Hörselsvar i stabilt tillstånd (ASSR): En nybörjarguide

BY admin
|

av Douglas L. Beck, AuD, David P. Speidel, MS, och Michelle Petrak, PhD

Det auditiva steady-state-svaret (ASSR) kan ses som ett elektrofysiologiskt svar på snabba auditiva stimuli. Målet med ASSR är att skapa ett uppskattat audiogram från vilket frågor om hörsel, hörselnedsättning och hörselrehabilitering kan besvaras.

ASSR gör det möjligt för audionomen att skapa statistiskt giltiga audiogram för dem som inte kan eller vill delta i traditionella beteendetester. ASSR förlitar sig på statistiska mått för att avgöra om och när en tröskel föreligger. ASSR:s utformning och funktionalitet varierar mellan olika tillverkare. Författarnas anmärkning: ASSR kallades tidigare SSEP (Steady State Evoked Potential) och/eller AMFR (Amplitude Modulation Following Response).

Denna artikel ger en grundläggande orientering om ASSR, med hjälp av exempel baserade på de senaste förfiningarna och erbjudandena från Interacoustics.

ASSR jämfört med ABR

ASSR liknar Auditory Brainstem Response (ABR) i vissa avseenden. Till exempel registrerar ASSR och ABR bioelektrisk aktivitet från elektroder som är placerade i liknande inspelningsmatriser. ASSR och ABR är båda auditivt framkallade potentialer. ASSR och ABR använder akustiska stimuli som levereras genom instick (helst).

ASSR och ABR har också viktiga skillnader. I stället för att vara beroende av amplitud och latenstid använder ASSR amplituder och faser i den spektrala (frekvens) domänen. ASSR är beroende av toppdetektering över ett spektrum, snarare än toppdetektering över en tid-amplitudvågform (se John och Picton1). ASSR framkallas med hjälp av upprepade ljudstimuli som presenteras med hög repetitionsfrekvens, medan ABR framkallas med hjälp av korta ljud som presenteras med relativt låg repetitionsfrekvens.

ABR-inspelningar är oftast beroende av att undersökaren subjektivt granskar vågformerna och beslutar om det finns ett svar. Det blir allt svårare att avgöra svaret när ABR närmar sig den verkliga tröskeln – vilket är när beslutet (svar eller inget svar) är viktigast. ASSR använder en objektiv, sofistikerad, statistikbaserad matematisk detektionsalgoritm för att upptäcka och definiera hörtrösklar.

ABR-protokoll använder vanligtvis klick eller tonbortfall i ett öra i taget. ASSR kan användas binauralt, samtidigt som man utvärderar breda band eller fyra frekvenser (500 Hz, 1 000 Hz, 2 000 Hz och 4 000 Hz) samtidigt.

ABR är användbart för att uppskatta hörseltrösklar i huvudsak från 1 000 Hz till 4 000 Hz, vid typiska (ej skidåliga) milda-moderat-svåra hörselnedsättningar. ASSR kan också uppskatta hörtrösklar inom samma område som ABR, men ASSR erbjuder mer spektral information snabbare och kan uppskatta och differentiera hörseln inom de allvarliga till mycket allvarliga hörselnedsättningar.

Förmågan att upptäcka skillnader inom dessa betydande hörselnedsättningskategorier är mycket viktig. Till exempel kan differentiering av en 75 dB jämfört med en 95 dB hörselnedsättning påverka beslut som att anpassa traditionella hörapparater till ett barn med 75 dB SNHL eller att överväga cochleaimplantatalternativ för ett barn med 95 dB SNHL.

Patientpopulation

Som ABR kan ASSR användas för att skatta hörseltrösklar för dem som inte kan eller vill delta i traditionella beteendemässiga åtgärder. Därför skulle primära kandidater för ASSR vara: nyfödda barn för screening och uppföljande diagnostiska bedömningar, spädbarn på neonatala intensivvårdsavdelningen (NICU), patienter som inte reagerar och/eller är i koma, personer som är misstänkta på grund av besöksnäringens art (t.ex. arbetsskadeersättning, juridiska ärenden, försäkringsanspråk etc.), övervakning av ototoxicitet m.m.

ASSR-stimulering

För närvarande finns det ingen universell standard för ASSR-instrumentering. Stimulans- och inspelningsparametrar och metoder utformas (och kan variera) av varje tillverkare.

Insätt hörlurar. Insert-hörlurar är det mest använda systemet för stimulering. Insatta hörlurar som används med ASSR tillåter mycket höga (100 dBHL eller mer) presentationsnivåer. Stimulering på mycket höga nivåer kan dock orsaka ett vestibulärt svar som potentiellt inte kan särskiljas från det auditiva svaret (eftersom ASSR inte visar vågformen i en tidsbaserad domän). Dessutom kan stimulering på dessa mycket höga nivåer vara skadligt för hörseln.

Bredbands- och frekvensspecifika stimuli. ASSR kan registreras med hjälp av antingen bredbandiga (dvs. frekvensospecifika) eller frekvensspecifika stimuli. Bredbandsstimuli omfattar klick, buller, amplitudmodulerat buller och chirps. Frekvensspecifika stimuli inkluderar filtrerade klick, bandbegränsade chirps, smalbandiga bullerutbrott, tonutbrott, amplitudmodulerat smalbandigt buller eller amplitud- och frekvensmodulerade rena toner.

”Chirps” är ett nytt tillskott till bredbandsfamiljen,2 och har unika och användbara egenskaper. Vissa nyare ASSR-system använder speciella chirp-stimuli.3 Bandbegränsade chirps ger en mycket synkroniserad stimulering av specifika frekvensband.4 Användning av chirps och nyare detekteringsalgoritmer gör det möjligt att samla in snabbare data, vilket närmar sig halva den traditionella ASSR-datainsamlingstiden.4,5

Testfrekvenser. Testfrekvenser på 500, 1000, 2000 och 4000 Hz används vanligen som ASSR-bärarstimuli. Dessa frekvenser moduleras med avseende på amplitud och frekvens. En 100-procentig amplitudmodulering (AM) används ofta vid en hög modulationshastighet (dvs. >80-90 Hz). Vissa ASSR-system kan användas för samtidig binaural stimulering med flera frekvenser. När flera frekvenser presenteras samtidigt sker modulationen vanligtvis mellan 82 Hz och 106 Hz. Vissa tillverkare erbjuder en frekvensmodulering (FM) på 20-25 %, som i kombination med AM vanligtvis förbättrar responsen jämfört med enbart AM.

Moduleringshastigheter. Högre modulationshastigheter genererar bioelektriska svar som härrör från hjärnstammen (som ABR) och är därför mindre känsliga för patientens tillstånd. Lägre frekvensmodulationer kan användas (t.ex. 40 Hz), men de innehåller komponenter av det medellatensa svaret (MLR) och påverkas därför av testpersonens tillstånd (figur 1).

Figur 1. Exempel på ett typiskt 1 000 Hz AM- och FM-modulerat bärarstimulus och dess tillhörande spektrum.

Analys. ASSR-analysen bygger på det faktum att relaterade bioelektriska händelser sammanfaller med stimulusets repetitionsfrekvens. Därför är ASSR-analysen matematiskt baserad.

Den specifika analysmetoden beror på tillverkarens statistiska detektionsalgoritm. ASSR-analysen sker i den spektrala (dvs. frekvens) domänen och består av specifika frekvenskomponenter som är övertoner av stimulusrepetitionsfrekvensen. Tidiga ASSR-system tog endast hänsyn till den första harmoniska, medan nyare system även inkluderar högre harmoniska i sina detektionsalgoritmer.

Till exempel, om stimulusrepetitionsfrekvensen är 90 Hz (dvs. 90 stimuli per sekund), kommer ASSR att inträffa vid 90 Hz, 180 Hz, 270 Hz, 360 Hz etc. (figur 2). Den första spektralresponskomponenten (i det här fallet 90 Hz) kommer att ha den största amplituden, och amplituden minskar när antalet harmonier (första, andra, tredje osv.) ökar. Att upptäcka förekomsten av ASSR i den spektrala domänen innebär att man förlitar sig på amplitud- och/eller fasvärden (ibland kombinerade till en vektor) för de första sex till åtta harmonikerna för att skilja ASSR från pågående slumpmässigt och biologiskt brus.

Figur 2. FFT-spektralanalys som visar upptäckten av modulationshastigheten och övertoner i närvaro av slumpmässigt förekommande brus.

Elektrodplacering. Elektrodeplaceringen för ASSR är ofta densamma eller liknar traditionella inspelningsmontage som används för ABR-inspelningar. De två aktiva elektroderna placeras vid eller nära vertex och vid den ipsilaterala örsnibben/mastoid, medan markelektroden placeras på den låga pannan. Om instrumentet samlar in data samtidigt från båda öronen används en tvåkanalig förförstärkare för att dra nytta av det binaurala elektrodmontaget. När ett enkanaligt inspelningssystem används för att upptäcka aktivitet från en binaural presentation kan en gemensam referenselektrod placeras i nacken.

Filtrering, förstärkning och artefaktavvisning. ASSR-filterinställningar är inte som ABR-inställningar. För ASSR kan högpassfiltret, beroende på den specifika situationen, vara ungefär 40 Hz till 90 Hz och lågpassfiltret kan vara mellan 320 Hz och 720 Hz. Typiska filterlutningar är 6 dB per oktav. Förstärkningsinställningar på 10 000 är vanliga för ASSR. Artefaktavvisningen lämnas ”på”

Som för ABR är det fördelaktigt att ha manuell ”överstyrning” så att klinikern kan fatta beslut under testet, t.ex. en förändring av stimulusnivån vid enskilda frekvenser. När data ackumuleras (figur 3) kan klinikern växla mellan olika visningslägen för att se hur det uppskattade audiogrammet utvecklas och kan göra kurskorrigeringar vid behov.

Figur 3. Exempel på pågående ASSR. Grönt indikerar svar, rött indikerar inget svar.

Normativa data och allmänna trender

De flesta ASSR-utrustningar tillhandahåller korrigeringstabeller för att omvandla uppmätta ASSR-trösklar till uppskattade HL-audiogram. I allmänhet ger uppskattade ASSR-baserade audiogram liknande information som beteendebaserade audiogram.

Picton et al6 tillhandahöll tabeller med korrektionsvärden som visar att ASSR-trösklarna ligger inom 10 dB till 15 dB från audiometriska trösklar. Det finns variationer mellan olika studier, och de faktiska korrigeringsvärdena beror på många variabler såsom: använd utrustning, insamlade frekvenser, insamlingstid, försökspersonens ålder, försökspersonens sömntillstånd, använda stimulusparametrar med mera.

Oavsett vilken utrustning som används bör klinikern hänvisa till de data och referenser som tillhandahålls av tillverkaren när han/hon uppskattar audiogrammen.

Diskussion

ASSR har visats vara tillförlitlig och effektiv när det gäller att förutspå hörseltrösklar. ASSR erbjuder flera auditiva och elektrofysiologiska synergier som tidigare inte varit tillgängliga.

Figur 4. Interacoustics-systemet som visar dB-testnivån i ASSR-inspelningen jämfört med det uppskattade audiogrammet baserat på en etablerad konverteringstabell.

Nonväl är Jerger och Hayes’ ”korskontroll”-princip7 giltig, klok och rekommenderad.8 Särskilt ASSR-resultat har rapporterats med betydande stimulusartefakter i ovanliga situationer (dvs. lågfrekventa stimuli som presenteras vid 100 dB HL eller högre), och andra artefakter har också noterats (se Stapells m.fl.9). Studier av benledning är ännu inte definitiva, och direkt tillämpning av ASSR på olika etiologier (t.ex. Menières sjukdom, akustikusneurinom, auditiv neuropati etc.) undersöks över hela världen.

ABRs eller ASSRs? The Application of Tone-Burst ABRs in the Era of ASSRs. av James W. Hall III, PhD, augusti 2004 HR.

ASSR är en spännande teknik som ger snabb och tillförlitlig information om flera frekvenser och öronspecifika hörtrösklar. ASSR fortsätter att ”höja ribban” när det gäller testhastighet och noggrannhet, och systemen finns tillgängliga från en handfull tillverkare.

I den här artikeln har vi erbjudit exempel baserade på de senaste förfiningarna och erbjudandena från Interacoustics. Vi förväntar oss ytterligare utveckling och förfining, eftersom ständigt förbättrade protokoll och noggrannhet blir tillgängliga i framtiden.

Acknowledgements

Författarna tackar Claus Elberling, PhD, för hans kunskap, redigeringar och genomtänkta kommentarer och insikter under hela utarbetandet av detta manuskript.

  1. John MS, Picton TW. MASTER: ett Windows-program för inspelning av flera auditiva steady-state-svar. 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. New efficient stimuli for evoking 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 presented at: ISAAR (International Symposium on Auditory and Audiological Research) Auditory Signal Processing in Hearing-Impaired Listeners; Danmark, 2007. Under press.
  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;17:93-103.
  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. Positionering för år 2000: Principer och riktlinjer för program för tidig hörselupptäckt och intervention. Pediatrics. 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. I: Seewald RC, Bamford JM, eds. En sund grund genom tidig förstärkning 2004. Basel, Schweiz: Phonak AG; 2004:43-59.

Denna artikel skickades in till HR av Douglas L. Beck, AuD, Director of Professional Relations på Oticon Inc, Somerset, NJ; David P. Speidel, MS, Director of Audiology Services, och Michelle Petrak, PhD, audiolog och produktchef på Interacoustics, Eden Prairie, Minn. Korrespondens kan skickas till Douglas Beck på Oticon Inc, 29 Schoolhouse Road, Somerset, NJ 08875-6724; e-post: .

Rekommenderad läsning

  • Cohen LT, Rickards FW, Clark GM. En jämförelse av steady-state framkallade potentialer till modulerade toner hos vakna och sovande människor. J Acoust Soc Am. 1991;90:2467-2479.]
  • Cone-Wesson B, Dowell RC, Tomlin D, Rance G, Ming WJ. Det auditiva steady-state-svaret: jämförelser med det auditiva hjärnstamsvaret. 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. Human auditory steady-state responses to tones independently modulated in both frequency and amplitude. Ear Hear. 2001;22:100-111.
  • John MS, Dimitrijevic A, van Roon P, Picton TW. Multiple auditory steady-state responses to AM and FM stimuli. Audiol Neurootol. 2001;6:12-27.
  • John MS, Purcell DW, Dimitrijevic A, Picton TW. Fördelar och farhågor vid inspelning av steady-state-svar till flera samtidiga stimuli. J Am Acad Audiol. 2002;13:246-259.
  • National Institutes of Health Consensus Development Conference Statement. Tidig identifiering av hörselskador hos spädbarn och småbarn. NIH Consensus Statement Online. March 1-3, 1993;11(1):1-24.
  • Rance G, Beer DE, Cone-Wesson B, et al. Kliniska resultat för en grupp spädbarn och småbarn 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 evoked potentials till amplitudmodulerade 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. Effekter av benoscillatorns kopplingsmetod, placeringsplats och ocklusion på benledande auditiva steady-state-svar hos spädbarn. Ear Hear. 2007;28:83-98.
  • Small SA, Stapells DR. Artefaktuella reaktioner vid inspelning av stationära auditiva reaktioner. Ear Hear. 2004;25:611-623.
  • Small SA, Stapells DR. Multipla tröskelvärden för auditiva steady-state-svar vid benledande stimuli hos spädbarn med normal hörsel. Ear Hear. 2006;27:219-228.
  • Stapells DR, Linden D, Suffield JB, Hamel G, Picton TW. Human auditory steady state potentials. Ear Hear. 1984;5:105-113.
  • Stelmachowicz PG. Hur vet vi att vi har fått rätt? Elektroakustiska och audiometriska mätningar. In: Seewald RC, red. En sund grund genom tidig förstärkning 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. Jämförelse av tröskelvärden för auditivt steady-state-svar och auditivt hjärnstamsvar hos barn. J Am Acad Audiol. 2002;13:227-235.

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