19--多频稳态--301医院--李兴启

多频稳态反应及其应用MultipleSteadyStateResponsesMSSR李兴启解放军总医院耳研所目前名称不统一，常用的有以下几种：•多频稳态反应（multiplesteadystateresponses，MSSR）•多频稳态听觉电位(multi－frequencysteadystatepotential,MFSSP),•调幅跟随反应（amplitudemodulationfollowingresponse，AMFR）•听觉稳态反应（auditorysteadystateresponses，ASSR）一、简介•MSSR是由多个频率持续的或者说是稳态的声音刺激信号诱发(或触发）而产生的大脑反应•最初的听觉稳态反应是Galambos等首先记录到的。当时他采用的是40Hz的刺激重复率的短音或过滤短声，在颅顶记录到了一个明显的具有40Hz频率特性的反应，即临床上常用的40Hz相关电位•40Hz相关电位的优点：具有频率特性；波形易于辨认。缺点：易受睡眠、麻醉等因素的影响；难以在婴幼儿记录到良好的波形•近来研究者发现这种稳态反应在相当大的频率范围内均存在，且当刺激重复率大于70Hz时，睡眠、麻醉等因素对反应几乎无影响，可应用于婴幼儿乃至新生儿。二、MSSR的发生原理MSSR的发生原理目前还只是假说。一、在适宜的周期性刺激输入的情况下对神经系统及其网络的固有节律产生谐振（tunedoscillator），听觉稳态电位则被认为是该谐振器在不同激活状态下的输出；二、是单个短声诱发的听性中潜伏期反应（Auditorymiddlelatencyresponse,AMLR）在一定调制频率的稳态刺激过程中线性相加的结果。三、MSSR的发生源•不定。•中枢：Kuvada和Aoyagi将MSSR的神经元分为两类，一是调制频率低于60Hz的神经元，反应幅度清醒时高，睡眠时低；潜伏期与皮层神经元相似，故推断可能来源于皮层；二是调制频率高于60Hz的神经元，反应幅度睡眠时高，清醒时低；潜伏期与下丘神经元相似，故推断可能来源于中脑。•周边：基于“共振理论”认为40Hz可能来源于周边，MSSR也是一样。四、MSSR检测的基本原理•如果不给测试者测试信号或信号低于其听阈，计算机得到的EEG信号反映在图中线段分布是随机的，即图中线段的长度和方向分布均匀；•如果给出一高于听阈的一特定频率稳态刺激信号，图中将出现“成簇”的矢量线段，即线段相对集中于某一区域，即出现锁相现象（PhaseLock）。（一）锁相现象•有锁相现象存在说明存在着大脑对这一调制测试信号的反应。•有无锁相现象要通过计算机经统计学检验判定•刺激所引出的反应是脑电图上的变化，它的参数是反应幅度和相位，用矢量视图（极坐标）表示。•每一个脑电图（EEG）样本的线段长短代表EEG电位的大小或振幅；其角度代表EEG的相位(即与所给调制信号间的时间延迟。)稳态诱发电位矢量线段视图a.示EEG样本无测试信号或信号低于听阈时得到的矢量线段：矢量线段长短不等，相位随机分布。b.调制信号诱发产生了稳态诱发电位，矢量线段成簇出现，存在着锁相现象。（二）MSSR检测的统计学方法多个调制信号同时给出时，要判断各个相应频率有无反映，所用的统计量是信噪比。即特定频率的反应振幅与其他频率的反应（噪声）之间有无统计学差异。单一声刺激的反应有无根据的是相位相关性，采用的统计量为相关性平方数（magnitudeofsquaredcoherence），检验方法HT2检验（HotellingT2）循环T2（circleT2）检验F检验或隐含周期性F检验（testforhiddenperiodicity）（三）快速傅立叶变换原理如果多个不同频率的声信号用不同的刺激重复率给出，根据快速傅立叶变换原理（fastFlourier’transformation,FFT），借助计算机技术可同时得出多个频率的听觉反应。多频稳态诱发反应示意图a.b.c.1.2.3.4.5.6.a.1、a.2、a.3、a.4分别为500（75）、1000（80）、2000（85）及4000（90）Hz声音信号（括号内为调制频率）；a.5示合成后的声学波形；a.6示合成后的频谱；b.合成声波在耳蜗基底膜上兴奋的相应部位；c.大脑皮层记录到的经过FFT转换后的多频稳态反应。五、MSSR的记录及参数设定1.叠加次数：每次测量的叠加次数并无固定的标准，仪器不同常用叠加次数也不同，通常16－64次。2.滤波范围：一般为带通滤波范围通常为10～300Hz，斜率为6dB/倍程。3.电极放置：同ABR测试。即记录电极置于额部发迹处中央位置；参考电极置于颈部（新生儿）同侧乳突或耳垂内侧根部（成人）；地线置对侧相同位置或其他部位均可。4.放大器增益：1×1055.测试频率（载波频率）：一般为0.5、1.0、2.0、4.0kHz，有的机器也做0.25kHz及8.0kHz。6.伪迹剔除：通常当振幅超过±30－40μv时考虑为干扰，作为伪迹剔除。7.调制：调制频率一般设为70－100Hz，太低如低于50Hz受睡眠影响大；太高对低频频率特性影响大。降噪方法•消除干扰：1.测试环境（屏蔽；接好地线；记录系统单端接地；远离干扰源；尽量缩短输入电极线，最好使之屏蔽，电极线之间应互相平行；插头插座接触良好等）•增加叠加次数：当刺激强度接近阈值时反应往往不稳定，这时需要增加叠加次数降噪，直到增加次数噪声不再降低为止。2.极间电阻：幼儿最好小于5kΩ，成人应小于2kΩ。3.受试者状态：受试者处于安静状态、必要时应用麻醉剂如水合氯醛（0.5－1.0ml/kg），减少脑电干扰。六、MSSR的临床应用特点•客观性•具有频率选择性•最大声输出高•不受睡眠和镇静药物的影响•快速简便七、MSSR的临床应用(一）测定不同频率的听阈1.MSSR的阈值与行为测听阈值的相关性，故可用之估计行为听阈(1).从MSSR测试所得到的预测听力图与行为测听有一定的可比性。由裸耳得到的MSSR听阈与行为测听听阈相关系数介于0.72～0.98之间(2).通常由MSSR得出的听阈比纯音行为测听听阈高，其差值在10到20dB之间。1.MSSR的阈值与行为测听阈值间的差异与频率有关：差异随频率增高而缩小2.MSSR的阈值与行为测听阈值间的差异与听力损失程度有关：听力损失越重MSSR与纯音听阈的差值越小，用MSSR估计纯音听阈的准确性越高3.与年龄有关：新生儿的MSSR阈值较成人高。为什么低频时二者相关性较差?★环境噪声多为低频；★高频对低频的反应有抑制作用；★低频处刺激信号旁带的带宽相对较大；★低频声的瞬态特性差，引出的神经反应同步性差，产生的反应振幅小。★“随机共振”不均衡★新近研究证明，毛细胞的静纤毛在静态时存在“布朗运动”。这种布朗运动是随机无规则的噪声。★具有非线性特点的耳蜗及其毛细胞在这种布朗运动下易产生“随机共振”（stochasticresonanceSR），使传入信号的信噪比加大。★耳蜗基底圈的这种随机共振效应可能比顶圈的大。该推论有待于实验证实。为什么听力损失越重MSSR与纯音听阈的差值越小，用MSSR估计纯音听阈的准确性越高?在听力正常和轻度听力损失者，纯音测听和MSSR所测听阈的阈值差在20dB以内；对于中度听力损失者，二者之差在10dB以内；而对于重度到极重度听力损失者，二者所测的阈值差异小于5dB。★可能的原因之一：与听力正常人相比，较高的声刺激能使有听力损失患者的反应振幅快速升高（重震现象），但该解释只适合于耳蜗病变的患者。★可能的原因之二：在有听力损失时，非线性布朗运动引起的随机共振比正常时强烈。★可能的原因之三：纯音测听中有听力中枢的时间整合（temporalintegral)所以阈值低,而MSSR则不能完全反映中枢的时间整合作用,换句话说与中枢时间整合作用可能关系不大。为什么婴幼儿MSSR阈值高？在婴幼儿MSSR的反应波形幅度小（可能与听觉通路中突触连接的发育尚未成熟有关），故得出的听阈较成人为高。这与小儿ABR阈值高相似。○示行为测听听阈；●示MSSR听阈。a.中、重度听力损失患者的行为听阈与MSSR听阈。b.极重度听力损失患者的行为听阈与MSSR听阈。行为测听听阈和多频稳态反应听阈图观察对象500100020004000正常儿童Lins(1996)34±1320±1018±824±10听力损失儿童Lins(1996)9±913±1211±1012±13无ABR反应的中重度及以上听力损失儿童Rickards（1998）6.3±7.14.1±6.43.1±6.45.6±6.6正常成人Lins(1996)11±1514±89±810±10正常成人10人Picton(1998)21±926±1318±1320±10佩戴助听器者Picton(1998)17±813±814±817±13MMSR与行为测听听阈之差观察对象500Hz1000Hz2000Hz4000Hz听力损失儿童（Lins1996）0.720.700.760.915例正常，16例感音神经性聋患者（Picton2002）0.860.940.960.9831听力损失患者和14例正常成人（Dimitrijevec2002）0.850.940.950.95助听后（Picton1998）0.690.750.810.71行为听阈与MSSR听阈间的相关系数正常成人及新生儿MSSR听阈(dBSPL)观察对象500100020004000正常成人（Lins1996）39±1029±1229±1131±15正常成人(Picton1998)37±1032±1530±730±7正常新生儿（Rickards1994）412435正常新生儿（Lins1996）45±1329±1026±829±10*注意：许多作者将行为测听中HL与MSSR测试中应用的nHL简单地对应比较，这是不科学的。因为HL是国际标准，nHL是各实验室自己建立的正常标准。比较好的做法是，找出二者之间的生理修正值，再行比较。(二)验配助听器及助听器效果判定★听力是儿童言语及认知能力得以发展的必需条件，婴幼儿早期是学习语言的关键时期。★助听器验配过程中所需的诸多听力学指标如裸耳听力曲线、助听后听阈、言语识别能力等均需客观准确地判定。★然而婴幼儿早期和智力发育障碍的儿童常因不能配合行为测听测试而难以得到客观准确的听力图，并且助听效果也难以得到客观而准确的评估。★长期以来用ABR的方法估计小儿听阈优点：客观，能反映整个听觉通路的功能状态。缺点：用时长，难以在一次测试中得出准确听阈；频率特性差；短纯音ABR虽然有频率特性但波形判定困难；输出声强度较低。★因为MSSR的引出是基于不同调制信号在脑电图中出现的特征性反应，这不仅反应听觉通路的完整，尚可反应听觉中枢对频率的辨别能力，而这正是决定言语识别能力的重要因素（基础）。MSSR在验配助听器中的应用★所测得的听阈与ABR基本一致。★客观、快速、有频率特性、声能量输出高。★为我们提供了反映强度分辨力、频率分辨和听觉系统时域分辨力的客观指标，藉此可部分反映助听后言语听力。MSSR与短纯音ABR听阈的比较(dB)（已换算成nHL)检测方法检测对象与行为检测听阈之差Tone-ABRNormalAdults20±1316±1013±712±8NormalChildren20±1017±614±716±10Hearing-ImpairedChildren6±155±141±128±12MASTERNormalAdults14±1112±1111±813±11NormalBabies34±1320±1018±824±10Hearing-ImpairedChildren9±913±1211±1012±13AidedChildren17±813±814±817±13.此为一87岁老人语言测试及IAFM测试结果。他的裸耳听力在500、1000、2000、4000Hz处分别为为15、20、40、55dBHL。在佩戴助听器后给予50dBHL声音时，言语识别力为72％，同时8个IAFM反应