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听力常识
 
    

什么是‘耳声发射’

耳声发射

耳声发射现象的发现是听觉生理学和听力学近20年来最重要的进展之——。对耳声发射的研究是对听觉生理及病理机制研究的一部分。耳声发射来源于耳蜗,代表了耳蜗内的主动机械活动,并可以反映听觉传出系统的活动情况。目前,对耳声发射的研究工作已不再限于对耳声发射机理和临床应用的研究,而是进一步以耳声发射为观察耳蜗后结构及听觉中枢的生理活动的研究手段,并试图通过对耳声发射的观察了解有关结构的病理机制,为临床诊治有关疾病提供依据。

英国人KemD最初从事地震研究,由于偶然机会而进入听力学领域。受研究地层结构办法的启发,基于在基底膜机械阻抗“不均匀”时行波能量会折返并经中耳回到外耳的设想,Kemp于1978年用耳机/传声器组合探头记录人外耳道声场在受到瞬态声刺激后的变化情况。他使用短声作为瞬态声刺激信号,发现所记到的耳道声场信号中除迅速衰减的刺激信号外,还有一延迟数毫秒出现、持续十余毫秒以上的音频信号。在排除了其他可能之后,Kemp认为这一信号来自耳蜗,是由耳蜗耗能的主动活动所产生,将其称为“耳声发射”(otoacous“cemission,OAE)”(Kemp,1978)。由于耳声发射是一种机械能量的发射(也有称“外泄”者),而从其强度和潜伏期来看这一机械能量显然不可能直接来源于刺激信号,因而它必定来自耳蜗内某种耗能的主动过程。在Kemp报告短声诱发的耳声发射后不久,又陆续发现了各种其他形式的耳声发射。耳声发射的发现为耳蜗内主动机制的存在提供了直接证据,使人们对耳蜗功能的认识发生了根本性变化,为听生理研究提供了全新的概念和研究方向。它的发现是现代听生理学的重要突破之一,引起了众多耳科学者的重视,并已逐步应用于临床听力学检查。

耳声发射的基本概念
耳声发射的定义

KemD(1986)对耳声发射做了如下定义:耳声发射是一种产生于耳蜗、经听骨链及鼓膜传导释放人外耳道的音频能量(Kemp,1986)o

这一定义对耳声发射做了一些限定。首先,耳声发射的能量必须是来自耳蜗;其次,这些能量须经过中耳结构的传导进入外耳道而被记录到。了解这一定义的含义对正确理解耳声发射及其在临床和研究中的意义十分重要。

耳声发射以机械振动的形式起源于耳蜗。经过大量研究,目前多数学者认为这种振动能量来自外毛细胞(outerhaircell,OHC),其活动通过多种途径使基底膜(basilarmembrane,BM)发生某些形式的振动。这种振动又在内耳淋巴中以压力变化的形式传导,并通过卵圆窗推动听骨链及鼓膜振动,最终引起外耳道内的空气振动。上述过程实际上是声音传人内耳的逆过程。由于这一振动的频率多在数百到数千Hz,属声频范围(20~20000Hz),因而称之为耳声发射。顾名思义,耳声发射即是由耳内发出的声音,其实质是耳蜗内机械振动能量经声音传人内耳的逆过程以空气振动(声音)的形式释放出来。

耳声发射的分类

按是否由外界刺激所诱发,耳声发射可以被分为自发性耳声发射(spontaneous otoacous—tic emission,SOAE)和诱发性耳声发射(evokedot oacoustic emission,EOAE)。在诱发性耳声发射中依据由何种刺激诱发,又可进一步分为:瞬态声诱发耳声发射(transientlv evoked otoacousticemission,TEOAE)、畸变产物耳声发射(distortion product otoacoustic emissiOn,DPOAE)、刺激频率耳声发射(stimulus frequency otoacoustic emission,SFOAE)和电诱发耳声发射(electrically evoked otoacoustic emission,EEOAE)。

如上所述,耳声发射是内耳能量的发射(外泄)。自发性耳声发射是耳蜗在不需任何外界刺激的情况下持续向外发射机械能量,在外耳道内表现为单频或多频的窄带谱峰,其形式极似纯音。

瞬态声诱发耳声发射系指耳蜗受到外界短暂脉冲声刺激后经过一定潜伏期,以一定形式释放出声频能量,其形式由刺激声的特点决定。由于这种形式的耳声发射具有一定潜伏期,有人也称之为延迟性诱发耳声发射(delayed evoked otoacousticemission,DEOAE)。此外,由于它能重复刺激声的内容,类似回声,又是Kemp最早报告的耳声发射形式,因此也有人称之为“Kemp回声”(KemP,secho)o

畸变产物耳声发射是一种特殊形式的耳声发射。任何非线性系统在由外界输入时,其输出可以有两种形式的畸变(失真);谐波畸变和调制畸变。其中调制畸变出现在当输入含有两个以上频率时。由于耳蜗功能系统为一非线性生物系统,因此当其受到两个具有一定频率比关系的纯音(称为原始音,primarytone,以f1和f2表示)作用时,由于其主动机制的非线性,使得其释放的声频中出现具2f1—f2和f2—f1等关系的畸变频率,称为畸变产物耳声发射。

耳蜗受到一个连续纯音刺激时,也会将与刺激音性质相同的声频能量发射回至外耳道。由于这种耳声发射的频率与刺激频率完全相同,故称之为刺激频率耳声发射。

耳声发射的意义

耳声发射代表着耳蜗内耗能的主动性机械活动,这种主动活动机制被认为是正常耳蜗功能的一个极重要部分。

1948年Gold提出耳蜗机械运动的精细调谐需要耳蜗内主动活动的参与。新近的研究也使人们想到听觉的高度灵敏和精细的频率辨别与耳蜗对所传人的声信号的主动性加工有关。有人提出耳蜗具有放大和滤波的两重作用。

声信号行波将最终引起相应听觉。听觉的灵敏度将取决于行波是否能有效地兴奋感觉细胞,引起神经冲动的发放;听觉的分辨力也部分地与行波能否准确地兴奋相应感觉细胞有关。低强度声的行波除本身幅度原本很小外,其在耳蜗的运行必然会因克服各种阻力而不断消耗其能量,在到达相应感觉细胞的部位时,其幅度将是十分有限的。在完全被动的耳蜗中,仅由基底膜物理特性构成的机械调谐是十分粗糙的,产生的分辨率也远不够精细。耳蜗主动机制以一定的形式作用于基底膜,可以为行波运行增加能量,起到克服能量耗散甚至放大的作用。

听觉传出系统对外毛细胞有调节作用,并通过它改变耳蜗结构的活动状态,从而对传人的听觉信号产生影响。听觉系统借助耳蜗主动机制形成的这种系统和功能,不仅可以借助高级神经系统对耳蜗功能状态进行调节,而且在高声强环境中对耳蜗具有一定保护作用。最近的研究还提示耳蜗主动机制在传出神经的作用下还可能参与双耳听觉的空间定位过程。

可以把从外耳道开始到听觉皮层所构成的听觉系统看成是一个复杂的信号分析系统。耳蜗,或更具体地讲,听毛 细胞的声/电转换相当于该系统的传感器或信号采集部分,而听觉神经系统是复杂的信号分析部分,听皮层和高级神经感知中枢则是分析结果的读出部分。在任何一个分析系统中原始信号的采集都是十分重要的,其灵敏度、分辨率将决定其后的分析结果如何。如果原始信号过于粗糙,其后的精细分析则无从谈起。耳蜗内的主动机制正是通过主动的机械活动增加了听觉系统初级传感器一毛细胞换能器的灵敏度和分辨力,并有助于控制其增益,从而为听觉神经系统的精细分析提供了丰富的信息。由此可言,主动机制是耳蜗听生理的机制的一个极重要的部分,临床上部分感音神经性聋的听阈提高、分辨力变差及出现重振(动态范围减小)可能即是源于外毛细胞受损造成的主动机制障碍

瞬态声诱发耳声发射(TEOAE)的临床研究

感音神经性聋是耳科最大的难症之一,缘其发病机制不清。感音神经性聋的病因及病理十分复杂,从耳蜗开始至听觉皮层之间听觉传导通路的病变都可造成感音神经性聋。临床上对病变的定位及定性诊断对了解病变、指导治疗和预防具有重要意义。临床常用的检查手段除心理物理方法外,主要是对电/神经活动的检查,以往对耳蜗内机械活动状态无法观察。耳声发射为我们提供了一个直接了解耳蜗机械活动状况的窗口。因此,在其发现后不久,就有诸多学者利用这一“声学探子”对多种感音神经性聋进行了观察研究,并不断探讨其临床应用价值。由于现已基本肯定耳声发射来自耳蜗,是耳蜗内机械活动(或具体说是外毛细胞活动)的结果,因此测试耳声发射有助于对耳蜗功能和感音神经性聋的分析诊断。

由于耳声发射是音频能量沿声音传人耳蜗的相反途径自内耳传至外耳道,因此中耳结构的正常和外耳道的通畅是记录耳声发射的必要条件。外耳道的阻塞性病变除可以影响探头的放置外,还直接阻碍耳声发射能量传导至探头内的微音器,使记录难以进行。中耳病变主要通过妨碍耳声发射振动能量向外传导而使传到外耳道内的耳声发射减弱或消失。研究表明,渗出性中耳炎、咽鼓管功能不良等都可以使耳声发射幅度减低或消失。因此在进行耳声发射检查前,有必要询问中耳疾病史,并详细进行耳镜检查,和做鼓室导抗测试以排除潜在的中耳病变。

1.TEOAE与儿童听力筛选 在耳声发射发现以前,有条件的医院里多采用听性脑干电反应(ABR)作为检查新生儿听力的方法。目前,应用诱发性耳声发射进行新生儿听力筛选已在发达国家的大医院里普遍开展,它具有快速、简便、无创、灵敏的优点。由于出生后第一、二天时新生儿中耳内可有羊水残留,影响对耳声发射的记录,故一般主张在新生儿出生三天后检查,一般选择午后新生儿进食后入睡时进行检查,此时新生儿较为安静。作为听力筛选,测试环境噪声低于40dBSPL即可。以60dBSPL的短声或1kHz短音测试,有肯定的TEOAE反应即可判为外周听力正常。目前也有新的系统采用DPOAE进行测试,效果相同。双耳检查所需时间在10min以内。检查前应注意排除外耳、中耳病变。新生儿如无中耳疾患,其诱发性耳声发射反应可准确反映耳蜗功能正常与否。与ABR的对照研究表明,在ABR反应阈高于30dBnHL者,诱发性耳声发射一般为阴性。正常新生儿TEOAE阳性率为100%,反应频谱与正常成人一样分为宽谱或多峰型,但其强度平均高于成年人,反应中的高频成分较多(Johnsen等,1988)。

2.M6nii~re病的TEOAE表现 M6nii~re病的病变在耳蜗,主要是内淋巴压力增高,膜性结构张力加大,引起流体动力学和机械动力学改变,久之毛细胞等结构可出现萎缩。由于耳声发射产生于耳蜗,故上述病理可以通过耳声发射反映出来。临床观察发现部分M6ni~re病耳也可出现耳声发射反应,但随着听力损失的增加,耳声发射的检出率下降、反应阈增高。当听力损失超过40dB时,耳声发射一般消失。甘油试验可以在改善听阈的同时降低耳声发射反应阈,或使反应由阴性转为阳性。这证明上述耳声发射的改变的确反映了M6ni~re病所造成的耳蜗病理状况(Bonfils等,1988)。有学者发现多数正常人TEOAE反应的频谱中都存在一个1.0—1.6kHz左右的主频谱峰,而在M6nibre病患者TEOAE的主频谱峰则向低频移动,出现在0.8—1.1kHz。使用利尿药后,这些患者的TEOAE主频谱峰向高频方向移动,可以接近正常人。该作者认为TEOAE的这种变化可能是膜迷路积水改变了基底膜运动方式造成的,可以随耳蜗内环境的改变而逆转(Tubo等,1995)o

3.TEOAE与其它感音神经性聋 诱发性耳声发射的出现率在不同耳群有明显差别。在正常耳为100%,感音神经性聋患耳则是随着听力损失的加重,出现率下降,当听力损失超过40dBHL时诱发性耳声发射反应趋于消失(Kemp,1986;Collet等,1990)o一般认为凡病变累及耳蜗,引起听力损失,都会使耳声发射下降或消失。临床可见由耳毒药致聋且病史较久者,耳声发射均为阴性。噪声性聋、突发性聋及渐进性遗传性聋也可由耳声发射部分地反映出其病变在耳蜗的变化过程。耳声发射阳性率随年龄增大而降低,反映出老年性聋部分地是由耳蜗功能退化引起。蜗后病变(如听神经瘤:患耳)约有50%引不出诱发性耳声发射,可能系因耳蜗血供受累,而中枢性聋者则反应与正常听力耳完全相同。正常人一般双耳间反应阈差值在10dB以内,大于10dB者应考虑有一侧感音神经性听力损失之可能。正常耳TEOAE反应的频谱常表现为多峰(>60%),而感音神经性聋患耳的TEOAE中此种类形者少(常<20%)。曾有学者观察在Coni器遭到破坏的麻疹和风疹致聋患者,以高强度声刺激也可得到阈值高、幅度小且缺少长时程成分的TEOAE样反应,认为这是由前庭膜和基底膜在大幅度振动时的轻度非线性造成的。对接触噪声或使用耳毒性药物者,有学者建议使用耳声发射进行监测,以期发现早期的耳蜗损伤,及时治疗,避免出现不可逆的耳蜗病损(Probst,1987) 。

耳声发射(OAE)作为临床听力学检查手段

对0AE临床应用的探讨主要集中在利用OAE检查进行听力筛选、听力诊断和为治疗提供指导。目前欧美一些医疗中心已经开始对高危新生儿常规进行OAE检查,与目前常用的电生理检查方法相比有无创、简便、省时和敏感的特点。还有学者提出可以用OAE检查对其他高危人群(如耳毒性药物使用者、噪声接触人员等)进行监护,以求早期发现内耳损伤,及时采取相应措施,争取最好的预防和治疗效果。OAE检查用于临床听力诊断,也已经有了大量的尝试。OAE与其他传统听力学检查方法相配合,可以更为可靠地诊断内耳病变,同时有更为灵敏的优点。在M6ni&e病和突发性聋等内耳疾病,还可以利用OAE监测内耳功能状况的变化,为临床治疗提供指导

感音神经性聋的定位诊断也是OAE临床研究的一个重要问题。自耳声发射发现以来,人们就寄希望其可用来定位分析感音神经性聋。由于耳声发射是耳蜗主动机制存在的产物,且对伤害因素极为敏感,因此其检出可明确代表耳蜗功能的近乎完整。对可检出正常耳声发射的感音神经性聋,我们可以判定致聋病变存在于蜗后,如同时有ABR异常及镫骨肌声反射消失,可以确诊。通过观察对侧声刺激对耳声发射的抑制作用,可探测内侧橄榄耳蜗系统的功能,有助于蜗后病变的定位诊断(蜗后病变累及耳蜗传出神经系统时可出现内侧橄榄耳蜗系统功能障碍,表现为耳声发射不被对侧声刺激抑制)(郑杰夫等,1995)。耳声发射的消失则原因较多,除外耳、中耳及耳蜗病变外,蜗后病变如累及耳蜗的血管供应和神经支配,也可使耳声发射或消失(如在部分蜗后病变中所见的)。因此,对耳声发射阴性的感音神经性聋,应结合其它检查(包括听力学、电生理及影像学检查),视具体情况进行分析判断o 、

OAE检查主要为了解内耳功能状况提供信息,是临床听力检查方法的一个重要补充。但由于OAE检查有一定的假阳性率,进行“阈上”检查受到一定限制,因此其临床应用有一定局限性,不能用OAE检查替代任何一种其他听力检查方法。不过,作为一种新的检查手段,耳声发射无疑有着辅助诊断的意义。随着对它的了解,这种意义还应得到进一步的扩展。目前的结论是耳声发射的确反应了耳蜗功能变化,并可在一定程度上被用于分析研究感音神经性聋。

 


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