宽频声导抗声能吸收率测试

熊琪综述 罗仁忠审校

·综述·

宽频声导抗声能吸收率测试

熊琪1综述 罗仁忠1审校

在对新生儿进行听力筛查时，当外耳道和中耳功能异常，如：耳道内有胎脂、胎粪、羊水或中耳积液时，无论耳蜗和听神经正常与否，都会表现为听力筛查不通过。婴幼儿听力筛查不通过者多为传导性听力损失，最常见的原因为中耳积液，这与婴幼儿外耳及中耳的特殊解剖结构有关。新生儿鼓室内有间充质［1］，乳突气化不全，随鼓室发育间充质可以逐渐被吸收，因此，其中耳积液所致的传导性听力损失可以随中耳发育成熟而逐渐恢复正常，无需治疗；但新生儿听力筛查并不能区分传导性和感音神经性听力损失，因此有必要联合检测中耳功能，准确评估婴幼儿中耳功能对区分传导性和感音神经性聋及临床处理十分关键。本文主要介绍一种新的婴幼儿中耳功能测试方法，即宽频声导抗声能吸收率测试（wideband tympanometry-absorbance，WBT-A）。

1 中耳功能评估现状

我国现行的声导抗测试探测音为226 Hz和1 000 Hz，226 Hz探测音声导抗采用85 d B SPL纯音信号，测试压力从+200 daPa～-200 daPa变化时声导纳的变化。其原理为声波进入耳道到达鼓膜，由中耳系统的声导纳决定鼓膜振动［2］，到达鼓膜的一部分声信号会传入中耳，另一部分被鼓膜反射回耳道，最终传入中耳的声信号与鼓膜处的声导纳成正比［3］。耳道中的声压级（SPL）与麦克风的输出电压成正比，与声导纳成反比，通过监测输出电压和反射回耳道的声压级，推算鼓膜处的声导纳从而推算进入中耳的声能。226 Hz探测音声导抗对于区分成人和较大儿童的中耳功能有着十分重要意义，但并不适合婴幼儿［4，5］。由于婴幼儿鼓膜胶原纤维含量少，血管细胞等含量多，听骨链骨化不全，关节链接欠紧密，肌肉纤维劲度欠佳等因素，导致整个中耳传导系统的劲度声纳较低，由质量声纳占主导因素；质量声纳和劲度声纳都是与给声频率（f）相关的函数。低频率单成分探测音声导抗测试主要反映中耳以劲度为主的病变，对质量因素为主的病变不能提供更多的信息［6］，因此，对婴幼儿的中耳功能测试推荐1 000 Hz高频声导抗（high frequency tympanometry，HFT）［7］。随着1 000 Hz探测音声导抗测试在婴幼儿中的应用，逐渐发现其也有一些不足之处，具体体现在以下几个方面：①HFT具体频率有待商榷：鼓膜和听骨链的振动方式具有频率依从性，因中耳对各个频率声音的传递并不均等，因此，需要找出反映中耳传声功能最合适、最敏感的探测音频率段。临床普遍应用的GSI声导抗测试仪能提供226、678、1 000 Hz三个频率，但1 000 Hz是否最适合、最敏感并不确定。2009年，Sanford等［8］运用宽频（226～8 000 Hz）声刺激测试中耳声能的反射率，并与1 000 Hz声导抗做对比，评估中耳功能；依据中耳积液会导致OAE不通过，Sanford以上述两种方式声导抗测试表现为中耳功能异常者推算455名新生儿是否通过OAE听力筛查，结果发现，宽频声导抗推测OAE通过率的准确率为87%，比1 000 Hz声导抗的准确率（75%）要高，尤其是宽频声能的0.8～4 k Hz段，敏感度最高；2010年，Brees［9］报道800 Hz以上频率探测音的中耳声导抗测试比800 Hz以下频率探测音敏感，其中1 250 Hz探测音声导抗测试对诊断儿童中耳炎最敏感，准确率达96%；2012年，Ellison等［10］认为0.8～2 k Hz探测音才是反映婴幼儿中耳积液最准确的频率段。近年来，Sanford［8］、Hunter［11］、Keefe［12］等相继报道，单一的探测音频率反映中耳功能的敏感度和特异度不如多频率段、宽频探测音高。②压力变化对婴幼儿外耳道的影响：Holte等［13］报道，由于新生儿外耳道无骨性组织，全部由软组织构成，因此，传统的声导抗测试压力在-400 daPa～200 daPa变化时，婴幼儿外耳道壁的活动必然会影响其结果；而成人的外耳道壁内2／3由骨性结构组成，压力变化时耳道容积变化不大。③测试结果仅用形态学表示，结果抽

象，不准确。Baldwin［14］将HTF图形分为正峰（正常）和负峰（不正常），发现有5%难以分辨，需要与OAE、ABR结合才能评判中耳功能。2007年，Wet Swanepoel［15］以OAE为标准来评估HFT，结果发现其敏感度为57%，特异度为95%。

可见，单纯用1 000 Hz探测音测试婴幼儿中耳功能存在弊端，而OAE和AABR并不能直接反映中耳功能，且其测试结果受中耳功能的干扰，因此有必要寻找一种新的测试方法直接测量中耳功能。

2 一种新的婴幼儿中耳功能评估测试方法：宽频声导抗声能吸收率测试（wideband tympanometryabsorbance，WBT-A）

宽频声导抗声能吸收率测试（WBT-A）是宽频声导抗测试（wideband tympanometry，WBT）和宽频声能吸收率（wideband absorbance，WBA）的合称。WBT-A最早是1992年由Keefe［16］提出，他认为用226～8 000 Hz的宽频短声作为探测音比用单一的226 Hz探测音声导抗测试能得到更多的中耳信息。最早使用的WBT测试系统Interacoustic AT325h分析仪（丹麦国际听力设备公司）带Windows XP操作系统、Card Deluxe声卡电脑及Reflwin测试软件，其测试是在外耳道背景压力（absorbance at ambient）下通过耳机给226～8 000 Hz频率范围的混合click声，并绘制出吸收率-频率坐标图。

2.1 WBT-A测试仪器 目前WBT-A检测仪仅用于听力中心的实验研究，并未在临床上普遍使用。主要有两种仪器，一是Mimosa Acoustics公司的Hear ID R4 system仪器，给声频率0.2～6 k Hz，声强60 dB SPL，在正常外耳道压力下测量各个频率的声能吸收率；探头有气泵，需要手动选择测试模式，可以在正常外耳道压力下测量，也可以在-600 daPa～+300 daPa压力下测量各频率吸收率。另一种是丹麦国际听力设备公司生产的Titan IMP440声阻抗仪（图1），给声频率0.2～8 k Hz，声强85 dB SPL，为统一给声模式，无需手动选择；测试仪由耳机探头、声能处理器、电脑三大原件组成。目前，文献报道均是在外耳道压力下测量的结果，尚无特定压力下的吸收率特征报道；各种仪器给声信号尚未统一，但基本组成及测试原理相同。WBTA测试为非侵袭性，将套有橡胶耳套的耳机探头插入婴幼儿外耳道，形成密闭空腔，小儿在安静状态下测试，无需睡眠，一般双耳测试耗时约5分钟。仪器需要定期校准，采用四管校准法，校准管为一端封闭的塑胶管道，分别模拟成人（容积2 ml）和婴幼儿（容积0.5 ml）耳道，管腔长短各两根，长管用于校准容易受驻波影响的高频，短管用于校准不受驻波影响的低频，分别校准给声频率和声强。

图1 WBT-A测试仪

2.2 WBT-A测试原理 如图2所示［17］，将声能发射器、气泵孔、声能接收器组装到一个耳机里，插入外耳道适当深度，声能发射器的输出声能到达鼓膜后，一部分传入中耳，另一部分被鼓膜反射回外耳道。WBT-A耳机探头的声能接收器接收从鼓膜返回的这部分声能，即反射声能；反射声能是包含声导、声纳、压力反射、能量反射和透射比的物理量，包含了其大小和方向；声能接收器接收到的声能经声压分析仪、数据转换器、频率分辨器等系列处理后，得到反射回耳道的每个频率点的声能，电脑计算出每个频率点声能的戴维南等值（thevenin equivalent）将声能转化为电信号得出反射的声能［18，19］，进而计算反射率R，吸收率A＝1-R［20］。空气分子摩擦等能量损耗虽不可避免，但这部分声能消耗少，可忽略不计。

图2 WBT-A测试原理示意图

2.3 WBT-A测试结果分析 耳道压力下的声能吸收率测试结果见图3，X轴为频率，Y轴为吸收率。外耳道给压测试模式声能吸收率结果见图4，X轴为频率，范围226～8 000 Hz；Z轴为压力，范围-600 daPa～+200 daPa；Y轴为声能吸收率。两种模式的Y轴吸收率数值从0%～100%，0表示该频率下无声能传入中耳，100%为该频率下声能全部通过鼓膜传入中耳。由于存在外耳道吸收声能和摩擦所损失声能，故吸收率不可能达到100%。

由于声能吸收率并未在临床上得到普及和公认，各实验室对于吸收率表述的概念也不同，主要分为

吸收率和反射率两大流派。为方便阅读理解，本文将各文献报道中使用的概念统一成吸收率（absorbance），即进入中耳的声能，反映中耳传音功能。Shahnaz［21］报道64例中国成人和126例白种成人的WBT测试结果，发现在高频（3 891～6 000 Hz）处中国人的声能吸收率稍高于白种人，而在低频（469～1 500 Hz），白人的声能吸收率则稍高于中国人，推测可能与人的体格有关。Beers［9］报道白种人和中国学龄前儿童（平均年龄6.15岁）中耳炎患儿和正常儿童的声能吸收率有差别，中耳炎患儿在680～6 000 Hz频段内声能吸收率均低于正常儿童；儿童与成人正常范围有差异，中国儿童2 000～6 000 Hz频段声能吸收率比白种人儿童高。以上两篇文献均报道声能吸收率与耳别、性别无关，而与人种、年龄、中耳功能有关。

图3 外耳道背景压力下测试声能吸收率值

图4 外耳道给压模式下测试声能吸收率值

Voss等［22］对11例正常成人新鲜尸体的中耳制作鼓膜穿孔模型，2012［19］年对8例正常成人尸体中耳经咽鼓管制作特定的中耳异常模型，用Mimosa Acoustics（Hear ID v4.4.100）声能测试仪来研究中耳声能反射R（power reflectance）变化，结果发现：①鼓膜穿孔越小对声能吸收率影响越大，当直径d＝0.5 mm时，2 000 Hz以下声能吸收率显著增高，1 000 Hz时出现吸收峰值；随穿孔直径增大，声能吸收率增高覆盖的频率范围逐渐增大，但是增高的幅度降低，吸收峰值逐渐向高频转移；当鼓膜完全穿孔时，2 000 Hz以下声能吸收率接近正常，2 000 Hz以上声能吸收率增高，3 000 Hz左右出现吸收峰值；②中耳压力由0～±300 daPa变化时，声能吸收率在1 000～2 000 Hz降低，2 000 Hz以上无明显变化；③声能吸收率随中耳积液量多少而变化，当积液量小于3.0 ml时，基本无变化；当大于3.0 ml时，2 000 Hz以下频率声能吸收率开始降低；随着积液量增多，吸收率降低越多，涉及的频率范围也越广泛；当积液量达5.0 ml以上时，所有频率吸收率接近0；④听骨链固定时2 000 Hz以下声能吸收率降低，听骨链断裂时，1 000 Hz以下出现吸收率峰值。2012年，Ellison［10］运用Card Dulexe测试仪测试宽频声能传输功能（wideband acoustic transfer functions，WTAFs），比较44例平均年龄1.3岁正常儿童和44例平均年龄1.2岁的中耳积液患儿WTAFs的差异，发现中耳积液患儿0.8～2 k Hz频段声能吸收率降低；0.8～2 k Hz是反映中耳积液最敏感的频率段，能区分90%的中耳积液患儿；同时与226 Hz探测音声导抗测试（敏感度81%）比较，发现声能吸收率更能敏感区分中耳积液患儿。

上述文献均是将中耳病变类型作为实验组与各自研究中心数据库中正常对照组宽频声导抗声能吸收率范围相比较得出的结论。由于各研究中心实验仪器有差别，目前尚无统一的正常人群宽频声导抗声能吸收率特征。婴幼儿最常见的中耳病变为中耳积液和鼓膜穿孔，当被测者宽频声导抗声能吸收率值在正常范围内时，可认为其中耳功能正常；中耳积液患儿2 k Hz以下声能吸收率较低；鼓膜穿孔患儿声能吸收率增高，最先表现在2 k Hz以下，其具体数值有待进一步研究。

2.4 WBT-A测试效果 近年来越来越多的有关WBT-A研究［10，11，23］证实，WBT-A检测婴幼儿中耳功能比1 k Hz的HFT更敏感，获取信息更多、更准确。Hunter［11］运用Hear ID R4 system（Mimosa Acoustics）对324例新生儿（平均年龄29小时）通过声能吸收率和1 k Hz声导抗测试预测新生儿OAE听力筛查能否通过，结果发现声能吸收率测试的准确率高于1 k Hz声导抗（准确率72%），且声能吸收率预测OAE检测结果最敏感的频率为2 k Hz（准确率90%）左右，比1 k Hz声能吸收率（82%）准确率高；该结论与Sanford［8］报道的运用Madsen Otoflex100声能吸收率检测仪测试的结果类似，Sanford比较了455例新生儿的声能吸收率和1 k Hz声导抗预测OAE检测的结果，发现声能吸收率准确率（87%）高于1 k Hz声导抗（75%）；Ellison［10］报道平均年龄1.3岁儿童的声能吸收率反映中耳积液的灵敏度（90%）高于传统声导抗（81%）；

Keefe等［12］运用丹麦国际听力Titan声能吸收率检测仪检测一组平均年龄5.5岁的中耳炎患儿的声能吸收率，并与226 Hz声导抗测试结果比较，发现其声能吸收率准确度（97%～99%）高于226 Hz声导抗（80%～93%）。由于文献所用的声能吸收率测试仪器型号不同，且研究对象存在年龄大小不等的差异，故声能吸收率的准确率并无统一数据，但各文献均提示，宽频声导抗声能吸收率的准确性高于1 k Hz声导抗。目前国内也有学者逐渐开展了声导抗声能吸收率的研究，黄孟捷［24］运用丹麦国际听力Titan测试仪测试了31例正常成人（平均年龄为27.84岁）的声能吸收率，发现其吸收率曲线与Keefe［23］、Voss［22］、Shahnaz等［21］报导的曲线类似，通过分析声能吸收率图形和鼓膜的特征，能够发现226 Hz声导抗不能发现的中耳病变，有助于更细微更准确的分析判断中耳功能。

3 WBT-A 的应用前景

普遍新生儿听力筛查使发现听力障碍的时间大大提前，然而，刘惠娟等［25］对182 610例新生儿听力筛查结果分析表明初筛未通过率为11.04%，实际听力损失检出率为0.208%。说明大量无听力异常或是随发育可逐渐自愈的传导性听力异常患儿未通过听力初筛，因此，有必要联合WBT-A共同进行听力筛查，以区分传导性和神经性听力损失，从而降低假阳性率。

我国2～7岁儿童分泌性中耳炎发病率约为6.25%［26］，部分患儿需行鼓膜穿刺抽液或鼓膜置管术；传统的声导抗测试需要耳道给压，不适于术后检查。WBT-A可以在耳道正常压力即不给外来压力的条件下测试226～8 000 Hz的声能吸收率，可根据吸收率数值和中耳积液量的关系，监测鼓膜置管术中中耳积液是否抽吸彻底［19］，且适用于术后疗效评估，包括鼓膜置管是否通畅，中耳是否有残余液体等。

目前WBA-T仅用于实验研究，其临床应用还存在一定的局限，原因在于：①声信号参数不统一，各研究所数值有一定差异；②婴幼儿中耳处于发育阶段，尤其3月龄以内婴幼儿，声能吸收率随月龄增加变化较大，不同年龄段儿童其声能吸收率的正常范围也不同，且目前尚无应用WBA-T的统一的年龄分组依据；③现有检测样本量不够充足，需要扩大样本量进一步研究，以发掘其更多的潜在作用。

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（2014-07-24收稿）

（本文编辑 周涛）

10.3969／j.issn.1006-7299.2015.03.026

时间：2015-3-4 10：26

R764.04

A

1006-7299（2015）02-0315-05

1 广州市妇女儿童医疗中心耳鼻喉科（广州 510120）

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