頻率特異性ABR臨床應(yīng)用的研究進(jìn)展

王小亞 梁小冰 羅仁忠

聽閾測試的目的是獲得在人類言語頻率范圍內(nèi)每耳各頻率的聽閾。測試時(shí)應(yīng)考慮的影響因素有受試者因素(年齡、健康情況)、刺激因素(頻率、速率、強(qiáng)度)、記錄因素(最佳濾波及電極位置)。而對(duì)于低齡嬰幼兒，由于其無法配合主觀聽閾測試，目前主要是采用電生理測試方法來估算聽閾。

聽性腦干反應(yīng)(auditory brainstem response，ABR)是一種短潛伏期聽覺誘發(fā)電位，是通過頭皮記錄的從聽神經(jīng)到腦干聽覺通路對(duì)于瞬態(tài)聲刺激信號(hào)的一系列反應(yīng)。ABR屬于快反應(yīng)，一般表現(xiàn)為7個(gè)波，7個(gè)反應(yīng)波在刺激開始后10 ms內(nèi)出現(xiàn)，臨床上常用的刺激信號(hào)是短聲(click)，其上升時(shí)間較短，頻譜較寬，能夠在極短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大的強(qiáng)度，具有很好的瞬態(tài)特性，可使大量聽覺神經(jīng)元幾乎同時(shí)放電，在頭皮記錄時(shí)可得到較大的反應(yīng)幅度。短聲ABR反映的是多根神經(jīng)纖維的總和反應(yīng)，由于行波期間的自然差異，耳蝸各個(gè)頻率區(qū)的響應(yīng)時(shí)間不盡相同，對(duì)聽神經(jīng)放電也不完全同步，因而各頻率區(qū)聽神經(jīng)反應(yīng)潛伏期有一定的差異，對(duì)總和的ABR波形產(chǎn)生相位抵消的作用，使之不能準(zhǔn)確反映出某一頻段的神經(jīng)反應(yīng)成分。由于短聲ABR主要反映2～4 kHz聽力，且缺少頻率特異性，難以評(píng)估各頻率具體的聽閾，尤其是低頻聽閾。而在臨床上聽力學(xué)測試需要盡可能了解受試者各個(gè)頻率的聽閾水平，因此，對(duì)具有頻率特異性ABR[1]的研究十分重要。頻率特異性包括不同的刺激方式以及不同的信號(hào)加工技術(shù)，通常使用不同的音頻或選擇性掩蔽，常用的刺激信號(hào)有濾波短聲、短音、短純音和 窄帶CE-chirp聲等，本文對(duì)以上四種頻率特異性ABR的臨床應(yīng)用進(jìn)展綜述如下。

1 濾波短聲(filtered click)ABR

濾波短聲ABR由Eggermont等在[2]1978年提出,主要原理是在短聲刺激的同時(shí)使用高通濾波粉紅噪聲進(jìn)行同側(cè)掩蔽，隨著濾波噪聲的截止頻率從高到低的連續(xù)變化得到一系列的掩蔽ABR(masked ABR),通過各掩蔽ABR之間的扣減，最終得到獨(dú)立頻率區(qū)域的分頻段的ABR。使用高通濾波噪聲掩蔽導(dǎo)出的ABR實(shí)現(xiàn)了對(duì)短聲ABR波形的解析，分離出了獨(dú)立的頻帶反應(yīng)，不但使波形具有了比較好的頻帶特異性，而且使行波時(shí)間和疊加殘留噪聲等因素得到很好的控制。

Don等[3]最先將濾波短聲ABR技術(shù)應(yīng)用在正常人ABR波V特征分析研究中，高通濾波噪聲掩蔽導(dǎo)出的ABR 的波V潛伏期從高頻到低頻區(qū)域逐漸延長，這一延長反映從蝸底到蝸尖響應(yīng)時(shí)間的差異，包括基底膜行波時(shí)間和具有頻率特異性的同步時(shí)間。隨后,Don等[4]在不同類型的聽力損失患者中用該技術(shù)，得到濾波短聲ABR的反應(yīng)閾值與行為閾值有很好的一致性。Conijn等[5]的研究也表明濾波短聲ABR可以成功地預(yù)估純音聽力圖；他們認(rèn)為正常聽力受試者1 000 Hz濾波短聲ABR閾值與主觀純音閾值之間的差值為19 dB，而平坦型感音性聽力損失患者則為10 dB，在低頻下降和高頻下降型感音性聽力損失患者中，1 000 Hz濾波短聲ABR與純音閾值差10.4 dB。此外，由于濾波短聲ABR比常規(guī)ABR的敏感度更高，因此，還可用于疾病引起的任何神經(jīng)纖維同步活動(dòng)消失的診斷中。

目前，濾波短聲ABR并沒有大量應(yīng)用于臨床，其原因有三點(diǎn):①不能使用高于95 dB peSPL的短聲來得到反應(yīng)，因?yàn)槎搪晱?qiáng)度較高時(shí)，需要的掩蔽噪聲強(qiáng)度也很高，可導(dǎo)致聽力接近正常的患者感到不適，對(duì)聽力也有一定的損害；②蝸性病變患者同樣可出現(xiàn)ABR波形幅度的降低或缺失, 導(dǎo)致濾波短聲 ABR 的假陽性率有所升高；③檢測方法相對(duì)復(fù)雜[6]，在客觀閾值評(píng)估中不如其他頻率特異性ABR有優(yōu)勢。

2.短音(tone pip)ABR

聲學(xué)上短音(tone pip，TP)指周期數(shù)固定、外包絡(luò)呈菱形的一段正弦波。TP是時(shí)程短于200 ms的正弦信號(hào),是由純音信號(hào)施加一個(gè)時(shí)窗(包絡(luò))截取而成，包含數(shù)個(gè)正弦波；TP的頻譜并非單一譜線，而是形成一窄帶，其頻率特異性與時(shí)程、上升/下降時(shí)間有關(guān)；TP兼具了短聲和純音的特點(diǎn)，在聽覺同步反應(yīng)與頻率特異性之間取得平衡。由于其刺激聲信號(hào)的優(yōu)勢(較有平臺(tái)期的短純音有更好的頻率和瞬態(tài)特異性)，近年來，多數(shù)研究者建議使用非線性的Blackman門控，能有效的減少頻譜的飛濺，進(jìn)而能夠誘發(fā)聽神經(jīng)同步化反應(yīng)和保持一定的頻率特異性[7]。TP-ABR測試綜合了頻率特異性和瞬態(tài)特異性，彌補(bǔ)了短聲ABR檢查的不足，有更好的臨床應(yīng)用前景。

對(duì)TP-ABR波V特征分析的研究顯示[8]，TP-ABR的波V潛伏期隨著刺激聲頻率的升高而明顯縮短(較高頻的潛伏期短于較低頻)，幅值隨著刺激聲強(qiáng)度的增加而升高，高頻比低頻、高強(qiáng)度比低強(qiáng)度有更好的波形分化；該研究還發(fā)現(xiàn)波V幅值和波V潛伏期存在較大的個(gè)體差異和時(shí)間差異，可能因?yàn)門P是由上升、平臺(tái)、下降時(shí)間很短的窄帶短聲組成，每一次TP刺激時(shí)，窄帶范圍內(nèi)所有頻率聲音同時(shí)給出，不存在時(shí)間上先后次序，故不同頻率TP整體呈現(xiàn)高頻成分到達(dá)基底膜最大振動(dòng)位置耗時(shí)短，低頻部分到達(dá)基底膜最大振動(dòng)位置耗時(shí)長的非同步現(xiàn)象。

Stapells等[9]對(duì)32項(xiàng)關(guān)于TP-ABR評(píng)估聽閾的研究進(jìn)行了總結(jié)，研究對(duì)象包括正常成年人、嬰幼兒以及感音神經(jīng)性聽力損失的成年人和嬰幼兒，結(jié)果顯示TP-ABR的反應(yīng)閾值與純音的行為聽閾之間相關(guān)性很好，各頻率二者之差值平均在+5.5～-8.1 dB之間，95%的置信區(qū)間±5 dB之內(nèi)。在聽力正常者，TP-ABR的反應(yīng)閾值是10～20 dB nHL。在感音神經(jīng)性聽力損失成人中，TP-ABR的反應(yīng)閾值通常比純音測聽的行為閾值高5～15 dB；在感音神經(jīng)性聽力損失的嬰兒中，TP-ABR的反應(yīng)閾比純音測聽的行為閾值低10 dB到高10 dB之間。商瑩瑩等[10]研究了感音神經(jīng)性聽力損失成年人0.5～4 kHz的TP-ABR反應(yīng)閾與純音聽閾的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)氣導(dǎo)TP-ABR 反應(yīng)閾分別較對(duì)應(yīng)頻率氣導(dǎo)純音聽閾高 12～20 dB,骨導(dǎo)TP-ABR反應(yīng)閾與純音聽閾差值在16～32 dB。王俊閣等[11]在感音神經(jīng)性聽力損失兒童研究中得出0.5～4 kHz TP-ABR反應(yīng)閾和行為閾值的相關(guān)系數(shù)分別為0.774、0.785、0.860、0.864，且聽力損失越嚴(yán)重，TP-ABR反應(yīng)閾與純音聽閾值的差值越小。

2013年英國《新生兒聽力篩查項(xiàng)目轉(zhuǎn)診嬰兒早期聽力評(píng)估和干預(yù)指南》[12]中規(guī)定，對(duì)于未通過聽力篩查的嬰幼兒，應(yīng)該優(yōu)先進(jìn)行具有頻率特異性的TP-ABR或者窄帶chirp-ABR測試，而且建議從4 000 Hz的TP-ABR開始測試，在完成雙耳該頻率的測試后，再考慮進(jìn)行低頻TP-ABR測試，推薦選擇進(jìn)行1 000 Hz的TP-ABR測試，這樣便可以得知什么頻段的反應(yīng)閾值會(huì)顯著升高。

TP-ABR在臨床應(yīng)用中存在一定的局限性、第一，頻率性不足，低頻TP-ABR與主觀聽閾之間的差異性較大可能限制了用TP-ABR預(yù)測純音聽閾，提示TP-ABR在用于低頻聽閾評(píng)估時(shí)應(yīng)持慎重態(tài)度，TP-ABR往往會(huì)低估其聽閾，因?yàn)榈皖lTP-ABR易受環(huán)境噪聲、受試者腦電和肌電等因素干擾，波形分化差。Picton和Jonh[13]認(rèn)為可能是電磁假現(xiàn)象，可通過調(diào)節(jié)濾波范圍、改變刺激極性來消除。第二，TP-ABR檢查費(fèi)時(shí)，可能導(dǎo)致受試者疲勞，引起肌源性電位的干擾。

隨著對(duì)TP-ABR研究的進(jìn)一步深入,鄭海峰等[14]研究TP-ABR的正常校正因子及其在低頻聽力損失患者中的應(yīng)用，推薦0.5～4 kHz的校正因子分別為25、20、15、15 dB，在輕至中度低頻感音神經(jīng)性聽力損失患者中進(jìn)行檢驗(yàn)，患者0.5 kHz和1 kHz TP-ABR的反應(yīng)閾值減去校正因子后獲得預(yù)估聽力級(jí)與其實(shí)際純音聽閾擬合度R^2分別為0.787和0.797，兩者相關(guān)性較好。說明采用校正因子進(jìn)行TP-ABR測試可以較為可靠的預(yù)估低頻聽力，這也提示各個(gè)機(jī)構(gòu)需要通過實(shí)驗(yàn)來制定自己實(shí)驗(yàn)室的正常聽力零級(jí)及反應(yīng)閾與純音聽閾的校正因子。

3 短純音(tone burst)ABR

短純音(tone burst，TB)通常是包絡(luò)為2—1—2(周)的信號(hào)，其頻譜是以刺激頻率為中心頻率的主帶及其雙側(cè)能量低27～68 dB的旁帶。TB和TP的區(qū)別僅在使用線性時(shí)窗截取時(shí)在時(shí)域上是否具有平臺(tái)期(持續(xù)時(shí)間)，TP無平臺(tái)期，使用非線性時(shí)窗截取信號(hào)時(shí)，TP和TB并無顯著差異，可統(tǒng)一稱為短純音。TB的上升、下降和平臺(tái)時(shí)間都比TP長，是較好的頻率特異性刺激信號(hào)[15]。在評(píng)估聽閾時(shí)，TB-ABR[16]具有客觀性、刺激同步性、頻率特異性、準(zhǔn)確性高的特點(diǎn)，并且不受睡眠和鎮(zhèn)靜藥物的影響。

應(yīng)用TB-ABR測試正常人波V特征性的研究中發(fā)現(xiàn)[17]，1、2、4 kHz氣導(dǎo)TB-ABR波形與短聲ABR的波形很相似，表現(xiàn)為一系列向上的正峰，其中波Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ最為明顯，波Ⅱ、Ⅳ不易辨認(rèn)，隨著刺激聲強(qiáng)度的降低，波Ⅰ、Ⅲ逐漸消失，而且各波的幅值逐漸降低。骨導(dǎo)TB-ABR的波形比骨導(dǎo)短聲ABR分化差，只能引出波Ⅴ，隨著刺激聲強(qiáng)度的降低，骨導(dǎo)TB-ABR的波V幅值逐漸降低，波形分化變差甚至消失。

在TB-ABR用于評(píng)估聽閾的研究中，國外學(xué)者Purdy等[18]發(fā)現(xiàn)聽力正常的受試者所有刺激頻率TB-ABR閾值通常比行為閾值高出10～13 dB;聽力損失受試者2～4 kHz的TB-ABR閾值和純音聽力閾值之間相關(guān)系數(shù)為0.85～0.96。鄒琦娟等[19]對(duì)感音神經(jīng)性聽力損失成年人純音聽閾的評(píng)估中,得出TB-ABR在25 dB(A強(qiáng)度)和15 dB(B強(qiáng)度)切跡噪聲對(duì)TB進(jìn)行同側(cè)掩蔽的ABR(分別簡稱為amtb-ABR和bmtb-ABR)反應(yīng)閾與純音聽閾的相關(guān)系數(shù)均大于0.8，說明三者均可以預(yù)估純音聽閾，結(jié)果還表明對(duì)于陡降型聽力損失患者,bmtb-ABR反應(yīng)閾預(yù)估純音聽閾更為準(zhǔn)確。

目前公認(rèn)TB-ABR可以幫助那些無法獲得行為聽力閾值或者測試不完全者獲得聽閾值。比如,一嬰兒在出生時(shí)即被確定有聽力損失, 3～4月齡時(shí)需要驗(yàn)配助聽器, 而此時(shí)行為聽閾值不可靠, 可以考慮應(yīng)用TB-ABR測試其反應(yīng)閾值。Bagatt[20]報(bào)道15例聽力正常人0.5～4 kHz TB-ABR氣導(dǎo)反應(yīng)閾和純音聽閾的差值分別是20、15、10、5 dB，以上修正值僅供參考。英國聽力診斷指南推薦使用預(yù)計(jì)聽力級(jí)(dB eHL)，在助聽器驗(yàn)配時(shí)可以應(yīng)用“估計(jì)聽力級(jí)”，估計(jì)聽力級(jí)=反應(yīng)閾-修正值，這樣更容易理解，利于不同設(shè)備、機(jī)構(gòu)之間的比較。

盡管臨床上建議使用TB-ABR來預(yù)估嬰兒聽力閾值，但TB-ABR的臨床使用仍存在波形的解釋問題，為使TB-ABR在國內(nèi)得到更好的運(yùn)用，目前還有很多工作需要完善：首先，需要選擇恰當(dāng)?shù)腡B參數(shù)；其次，要建立正常的聽力零級(jí)(dB nHL)；另外，建議各實(shí)驗(yàn)中心開展多中心的研究工作，建立嬰幼兒人群細(xì)化的正常值、修正值，且對(duì)未來有重要的指導(dǎo)意義。例如：上海第九人民醫(yī)院推薦的聲信號(hào)參數(shù)：時(shí)程：0.5 kHz 4-2-4(周)，1、2、4 kHz 1-2-1(周)，或者0.5 kHz 1-1-1(周)；1 kHz 1-2-1(周)，2 kHz 2-4-2(周)，4 kHz 4-8-4(周)。

4 窄帶CE-Chirp ABR

Chirp聲是一種頻率隨時(shí)間改變而改變的刺激信號(hào)，其刺激耳蝸不同頻率區(qū)域的響應(yīng)時(shí)間相同，誘發(fā)電位會(huì)有更好的同步化反應(yīng)。CE-Chirp聲是由Claus Elberling設(shè)計(jì)的一種新型刺激聲[21]，是一種經(jīng)過特殊處理而產(chǎn)生的線性調(diào)頻脈沖聲，其給聲特點(diǎn)是在一個(gè)時(shí)間周期內(nèi)，隨載波頻率時(shí)程的延長，刺激聲信號(hào)呈線性增長。CE-Chirp聲的設(shè)計(jì)原理是低頻聲早發(fā)出，高頻聲晚發(fā)出，克服耳蝸的特殊結(jié)構(gòu)造成的行波延遲效應(yīng)，短時(shí)間讓更多神經(jīng)纖維同步放電，具有很好的神經(jīng)同步性，但與短聲一樣為寬頻帶刺激聲，缺少頻率特異性。隨后Claus Elberling[22]在 CE-Chirp 刺激聲設(shè)計(jì)原理基礎(chǔ)上提出了具有頻率特異性的窄帶(narrow-band，NB)CE-Chirp 刺激聲。NB CE-Chirp 刺激聲是指將0.5、1、2、4 kHz頻率作為中心頻率，同時(shí)還有一定帶寬限制的刺激聲，這使低強(qiáng)度的信號(hào)聲也能夠讓更多的毛細(xì)胞產(chǎn)生反應(yīng)，因此，NB CE-Chirp誘發(fā)出電反應(yīng)幅值與傳統(tǒng)刺激聲相比要更明顯，NB CE-Chirp聲較CE-Chirp聲具有好的神經(jīng)同步性和頻率特異性。

對(duì)NB CE-Chirp ABR的波V特征分析[23]表明，同一刺激聲頻率波V潛伏期隨著刺激聲強(qiáng)度下降而延長，但同一強(qiáng)度下不同頻率刺激聲誘出的波V潛伏期規(guī)律性差。在60、80 dB nHL刺激強(qiáng)度下，隨著頻率增加波V潛伏期延長，而在20、40 dB nHL刺激強(qiáng)度下，各頻率潛伏期結(jié)果相近。對(duì)于該現(xiàn)象，Claus Elberling[24]認(rèn)為高強(qiáng)度下刺激頻率范圍易擴(kuò)散至耳蝸底端，這種失同步性會(huì)影響波V潛伏期[25]。NB CE-Chirp ABR作為一種調(diào)制音，聲音信號(hào)從低頻到高頻不同頻率成分始終是按照一定的時(shí)間函數(shù)先后出現(xiàn)，其以1 000 Hz純音到達(dá)鼓膜的時(shí)間作為參考時(shí)間0 ms，提早釋放由低頻到高頻的聲音，使各個(gè)聲音成分盡可能在相同的時(shí)間到達(dá)耳蝸各自特異敏感部位的基底膜，使該區(qū)域放電神經(jīng)元數(shù)目大大增加，神經(jīng)同步性增強(qiáng)，神經(jīng)沖動(dòng)的傳播速度快。

國外學(xué)者Ferm等[26]在評(píng)估ABR反應(yīng)閾值的研究中，發(fā)現(xiàn)NB CE-Chirp ABR反應(yīng)比TP-ABR更加有優(yōu)勢，在4 kHz和1 kHz，NB CE-Chirp ABR反應(yīng)閾值比TP-ABR反應(yīng)閾值低10 dB，更接近短聲ABR的反應(yīng)閾。同時(shí)，使用NB CE-Chirp ABR測試可以縮短相同信噪比的測試時(shí)間，其原因可能是由于NB CE-Chirp具有更加有利的信噪比和更強(qiáng)的神經(jīng)同步性。在較低頻率，這種效應(yīng)可能會(huì)更加明顯，因?yàn)門P的刺激上升時(shí)間越長，其神經(jīng)放電的同步效果更差；在低、中強(qiáng)度刺激時(shí)，在4 kHz和1 kHz，NB CE-Chirp ABR(nHL)與行為測聽(HL)閾值之間的修正值(eHL)比TP-ABR與行為測聽閾值的修正值低5 dB，此優(yōu)點(diǎn)可擴(kuò)展到0.5 kHz[27]和2 kHz。Michel[28]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，NB CE-Chirp ABR與TP-ABR所得閾值具有較強(qiáng)的相關(guān)性，0.5～4 kHz四個(gè)頻率相關(guān)系數(shù)分別為0.9、0.9、0.96、0.95，因此，NB CE-Chirp ABR可以用來評(píng)估嬰幼兒客觀聽力閾值水平。國內(nèi)李芳芳等[29]認(rèn)為在20～60 dB nHL刺激強(qiáng)度下明顯高于TP-ABR，對(duì)閾值判斷更加準(zhǔn)確，測試速度快，可節(jié)省測試時(shí)間。趙金曉等[30]對(duì)NB CE-Chirp ABR與行為閾值之間的相關(guān)性研究顯示，雙耳低頻(0.5 kHz)較中高頻(1.0～4.0 kHz)相關(guān)性小，相關(guān)系數(shù)分別為0.693、0.830、0.836、0.845，與以往研究相符[31]。這有可能與環(huán)境噪聲多為低頻，低頻聲的瞬態(tài)同步性差及隨機(jī)共振平衡等因素相關(guān)。

NB CE-Chirp ABR測試時(shí)存在以下問題：第一，因強(qiáng)度過大時(shí)耳機(jī)輸出失真明顯，故不建議使用ER-3A插入式耳機(jī)進(jìn)行高于60 dB nHL的NB CE-Chirp ABR測試[32]；第二,由于對(duì)不同強(qiáng)度聲刺激與基底膜濾波能力相關(guān)性、神經(jīng)元在不同強(qiáng)度下波形表現(xiàn)認(rèn)識(shí)的有限性，NB CE-Chirp ABR的特性及臨床應(yīng)用仍需不斷完善。

綜上所述，以上四種頻率特異性ABR作為聽力測試方法，各有優(yōu)缺點(diǎn)，它們均為電生理學(xué)測試方法，ABR測試結(jié)果不能完全等同于行為聽閾；對(duì)于疑有聽力損失者進(jìn)行聽力閾值的最后確定仍需要結(jié)合其他聽力測試方法；而對(duì)于嬰幼兒，行為測聽方法，如行為觀察測聽(BOA)、視覺強(qiáng)化測聽(VRA)等，仍然是兒童聽力閾值評(píng)估的基礎(chǔ)；在情況允許的情況下，主觀和客觀聽力測試應(yīng)進(jìn)行交叉驗(yàn)證。