1、多频听觉稳态反应研究进展316JournalofAudiologyandSpeechPathology2O06.Vol14.No.4缫多频听觉稳态反应研究进展张森综述王斌全皇甫辉审校【中图分类号】R764.04【文献标识码】A【文章编号 】10067299(2006)04 031603听觉稳态反应(auditorysteadystateresponse,ASSR).又称多频稳态电位(multifrequencysteadystatepotential,.SSP)或多频听觉稳态反应(multiplefrequencyauditorysteadystateresponse,MFASSR),是一种新
2、的电生理测试技术,是由多个频率持续的稳态的声刺激诱发的听觉系统反应口.1981 年 Galambos 等首先在临床上发展应用 ASSR.即 40Hz 相关电位.现在,ASSR 以其频率特异性好,最大声输出高及结果判断客观等优点在国内外得到广泛应用.lASSR 反应概述1.1ASsR 发生原理诱发 ASSR 的声刺激信号是纯音听阈检测频率范围(0.258kHz)内的调制声. 调制的形式可按振幅调制(AM,调幅),也可按频率调制(FM,调频),或两者混合调制(AM+FM).被调制的正弦波称为载波,其频率称为载波频率(carrierfrequency,CF),进行调制的正弦波为调制波,其频率为调制频
3、率(modulationfrequency,MF).ASSR 所用的刺激声信号的载频是言语频谱内的 0.5,1,2 及 4kHz 纯音,声信号能量主要集中在载波频率及载波频率调制频率上,其频率范围相对较窄,类似于连续的短纯音系列,因而对耳蜗基底膜的刺激部位也较窄,其诱发的反应可看作是基底膜上相应部位受到特定的频率声刺激后兴奋所致.所以 ASSR 具有很好的频率特性.当以等于或高于听阈强度给出声信号时,耳蜗基底膜上对应频率区域内的毛细胞被激活,兴奋释放频率与刺激信号矢量图锁相OdegO.2一致并沿听神经向听觉中枢传递,于是脑电图(electrocnceph.alogram,EEG)将在原来基础上
4、出现与调制频率同步或跟随的反应.这种脑电图的神经电活动同步或跟随于调制频率的变化被命名为相位锁定(phaselock),它构成了 ASSR 的基础.1.2ASSR 的信号提取ASSR 的信号提取依靠计算机软件实现,利用脑电图信号对应于声刺激信号的调幅波频率的特性来处理脑电图波.可通过分析对应频率处的脑电波相位是否具有一致性来判断有无反应.过程大致如下:先对脑电图行实时快速傅立叶变换(fastflouriertransformation),将时域函数转换成频域函数.变换后一个复杂的脑电波被分解成许多简单的正弦波,这些正弦波有各自不同的相位(phase)及振幅(amplitude),用矢量(pha
5、sor)示图(或称极坐标形式 )来表示,图 1 中矢量线段的长度表示振幅大小,线段的角度表示相位角.经统计学处理后,如果矢量线段相对较集中,如图 1a,说明脑电图中存在锁相反应,脑电图样本与声刺激信号调制频率同步,说明 ASSR 引出 ;如果矢量线段随机分布且长短不等 ,如图 1b,则说明经傅立叶变换后的各正弦波相位是随机的,反推变换前脑电图也是随机的,ASSR 未引出.计算机对若干次扫描所得的脑电图结果先按照叠加原理进行叠加,再将结果进行相位相关性(phasecoherence) 的统计学分析,以给定的统计水平判定 ASSR 是否存在.测试中把能引出 ASSR 的最低刺激强度定为反应阈值.矢
6、量图相位随机bOdeg0.2均方根电压 0.15IJVor 一 136.26dBV 相位一 225.69deg 均方根电压 O.10IJVor 一14O.04dBV 相位一 358?30deg圈 1ASSR 矢量线段示意圈a 示矢量线段相对较集中,说明存在锁相反应,ASSR 引出;b 示矢量线段随机分布且长短不等,说明相位随机分布,ASSR 未引出另一种是通过判断振幅来确定反应.当载波的刺激强度逐渐下降时,矢量的振幅随之减少且相位分布趋于分散,l 山西医科大学第一医院耳鼻咽喉科(太原 030001)直至低于反应阈值,矢量围绕示图中心随机分布.将调制频率与其周围频率的振幅信号和背景噪声相比较并进
7、行,听力学及言语疾病杂志 2OO6 年第 l4 卷第 4 期 3l7检验 L3J,若信噪比(signaltonoiseratio,SNR)均大于 6.13dB(IHS 系统 P=0.05),系统自动判断为有反应,记录停止;否则为噪声,记录继续进行至完成设定的扫描次数,若仍未达统计学标准,系统自动判断为无反应.Valdes 等 l5 认为同时分析反应波的相位和振幅比单独进行相位一致性分析的结果更可靠.MFASSR 同时测定双耳多个频率的听觉稳态反应.每个频率刺激声的调制频率应不同,这样才能特征性的区分不同频率刺激声诱发的反应信号.相邻频率的刺激声对所测频率的反应振幅有一定影响,但载波频率间大于一
8、个倍频程,调制频率在 75 一 l1OHz 间,调制频率相隔 3Hz 以上时,影响会较 d,c.1.3ASSR 的产生部位神经元,耳蜗核,下丘及听皮层的神经元都参加了 AS.SR.通常认为 ASSR 的产生部位与调制频率有关而与载波频率无关:当刺激率70Hz 时,ASSR 起源于脑干及低位中脑水平;当刺激率在 2o 一 70Hz 时,起源于中脑水平及初级听皮质,这部分包括了 4oHz 相关电位;当刺激率20I-Iz 时起源于大脑颞叶听皮质区.起源于脑干部位的 ASSR 其检查结果不受镇静剂和麻醉影响,也不受受检者的意识状态影响.ASSR 的起源部位越高,受意识状态,镇静剂,麻醉的影响越大.2A
9、SSR 影响因素2.1 受试者觉醒状态,调制频率是主要影响因素清醒状态下的背景脑电噪声远大于睡眠状态下的背景脑电嗓声.1995 年 Aoyagi 得到调制频率与反应幅度和背景噪声函数曲线,说明无论在清醒还是睡眠状态,同一条件引出的反应幅度相同,只是清醒状态下由于背景噪声较大而掩盖了反应.高调制频率(70 一 l1OHz)产生的反应振幅在清醒,睡眠状态下相同,低调制频率(50Hz)产生的反应振幅清醒时高,睡眠时低.1995 年 Lins 等研究正常听力成人 ASSR 调制频率与睡眠关系时发现:低调制频率所诱发的 ASSR 反应幅值在清醒状态时较高,随睡眠程度加深而降低;而高调制频率的 ASSR
10、却保持不变 .2.2 刺激强度对波形的影响DoNe 等【1 对一组听力正常成人研究发现 .在 58dBSPL刺激强度下,无论清醒或者睡眠状态,4oHz 和 9oHz 是波形检出率最高的两个调制频率;强度降至 38dBSPL 时,无论哪个调制频率,波形检出率下降为 75%.2.3 给声方式对结果的影响很多作者8 报道双耳单一频率,单频不同调制频率,双耳或单耳,双耳多频给声与单频给声方法之间无明显统计学差异,即不会引起频率间及双耳之间的相互干扰.但不管单频或多频给声,0.5kHz 的阈值较难确定.2.4 影响测试时间的因素2.4.1 脑电背景噪声和反应幅度ASSR 判定有无的原理是基于对应频率脑电
11、图信号相位一致性或 SNR 是否达到计算机给定的具有统计学意义的标准.脑电背景噪声越大,反应幅度越小,需要扫描的次数越多,测试时间就越长.2.4.2 载波频率不同载波频率刺激的反应幅度不同.在多频给声过程中,幅度大者反应先出现,需要时间短,而幅度小者反应后出现,所需时间长.所以每一个测试强度需要在不同载波频率刺激的最小反应幅度出现之后才能停止-l.2.4.3 听力曲线的形状多频给声时如果某一载波频率无信号,计算机必须完成规定扫描次数后,相位一致性或 SNR 未达统计学标准才能判定为无反应.这比判断有反应所需时间要长.如果患者听力曲线上升或下降的幅度很大,那么一些测试强度的某些载波频率没有反应时
12、,必须要等到计算机确定为无反应时才能终止并开始更大强度的测试.2.4.4 测试给声范围和测试步距利用 ASSR 进行正常成人听力测试,Herdman 等与 Per-ezAbao 等采用的初始强度分别为 4o 和 2odB,平均测试时间分别为 84 和 21 分钟.另外,测试步距(5 或 10dB)也影响到测试进程.3ASSR 的 I 临床应用3.1 客观听阈评估Aoyayi-l 报告 ASSR 反应阈与行为听阈之差在听力正常组为 lOl3dB,而在听力损失组二者差异为 513dB,ASSR反应阈值和行为阈值之间有明显的相关性.ASSR 不仅可以预测 0.5,l,2,4kHz 听阈,还可得到整个
13、听力曲线形状.其调制声强度能达到 120dBHL,使极重度听力损失的定量诊断成为可能.ASSR 在阈值测试方面的应用,很大程度上取决于耳蜗及听神经的完整性.Rance-1.报道在蜗后病变病例中.ASSR反应阈与行为听阈的相关性很差;对于听神经病者 ASSR 无法预估听阈.目前 ASSR 用于听力损失定位诊断方面尚未见相关报道.3.2 声场下的 ASSR配戴助听器的受试者的 ASSR 结果也很好.刺激声经助听器给出后,畸变不大,可以用来评估助听听阈(ASSR 与行为听阈有差异).在声场下 ASSR 的给声方法以单一频率结果为可靠,而多频率同时给声时结果与行为听阈差别大.3.3 儿童听力诊断对于
14、A,JL 听力测试,临床常用的客观测试方法有听性脑干反应(auditorybrainstemresponse,ABR)和 4oHz 相关电位.两者各有不足:ABR 的刺激声为短声,能量谱宽,频率特异性差,输出强度105dBnHL,导致一部分聋儿不能引出阳性反应;40Hz 相关电位采用短纯音测试,睡眠状态下结果不够确定.ASSR 因其客观 ,频率特异性好及与行为听阈相关性好的特点,可以作为儿童除了行为听力测试以外的一种补充方法.应用于不能配合听力测试或行为测试结果不可靠的受试儿以及只能得到声场中双耳听力的受试儿.国内外有资料-1.证实在 ABR 无反应的部分听力损失较重的聋儿 ,AsR 可以引出
15、反应 ,这有助于更好的了解其听力情况.对于ASSR 最大刺激未能引出反应者,他们是否有残余听力以及能否选配合适的助听器就需要认真研究.318JournalofAudiologyandSpeechPathology2OO6.Vol14.No.4Lim 等_l 研究了婴幼儿与成人 ASSR 反应阈的关系,提示婴幼儿与成人的反应具有相似性,此技术也可应用于婴幼儿听阈测试.但 ASSR 对极重度聋患儿仍很难获取一份完整的听力图,因此对聋儿,尤其是学龄前儿童的听力评估还应使用行为测听等检测手段来对其进行全面评估 n.3.4 新生儿听力筛查1994 年 Rickards 等研究证明调制频率高于 7oHz
16、的 AS.SR 可以用于新生儿听阈确定.目前新生儿听力筛查常用工具为瞬态声诱发耳声发射(TEOAE)及自动听性脑干反应(AABR).AABR 频率特异性差,TEOAE 不能评价听觉通路上外毛细胞以后的功能情况;ASSR 结果判断客观,克服了TEOAE 及 AABR 的局限性,ConeWesson 等认为可将其作为新生儿听力筛查工具.3.5ASSR 临床应用注意事项ASSR 结果判断是由计算机特定程序自动统计完成,存在的主要问题是使用高强度气导刺激声信号时产生的伪迹.国外有报道.,当刺激强度在气导 100,骨导 5odBHL 以上时,没有行为听力的人亦可引出 ASSR.陶征等“研究指出这种假反应
17、在听力损失较重聋儿组常见.原因可能有二:由数字信号处理技术出现的所谓折叠失真(aliasing,又称混淆失真)引起,即当采样信号的频率超过采样速率的一半时模拟信号/数字信号(A/D)转换过程中出现的失真,可通过改变 MD 设置使采样率不与载波频率成约数关系,或改变载波频率,在 MD 前设置高陡度滤波器,改变刺激声极性,选择其他类型刺激声等方式来避免“;伪迹可能来自其它生理活动反应,如前庭反应.因此,对反应阈值强度采取重复测试及保证一定叠加周期非常必要.John 等_2指出当某一频率处反应振幅过高会对它前后的频率产生影响,这时最好再对该频率进行单独测试,以排除相邻各频率之间存在干扰的可能.建议在
18、 500Hz 处采用单一频率记录.4 未来研究方向ASSR 在蜗后病变的诊断方面研究尚少_l.国内学者对听神经病患者的 ASSR 进行研究指出 J,ASSR 反应阈与纯音听阈有明显不一致且相差超过 45dB 或以上时应考虑听神经病等这类疾病.另外,ASSR 可用于传导性聋患者的骨导听力测试以及听力损失患者阈上功能测试,有助于了解听力损失对患者造成的实际影响,从而为治疗和康复提供帮助.5 参考文献1 高文元,迟放鲁,贺秉坤.临床听觉生理学M.北京:人民军医出版社,20O4.142145.2JohnMS,PurellDW,DimtrijevicA,eta1.Advantagesandcaveats
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