不同部位参考电极诱发的豚鼠听性脑干反应差异分析*

刘文杰傅仲鹰刘淑芳陈玮伦

1吉林大学白求恩第一医院耳鼻咽喉-头颈外科(长春　130021)

不同部位参考电极诱发的豚鼠听性脑干反应差异分析*

刘文杰1傅仲鹰1刘淑芳1陈玮伦1

1吉林大学白求恩第一医院耳鼻咽喉-头颈外科(长春130021)

【摘要】目的分析不同部位参考电极诱发豚鼠听性脑干反应(ABR)的差异。方法健康豚鼠12只(24 耳)，分别采用双侧耳廓或双侧乳突作为参考电极，鼻尖部为接地电极，颅顶为记录电极，给予短声刺激，分别观察以耳廓和乳突为参考电极时的ABR波形、反应阈、潜伏期、波间期。结果两种部位参考电极记录的ABR反应阈，波Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ潜伏期，Ⅰ-Ⅲ波间期差异均无统计学意义(P＞0.05)。随着刺激声强减弱，参考电极置于双侧耳廓时，ABR波Ⅱ波形稳定、清晰，振幅下降幅度低于其他各波，最后消失;参考电极置于双侧乳突时，ABR波Ⅲ振幅下降幅度低于除波Ⅳ以外的其他各波，最后消失，同时Ⅱ-Ⅲ、Ⅲ-Ⅳ波间期缩短。在刺激声强下降20～40 dB nHL时，两种部位参考电极记录的ABR波Ⅳ振幅增大、潜伏期前移，Ⅲ-Ⅳ波间期缩短，此现象在双侧乳突记录的ABR波形中更显著。结论同等刺激条件下参考电极置于耳廓记录的ABR波Ⅱ和参考电极置于乳突记录的ABR波Ⅲ波形稳定易辨，两种部位参考电极记录的ABR反应阈、潜伏期、波间期无明显差异;以耳廓为参考电极记录的ABR波Ⅱ可作为豚鼠ABR反应阈的观察指标。

【关键词】听性脑干反应;潜伏期;阈值;耳廓;乳突

*白求恩医学科研支持计划--前沿交叉学科创新项目(2013105012)资助

听性脑干反应(auditory brainstem response，ABR)作为一种客观听力检查方法，在临床研究及动物实验研究中应用广泛。因豚鼠听觉灵敏，个体差异小，听泡较大，中耳与内耳的手术易于操作，成为实验听力学的主要研究对象［1］。动物实验中检测ABR时的电极放置位置多样，如:以颅顶为记录电极，耳垂或乳突为参考电极，对侧乳突、耳垂或鼻尖为地极等，记录的ABR多以波Ⅲ为主波［1～5］，也有报道以波Ⅱ、波Ⅳ或波Ⅴ为主波［6～8］。目前国内外尚无针对不同部位参考电极记录ABR的相关报道，为此，本研究拟采用电极片代替常用的针形电极，记录并比较不同部位参考电极诱发的豚鼠ABR波形、反应阈、潜伏期及波间期，旨在为相关实验研究提供参考。

1　材料与方法

1.1实验动物选用正常健康普通级纯白红目豚鼠12只(24耳) (吉林大学实验动物中心提供)，体重200～300 g，雌雄不限，耳廓反射灵敏，鼓膜完整，标志清楚。

1.2ABR测试在标准声电屏蔽室内豚鼠腹腔注射10%水合氯醛(150 mg/kg)麻醉后，于镇静睡眠状态下进行ABR测试(丹麦MEDSEN-MCU90型ABR诱发电位仪)，背景噪声＜30 dB A。剪掉每只豚鼠头颈部毛发，脱脂，涂电极膏，电极片电极置于耳廓前缘连线中点头顶皮肤作为记录电极，接地电极均置于鼻尖部，参考电极则分别置于双侧耳廓或双侧乳突，电阻及极间电阻均≤5 kΩ。左右耳分别给声，先后测试参考电极置于耳廓或乳突时的ABR。采用耳道插入式耳机，耳机置于豚鼠外耳道内3 mm，刺激声为疏密交替的短声(click)，刺激频率为21.1次/秒，带通滤波为100～3 000 Hz，叠加次数1 024次，分析波宽为12 ms，放大100 000倍。刺激声强从80 dB nHL开始，以10 dB为一档递减诱发ABR波形，直至无法引出可以重复的ABR波形，再以5 dB幅度提高刺激强度，以刚能分辨出可重复、波幅最大、最稳定、最后消失ABR波形的最低刺激强度为阈值，并重复3次，取其平均值作为反应阈。测试期间，豚鼠用电热毯保温，使肛温维持在37～38℃。

1.3统计学方法所得数据采用SPSS17.0统计软件及Microsoft Excel工作表进行统计分析，对以耳廓和乳突作为参考电极测得ABR数据进行Wilcoxon符号秩检验。

2　结果

2.1ABR各波引出率80 dB nHL短声刺激后，记录到的豚鼠ABR由4～6个波组成，即Ⅰ～Ⅵ波;以耳廓和乳突为参考电极分别记录的各波引出率见表1，随着刺激声强降低，波Ⅴ、Ⅵ引出率较低，波Ⅰ～Ⅳ引出率均较高，故以波Ⅰ～Ⅳ为观察波。

表1　以耳廓和乳突为参考电极80 dB nHL短声刺激ABR各波引出耳数及引出率(n=24)

2.2ABR的波形及阈值随着短声刺激强度依次递减，波Ⅰ～Ⅲ各波幅值逐渐下降，波Ⅳ波幅不稳定;以耳廓为参考电极记录的ABR波Ⅱ波幅下降速度低于除波Ⅳ外的其他各波，最后消失;以乳突为参考电极记录的ABR波Ⅲ波幅下降速度低于除波Ⅳ外的其他各波，最后消失。以耳廓或乳突为参考电极记录的ABR波Ⅳ在刺激强度下降20～40 dB期间均出现波幅增高的现象(图1、2)。以引出波幅最大、最稳定、最后消失波形的最低声强为阈值，以耳廓和乳突作为参考电极记录的ABR波Ⅲ反应阈分别为5.00±4.59和6.00±4.47 dB nHL，差异无统计学意义(t=-1.453，P＞0.05)。

2.3分别以耳廓和乳突为参考电极时记录的ABR各波潜伏期及波间期两种参考电极记录的ABR波Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ潜伏期及Ⅰ-Ⅲ波间期差异无统计学意义(P＞0.05) (表2、3)。由图3可见，以耳廓为参考电极记录的ABR波Ⅰ、Ⅱ潜伏期略短于以乳突为参考电极记录的相应值，两个部位记录的波Ⅲ潜伏期在50 dB nHL处存在交叉，乳突记录的波Ⅳ潜伏期略短于耳廓记录的相应值。随刺激声强减弱，乳突记录的ABR波Ⅰ至波Ⅳ，曲线坡度由陡而缓，波Ⅲ、Ⅳ潜伏期延长速度低于波Ⅰ、Ⅱ，故出现Ⅱ-Ⅲ、Ⅲ-Ⅳ波间期缩短;在刺激声强下降20～30 dB后，以耳廓和乳突为参考电极记录的波Ⅳ均出现潜伏期前移的现象。

图1　参考电极置于双侧耳廓记录的ABR波形

图2　参考电极置于双侧乳突记录的ABR波形

随刺激声强下降，波Ⅲ波幅下降速度低于除波Ⅳ外的其他各波，最后消失。左耳记录的波Ⅳ在刺激声强为40 dB nHL时波幅无下降，反而增加，右耳记录的波Ⅳ在50 dB nHL时波幅无下降，反而增加。

表2　以耳廓为参考电极不同刺激声强度下波Ⅰ～Ⅲ潜伏期与Ⅰ-Ⅲ波间期(ms，珋x±s)

刺激声强度为50 dB nHL时，乳突记录的波Ⅳ潜伏期明显短于与耳廓记录的Ⅳ波潜伏期。

表3　以乳突为参考电极不同刺激声强度下波Ⅰ～Ⅳ潜伏期与Ⅰ-Ⅲ波间期(ms，珋x±s)

图3　以耳廓及乳突为参考电极记录的ABR波Ⅰ～Ⅳ潜伏期-刺激声强度函数曲线

3　讨论

以往国内外的实验研究中ABR检测常采用针形电极刺入豚鼠皮下，记录电极多置于颅顶，而参考电极、接地电极位置多样，记录的ABR波形也有明显的差异。陈鑫等［2］将记录电极置于豚鼠颅顶皮下，参考电极置于测试耳耳后皮下，接地电极置于鼻尖，测得ABR波Ⅲ波形稳定，最后消失;张慧平等［3］将记录电极置于豚鼠头顶部皮下，参考电极置于同侧耳垂，鼻尖接地，测得ABR波Ⅲ稳定性、重复性好; Chen［1］、Ghassem［4］、Lijuna等［5］同样采用颅顶皮下为记录电极，测试耳乳突皮下为参考电极，对侧耳乳突皮下接地，同样引出波Ⅲ为主波; Heeringa等［6］采用Chen［4］、Lijuna［5］同样电极位置，对照组、实验组的ABR波Ⅳ却持续出现，较其他各波明显;鄢慧琴等［7］将记录电极置于颅顶，参考电极置于双侧耳廓，接地电极置于鼻尖，记录的ABR波形以波Ⅱ为主波。Lo等［8］以豚鼠的颅顶部皮下为记录电极，参考电极为同侧耳后皮下，颈部皮下接地，引出的波Ⅴ重复性好，并以波Ⅴ判断ABR的反应阈。可见，固定颅顶为记录电极，改变参考电极和接地电极，记录的ABR可能出现波Ⅲ、Ⅳ、Ⅱ或Ⅴ为主波的不同波形，大多数学者认为应以波Ⅲ为豚鼠ABR的主波，以Ⅱ、Ⅳ或者V波作为参照。本研究以豚鼠颅顶为记录电极，鼻尖为接地电极，分别以双侧乳突或双侧耳廓为参考电极，当参考电极置于双侧乳突时，ABR波形同陈鑫等［2］的测试结果一致，波Ⅲ为主波;当参考电极置于双侧耳廓时，ABR波形同鄢慧琴等［7］的测试结果一致，以波Ⅱ为主波;本研究结果还显示当参考电极分别置于双侧耳廓、双侧乳突记录的ABR反应阈，波Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ潜伏期及Ⅰ-Ⅲ波间潜伏期差异无统计学意义(P＞0.05) ;两种部位记录的ABR波Ⅳ在刺激强度下降20～40 dB期间均出现振幅升高、潜伏期前移的现象，波Ⅳ较波Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ稳定性差，波Ⅴ的引出率较低，故波Ⅳ、Ⅴ不能作为豚鼠ABR阈值的判断标准。

ABR波Ⅰ发源于同侧蜗神经，波Ⅱ发源于同侧耳蜗核，波Ⅲ发源于双侧上橄榄核，波Ⅳ发源于双侧外侧丘系［9］。本研究结果显示随着刺激声强减弱，ABRⅡ-Ⅲ、Ⅲ-Ⅳ波间期缩短，这意味着随着刺激声强减弱耳蜗核至双侧上橄榄核、双侧上橄榄核至双侧外侧丘系之间信号传递增快。听觉传入、传出系统的联系复杂，吴展元等［10］指出ABR的每一个波除有一个主要发生源外，每个核团还不同程度地影响两个或两个以上的波的形成，听觉中枢核团之间的联系是否是随刺激声强减弱，其ABRⅡ-Ⅲ、Ⅲ-Ⅳ波间期缩短的原因，值得进一步研究。

本研究采用电极片替代针形电极，有利于单个豚鼠的多次重复实验研究，同时采用耳道插入式耳机给声，可减少交叉听力的影响［11］。为避免交叉听力的影响，增加实验结果的准确性，也可给予对侧耳掩蔽、堵塞外耳道或者捣毁耳蜗等处置［1，12］。

综上所述，以豚鼠耳廓为参考电极记录的ABR波形以波Ⅱ为主波，以豚鼠乳突为参考电极记录的ABR波形以波Ⅲ为主波，该两种部位参考电极记录的ABR反应阈、波潜伏期、波间期差异无统计学意义。参考电极置于耳廓记录的ABR波Ⅱ振幅大、波形稳定易辨，在实验研究中以该方法记录的ABR可以波Ⅱ作为确定豚鼠ABR反应阈的观测指标。

4参考文献

1 Chen H，Li YH，Qan YH，et al.Auditory brainstem response in normal guinea pigs and those with gentamicin-induced hearing loss under awake and anesthetic conditions［J］.J South Med Univ，2006，26: 1596.

2陈鑫，邱建华.葛根素对噪声性聋的防治作用［J］.听力学及言语疾病杂志，2011，19: 338.

3张慧平，李荧，王建锋，等.经圆窗应用地塞米松对豚鼠庆大霉素耳毒性的拮抗作用［J］.听力学及言语疾病杂志，2013，21:608.

4 Ghassem M，Akram P，Mahnaz K，et al.Protective effect of silymarin on noise-induced hearing loss in guinea pigs［J］.Iran Red Cres Med J，2003，15: E8890.

5 Lijuna S，Yuxiang A，Aimei W，et al.The protective effect of salvia miltiorrhiza on gentamicin-induced ototoxicity［J］.J Am Otorhinolaryngol，2014，35: 171.

6 Heeringa AN，Van Dijk P.The dissimilar time course of temporary threshold shifts and reduction of inhibition in the inferior colliculus following intense sound exposure［J］.Hear Res，2014，312:38.

7鄢慧琴，王海涛，周枫，等.正常豚鼠听性脑干反应与听性稳态反应的对比［J］.山东大学耳鼻喉眼学报，2011，25: 43.

8 Lo WC，Liao LJ，Wang CT，et al.Dose-dependent effects of D- methionine for rescuing noise-induced permanent threshold shift in guinea-pig［J］.Neuroscience，2013，254: 222.

9姜泗长，顾瑞，王正敏.耳科学［M］.第二版.上海:上海科学技术出版社，2002.300～303.

10吴展元，刘邦德，黄治物，等.豚鼠听觉通路不同平面毁损的ABR频域分析［J］.听力学及言语疾病杂志，1995，3: 57.

11 Pekcan U，Siiha Y，Biilent O.Interaural delay-dependent changes in the binaural difference potential in cat auditory brainstem response: implications about the origin of the binaural interaction component［J］.Hearing Research，1997，106:66.

12 Zheng QY，Johnson KR，Erway LC.Assessment of hearing in 80 inbred strains of mice by ABR threshold analyses［J］.Hear Res，1999，130: 94.

(2014-12-09收稿)

(本文编辑周涛)

·实验研究·

The Auditory Brainstem Response of Guinea Pigs Recorded at Different Electrode Positions

Liu Wenjie，Fu Zhongying，Liu Shufang，Chen Weilun
(Department of Otorlaryngology-Head and Neck Surgery，the First Hospital of Jilin University，Changchun，130021，China)

【Abstract】ObjectiveTo observe auditory brainstem response evoked at different electrode positions adopting electrode slices.Methods The ABRs of 12 normal guinea pigs (24 ears) were recorded by two methods using clicks as stimulation.Active electrode was positioned at the vertex while the ground electrode at the nose.The reference electrode was placed on bilateral pinnas or mastoids.Then observe waveforms，response thresholds (RT)，peak latencies(PL) and inter-peak latencies (IPL) of ABR.Results No significant difference were observed in the RT，Ⅰ，ⅡandⅢPL，Ⅰ-ⅢIPL of ABR between the two methods(P＞0.05).When stimulation was decreasing and with the reference electrode slices placed at bilateral pinnas，waveⅡpeak was stable and discernable of ABR recordings across twenty-four ears of guinea pigs.The amplitude decreased more slowly than any other waves，and disappeared at the last.While reference electrode slices were placed on bilateral mastoids，the amplitude of waveⅢdecreased more slowly than any other waves except waveⅣ，and disappeared at lost.Ⅱ-Ⅲ，Ⅲ-ⅣIPL became shorter.These two positions both recorded amplitude higher and PL advanced for waveⅣas the stimulation decreased by 20 to 40 dB nHL，andⅢ-ⅣIPL became shorter.This phenomenon was more obvious when reference electrode was placed at mastoid.Conclusion WaveⅡwas more stable and discernible with reference electrode placedbook=613,ebook=50at the bilateral pinnas.Therefore waveⅡrecorded by this way can be a new method to record the ABR threshold of guinea pigs.

【Key words】Auditory brainstem response;Lantency;Peak lantency;Pinna;Mastoid

通讯作者:傅仲鹰(Email: audry2012@163.com)

作者简介:刘文杰，女，山东人，在读硕士，主要研究方向为耳科学基础及临床

【中图分类号】R764.04

【文献标识码】A

【文章编号】1006-7299(2015) 06-0612-05

DOI:10.3969/j.issn.1006-7299.2015.06.011

网络出版时间:2015-9-10 16: 45

网络出版地址: http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1391.R.20150910.1645.006.html