中耳功能正常与异常婴儿的宽频声导抗能量吸收率特性研究*

2016-12-09 02:24王素菊商莹莹倪道凤高志强郝文洋徐春晓李奉蓉赵翠霞
听力学及言语疾病杂志 2016年6期
关键词:宽频吸收率外耳道

王素菊 商莹莹 倪道凤 高志强 郝文洋 徐春晓 李奉蓉 赵翠霞



·临床研究·

中耳功能正常与异常婴儿的宽频声导抗能量吸收率特性研究*

王素菊1商莹莹1倪道凤1高志强1郝文洋1徐春晓1李奉蓉1赵翠霞1

目的 对比中耳功能正常与异常婴儿宽频声导抗(wideband acoustic immittance,WAI)能量吸收率(wideband absorbance,WBA)的差异,探讨宽频声导抗对婴儿中耳功能诊断的作用。方法 根据高频(1 kHz)声导抗(high frequency tympanometry,HFT)、畸变产物耳声发射(DPOAE)及听性脑干反应(ABR)结果将3~12月龄婴儿46例分为中耳功能正常组31例(50耳)和中耳异常组15例(20耳),用96 dB peSPL的宽频短声(频率范围226~8 000 Hz)对两组进行宽频声导抗测试,比较两组能量吸收率特性,分析中耳功能对不同频率能量吸收率的影响。结果 无论外耳道压力为峰压还是0 daPa时,除8 000 Hz外,中耳功能正常组婴儿的宽频声导抗能量吸收率均高于中耳功能异常组,且2 000 Hz处两者差异最大。当外耳道压力为峰压时,中耳功能正常组与异常组226~6 727 Hz WBA差异均有统计学意义(P<0.05);当外耳道压力为0 daPa时,中耳功能正常组与异常组500~6 727 Hz WBA差异有统计学意义(P<0.05)。结论 中耳功能正常与异常婴儿宽频声导抗能量吸收率差异有统计学意义,宽频声导抗可作为有效检测婴儿中耳功能的方法之一。

宽频声导抗; 能量吸收率; 婴儿; 中耳功能

听力筛查未通过的新生儿中,包含部分因外耳、中耳传导功能障碍导致的听力损失的患儿,听力筛查普遍使用的耳声发射( EOAE)测试结果与外中耳的功能状态密切相关,有研究报道[1]无中耳功能障碍的新生儿EOAE的通过率为67%,有中耳功能障碍的新生儿EOAE的通过率是33%,听力筛查的假阳性率高达3%~8%[2]。因此,如何有效地判断新生儿及婴幼儿的中耳功能值得关注。

由于新生儿及婴幼儿外中耳解剖和功能上的特殊性,传统的单频声导抗测试评估新生儿及婴幼儿中耳功能有一定的局限性。宽频声导抗(wideband acoustic immittance,WAI)可以在宽频(0.2~8 kHz)范围内评估声能的接收与传递,与传统单频声导抗相比,不需要对外耳道加压,测试时间短,可以动态评估新生儿及婴幼儿外周听觉发育特性及中耳功能。应用宽频声导抗测试以提高新生儿听力筛查结果的准确性和辅助中耳功能的诊断[3,4]已逐渐成为共识,该方法自上世纪90年代应用于人耳以来,一些国外学者[5~8]相继研究了听力正常新生儿与婴幼儿以及听力筛查未通过新生儿的宽频声导抗特性,发现了宽频能量吸收率(wideband absorbance,WBA)对诊断中耳功能异常的有效性;但宽频声导抗在我国新生儿及婴幼儿的研究和报道尚少[9~12],因此,本研究旨在探讨中耳功能正常及异常婴儿宽频声导抗WBA动态发展特性及差异,为新生儿及婴幼儿中耳功能异常的临床诊断提供参考。

1 资料与方法

1.1 研究对象 从2015年5~11月在北京协和医院耳鼻喉科听力中心进行听力测试的3~12月龄婴儿中选择46例为研究对象,其中,中耳功能正常组31例(50耳),平均月龄7.9±3.2月,中耳功能异常组15例(20耳),平均月龄9.1±2.4月。中耳功能正常标准:①高频(1 kHz)声导抗(high frequency tympanometry,HFT)鼓室图有正峰;②畸变产物耳声发射(DPOAE)有4个及以上频率通过,通过标准为信噪比≥6 dB;③听性脑干反应(ABR)的波I潜伏期正常,气导阈值正常。中耳功能异常标准:①HFT鼓室图无正峰;②DPOAE全频未引出;③ABR的波I潜伏期延长,反应阈正常或升高。两组受试婴儿月龄间差异无统计学意义(P>0.05);本研究通过北京协和医院伦理委员会批准。

1.2 声导抗测试方法 筛选标准测试:采用Madsen公司生产的Madsen Otoflex100中耳分析仪进行探测音为1 kHz的HFT测试;丹麦Interacoustic公司生产的Eclipse设备进行DPOAE测试;采用美国Biologic公司听觉诱发电位仪进行ABR测试。ABR和DPOAE的测试地点为标准隔声屏蔽室,本底噪声小于30 dB A,HFT测试在安静的房间进行,本底噪声小于45 dB A。所用设备均按规定校准。

宽频声导抗测试:测试仪器采用丹麦Interacoustic公司生产的Titan听力测试平台。测试过程起始压力为+200 daPa,终止压力为-600 daPa,压力变化速度为50 daPa/s,方向由正向负。在受试者镇静睡眠时,选取大小合适的耳塞密封外耳道,运行Titan听力测试平台,探头发出强度为96 dB peSPL的宽频短声(频率范围226~8 000 Hz),由探头处的麦克风采集返回外耳道的能量,经前置放大器及模数转换器,数据输入计算机进行处理,得到两组不同频率探测音、不同压力下的声导纳值及吸收率值。选取外耳道压力为0 daPa和峰压(即在各频率鼓室图中,最大声导纳值对应的压力)时16个频率(分别为226、324、408、500、667、840、1 000、1 296、1 681、2 000、2 669、3 363、4 000、5 339、6 727、8 000 Hz)的能量吸收率进行统计分析。

1.3 统计学方法 应用SPSS17.0统计软件对中耳功能正常组及异常组婴儿的WBA数据采用独立样本t检验和独立样本的秩和检验分析统计学差异;将中耳正常组婴儿的WBA数据与本实验室既往采集的TEOAE听力初筛通过新生儿(124例,193耳)的数据[10](下称:新生儿组)进行比较,采用独立样本t检验和秩和检验分析统计学差异。

2 结果

2.1 中耳功能正常与异常组婴儿WBA比较 中耳功能正常和异常组各个频率宽频声导抗WBA见图1、2和表1、2;图3、4分别为中耳功能正常与异常婴儿宽频声导抗WBA典型实测3D图形。中耳功能正常组婴儿外耳道压力为峰压和0 daPa时WBA的中位值分别为0.40和0.38,中耳功能异常组婴儿外耳道压力为峰压和0 daPa时WBA中位值分别为0.27和0.26。中耳功能正常组婴儿WBA的总体趋势表现为从低频226 Hz开始随频率增加WBA逐渐增加,在1 682和3 364 Hz附近有两个极大峰值,然后再随着频率增加逐渐减小。中耳功能异常组婴儿的WBA在226~2 000 Hz范围内幅值低且走势平坦,在3 364以及8 000 Hz有两个陡升的极大峰值。除8 000 Hz外,在226~6 727 Hz范围内中耳功能异常组的WBA数值均小于中耳功能正常组。图5显示在841~5 339 Hz范围内中耳功能正常与异常组WBA均有较大差异,2 000 Hz处差值最大。进一步统计分析表明,当外耳道处于峰压时,中耳功能正常组与异常组间在226~6 727 Hz范围内WBA差异均有统计学意义(P<0.05),当外耳道处于0 daPa压力时,中耳功能正常组与异常组500~6 727 Hz WBA差异有统计学意义(P<0.05),中耳功能异常组WBA值较中耳功能正常组低。

表1 外耳道压力为峰压时中耳功能正常组与异常组各频率

表2 外耳道压力为0 daPa时中耳功能正常组与异常组各频率

2.2 中耳功能正常组婴儿与初筛TEOAE通过新生儿(新生儿组)WBA比较 新生儿组与本研究中耳功能正常组婴儿的WBA特征不同,新生儿组的WBA随频率增加呈“两峰两谷”形态,即在低频(226~840 Hz)及3 363 Hz附近较低、在1 296 Hz附近及高频(5 339~8中耳功能正常婴儿的WBA在1 682和3 364 Hz附近有两个极大值,在226和6 727 Hz有两个极小值(图6、7),可见在408~4 000 Hz频率范围内中耳功能正常组均高于新生儿组,在低于408和高于4 000 Hz频率,新生儿组高于中耳功能正常组。进一步统计分析表明,在峰压时,新生儿组和中耳功能正常组婴儿226、1 000、2 000、4 000和6 727 Hz的WBA差异有统计学意义(P<0.05),在500、8 000 Hz的差异无统计学意义(P>0.05);在0 daPa压力时,二组的能量吸收率在226、2 000、4 000和6 727 Hz差异有统计学意义(P<0.05)(表3、4)。

图1 当外耳道压力为峰压时中耳功能正常组和异常组在226~8 000 Hz频率范围的WBA

图2 当外耳道压力为0 daPa时中耳功能正常组和异常组在226~8 000 Hz频率范围的WBA

图3 一例11月龄中耳功能正常女婴右耳WBA的实测3D图形

图4 一例10月龄中耳功能异常男婴左耳WBA的实测3D图形

图5 外耳道压力为峰压与0 daPa时,中耳功能正常与异常组各频率WBA的差值

表3 外耳道压力为峰压时中耳功能正常组与新生儿组各频率WBA比较

表4 外耳道压力为0 daPa时中耳功能正常组与新生儿组各频率WBA比较

图6 当外耳道压力为峰压时新生儿组和中耳功能正常组226~8 000 Hz频率范围的WBA

图7 外耳道压力为0 daPa时新生儿组和中耳功能正常组226~8 000 Hz频率范围的WBA

3 讨论

目前临床通用的单频声导抗测试探测音为226和1 000 Hz。226 Hz声导抗测试对成人和较大儿童中耳功能诊断上起到了很大作用,但不适合新生儿与婴幼儿,这与后者外中耳的结构特点和出生后的发育有关。与成人相比,新生儿和婴幼儿的外耳道被弹性软骨包围,未完全骨化,外耳道比成人短,鼓膜较厚,听小骨密度较大且关节连接欠紧密,中耳腔羊水及间充质未完全消失[13~15]等都导致中耳总质量较大,中耳传声系统以质量声纳为主,劲度声纳较低。低频探测音声导抗主要反映中耳劲度为主的病变,高频探测音反映质量为主的病变,因此,低频(226 Hz)探测音声导抗对鉴别新生儿和婴幼儿中耳功能不敏感。高频(1 000 Hz)探测音声导抗测试[16]有一定的优势,但其仍有一些不足,首先,单一频率的探测音不能提供外中耳的全频声学机械特性信息;其次,有研究[5]报道1 000 Hz探测音声导抗对新生儿外中耳功能的敏感性和特异性弱于宽频声导抗。其它听力学测试方法,如:TEOAE、DPOAE、ABR也可用于辅助中耳功能诊断,但也受中耳功能状态的影响,例如:感音神经性听力损失同样可以引起TEOAE和DPOAE反应不能引出,因此,其对中耳功能的诊断没有特异性。ABR的波I潜伏期延长也可提示中耳功能异常[17],但由于新生儿及婴儿的听觉系统还处在发育中,波I潜伏期要发育至3个月时才成熟,个体差异大,且其他周围器官病变,如:高频感音神经性听力损失也可引起波I潜伏期延长,因此,对于判断新生儿及小婴儿的中耳功能的敏感性和特异性也欠佳[16]。

宽频声导抗测试对中耳疾病,如:分泌性中耳炎、耳硬化症、听骨链断裂等具有诊断意义,最早由Keefe等[18]应用于婴幼儿中耳功能测试,其采用226~8 000 Hz范围的宽频短声作为探测音,通过获得能量吸收率或能量反射率来分析中耳功能状态。当声波传入外耳道,一部分声能被中耳和耳蜗吸收,一部分声能被反射回外耳道,反射的能量与总能量的比值定义为反射率,(1-反射率)定义为吸收率,吸收率变化从1.0到0.0,代表能量完全被中耳吸收到完全被反射[19]。不同频率的声能信号,能量吸收率和反射率也不同,Keefe等[20]将宽频声导抗用于新生儿听力检测,发现其可以有效评估新生儿的中耳状态,使新生儿听力筛查的假阳性率从5%下降到1%。由于宽频声导抗具有准确性和有效性高、测试时间短、对耳道的密封程度需求低等优点,在新生儿听力筛查和婴幼儿中耳功能评估方面展现了很好的应用前景。

本研究结果显示,中耳功能正常和异常婴儿的宽频声导抗WBA在500~6 727 Hz范围内有显著差异,后者比前者低,表明宽频声导抗在判断婴儿中耳功能异常方面的有效性;对于中耳功能正常组1~4 kHz范围内的WBA均高于中位值WBA,说明该频段的声能被中耳吸收最多。国内外学者对宽频声导抗的研究显示新生儿和婴幼儿在0.2~8 kHz范围总体趋势呈现出中频1~4 kHz范围内吸收率值较高或能量反射值最低[9,18,21,22];同时中频段宽频声导抗复测信度好,在低于500 Hz的低频或高于2 000 Hz的高频测试信度变异度较大[23]。1~4 kHz是重要的言语识别频率,在该频率范围内能量吸收率较高或能量反射率最小,均表明该频率范围内的能量传递到中耳是最有效的[13],该频率范围可提供区别中耳功能状态的最有用的临床信息。Sanford[5]、Hunter等[6]通过对大样本新生儿宽频声导抗研究发现DPOAE筛查通过的新生儿比未通过的新生儿WBA高或能量反射率低。本实验室既往在新生儿宽频声导抗的研究[11]报道,TEOAE初筛通过的新生儿在外耳道压力为0 daPa时2 000、4 000、6 727 Hz三个频率的WBA显著高于未通过者,当外耳道处于峰压时,初筛通过与未通过组各频率WBA均无统计学差异。本研究结果略有不同,在226~8 000 Hz频率内,除了峰压时8 000 Hz及226 Hz以外,其他频率两组间WBA的差异均有统计学意义;可能是由于本研究采取DPOAE、1 kHz HFT及ABR组合测试的结果作为中耳功能正常和异常入选标准,排除了轻微的或亚临床中耳传导障碍。Aithal等[21]比较了单一或组合测试组作为中耳功能筛选标准的情况下获得的能量反射率,也发现采用更严格的测试标准,如:组合测试(HFT+TEOAE+DPOAE和AABR+TEOAE+DPOAE),排除轻微的中耳传导功能障碍,宽频声导抗测试效能更高。

目前临床普遍应用高频探测音(1 000 Hz)声导抗评估新生儿和婴幼儿的中耳功能状态,但1 000 Hz是否是探测其中耳功能最适合、最敏感的测试频率仍有待商榷和研究。Sanford等[5]对新生儿的研究发现,1 000 Hz声导抗评估新生儿中耳功能的敏感性和特异性都比宽频声导抗差,并且1.4~2.5 kHz范围的WBA预测新生儿中耳功能最敏感。Hunter等[6]在对大样本的新生儿类似宽频声导抗的研究中发现, 2 000 Hz的测试结果在预测新生儿DPOAE筛查结果方面要优于目前使用的1 000 Hz探测音声导抗。本研究在分析中耳功能正常与异常婴儿WBA的差异中发现两组在低频和高频的差异较小,在中高频差异较大,在2 000 Hz差异最大,提示2 000 Hz声导抗预测婴幼儿中耳功能效能最高,可能是预测婴幼儿中耳功能的最佳频率。

婴幼儿外耳、中耳解剖生理功能从出生至1岁经历了一个快速的发育过程,宽频声导抗测试受外中耳成熟度的显著影响。Merchant等[24]研究听力筛查通过新生儿和1月龄婴儿的宽频声导抗能量反射率发现两者之间无显著差异;Werner等[25]对2~9月龄正常婴儿和成人的宽频声导抗做了大样本(458例婴儿,210例成人)的分析,结果显示宽频声导抗有年龄相关的改变:在低于3 000 Hz时,能量反射率随年龄增大逐渐增加,2~3月龄婴儿组显著低于5~9月龄婴儿组,后者又显著低于成人组;在高频,两个婴儿组间能量反射率无显著差异,但都低于成人组。对外耳、中耳正常婴儿宽频声导抗的研究显示,能量反射值95%的置信区间除了1 500~4 000 Hz范围内有重叠外,其余频率7~48月龄组能量反射值均高于3~6月龄组,并且7~48月龄组的能量反射值已接近成人水平[9]。本研究比较了TEOAE初筛通过新生儿和中耳功能正常婴儿的WBA结果,可见新生儿组的能量吸收率在408~4 000 Hz范围低于中耳功能正常婴儿,其余频率均高于中耳功能正常婴儿,无论是在外耳道压力为峰压还是0 daPa,二者间的差异在低频226 Hz及中高频2 000~6 727 Hz都有统计学意义。基于以上研究推测,从新生儿到成人的宽频声导抗受外中耳发育影响有几个阶段性的节点,分别为新生儿、3月龄、7月龄,以后逐渐接近成人水平。本研究结果虽显示新生儿与3~12月龄婴儿宽频声导抗有显著差异,但本研究婴儿组年龄跨度较大,将在以后的工作中分月龄段做更细致的研究。本研究中3~12月龄的中耳功能正常婴儿的WBA与Kenny等[26]对听力正常汉族成人的研究中获得的WBA很类似,都在中频有两个极大峰值,但本组对象的两个峰值频率都要高于Kenny的研究结果,表明3~12月龄婴儿WBA已初步接近成人,随着外耳、中耳发育中耳共振峰频率逐渐低频化,与之前的推测基本吻合。

本研究主要对比了中耳功能正常和异常婴儿的宽频声导抗能量吸收率,发现在500~6 727 Hz中耳正常组的能量吸收率显著高于异常组,表明该频率范围的宽频声导抗可以有效区分婴儿中耳传导功能是否异常。由于宽频声导抗测试结果受年龄的影响,在未来的工作中还应更细致地进行年龄划分以获得不同月龄中耳功能正常组的正常值,以及中耳功能异常婴幼儿宽频声导抗数值,为进一步的临床应用提供参考依据。

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(2016-03-22收稿)

(本文编辑 周涛)

Wideband Absorbance in Infants with Middle Ear Dysfunction

Wang Suju, Shang Yingying, Ni Daofeng, Gao Zhiqiang, Hao Wenyang, Xu Chunxiao, Li Fengrong, Zhao Cuixia

(Department of Otorhinolaryngology,Peking Union Medical College Hospital,Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College,Beijing,100730,China)

Objective The purpose of this study was to examine the test performance of wideband absorbance(WBA)to assess the infants with middle ear dysfunctions. Methods Fifty normal ears and 20 impaired middle ears of infants aged 3 to 9 months were included. The middle ear function was examined according to the results of high frequency(1 000 Hz) tympanometry(HFT), distortion product otoacoustic emission(DPOAE) and auditory brainstem response(ABR) tests. Wideband acoustic immittance was performed and their characteristics at different middle ear status were assessed.Results The results revealed that wideband absorbance of normal ears were higher than dysfunction middle ear at all test frequencies except 8 000 Hz. The difference of WBA between normal and dysfunctional middle ear was the largest at the frequency of 2 000 Hz. The differences were statistically significant(P<0.05) at frequencies 226~6 727 Hz when the external ear canal was at tympanometric peak pressure. The differences were statistically significant(P<0.05) at frequencies 500~6 727 Hz when the external ear canal was at the pressure of 0 daPa.Conclusion There were significant wideband absorbance differences between normal infants and those with middle ear dysfunctions. The results suggest that wideband absorbance may be a useful diagnostic tool in the assessment of middle ear disorder for infants.

Wideband acoustic immittance; Wideband absorbance; Infants; Middle ear function

* 公益性卫生行业科研专项项目(201202005)、国家科技部“十二·五”支撑项目(2012BAI12B00)联合资助

王素菊,女,河北人,技师,硕士,主要研究方向为临床听力学。

商莹莹(Email:yyingshang@aliyun.com)

10.3969/j.issn.1006-7299.2016.06.004

时间:2016-10-27 15:07

R764.04

A

1006-7299(2016)06-0539-06

1 中国医学科学院北京协和医学院 北京协和医院耳鼻咽喉科(北京 100730)

网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1391.R.20161027.1507.018.html

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