Otoakustisk emission - Otoacoustic emission

En otoakustisk emission ( OAE ) er en lyd , der genereres fra det indre øre . Efter at være blevet forudsagt af den østrigske astrofysiker Thomas Gold i 1948, blev dets eksistens først demonstreret eksperimentelt af den britiske fysiker David Kemp i 1978, og otoakustiske emissioner har siden vist sig at opstå gennem en række forskellige cellulære og mekaniske årsager inden i det indre øre . Undersøgelser har vist, at OAE'er forsvinder, efter at det indre øre er blevet beskadiget, så OAE'er bruges ofte i laboratoriet og klinikken som et mål for det indre øre sundhed.

Generelt er der to typer otoakustiske emissioner: spontane otoakustiske emissioner (SOAE'er), der forekommer uden ekstern stimulering, og fremkaldte otoakustiske emissioner (EOAE'er), der kræver en fremkaldende stimulus .

Mekanisme for forekomst

OAE'er anses for at være relateret til amplificeringsfunktionen af cochlea . I mangel af ekstern stimulering øges cochleaforstærkerens aktivitet , hvilket fører til lydproduktion. Flere beviser tyder på, at ydre hårceller i pattedyr er de elementer, der forbedrer cochlear følsomhed og frekvensselektivitet og derfor fungerer som energikilder til amplifikation. En teori er, at de handler for at øge diskriminerbarheden af ​​signalvariationer i kontinuerlig støj ved at sænke maskeringseffekten af ​​dens cochleaforstærkning.

Typer

Spontan

Spontane otoakustiske emissioner (SOAE) er lyde, der udsendes fra øret uden ekstern stimulering og kan måles med følsomme mikrofoner i den ydre øregang. Mindst en SOAE kan påvises i ca. 35-50% af befolkningen. Lydene er frekvensstabile mellem 500 Hz og 4.500 Hz for at have ustabile volumener mellem -30 dB SPL og +10 dB SPL. Størstedelen af ​​folket er uvidende om deres SOAE'er; portioner på 1–9% opfatter dog en SOAE som en irriterende tinnitus .

Fremkaldt

Fremkaldte otoakustiske emissioner fremkaldes i øjeblikket ved hjælp af tre forskellige metoder.

  • Stimulusfrekvens-OAE'er (SFOAE'er) måles under påføringen af ​​en ren-tone-stimulus og detekteres af den vektorielle forskel mellem stimulusbølgeformen og den registrerede bølgeform (som består af summen af ​​stimulus og OAE).
  • Transient-fremkaldte OAE'er (TEOAE'er eller TrOAE'er) fremkaldes ved hjælp af et klik (bredt frekvensområde) eller toneburst (kortvarig ren tone) stimulus. Det fremkaldte svar fra et klik dækker frekvensområdet op til omkring 4 kHz, mens en toneburst vil fremkalde et svar fra det område, der har den samme frekvens som den rene tone.
  • Forvrængningsprodukt-OAE'er (DPOAE'er) fremkaldes ved hjælp af et par primære toner og med særlig intensitet (normalt enten 65–55 dB SPL eller 65 for begge) og forholdet ( ).

De fremkaldte responser fra disse stimuli forekommer ved frekvenser ( ) matematisk relateret til de primære frekvenser, hvor de to mest fremtrædende er (den "kubiske" forvrængningstone, der oftest bruges til hørscreening), fordi de producerer den mest robuste emission, og ( den "kvadratiske" forvrængningstone eller simpel forskelstone ).

Klinisk betydning

Otoakustiske emissioner er klinisk vigtige, fordi de er grundlaget for en simpel, ikke-invasiv test for cochlear høretab hos nyfødte babyer og hos børn eller voksne, der ikke er i stand til eller uvillige til at samarbejde under konventionelle høretests. Mange vestlige lande har nu nationale programmer til universel hørecreening af nyfødte babyer. Nyfødt hørecreening er statsmandat inden udskrivning på hospitalet i USA. Periodisk høreundersøgelsesprogram for tidlig barndom bruger også OAE-teknologi. Et fremragende eksempel er blevet demonstreret af Early Childhood Hearing Outreach Initiative ved National Center for Hearing Assessment and Management (NCHAM) ved Utah State University, som har hjulpet hundreder af Early Head Start-programmer i hele USA med at gennemføre OAE-screening og opfølgning praksis i disse tidlige barndoms uddannelsesmiljøer. Det primære screeningsværktøj er en test for tilstedeværelsen af ​​en klik-fremkaldt OAE. Otoakustiske emissioner hjælper også med differentieret diagnose af cochlear og høretab på højere niveau (f.eks. Auditiv neuropati ).

Forholdet mellem otoakustisk emission og tinnitus er blevet undersøgt. Flere undersøgelser tyder på, at SOAE'er i det mindste delvist er ansvarlige for tinnitus hos omkring 6% til 12% af personer med normal hørelse med tinnitus og SOAE'er. Undersøgelser har vist, at nogle forsøgspersoner med tinnitus viser svingende eller ringende EOAE'er, og i disse tilfælde antages det, at de svingende EOAE'er og tinnitus er relateret til en fælles underliggende patologi snarere end at emissionerne er kilden til tinnitus.

I forbindelse med audiometrisk test kan OAE-test udføres for at bestemme ændringer i svarene. Undersøgelser har vist, at udsættelse for støj kan forårsage et fald i OAE-respons. OAE'er er en måling af aktiviteten af ​​ydre hårceller i cochlea, og støjinduceret høretab opstår som et resultat af beskadigelse af de ydre hårceller i cochlea. Derfor vil skader eller tab af nogle ydre hårceller sandsynligvis dukke op på OAE'er, før de vises på audiogrammet. Undersøgelser har vist, at for nogle personer med normal hørelse, der har været udsat for for høje lydniveauer, kan færre, reducerede eller ingen OAE'er være til stede. Dette kan være en indikation af støjinduceret høretab, før det ses på et audiogram. I en undersøgelse blev en gruppe forsøgspersoner med støjeksponering sammenlignet med en gruppe forsøgspersoner med normale audiogrammer og en historie med støjeksponering samt en gruppe militære rekrutter uden historie med støjeksponering og et normalt audiogram. De fandt ud af, at en stigning i sværhedsgraden af ​​det støjinducerede høretab resulterede i OAE'er med et mindre emissionsområde og reduceret amplitude af emissionerne. Tabet af emissioner på grund af støjeksponering viste sig at forekomme i de fleste høje frekvenser, og det var mere fremtrædende i de grupper, der havde støjeksponering sammenlignet med den ikke-eksponerede gruppe. Det blev fundet, at OAE'er var mere følsomme over for at identificere støjinduceret cochlear skade end ren tone-audiometri. Afslutningsvis identificerede undersøgelsen OAE'er som en metode til at hjælpe med påvisning af den tidlige begyndelse af støjinduceret høretab.

Det har vist sig, at forvrængningsproduktets otoakustiske emissioner (DPOAE'er) har givet mest information til påvisning af høretab i høje frekvenser sammenlignet med forbigående fremkaldte otoakustiske emissioner (TEOAE). Dette er en indikation af, at DPOAE kan hjælpe med at opdage en tidlig begyndelse af støjinduceret høretab. En undersøgelse, der måler audiometriske tærskler og DPOAE'er blandt individer i militæret, viste, at der var et fald i DPOAE'er efter støjeksponering, men viste ikke et skift i audiometrisk tærskel. Dette understøtter OAE'er som forudsigelse af tidlige tegn på støjskader.

Biometrisk betydning

I 2009 ledte Stephen Beeby fra University of Southampton forskning i anvendelse af otoakustiske emissioner til biometrisk identifikation. Enheder udstyret med en mikrofon kunne registrere disse subsoniske emissioner og potentielt identificere en person og derved give adgang til enheden uden behov for en traditionel adgangskode. Det spekuleres dog i, at forkølelse, medicinering, beskæring af ørens hår eller optagelse og afspilning af et signal til mikrofonen kan undergrave identifikationsprocessen.

Se også

Referencer

  1. ^ Kemp, DT (1. januar 1978). "Stimuleret akustisk emission fra det menneskelige auditive system". Journal of the Acoustical Society of America . 64 (5): 1386–1391. Bibcode : 1978ASAJ ... 64.1386K . doi : 10.1121 / 1.382104 . PMID  744838 .
  2. ^ Kujawa, SG; Fallon, M; Skellett, RA; Bobbin, RP (august 1996). "Tidsvarierende ændringer i f2-f1 DPOAE-respons på kontinuerlig primær stimulering. II. Indflydelse af lokale calciumafhængige mekanismer". Høringsforskning . 97 (1–2): 153–64. doi : 10.1016 / s0378-5955 (96) 80016-5 . PMID  8844195 . S2CID  4765615 .
  3. ^ Chang, Kay W .; Norton, Susan (1. september 1997). "Hyppigt medierede ændringer i det kvadratiske forvrængningsprodukt (f2-f1)". Journal of the Acoustical Society of America . 102 (3): 1719. Bibcode : 1997ASAJ..102.1719C . doi : 10.1121 / 1.420082 .
  4. ^ Lilaonitkul, W; Guinan JJ, Jr (marts 2009). "Reflekskontrol af det menneskelige indre øre: en halvoktav forskudt i medial efferent feedback, der er i overensstemmelse med en efferent rolle i styringen af ​​maskering" . Journal of Neurophysiology . 101 (3): 1394-406. doi : 10.1152 / jn.90925.2008 . PMC  2666406 . PMID  19118109 .
  5. ^ Penner MJ (1990). "Et skøn over forekomsten af ​​tinnitus forårsaget af spontane otoakustiske emissioner" . Arch Otolaryngol Head Neck Surg . 116 (4): 418-423. doi : 10.1001 / archotol.1990.01870040040010 . PMID  2317322 .
  6. ^ Kujawa, SG; Fallon, M; Bobbin, RP (maj 1995). "Tidsvarierende ændringer i f2-f1 DPOAE-respons på kontinuerlig primær stimulering. I: Svarskarakterisering og bidrag fra de olivokoklære efferenter". Høringsforskning . 85 (1–2): 142-54. doi : 10.1016 / 0378-5955 (95) 00041-2 . PMID  7559170 . S2CID  4772169 .
  7. ^ Bian, L; Chen, S (december 2008). "Sammenligning af de optimale signalbetingelser til registrering af kubisk og kvadratisk forvrængningsprodukt otoakustiske emissioner" . Journal of the Acoustical Society of America . 124 (6): 3739–50. Bibcode : 2008ASAJ..124.3739B . doi : 10.1121 / 1.3001706 . PMC  2676628 . PMID  19206801 .
  8. ^ Eiserman, W., & Shisler, L. (2010). Identifikation af høretab hos små børn: Teknologi erstatter klokken. Nul til tre journal, 30, nr. 5, 24-28.
  9. ^ Eiserman W .; Hartel D .; Shisler L .; Buhrmann J .; Hvid K ​​.; Foust T. (2008). "Brug af otoakustiske emissioner til at screene for høretab i tidlige børneindstillinger". International Journal of Pediatric Otorhinolaryngology . 72 (4): 475-482. doi : 10.1016 / j.ijporl.2007.12.006 . PMID  18276019 .
  10. ^ Eiserman, W., Shisler, L., & Foust, T. (2008). Høringsundersøgelse i indstillingerne for tidlig børnepasning. ASHA-lederen. 4. november 2008.
  11. ^ a b Norton, SJ; et al. (1990), "Tinnitus og otoakustiske emissioner: er der et link?", Ear Hear , 11 (2): 159–166, doi : 10.1097 / 00003446-199004000-00011 , PMID  2340968 , S2CID  45416116 .
  12. ^ a b c Robinette, Martin; Glattke, Theodore (2007). Otoakustiske emissioner: Kliniske applikationer . New York: Thieme Medical Publishers Inc. ISBN 978-1-58890-411-9.
  13. ^ Hall, III, James (2000). Håndbog om otoakustiske emissioner . New York: Thomson Delmar Learning. ISBN 1-56593-873-9.
  14. ^ a b Henderson, Don; Prasher, Deepak; Kopke, Richard; Salvi, Richard; Hamernik, Roger (2001). Støjinduceret høretab: Grundlæggende mekanismer, forebyggelse og kontrol . London: Publikationer om støjforskningsnetværk. ISBN 1-901747-01-8.
  15. ^ Kemp, D. T (2002-10-01). "Otoakustiske emissioner, deres oprindelse i cochlear funktion og anvendelse" . British Medical Bulletin . 63 (1): 223-241. doi : 10.1093 / bmb / 63.1.223 . ISSN  0007-1420 . PMID  12324396 .
  16. ^ Marshall, Lynne; Miller, Judi A. Lapsley; Heller, Laurie M .; Wolgemuth, Keith S .; Hughes, Linda M .; Smith, Shelley D .; Kopke, Richard D. (2009-02-01). "Påvisning af begyndende indre ørebeskadigelse fra impulsstøj med otoakustiske emissioner". Journal of the Acoustical Society of America . 125 (2): 995-1013. Bibcode : 2009ASAJ..125..995M . doi : 10.1121 / 1.3050304 . ISSN  0001-4966 . PMID  19206875 .
  17. ^ Telegraph.co.uk, 25. april 2009, " Ørestøj kan bruges som identifikation "
  18. ^ IEEE Spectrum Online, 29. april 2009, " Your Ear Noise as Computer Password Archived 2009-05-03 at the Wayback Machine "

Yderligere læsning

  • MS Robinette og TJ Glattke (red., 2007). Otoacoustic Emissions: Clinical Applications , tredje udgave (Thieme).
  • GA Manley, RR Fay og AN Popper (red., 2008). Aktive processer og otoakustiske emissioner (Springer Handbook of Auditory Research, bind 30).
  • S. Dhar og JW Hall, III (2011). Otoakustiske emissioner: Principper, procedurer og protokoller (plural publicering).