Risposta uditiva allo stato stazionario (ASSR): A Beginner’s Guide

Di Douglas L. Beck, AuD, David P. Speidel, MS, e Michelle Petrak, PhD

La risposta uditiva allo stato stazionario (ASSR) può essere considerata come una risposta elettrofisiologica a stimoli uditivi rapidi. L’obiettivo dell’ASSR è quello di creare un audiogramma stimato da cui è possibile rispondere alle domande riguardanti l’udito, la perdita uditiva e la riabilitazione uditiva.

L’ASSR permette all’audioprotesista di creare audiogrammi statisticamente validi per coloro che non possono o non vogliono partecipare ai test comportamentali tradizionali. ASSR si basa su misure statistiche per determinare se e quando una soglia è presente. Il design e la funzionalità dell’ASSR variano da un produttore all’altro. Nota degli autori: l’ASSR è stata precedentemente denominata SSEP (Steady State Evoked Potential) e/o AMFR (Amplitude Modulation Following Response).

Questo articolo offre un orientamento di base all’ASSR, utilizzando esempi basati sui più recenti perfezionamenti e offerte della Interacoustics.

ASSR rispetto all’ABR

L’ASSR è simile alla Auditory Brainstem Response (ABR) sotto alcuni aspetti. Per esempio, ASSR e ABR registrano l’attività bioelettrica da elettrodi disposti in array di registrazione simili. ASSR e ABR sono entrambi potenziali evocati uditivi. ASSR e ABR usano stimoli acustici forniti attraverso inserti (preferibilmente).

ASSR e ABR hanno anche importanti differenze. Piuttosto che dipendere dall’ampiezza e dalla latenza, l’ASSR usa ampiezze e fasi nel dominio spettrale (frequenza). L’ASSR dipende dal rilevamento dei picchi in uno spettro, piuttosto che dal rilevamento dei picchi in una forma d’onda tempo-ampiezza (vedi John e Picton1). L’ASSR viene evocata utilizzando stimoli sonori ripetuti presentati con un’alta frequenza di ripetizione, mentre l’ABR viene evocata utilizzando suoni brevi presentati con una frequenza di ripetizione relativamente bassa.

Le registrazioni ABR dipendono molto spesso dall’esaminatore che esamina soggettivamente le forme d’onda e decide se è presente una risposta. Determinare la risposta diventa sempre più difficile man mano che l’ABR si avvicina alla soglia reale, cioè quando la decisione (risposta o non risposta) è più importante. L’ASSR utilizza un algoritmo di rilevamento matematico oggettivo, sofisticato e basato sulle statistiche per rilevare e definire le soglie dell’udito.

I protocolli dell’ASSR utilizzano tipicamente dei click o dei tone-burst in un orecchio alla volta. ASSR può essere usato binauralmente, valutando ampie bande o quattro frequenze (500 Hz, 1.000 Hz, 2.000 Hz e 4.000 Hz) simultaneamente.

ABR è utile nella stima delle soglie uditive essenzialmente da 1.000 Hz a 4.000 Hz, in perdite uditive tipiche (non sciistiche) lievi-moderate-gravi. L’ASSR può anche stimare le soglie uditive nello stesso intervallo dell’ABR, ma l’ASSR offre più informazioni spettrali più rapidamente, e può stimare e differenziare l’udito all’interno degli intervalli di perdita uditiva da grave a provata.

La capacità di rilevare le differenze in queste categorie di perdita uditiva significativa è molto importante. Per esempio, differenziare una perdita uditiva di 75 dB rispetto a una di 95 dB può influire su decisioni come l’applicazione di apparecchi acustici tradizionali a un bambino con una SNHL di 75 dB, o considerare le opzioni di impianto cocleare per un bambino con una SNHL di 95 dB.

Popolazione di pazienti

Come per l’ABR, l’ASSR può essere utilizzata per stimare le soglie uditive per coloro che non possono o non vogliono partecipare alle misure comportamentali tradizionali. Pertanto, i candidati primari per l’ASSR includono: neonati per lo screening e le valutazioni diagnostiche di follow-up, bambini in unità di terapia intensiva neonatale (NICU), pazienti non reattivi e/o in coma, persone che sono sospette a causa della natura della loro visita (cioè, risarcimento dei lavoratori, questioni legali, richieste di assicurazione, ecc), monitoraggio dell’ototossicità, e altri.

Stimolazione ASSR

Al momento, non esiste uno standard universale per la strumentazione ASSR. I parametri e i metodi di stimolo e registrazione sono progettati (e possono variare) da ogni produttore.

Stimolatori a inserto. Gli auricolari a inserzione sono il sistema di erogazione della stimolazione preferito. Gli auricolari a inserto usati con ASSR permettono livelli di presentazione molto forti (100 dBHL o più). Tuttavia, la stimolazione a livelli molto alti può causare una risposta vestibolare che è potenzialmente indistinguibile dalla risposta uditiva (come ASSR non mostra la forma d’onda in un dominio basato sul tempo). Inoltre, stimolare a questi livelli molto alti può essere dannoso per l’udito.

Stimoli a banda larga e a frequenza specifica. L’ASSR può essere registrato usando sia stimoli a banda larga (cioè non specifici per la frequenza) sia stimoli specifici per la frequenza. Gli stimoli a banda larga includono clic, rumori, rumore modulato in ampiezza e cinguettii. Stimoli specifici della frequenza includono click filtrati, chirp limitati in banda, burst di rumore a banda stretta, burst di tono, rumore a banda stretta modulato in ampiezza, o toni puri modulati in ampiezza e frequenza.

I “chirp” sono un’aggiunta recente alla famiglia a banda larga,2 offrendo attributi unici e utili. Alcuni sistemi ASSR più recenti utilizzano speciali stimoli chirp.3 I chirp limitati in banda forniscono una stimolazione altamente sincronizzata di specifiche bande di frequenza.4 L’utilizzo di chirp e di nuovi algoritmi di rilevamento permette una raccolta di dati più veloce, avvicinandosi alla metà del tempo di raccolta dati ASSR tradizionale.4,5

Frequenze di test. Frequenze di prova di 500, 1000, 2000 e 4000 Hz sono comunemente usati come stimoli portanti ASSR. Queste frequenze sono modulate rispetto all’ampiezza e alla frequenza. Una modulazione di ampiezza del 100% (AM) è spesso usata ad un alto tasso di modulazione (cioè, >80-90 Hz). Alcuni sistemi ASSR sono in grado di stimolazione binaurale simultanea a più frequenze. Quando più frequenze sono presentate simultaneamente, la modulazione si verifica in genere tra 82 Hz e 106 Hz. Alcuni produttori offrono un 20% al 25% di modulazione di frequenza (FM), che, combinato con AM, tipicamente migliora la risposta rispetto al solo AM.

Tassi di modulazione. I tassi di modulazione più elevati generano risposte bioelettriche derivate dal tronco cerebrale (come ABR) e sono, quindi, meno suscettibili allo stato del paziente. Tassi di modulazione a frequenza inferiore possono essere utilizzati (cioè, 40 Hz), ma includono componenti della risposta di latenza media (MLR) e sono quindi influenzati dalle condizioni del soggetto di prova (Figura 1).

Figura 1. Esempio di un tipico stimolo portante modulato AM e FM a 1.000 Hz e il suo spettro associato.

Analisi. L’analisi ASSR si basa sul fatto che gli eventi bioelettrici correlati coincidono con la frequenza di ripetizione dello stimolo. Pertanto, l’analisi ASSR è basata matematicamente.

Il metodo specifico di analisi dipenderà dall’algoritmo di rilevamento statistico del produttore. L’analisi ASSR avviene nel dominio spettrale (cioè della frequenza) ed è composta da componenti di frequenza specifiche che sono armoniche della frequenza di ripetizione dello stimolo. I primi sistemi ASSR consideravano solo la prima armonica, mentre i sistemi più recenti incorporano anche le armoniche superiori nei loro algoritmi di rilevamento.

Per esempio, se la frequenza di ripetizione dello stimolo è di 90 Hz (cioè, 90 stimoli al secondo), l’ASSR si verifica a 90 Hz, 180 Hz, 270 Hz, 360 Hz, ecc (Figura 2). La prima componente della risposta spettrale (in questo caso, 90 Hz) avrà l’ampiezza maggiore, e l’ampiezza diminuisce all’aumentare del numero di armoniche (1a, 2a, 3a, ecc.). Rilevare la presenza di ASSR nel dominio spettrale significa basarsi sui valori di ampiezza e/o fase (a volte combinati in un vettore) delle prime sei-otto armoniche per distinguere l’ASSR dal rumore biologico e casuale in corso.

Figura 2. Analisi spettrale FFT che mostra il rilevamento del tasso di modulazione e delle armoniche in presenza di rumore casuale.

Posizionamento degli elettrodi. Il posizionamento degli elettrodi per l’ASSR è spesso lo stesso o simile ai montaggi di registrazione tradizionali usati per le registrazioni ABR. I due elettrodi attivi sono posizionati al o vicino al vertice, e al lobo dell’orecchio/mastoide omolaterale, mentre l’elettrodo di terra è posizionato sulla fronte bassa. Se lo strumento sta raccogliendo dati simultaneamente da entrambe le orecchie, viene utilizzato un preamplificatore a due canali per beneficiare del montaggio binaurale degli elettrodi. Quando un sistema di registrazione a canale singolo viene utilizzato per rilevare l’attività da una presentazione binaurale, un elettrodo di riferimento comune può essere situato sulla nuca.

Filtraggio, amplificazione e rifiuto degli artefatti. Le impostazioni del filtro ASSR non sono come quelle dell’ABR. Per l’ASSR, a seconda della situazione specifica, il filtro passa alto potrebbe essere approssimativamente da 40 Hz a 90 Hz, e il filtro passa basso potrebbe essere tra 320 Hz e 720 Hz. Le pendenze tipiche del filtro sono di 6 dB per ottava. Impostazioni di guadagno di 10.000 sono comuni per ASSR. Come è vero per l’ABR, è vantaggioso avere un “override” manuale per permettere al clinico di prendere decisioni durante il test, come un cambiamento nel livello dello stimolo alle singole frequenze. Man mano che i dati si accumulano (Figura 3), il medico può passare da una modalità di visualizzazione all’altra per vedere come procede l’audiogramma stimato e può applicare le correzioni di rotta secondo necessità.

Figura 3. Esempio di ASSR in corso. Il verde indica la risposta, il rosso indica nessuna risposta.

Dati normativi e tendenze generali

La maggior parte delle apparecchiature ASSR fornisce tabelle di correzione per convertire le soglie ASSR misurate in audiogrammi HL stimati. In generale, gli audiogrammi stimati basati sull’ASSR forniscono informazioni simili agli audiogrammi basati sul comportamento.

Picton et al6 hanno fornito tabelle di valori correttivi che indicano che le soglie ASSR sono entro 10 dB – 15 dB delle soglie audiometriche. Ci sono variazioni tra gli studi, e i dati di correzione effettivi dipendono da molte variabili come: l’attrezzatura utilizzata, le frequenze raccolte, il tempo di raccolta, l’età del soggetto, lo stato di sonno del soggetto, i parametri di stimolo utilizzati, e altro ancora.

A prescindere dall’attrezzatura utilizzata, il medico dovrebbe fare riferimento ai dati e ai riferimenti forniti dal produttore quando stima gli audiogrammi.

Discussione

ASSR ha dimostrato di essere affidabile ed efficace nella previsione delle soglie uditive. ASSR offre molteplici sinergie uditive ed elettrofisiologiche precedentemente non disponibili.

Figura 4. Il sistema Interacoustics mostra il livello di prova in dB della registrazione ASSR rispetto all’audiogramma stimato sulla base di una tabella di conversione stabilita.

Nonostante, il principio del “controllo incrociato” di Jerger e Hayes7 è valido, saggio e raccomandato.8 In particolare, sono stati riportati risultati ASSR con significativi artefatti da stimolo in situazioni insolite (cioè, stimoli a bassa frequenza presentati a 100 dB HL o superiori), e sono stati notati anche altri artefatti (vedi Stapells et al9). Gli studi sulla conduzione ossea non sono ancora definitivi, e l’applicazione diretta dell’ASSR a varie eziologie (es. malattia di Meniere, neuroma acustico, neuropatia uditiva, ecc) è in fase di studio in tutto il mondo.

ABRs o ASSRs? The Application of Tone-Burst ABRs in the Era of ASSRs. di James W. Hall III, PhD, agosto 2004 HR.

ASSR è una tecnologia entusiasmante che fornisce informazioni rapide e affidabili su più frequenze e sulla soglia uditiva specifica dell’orecchio. ASSR continua ad “alzare l’asticella” per quanto riguarda la velocità e l’accuratezza del test, e i sistemi sono disponibili da una manciata di produttori.

In questo articolo, abbiamo offerto esempi basati sui più recenti perfezionamenti e offerte di Interacoustics. Prevediamo ulteriori sviluppi e perfezionamenti, in quanto i protocolli e l’accuratezza in continuo miglioramento diventano disponibili in futuro.

Riconoscimenti

Gli autori ringraziano Claus Elberling, PhD, per la sua conoscenza, le sue modifiche e i suoi premurosi commenti e intuizioni durante la preparazione di questo manoscritto.

1. John MS, Picton TW. MASTER: un programma Windows per la registrazione di più risposte uditive allo stato stazionario. 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. In press.
3. Stürzebecher E, Cebulla M, Elberling C, Berger T. Nuovi stimoli efficienti per evocare frequenza-specifiche risposte uditive steady-state. J Am Acad Audiol. 2006;17:448-461.
4. Elberling C, Cebulla M, Stürzebecher E. Stimolazione multipla simultanea dell’ASSR. Documento presentato a: ISAAR (International Symposium on Auditory and Audiological Research) Auditory Signal Processing in Hearing-Impired Listeners; Danimarca, 2007. In press.
5. Cebulla M, Stürzebecher E, Elberling C. Rilevamento oggettivo delle risposte uditive allo stato stazionario: confronto di test a un campione e q-campione. J Am Acad Audiol. 2006;17:93-103.
6. Picton TW, Dimitrijevic A, Perez-Abalo M-C, van Roon P. Stima delle soglie audiometriche utilizzando risposte uditive allo stato stazionario. J Am Acad Audiol. 2005;16:140-156.
7. Jerger JF, Hayes D. Il principio del controllo incrociato nell’audiometria pediatrica. Arch Otolaryngol Head Neck Surg. 1976;102:614-620.
8. Joint Committee on Infant Hearing. Dichiarazione di posizione per l’anno 2000: Principi e linee guida per l’individuazione precoce dell’udito e programmi di intervento. Pediatria. 2000;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 estimating an infant’s audiogram. In: Seewald RC, Bamford JM, eds. A Sound Foundation Through Early Amplification 2004. Basilea, Svizzera: Phonak AG; 2004:43-59.

Questo articolo è stato presentato a HR da Douglas L. Beck, AuD, direttore delle relazioni professionali presso Oticon Inc, Somerset, NJ; David P. Speidel, MS, direttore dei servizi di audiologia, e Michelle Petrak, PhD, audiologo e product manager presso Interacoustics, Eden Prairie, Minn. La corrispondenza può essere indirizzata a o Douglas Beck a Oticon Inc, 29 Schoolhouse Road, Somerset, NJ 08875-6724; e-mail: .

Lettura consigliata

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Citazione per questo articolo: Beck DL, Speidel DP, Petrak M. Auditory steady-state response: Una guida per principianti. Rivista dell’udito. 2007;14(12):34-37.