耳声发射[5]教材课件

耳声发射耳声发射 冯永冯永中南大学湘雅医院耳鼻喉科中南大学湘雅医院耳鼻喉科教研室、研究室教研室、研究室概概 述述 耳声发射的发现是听耳声发射的发现是听觉生理学和听力学近觉生理学和听力学近2020年年来最重要的进展之一，它来最重要的进展之一，它来源于耳蜗，代表了耳蜗来源于耳蜗，代表了耳蜗内的主动机械活动，并可内的主动机械活动，并可以反映听觉传出系统的活以反映听觉传出系统的活动情况。动情况。由由 来来u英国人英国人KempKemp最初从事地震研究；最初从事地震研究；u偶然机会进入听力学领域，受研究地震结构办法偶然机会进入听力学领域，受研究地震结构办法的启发，基于在基底膜机械阻抗的启发，基于在基底膜机械阻抗“不均匀不均匀”时行时行波能量会折返并经中耳回到外耳道的设想，于波能量会折返并经中耳回到外耳道的设想，于19781978年用耳机年用耳机/传声器组合探头记录人外耳道声场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；在受到瞬态声刺激后的变化情况；u发现所记录到的耳道声场信号中除迅速衰减的刺发现所记录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。秒以上的音频信号。uKempKemp认为它来自耳蜗，是由于耳蜗耗能的主动活认为它来自耳蜗，是由于耳蜗耗能的主动活动所产生将其成为动所产生将其成为“耳声发射耳声发射”。一、耳声发射的基本概念一、耳声发射的基本概念（一）耳声发射的定义：（一）耳声发射的定义：耳声发射是一种产生于耳蜗、经听骨链及鼓耳声发射是一种产生于耳蜗、经听骨链及鼓膜传导释放入外耳道的音频能量（膜传导释放入外耳道的音频能量（Kemp，1986）。）。l耳声发射以机械形式起源于耳蜗。耳声发射以机械形式起源于耳蜗。l目前大多认为这种振动能量来自外毛细胞，目前大多认为这种振动能量来自外毛细胞，l其活动使基底膜发生振动，这种振动在内淋其活动使基底膜发生振动，这种振动在内淋巴中以压力变化的形式传导，并通过前庭巴中以压力变化的形式传导，并通过前庭窗推动听骨链及鼓膜振动，最终引起外耳窗推动听骨链及鼓膜振动，最终引起外耳道内的空气振动。道内的空气振动。l上述过程实际上是声音传入内耳的逆过程。上述过程实际上是声音传入内耳的逆过程。l这一振动的频率多在数百到数千这一振动的频率多在数百到数千Hz，属声，属声频范围（频范围（2020000Hz），因而称为耳声），因而称为耳声发射。发射。（二）耳声发射的分类（二）耳声发射的分类自发性耳声发射自发性耳声发射 诱发性耳声发射诱发性耳声发射 耳耳声声发发射射 瞬态声诱发瞬态声诱发耳声发射耳声发射 畸变产物畸变产物耳声发射耳声发射 刺激频率刺激频率耳声发射耳声发射 电诱发电诱发 耳声发射耳声发射 自发性耳声发射自发性耳声发射（spontaneous otoacoustic emission，SOAE）：是指耳蜗在不需任何外界刺激的情况下是指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，在外耳道表现持续向外发射机械能量，在外耳道表现为单频或多频的窄带谱峰，形式极似纯为单频或多频的窄带谱峰，形式极似纯音。音。瞬态声诱发耳声发射瞬态声诱发耳声发射（transiently evoked otoacoustic emission，TEOAE）：是指耳蜗受到外界短暂脉冲声刺激后经过一是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，也称之为延迟性耳声发射具有一定潜伏期，也称之为延迟性诱发耳声发射诱发耳声发射（delay evoked otoacoustic emission，DEOAE）。由于它能重复刺激声。由于它能重复刺激声的内容，类似回声，因此也称为的内容，类似回声，因此也称为“Kemp回声回声”。刺激频率耳声发射（刺激频率耳声发射（stimulus frequency otoacoustic emission，SFOAE）：耳蜗受到一个连续纯音刺激时，也会将与刺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反射回至外耳道，激音性质相同的声频能量反射回至外耳道，这种耳声发射的频率与刺激频率完全相同，这种耳声发射的频率与刺激频率完全相同，故称为刺激频率耳声发射。故称为刺激频率耳声发射。电诱发耳声发射电诱发耳声发射（electrically evoked otoacoustic emission，EEOAE）：刺激橄榄耳蜗束，可以在外耳道内记刺激橄榄耳蜗束，可以在外耳道内记录到与刺激频率相应的声频振动，即录到与刺激频率相应的声频振动，即为电诱发耳声发射。为电诱发耳声发射。畸变产物耳声发射畸变产物耳声发射（distortion product otoacoustic emission，DPOAE）：是一种特殊形式的耳声发射。当耳蜗受到两是一种特殊形式的耳声发射。当耳蜗受到两个具有一定频率关系的纯音，即原始音个具有一定频率关系的纯音，即原始音（primary tones，以，以f1、f2表示）作用时，表示）作用时，由于其主动机制的非线性，使得其释放的声由于其主动机制的非线性，使得其释放的声频中出现具频中出现具2f1f2、f2f1等关系的畸变频等关系的畸变频率，成为畸变产物耳声发射。率，成为畸变产物耳声发射。（三）耳声发射的特点（三）耳声发射的特点 非线性：诱发性耳声发射的振幅在低强非线性：诱发性耳声发射的振幅在低强度可随刺激强度增加呈近乎线性增长，度可随刺激强度增加呈近乎线性增长，但刺激强度增加到接近但刺激强度增加到接近404060dBSPL60dBSPL时，时，耳声发射强度增长减慢并趋于饱和。耳声发射强度增长减慢并趋于饱和。锁相性：耳声发射的相位取决于声刺激锁相性：耳声发射的相位取决于声刺激信号的相位，并随声刺激相位的变化而信号的相位，并随声刺激相位的变化而变化。变化。可重复性和稳定性：有明显个体差异，可重复性和稳定性：有明显个体差异，但个体自身具有良好的可重复性和稳定但个体自身具有良好的可重复性和稳定性。性。强度：一般在强度：一般在520dBSPL之间。需之间。需特殊仪器方可检出。特殊仪器方可检出。二、耳声发射的机理二、耳声发射的机理及意义及意义1 1、机理探讨：、机理探讨：耳声发射产生的详尽机理不明。耳声发射产生的详尽机理不明。听觉机理中的主动活动听觉机理中的主动活动 人耳听觉有着惊人的效率和及其精细的分辨力。人耳听觉有着惊人的效率和及其精细的分辨力。这种高效率仅靠耳蜗将振动机械过程转化为有这种高效率仅靠耳蜗将振动机械过程转化为有一定关系的神经放电现象的被动过程是难以完一定关系的神经放电现象的被动过程是难以完成的，因此耳蜗内可能存在一个耗能的主动生成的，因此耳蜗内可能存在一个耗能的主动生理机械过程，这一过程有助于使耳蜗调谐变得理机械过程，这一过程有助于使耳蜗调谐变得更加精细。更加精细。耳声发射产生于耳蜗：耳声发射产生于耳蜗：许多证据提示耳声发射许多证据提示耳声发射来源于耳蜗内。来源于耳蜗内。主动机制不在中耳：主动机制不在中耳：中耳传导系统是一个机械中耳传导系统是一个机械阻尼系统，不会产生能量。阻尼系统，不会产生能量。外毛细胞的能动性：外毛细胞的能动性：外毛细胞与内毛细胞在细胞结构和外毛细胞与内毛细胞在细胞结构和神经支配上的不同提示二者功能有所不同。外毛细胞位神经支配上的不同提示二者功能有所不同。外毛细胞位于于CortiCorti隧道外侧，活动较易；外毛细胞直接接受传出隧道外侧，活动较易；外毛细胞直接接受传出神经纤维，而内毛细胞则不，但却接受了神经纤维，而内毛细胞则不，但却接受了9595的传入神的传入神经纤维；外毛细胞超微结构下有类似肌细胞肌浆网样结经纤维；外毛细胞超微结构下有类似肌细胞肌浆网样结构，存在肌动蛋白和肌凝蛋白；离体毛细胞存在两种活构，存在肌动蛋白和肌凝蛋白；离体毛细胞存在两种活动方式：一种为胞体长短、体积变化，另一种为细胞纤动方式：一种为胞体长短、体积变化，另一种为细胞纤毛束的快速摆动。毛束的快速摆动。基底膜阻抗的基底膜阻抗的“不均匀不均匀”：基底膜行波运行呈双向性，基底膜行波运行呈双向性，既可由蜗底传向蜗顶，也可反回蜗底，耳声发射即源自既可由蜗底传向蜗顶，也可反回蜗底，耳声发射即源自逆行传向蜗底的行波。逆行传向蜗底的行波。基底膜的主动反馈机制：基底膜的主动反馈机制：可能是产生自发性耳声发射的可能是产生自发性耳声发射的主要机制。主要机制。2 2、耳声发射的意义、耳声发射的意义耳声发射代表着耳蜗内耗能的主动性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。是正常耳蜗功能的一个极重要部分。临床上部分感音神经性聋的听阈提高、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（动态范围减分辨力变差及出现重振（动态范围减小）可能是源于外毛细胞受损造成的小）可能是源于外毛细胞受损造成的主动机制障碍。主动机制障碍。3 3、耳声发射记录中注意的问题、耳声发射记录中注意的问题（1 1）安静的环境：环境噪音应控制在安静的环境：环境噪音应控制在30dBSPL30dBSPL以下。以下。（2 2）受试者保持安静。受试者保持安静。（3 3）采用带通滤波、平均叠加和其它技术措采用带通滤波、平均叠加和其它技术措施进一步剔除干扰噪声。施进一步剔除干扰噪声。三、瞬态声诱发耳声发射三、瞬态声诱发耳声发射（TEOAETEOAE）以短暂声刺激诱发产生的耳声以短暂声刺激诱发产生的耳声发射称为瞬态声诱发耳声发射发射称为瞬态声诱发耳声发射（TEOAETEOAE）,也称也称KempKemp回声回声。（一）瞬态声诱发耳声发射的记录（一）瞬态声诱发耳声发射的记录1 1TEOAETEOAE检测设备：微音器、声刺激耳机、平检测设备：微音器、声刺激耳机、平均叠加仪、计算机等。均叠加仪、计算机等。2 2消除非耳声发射的伪迹：提高探头质量、与消除非耳声发射的伪迹：提高探头质量、与外耳道良好的耦合、采用门控或延迟触发、外耳道良好的耦合、采用门控或延迟触发、运用带通滤波、利用运用带通滤波、利用TEOAETEOAE的锁相性和非线性的锁相性和非线性进行加减处理等。进行加减处理等。3 3TEOAETEOAE的识别：非线性变化、良好的重复性、的识别：非线性变化、良好的重复性、刺激强度减低，其包络潜伏期延长，而相位刺激强度减低，其包络潜伏期延长，而相位潜伏期前移、含多个频率离散现象。潜伏期前移、含多个频率离散现象。（二）人的瞬态声诱发耳声发射（二）人的瞬态声诱发耳声发射1、TEOAE的一些正常值：的一些正常值：强度在强度在520dB之间；之间；60岁以下者：岁以下者：100可诱出；可诱出；大于大于60岁：可降至岁：可降至35；TEOAE的反应阈：多在的反应阈：多在5dBSL左右。左右。耳蜗性聋超过耳蜗性聋超过4050dB就不能诱出就不能诱出 TEOAE。2、TEOAE的临床研究：的临床研究：（1）TEOAE与儿童听力筛选与儿童听力筛选：在耳声发射发明以前，多采用听性脑干电在耳声发射发明以前，多采用听性脑干电反应作为检查新生儿的方法。反应作为检查新生儿的方法。目前，应用诱发性耳声发射进行新生儿听目前，应用诱发性耳声发射进行新生儿听力筛查已在许多大医院开展，它具有力筛查已在许多大医院开展，它具有快速、快速、简便、无创、灵敏简便、无创、灵敏的优点。的优点。一般主张在新生儿一般主张在新生儿出生三天后出生三天后检查，避免检查，避免新生儿中耳内羊水残留对检查的影响。双新生儿中耳内羊水残留对检查的影响。双耳检查时间在耳检查时间在10min左右。左右。正常新生儿正常新生儿TEOAE的阳性率为的阳性率为100。（2）梅尼埃病的）梅尼埃病的TEOAE表现：表现：该病病变在耳蜗，故可通过耳声发射反映该病病变在耳蜗，故可通过耳声发射反映出来，随着听力损失的增加，耳声发射检出来，随着听力损失的增加，耳声发射检出率下降，当超过出率下降，当超过40dB时耳声发射一般时耳声发射一般消失。甘油试验有可能使耳声发射由阴性消失。甘油试验有可能使耳声发射由阴性转阳性。转阳性。（3）TEOAE与其它感音神经性耳聋与其它感音神经性耳聋 TEOAE在正常耳为在正常耳为100，感音神经性聋，感音神经性聋则随着听力损失加重，出现率下降，当听则随着听力损失加重，出现率下降，当听力损失超过力损失超过40dB时趋于消失。时趋于消失。四畸变产物耳声发射四畸变产物耳声发射（DPOAEDPOAE）当耳蜗受到一个以上频率的声音刺激时，当耳蜗受到一个以上频率的声音刺激时，由于其主动机制的非线性活动特点，会产由于其主动机制的非线性活动特点，会产生各种形式的畸变，返回到外耳道的耳声生各种形式的畸变，返回到外耳道的耳声发射中就含有刺激声频率以外的其它畸变发射中就含有刺激声频率以外的其它畸变频率，统称为频率，统称为畸变产物耳声发射畸变产物耳声发射。目前，常用具有一定频比关系的两个连续目前，常用具有一定频比关系的两个连续纯音（纯音（f1和和f2）刺激产生的调制畸变产物耳）刺激产生的调制畸变产物耳声发射，其频率与刺激声（原始音）有固声发射，其频率与刺激声（原始音）有固定关系，如定关系，如2f1f2、f2f1等。等。（一）（一）DPOAE的记录的记录DPOAE的判断较容易，的判断较容易，“畸变产物畸变产物”出现于与刺出现于与刺激频率激频率f1和和f2有关的固定频率上（如有关的固定频率上（如2f1f2或或f2f1等），在频谱上表现为纯音样窄带谱峰，一等），在频谱上表现为纯音样窄带谱峰，一般以高于本底噪声般以高于本底噪声3dB为确认标准。为确认标准。由于由于DPOAE具有准确的频率特性，因此可利用它具有准确的频率特性，因此可利用它制出制出DPOAE听力图。作听力图。作DPOAE听力图时，固定听力图时，固定原始音的强度和频比，而以原始音的强度和频比，而以f2或或f2与与f1的几何均的几何均数频率代表所表达的被测频率，将各频率数频率代表所表达的被测频率，将各频率DPOAE的强度连接起来，便形成了的强度连接起来，便形成了DPOAE听力图。听力图。（二）人类（二）人类DPOAEA.特性：正常人引出率在特性：正常人引出率在90以上，以上，DPOAE引出引出幅值较高的频率范围在幅值较高的频率范围在18kHz之间。之间。B.对侧声刺激对对侧声刺激对DPOAE的影响：对侧耳声刺激也的影响：对侧耳声刺激也可对同侧记录的可对同侧记录的DPOAE产生影响。表明听觉传产生影响。表明听觉传出系统参与耳蜗主动机制的调控。出系统参与耳蜗主动机制的调控。C.DPOAE可反映耳蜗功能状态可反映耳蜗功能状态 耳声发射的出现耳声发射的出现代表并依赖耳蜗的正常生理功能，因此凡是对代表并依赖耳蜗的正常生理功能，因此凡是对耳蜗功能有不利影响的因素均可使耳蜗功能有不利影响的因素均可使DPOAE发生发生变化，如阿司匹林等。变化，如阿司匹林等。（三）人（三）人DPOAE的临床研究的临床研究A.DPOAE与纯音听阈的关系与纯音听阈的关系：大多数正常耳的：大多数正常耳的DPOAE可以用与纯音听力图频率相对应的频可以用与纯音听力图频率相对应的频率进行测试，得出的率进行测试，得出的DPOAE听力图与常规纯听力图与常规纯音听力图也有一定对应关系。音听力图也有一定对应关系。B.但有赖于中耳、外耳结构和功能完整。但有赖于中耳、外耳结构和功能完整。C.能否引出与并不单纯取决于纯音听力损失的程能否引出与并不单纯取决于纯音听力损失的程度，在很大程度上也与造成听力损失的病因有度，在很大程度上也与造成听力损失的病因有关，如耳蜗性病变、蜗后病变。关，如耳蜗性病变、蜗后病变。五、自发性耳声发射五、自发性耳声发射约一半左右的正常耳内可记录到约一半左右的正常耳内可记录到SOAE，一般认为，一般认为SOAE是耳蜗的是耳蜗的一种正常生理现象，往往代表耳一种正常生理现象，往往代表耳蜗功能正常，在耳蜗出现病理时蜗功能正常，在耳蜗出现病理时常常消失。常常消失。六、耳声发射的应用六、耳声发射的应用耳声发射的应用目前还是试探性的，主要耳声发射的应用目前还是试探性的，主要是机理和意义不十分明了。是机理和意义不十分明了。耳声发射来源于耳蜗内的主动机制，耳声耳声发射来源于耳蜗内的主动机制，耳声发射实际上是这个主动机制的副产品，可发射实际上是这个主动机制的副产品，可在一定程度上反应该机制的工作状态。在一定程度上反应该机制的工作状态。OAE检查与其它听力学检查手段相配合，检查与其它听力学检查手段相配合，可以更全面地了解耳蜗乃至整个外周听觉可以更全面地了解耳蜗乃至整个外周听觉系统地功能状态和生理过程。系统地功能状态和生理过程。1、OAE用于研究耳蜗庭生理机制用于研究耳蜗庭生理机制作为作为“声学探子声学探子”观察耳蜗机械活动观察耳蜗机械活动状状态。态。对毛细胞功能的研究对毛细胞功能的研究 主要是对外主要是对外毛细胞的研究。毛细胞的研究。无创的无创的“声学探子声学探子”为研究耳蜗生为研究耳蜗生理提供了一个全新的工具和手段。理提供了一个全新的工具和手段。2、OAE的临床应用的临床应用利用利用OAE进行听力筛选、听力诊断和为治疗提进行听力筛选、听力诊断和为治疗提供指导。供指导。目前，许多医院对新生儿进行常规目前，许多医院对新生儿进行常规OAE检查，检查，与目前的检查方法比较具有无创、简便、省时和与目前的检查方法比较具有无创、简便、省时和敏感的特点。敏感的特点。也有学者提出可以用也有学者提出可以用OAE检查对其它听觉高危检查对其它听觉高危人群进行监护，以早期发现内耳损伤。人群进行监护，以早期发现内耳损伤。与其它听力学检查方法配合，诊断内耳病变；在与其它听力学检查方法配合，诊断内耳病变；在梅尼埃病和突发性耳聋的诊断；用梅尼埃病和突发性耳聋的诊断；用OAE监测内监测内耳功能状况，为治疗提供指导。耳功能状况，为治疗提供指导。