聋的电治疗已经被几代人描述过,Shah曾对此做过很好的回顾。以前工作的目的是,用电刺激治疗耳聋,或直接刺激耳蜗神经,或在耳蜗完整的病人用电刺激听觉装置,产生与声音类似的信号,再刺激耳蜗神经。1957年,二位性格倔强的学者合作将刺激电极放入颞骨内,作为一个经皮刺激的感应线圈植入物产生了功能,病人终于听到简单的声音了。Eyries和Djourno从相知、合作到后来的分歧,给后人留下诸多遗憾。如果他们继续合作研究,人工耳蜗可能比现在早几十年应用于临床。到目前为止,人工耳蜗经过几十年的发展已经使成千上万的聋人获得了有效听力,经过一段时间的训练后,可以进行正常交流,包括懂得谈话和欣赏音乐。如果没有人工耳蜗,这些聋人将永远生活在寂静之中!


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