Auditivt stabilt respons (ASSR): En guide for begyndere

BY admin
|

af Douglas L. Beck, AuD, David P. Speidel, MS, og Michelle Petrak, PhD

Den auditive steady-state respons (ASSR) kan betragtes som et elektrofysiologisk respons på hurtige auditive stimuli. Målet med ASSR er at skabe et estimeret audiogram, ud fra hvilket spørgsmål vedrørende hørelse, høretab og auditiv rehabilitering kan besvares.

ASSR giver høreapparatspecialisten mulighed for at skabe statistisk gyldige audiogrammer for dem, der ikke er i stand til eller ikke ønsker at deltage i traditionelle adfærdstests. ASSR er baseret på statistiske foranstaltninger til at afgøre, om og hvornår der er en tærskelværdi til stede. ASSR’s design og funktionalitet varierer fra producent til producent. Forfatternes note: ASSR blev tidligere omtalt som SSEP (Steady State Evoked Potential) og/eller AMFR (Amplitude Modulation Following Response).

Denne artikel giver en grundlæggende orientering om ASSR ved hjælp af eksempler baseret på de seneste forbedringer og tilbud fra Interacoustics.

ASSR sammenlignet med ABR

ASSR ligner i nogle henseender Auditory Brainstem Response (ABR). ASSR og ABR registrerer f.eks. bioelektrisk aktivitet fra elektroder, der er anbragt i lignende optagefelter. ASSR og ABR er begge auditive fremkaldte potentialer. ASSR og ABR anvender akustiske stimuli, der leveres gennem indsatser (fortrinsvis).

ASSR og ABR har også vigtige forskelle. I stedet for at være afhængig af amplitude og latenstid bruger ASSR amplituder og faser i det spektrale (frekvens) domæne. ASSR er afhængig af spidsdetektering på tværs af et spektrum i stedet for spidsdetektering på tværs af en tid versus amplitudebølgeform (se John og Picton1). ASSR fremkaldes ved hjælp af gentagne lydstimuli, der præsenteres med en høj gentagelsesfrekvens, mens ABR fremkaldes ved hjælp af korte lyde, der præsenteres med en relativt lav gentagelsesfrekvens.

ABR-optagelser er oftest afhængige af, at undersøgeren subjektivt gennemgår bølgeformerne og beslutter, om der er tale om et respons. Det bliver stadig vanskeligere at bestemme responsen, efterhånden som ABR nærmer sig den sande tærskelværdi – hvilket er det tidspunkt, hvor beslutningen (respons eller ingen respons) er vigtigst. ASSR anvender en objektiv, sofistikeret, statistikbaseret matematisk detektionsalgoritme til at registrere og definere høretærskler.

ABR-protokoller anvender typisk klik eller tone-bursts i ét øre ad gangen. ASSR kan anvendes binauralt, samtidig med at brede bånd eller fire frekvenser (500 Hz, 1.000 Hz, 2.000 Hz og 4.000 Hz) vurderes samtidigt.

ABR er nyttig til vurdering af høretærskler i det væsentlige fra 1.000 Hz til 4.000 Hz ved typiske (ikke-ski-slope) let-moderat-svært høretab. ASSR kan også estimere høretærskler over det samme område som ABR, men ASSR giver hurtigere flere spektrale oplysninger og kan estimere og differentiere hørelsen inden for områderne for svære til alvorlige høretab.

Det er meget vigtigt at kunne påvise forskelle i disse betydelige høretabskategorier. For eksempel kan differentiering af et høretab på 75 dB i forhold til et høretab på 95 dB påvirke beslutninger som f.eks. at tilpasse traditionelle høreapparater til et barn med en 75 dB SNHL eller at overveje mulighederne for cochlear implantater til et barn med en 95 dB SNHL.

Patientpopulation

Som det er tilfældet med ABR, kan ASSR bruges til at estimere høretærskler for dem, der ikke kan eller vil deltage i traditionelle adfærdsmæssige foranstaltninger. Derfor vil de primære kandidater til ASSR omfatte: nyfødte spædbørn til screeninger og opfølgende diagnostiske vurderinger, spædbørn på neonatal intensivafdeling (NICU), ikke-reagerende og/eller komatøse patienter, personer, der er mistænkelige på grund af arten af deres besøg (dvs. arbejdsskadeerstatning, juridiske sager, forsikringskrav osv.), ototoksicitetsovervågning og andre.

ASSR-stimulering

I øjeblikket er der ingen universel standard for ASSR-instrumentering. Stimulus- og registreringsparametre og -metoder er udformet (og kan variere) af de enkelte producenter.

Insæt høretelefoner. Indsæt øretelefoner er det foretrukne system til stimulering. Indsætningsøretelefoner, der anvendes med ASSR, tillader meget høje (100 dBHL eller mere) præsentationsniveauer. Stimulering ved meget høje niveauer kan imidlertid forårsage et vestibulært respons, som potentielt ikke kan skelnes fra det auditive respons (da ASSR ikke viser bølgeformen i et tidsbaseret domæne). Desuden kan stimulering på disse meget høje niveauer være skadelig for hørelsen.

Bredbånds- og frekvensspecifikke stimuli. ASSR kan registreres ved hjælp af enten bredbåndsstimuli (dvs. frekvens uspecifikke) eller frekvensspecifikke stimuli. Bredbåndsstimuli omfatter klik, støj, amplitudemoduleret støj og chirps. Frekvensspecifikke stimuli omfatter filtrerede klik, båndbegrænsede chirps, smalbåndsstøjbølger, tonebølger, amplitudemoduleret smalbåndsstøj eller amplitude- og frekvensmodulerede rene toner.

“Chirps” er en nyere tilføjelse til bredbåndsfamilien2 , som har unikke og nyttige egenskaber. Nogle nyere ASSR-systemer anvender specielle chirp-stimuli.3 Båndbegrænsede chirps giver en meget synkroniseret stimulering af specifikke frekvensbånd.4 Anvendelse af chirps og nyere detektionsalgoritmer muliggør hurtigere dataindsamling, der nærmer sig halvdelen af den traditionelle ASSR-dataindsamlingstid.4,5

Testfrekvenser. Testfrekvenser på 500, 1000, 2000 og 4000 Hz anvendes almindeligvis som ASSR-bærerstimuli. Disse frekvenser er moduleret med hensyn til amplitude og frekvens. Der anvendes ofte en 100 % amplitudemodulation (AM) med en høj modulationshastighed (dvs. >80-90 Hz). Nogle ASSR-systemer er i stand til samtidig, binaural stimulering med flere frekvenser. Når flere frekvenser præsenteres samtidigt, sker modulationen typisk mellem 82 Hz og 106 Hz. Nogle producenter tilbyder en frekvensmodulation (FM) på 20-25 %, som i kombination med AM typisk forbedrer responsen sammenlignet med AM alene.

Modulationshastigheder. Højere modulationshastigheder genererer bioelektriske responser, der stammer fra hjernestammen (ligesom ABR), og er derfor mindre følsomme over for patientens tilstand. Der kan anvendes lavere frekvensmodulationshastigheder (dvs. 40 Hz), men de omfatter komponenter af det midterste latensrespons (MLR) og påvirkes derfor af forsøgspersonens tilstand (figur 1).

Figur 1. Eksempel på en typisk 1.000 Hz AM- og FM-moduleret bærestimulus og det tilhørende spektrum.

Analyse. ASSR-analysen er baseret på det faktum, at relaterede bioelektriske hændelser falder sammen med stimulusrepetitionsfrekvensen. ASSR-analysen er derfor matematisk baseret.

Den specifikke analysemetode vil afhænge af producentens statistiske detektionsalgoritme. ASSR-analysen foregår i det spektrale (dvs. frekvens-) domæne og består af specifikke frekvenskomponenter, som er harmoniske overtoner af stimulusrepetitionsfrekvensen. Tidlige ASSR-systemer tog kun hensyn til den første harmoniske frekvens, mens nyere systemer også inddrager højere harmoniske frekvenser i deres detektionsalgoritmer.

Hvis stimulusrepetitionsfrekvensen f.eks. er 90 Hz (dvs. 90 stimuli pr. sekund), vil ASSR forekomme ved 90 Hz, 180 Hz, 270 Hz, 360 Hz osv. Den første spektralresponskomponent (i dette tilfælde 90 Hz) vil have den største amplitude, og amplituden aftager, efterhånden som antallet af harmoniske (1., 2., 3. osv.) stiger. Påvisning af tilstedeværelsen af ASSR i det spektrale domæne betyder, at man er afhængig af amplitude- og/eller faseværdierne (undertiden kombineret i en vektor) af de første seks til otte harmoniske frekvenser for at skelne ASSR fra den løbende tilfældige og biologiske støj.

Figur 2. FFT-spektralanalyse, der viser detektion af modulationshastighed og harmoniske frekvenser i tilstedeværelse af tilfældigt forekommende støj.

Elektrodeplacering. Elektrodeplacering til ASSR er ofte den samme eller ligner de traditionelle optagemontager, der anvendes til ABR-optagelser. De to aktive elektroder placeres ved eller nær vertex og ved den ipsilaterale øreflippe/mastoid, mens jordelektroden placeres på den lave pande. Hvis instrumentet indsamler data samtidig fra begge ører, anvendes en to-kanals forforstærker for at drage fordel af den binaurale elektrodemontage. Når et enkeltkanalsoptagelsessystem anvendes til at registrere aktivitet fra en binaural præsentation, kan en fælles referenceelektrode placeres i nakken.

Filtrering, forstærkning og artefaktudskillelse. ASSR-filterindstillingerne er ikke som ABR-indstillingerne. For ASSR kan højpasfilteret, afhængigt af den specifikke situation, være ca. 40 Hz til 90 Hz, og lavpasfilteret kan være mellem 320 Hz og 720 Hz. Typiske filterhældninger er 6 dB pr. oktav. Forstærkningsindstillinger på 10.000 er almindelige for ASSR. Artefaktafvisning efterlades “on”.

Som det er tilfældet med ABR, er det en fordel at have manuel “override” for at give klinikeren mulighed for at træffe beslutninger under testen, f.eks. en ændring af stimulusniveauet ved individuelle frekvenser. Efterhånden som dataene akkumuleres (figur 3), kan klinikeren skifte mellem visningstilstande for at se, hvordan det estimerede audiogram udvikler sig, og kan foretage kursrettelser efter behov.

Figur 3. Eksempel på igangværende ASSR. Grøn angiver respons, rød angiver ingen respons.

Normative data og generelle tendenser

De fleste ASSR-apparater indeholder korrektionstabeller til konvertering af målte ASSR-tærskelværdier til estimerede HL-audiogrammer. Generelt giver estimerede ASSR-baserede audiogrammer lignende oplysninger som adfærdsbaserede audiogrammer.

Picton et al6 har leveret tabeller med korrektionsværdier, der viser, at ASSR-tærskelværdierne ligger inden for 10 dB til 15 dB af de audiometriske tærskelværdier. Der er variationer på tværs af undersøgelser, og de faktiske korrektionsdata afhænger af mange variabler såsom: anvendt udstyr, indsamlede frekvenser, indsamlingstid, forsøgspersonens alder, forsøgspersonens søvntilstand, anvendte stimulusparametre m.m.

Uanset hvilket udstyr der anvendes, bør klinikeren henvise til de data og referencer, som producenten har leveret, når audiogrammer estimeres.

Diskussion

ASSR har vist sig at være pålidelig og effektiv til forudsigelse af høretærskler. ASSR tilbyder flere auditive og elektrofysiologiske synergier, som ikke tidligere har været tilgængelige.

Figur 4. Interacoustics-systemet, der viser dB-testniveauet for ASSR-optagelsen sammenlignet med det estimerede audiogram baseret på en etableret konverteringstabel.

Nu er Jerger og Hayes’ “krydstjek”-princip7 gyldigt, klogt og anbefalet.8 Især er ASSR-resultater blevet rapporteret med betydelige stimulusartefakter i usædvanlige situationer (dvs. lavfrekvente stimuli præsenteret ved 100 dB HL eller derover), og andre artefakter er også blevet bemærket (se Stapells et al9). Knogleledningsundersøgelser er endnu ikke endelige, og direkte anvendelse af ASSR på forskellige ætiologier (f.eks. Menières sygdom, akustikusneurinom, auditiv neuropati osv.) er ved at blive undersøgt over hele verden.

ABR’er eller ASSR’er? The Application of Tone-Burst ABRs in the Era of ASSRs. af James W. Hall III, PhD, august 2004 HR.

ASSR er en spændende teknologi, der giver hurtig og pålidelig information om flere frekvenser og ørespecifikke høretærskelværdier. ASSR fortsætter med at “hæve barren” med hensyn til testhastighed og nøjagtighed, og systemerne er tilgængelige fra en håndfuld producenter.

I denne artikel har vi tilbudt eksempler baseret på de seneste finesser og tilbud fra Interacoustics. Vi forventer yderligere udvikling og forfining, efterhånden som stadig bedre protokoller og nøjagtighed bliver tilgængelige i fremtiden.

Anerkendelser

Forfatterne takker Claus Elberling, PhD, for hans viden, redigeringer og tankevækkende kommentarer og indsigt under hele udarbejdelsen af dette manuskript.

  1. John MS, Picton TW. MASTER: et Windows-program til optagelse af flere auditive steady-state-responser. Comput Methods Programs Biomed. 2000;61:125-150.
  2. Elberling C, Don M, Cebulla M, Stürzebecher E. Auditory steady-state responses to chirp stimuli based on cochlear traveling wave delay. J Acoust Soc Am. Under tryk.
  3. Stürzebecher E, Cebulla M, Elberling C, Berger T. New efficient stimuli for evokation frequency-specific auditory steady-state responses. J Am Acad Audiol. 2006;17:448-461.
  4. Elberling C, Cebulla M, Stürzebecher E. Simultaneous multiple stimulation of the ASSR. Paper præsenteret ved: ISAAR (International Symposium on Auditory and Audiological Research) Auditory Signal Processing in Hearing-Impaired Listeners; Danmark, 2007. Under tryk.
  5. Cebulla M, Stürzebecher E, Elberling C. Objective detection of auditory steady-state responses: comparison of one-sample and q-sample tests. J Am Acad Audiol. 2006;17;17:93-103.
  6. Picton TW, Dimitrijevic A, Perez-Abalo M-C, van Roon P. Estimating audiometric thresholds using auditory steady-state responses. J Am Acad Audiol. 2005;16:140-156.
  7. Jerger JF, Hayes D. The cross-check principle in pediatric audiometry. Arch Otolaryngol Head Neck Surg. 1976;102:614-620.
  8. Joint Committee on Infant Hearing. Year 2000 position statement: Principper og retningslinjer for programmer for tidlig hørelsefinding og intervention. Pediatrics. 2000;106;106:798-817.
  9. Stapells DR, Herdman A, Small SA, Dimitrijevic A, Hatton J. Current status of the auditory steady-state response and tone-evoked auditory brainstem response for estimering a infant’s audiogram. In: Seewald RC, Bamford JM, eds. Et sundt fundament gennem tidlig forstærkning 2004. Basel, Schweiz: Phonak AG; 2004:43-59.

Denne artikel er indsendt til HR af Douglas L. Beck, AuD, direktør for professionelle relationer hos Oticon Inc, Somerset, NJ; David P. Speidel, MS, direktør for audiologiske tjenester, og Michelle Petrak, PhD, audiolog og produktchef hos Interacoustics, Eden Prairie, Minn. Korrespondance kan rettes til eller Douglas Beck hos Oticon Inc, 29 Schoolhouse Road, Somerset, NJ 08875-6724; e-mail: .

Anbefalet læsning

  • Cohen LT, Rickards FW, Clark GM. En sammenligning af steady-state fremkaldte potentialer til modulerede toner hos vågne og sovende mennesker. J Acoust Soc Am. 1991;90:2467-2479.]
  • Cone-Wesson B, Dowell RC, Tomlin D, Rance G, Ming WJ. Den auditive steady-state respons: sammenligninger med den auditive hjernestamrespons. J Am Acad Audiol. 2002;13:173-187.
  • Cone-Wesson B, Parker J, Swiderski N, Rickards F. The auditory steady-state evoked response: full-term and premature neonates. J Am Acad Audiol. 2002;13:260-269.
  • Cone-Wesson B, Rickards F, Poulis C, Parker J, Tan L, Pollard J. The auditory steady-state response: clinical observations and applications in infants and children. J Am Acad Audiol. 2002;13:270-282.
  • Dimitrijevic A, John MS, van Roon P, et al. Estimating the audiogram using multiple auditory steady-state responses. J Am Acad Audiol. 2002;13:205-224.
  • Dimitrijevic A, John MS, van Roon P, Picton TW. Menneskelige auditive steady-state-reaktioner på toner, der er moduleret uafhængigt i både frekvens og amplitude. Ear Hear. 2001;22:100-111.
  • John MS, Dimitrijevic A, van Roon P, Picton TW. Multiple auditive steady-state responser på AM- og FM-stimuli. Audiol Neurootol. 2001;6:12-27.
  • John MS, Purcell DW, Dimitrijevic A, Picton TW. Fordele og forbehold ved optagelse af steady-state responser på flere samtidige stimuli. J Am Acad Audiol. 2002;13:246-259.
  • National Institutes of Health Consensus Development Conference Statement. Tidlig identifikation af hørenedsættelse hos spædbørn og småbørn. NIH Consensus Statement Online. March 1-3, 1993;11(1):1-24.
  • Rance G, Beer DE, Cone-Wesson B, et al. Kliniske resultater for en gruppe af spædbørn og småbørn med auditiv neuropati. Ear Hear. 1999;20:238-252.
  • Rance G, Rickards F. Prediction of hearing thresholds in infants using auditory steady-state evoked potentials. J Am Acad Audiol. 2002;13:236-245.
  • Rickards FW, Clark GM. Steady-state evokationspotentialer til amplitudemodulerede toner. In: Nodar RH, Barber C, eds. Evoked Potentials II: The Second International Evoked Potentials Symposium. Boston: Butterworth; 1984:163-168.
  • Small SA, Hatton JL, Stapells DR. Virkninger af knogleoscillators koblingsmetode, placeringsplacering og okklusion på knogleledende auditive steady-state responser hos spædbørn. Ear Hear. 2007;28:83-98.
  • Small SA, Stapells DR. Artefaktuelle reaktioner ved optagelse af auditive steady-state-reaktioner. Ear Hear. 2004;25:611-623.
  • Small SA, Stapells DR. Multiple auditive steady-state responstærskler for knogleledende stimuli hos småbørn med normal hørelse. Ear Hear. 2006;27:219-228.
  • Stapells DR, Linden D, Suffield JB, Hamel G, Picton TW. Menneskelige auditive steady state-potentialer. Ear Hear. 1984;5:105-113.
  • Stelmachowicz PG. Hvordan ved vi, at vi har forstået det rigtigt? Elektroakustiske og audiometriske målinger. In: Seewald RC, ed. Et sundt fundament gennem tidlig forstærkning 1998. Stäfa, Schweiz: Phonak AG; 2000:109-118.
  • Stürzebecher E, Cebulla M, Elberling C. Automated auditory response detection: statistical problems with repeated testing. Int J Audiol. 2005;44:110-117.
  • Vander Werff KR, Brown CJ, Gienapp BA, Schmidt Clay KM. Sammenligning af auditive steady-state respons og auditive hjernestamresponstærskelværdier hos børn. J Am Acad Audiol. 2002;13:227-235.

Citation for denne artikel: Beck DL, Speidel DP, Petrak M. Auditory steady-state response: A beginner’s guide. Hearing Review. 2007;14(12):34-37.