Słuchowe potencjały wywołane
Przewodzenie sygnałów elektrycznych we włóknach układu nerwowego odbywa się dzięki bardzo złożonym procesom elektrochemicznym, a każdemu sygnałowi transmitowanemu przez nerw odpowiada tzw. potencjał czynnościowy, który można indywidualnie zarejestrować, stosując właściwe techniki pomiarowe. Od czasu odkrycia elektroencefalografii (EEG) w 1929 roku, umożliwiającej mierzenie elektrycznej aktywności ludzkiego mózgu przy użyciu elektrod umieszczonych na głowie, wykorzystuje się je do celów diagnostycznych. Wykonując badania elektroencefalograficzne, które pozwalają na ocenę funkcjonowania dużych zespołów włókien nerwowych oraz wybranych ośrodków w rejonie mózgu, można pójść o krok dalej i stymulować pacjenta odpowiednimi bodźcami. Szczególnym rodzajem badań EEG są badania tzw. potencjałów wywołanych. W zależności od rodzaju zastosowanego bodźca wyróżnia się wzrokowe potencjały wywołane (bodźcem może być błysk światła), słuchowe potencjały wywołane (stymulantem są różnego rodzaju bodźce akustyczne), somatosensoryczne potencjały wywołane a także poznawcze potencjały wywołane.
Słuchowe potencjały wywołane (ang. Auditory Evoked Potentials – AEP lub Event Related Potential – ERP) to sygnały elektryczne generowane na kolejnych piętrach IV neuronowej drogi słuchowej, będące odpowiedzią układu nerwowego na podany w słuchawkach bodziec dźwiękowy. Rejestruje się je na powierzchni czaszki (w tzw. polu dalekim pnia mózgu), mierząc napięcia pomiędzy elektrodami umieszczonymi w różnych punktach na powierzchni głowy. Najbardziej podstawowym podziałem potencjałów słuchowych jest ten, w zależności od czasu jaki upłynął od podania bodźca dźwiękowego do momentu rejestracji potencjału elektrycznego (tzw. latencji) wyróżniamy potencjały:
- krótkolatencyjne (powstają w pierwszych 10ms od podania bodźca dźwiękowego): elektrokochlearografia (ang. electrocochleography – ECoG) i słuchowe potencjały wywołane pnia mózgu (ang. Auditory Brainstem Response – ABR),
- średniolatencyjne (powstają w ciągu 10-100ms od podania bodźca dźwiękowego): słuchowe potencjały wywołane średniolatencyjne (ang. middle latency responses – MLR) , słuchowe potencjały wywołane stanu ustalonego (ang. auditory steady state responses – ASSR),
- Długolatencyjne (powstają w pierwszych 100-1000ms od podania bodźca dźwiękowego): potencjały korowe – (ang. cortical electric response audiometry – CERA) , potencjały niezgodności – (ang. mismatched negativity – MMN) , rejestracje fali P-300, N-400 i P600
Słuchowe potencjały wywołane – metody rejestracji
Słuchowe potencjały wywołane rejestrowane są z powierzchni głowy pacjenta, w tzw. polu dalekim pnia mózgu. Stosuje się do tego biomedyczne żelowe elektrody powierzchniowe, rejestrujące aktywność bioelektryczną mózgu. Niestety przez wzgląd na niewielką amplitudę tych potencjałów (~1 μV), w porównaniu do spontanicznej aktywności elektrycznej mózgu (charakteryzującej się amplitudami rzędu kilkudziesięciu μV), pojedyncze odpowiedzi nie są możliwe do wyodrębnienia i przeanalizowania. W celu ich diagnostycznej analizy, wielokrotnie się je uśrednia, bazując na znanej zależności czasowej pomiędzy pobudzeniem przez bodziec akustyczny a wystąpieniem potencjału. Do rejestrowania sygnałów bioelektrycznych używa się zazwyczaj trzech lub czterech elektrod: aktywnej – umieszczanej na szczycie głowy lub wysokim czole pacjenta (tuż pod linią włosów), odniesienia – przytwierdzonej do wyrostka sutkowatego (lub płatka ucha) po stronie badanej oraz uziemiającej zlokalizowanej na wyrostku sutkowatym, płatku ucha po stronie przeciwnej, policzku lub niskim czole (tuż nad linią brwi).
ABR czy ASSR – co lepsze?
Mimo iż zarówno badanie ABR, jaki ASSR należą do grupy słuchowych potencjałów wywołanych i są obiektywną metodą oceny stanu narządu słuchu, są zupełnie innym narzędziem diagnostycznym. Generalnie, oprócz metody rejestracji odpowiedzi, to jest jedyna rzecz, która je łączy. Jak wynika z przedstawionego powyżej podziału słuchowych potencjałów wywołanych, badania ABR i ASSR, to dwa różne badania. W pewnym sensie do siebie podobne, diagnostycznie spójne i korelujące ze sobą, ale to dwa różne badania. Nie należy ich zatem porówynwać ze sobą w kategoriach lepsze – gorsze, mniej przydatne – bardziej przydatne. Do szybszego wyznaczania progów słuchowych przydatniejsze może bowiem okazać się badanie ASSR (choć nie wszyscy specjaliści są zgodni co do wiarygodności i dokładności pomiarów), jednak do topodiagnostyki różnicowej pozwalającej na ocenę rodzaju ubytku słuchu, bezsprzecznie odpowiednim badaniem jest ABR.
Badanie ABR – czyli co?
Rejestracja słuchowych potencjałów wywołanych pnia mózgu (Auditory Brainstem Response – ABR lub Auditory Evoked Potentials – AEP lub Brainstem Auditory Evoked Potentials – BAEP lub Brainstem Auditory Evoked Response – BAER lub Brainstem Electric REsponce Audiometry – BERA) to badanie elektrofizjologiczne polegające na rejestrowaniu czynności bioelektrycznej powstającej w wyższych piętrach drogi słuchowej (od nerwu słuchowego do pnia mózgu), w odpowiedzi na bodźce słuchowe podawane do ucha. Jako obiektywna, nieinwazyjna i bezbolesna metoda diagnostyczna, pozwala jednocześnie na ocenę progu słyszenia (ocenę głębokości ubytku słuchu), różnicowanie miejsca wystąpienia lub typu zaburzeń słuchu (czuciowo-nerwowy czy przewodzeniowy), a także monitorowanie funkcji nerwu słuchowego i pnia mózgu w czasie zabiegów otoneurologicznych.
Badanie ABR – czy to boli? Przebieg badania…
Badanie ABR, jak już wspominano powyżej, jest absolutnie bezinwazyjnym i bezbolesnym badaniem słuchu. Nie wymaga żadnej współpracy czy odpowiedzi ze strony Pacjenta. Jednak bywa nudne! Dlatego najmłodszych pacjentów zaleca się badać we śnie fizjologicznym, sedacji lub w wyjątkowych przypadkach w znieczuleniu ogólnym. Wszelkie próby badania w stanie czuwania lub przy skupieniu uwagi na odtwarzaczach multimedialnych, z reguły obarczone są dużą ilością artefaktów. Dlatego stanowią raczej narzędzie skryningowe niż diagnostyczne. Podczas badania Pacjent nie musi spać, ale powinien być wyciszony, przyjąć pozycję leżącą na wznak, w bezruchu, z zamkniętymi oczami. A ponieważ nawet najmniejszy ruch powoduje napięcia mięśniowe wpływające niekorzystnie na zapis badania (tzw. artefakty mięśniowe), to sen jest wskazany. Bardzo ułatwia przebieg badania, a tym samym usprawnia dokładność i korzystnie wpływa na dokładność i wiarygodność pomiarów. Przed badaniem, co jest chyba najmniej przyjemnym etapem badania ABR, odtłuszcza i peelinguje się miejsca na skórze głowy, w których zostaną przyklejone elektrody. Następnie zakłada się słuchawki (nauszne lub wewnątrzuszne), przez które podawane będą bodźce akustyczne (tony, trzaski) stymulujące drogę słuchową. Następnie należy uzbroić się w cierpliwość, bo 20-30 minutowym pomiarem zarządza specjalistyczny systemem komputerowym, który rejestruje aktywność mózgu na poszczególne dźwięki (zbiera sygnały elektryczne). Czas rwania badania potrafi być bardzo różny. W zależności od warunków pomiarowych i stopnia diagnozowanego niedosłuchu może trwać kilka minut lub nawet godzinę. Innymi słowy, im lepsze warunki pomiarowe i prawidłowy słuch, tym krócej trwa badanie.
Badanie ABR – analiza wyników
Wynikiem badania ABR jest tzw. szereg natężeniowy, przedstawiający wykresu fal mózgowych, zarejestrowanych w funkcji czasu i natężenia bodźca. Każda z zarejestrowanych fal od-powiada bowiem konkretnemu odcinkowi drogi słuchowej i pojawia się w ciągu dziesięciu mili-sekund po podaniu bodźca. W sygnale ABR wyróżnia się siedem charakterystycznych fal, numerowanych cyframi rzymskimi:
- Fala I pojawia się po czasie około 1,9 ms i pochodzi z części dystalnej nerwu słuchowego,
- Fala II pojawia się po około 3 ms i pochodzi proksymalnej części nerwu słuchowego,
- Fala III pojawia się po około 4 ms i pochodzi z jąder ślimakowych,
- Fale IV powstająca w zespole oliwki górnej i V (często trudno jest je rozdzielić) pojawiają się po około 5,2-6 ms i pochodzą ze wstęgi bocznej oraz wzgórka dolnego blaszki czworaczej (pokrywy śródmózgowia)
- Fala VI pojawia się po około 7,6 ms i pochodzi z ciała kolankowatego przyśrodkowego wzgórza
- Fala VII pojawia się po około 9 ms i pochodzi z promienistości słuchowej w kresomózgowiu
Z diagnostycznego punktu widzenia najważniejsze jest pojawienie się fali V, która świadczy o tym, że dźwięk dociera do wstęgi bocznej w rejonie pnia mózgu. Ponadto oceniana jest także jej latencja (czas opóźnienia – niejako reakcji na dźwięk, od momentu podania bodźca akustycznego do momentu pojawienia się fali na wykresie). Badanie ABR wykonuje się standardowo dla trzasku lub bodźca typu „chirp”, czyli bodźca szerokopasmowego korelowanego z pobudzeniem błony podstawnej ślimaka w rejonie częstotliwości 2-4kHz. Następnie rozszerza się pomiar dla częstotliwości 500Hz i 1000Hz (a nawet indywidualnie 2000Hz i 4000Hz). Kolejnym etapem diagnostyczny, o ile zachodzi taka potrzeba, jest wykonanie tożsamego badania dla przewodnictwa kostnego, czyli z zastosowaniem innego typu słuchawek. To wszystko wpływa zatem na czas całego badania.
Badanie ABR - wskazania
Badanie ABR z reguły zalecane jest w przypadku konieczności obiektywnej oceny progów słuchowych. A zatem w przypadku negatywnych wyników przesiewowego badania słuchu u noworodków, w przypadku konieczności oceny słuchu u małych i niewspółpracujących dzieci, które nie wykształciły mowy. W przypadku dzieci sprawiających wrażenie słyszących, ale demonstrujących inne zaburzenia poznawcze (czyt. w celu obiektywnego wykluczenia niedosłuchu. W przypadku dzieci lub osób dorosłych niewspółpracujące przy tradycyjnych badaniach audiometrycznych (np. dzieci z niepełnosprawnością, autyzmem, symulanci, agrawanci lub dyssymulanci). Szczególne zastosowanie badania ABR zyskują w przypadku niemowląt i dzieci młodszych z rozpoznanym niedosłuchem w celu rekonstrukcji audiogramu oraz dokładnego ustawienia aparatów słuchowych. W ocenie otoneurologicznej badania ABR okazują się niezwykle przydatne przy podejrzenie guza nerwu słuchowego, w przypadku niedosłuchów głębokiego stopnia w celu szczegółowego określenia poziomu resztek słuchowych (np. przed kwalifikacją do implantu ślimakowego lub zabiegu neurochirurgicznego).
Badanie ASSR
Słuchowe potencjały wywołane stanu ustalonego (Auditory Steady-State Responses – ASSR) są elektrofizjologiczną odpowiedzią narządu słuchu, która powstaje w wyniku stymulacji ucha bodźcem akustycznym szybko powtarzanym lub modulowanym. Rejestracja potencjałów stanu ustalonego, do złudzenia przypomina metodę badania słuchowych potencjałów wywołanych z pnia mózgu – ABR, lecz po pierwsze wykorzystywany jest zupełnie inny bodziec stymulujący, a po drugie bazuje się na innych metodach pomiarowych, wykorzystujących zjawisko synchroniczności rejestrowanych odpowiedzi. ASSR, z uwagi na swoją konstrukcję i zastosowanie charakterystycznych bodźców akustycznych, charakteryzuje się bardzo dobrą specyficznością częstotliwościową czyli dość precyzyjnym miejscem pobudzenia błony podstawnej w narządzie Cortiego. Z tego samego powodu badanie ASSR umożliwia rekonstrukcję audiogramu i ustalenie progu słyszenia dla częstotliwości 500Hz, 1000Hz, 2000Hz i 4000Hz (a nawet innych, w zależności od zastosowanej aparatury pomiarowej).
Badanie ASSR – czy to boli? Przebieg badania…
W kwestii przebiegu pomiarów, badanie ASSR do złudzenia przypomina badanie ABR. Jest bezinwazyjne, bezbolesne i bywa nudne. Nie wymaga żadnej współpracy czy odpowiedzi ze strony Pacjenta. Z reguły wymaga snu fizjologicznego, czasem sedacji lub w wyjątkowych przypadkach płytkiego znieczulenia ogólnego. Podczas badania Pacjent nie musi spać, ale powinien być wyciszony, przyjąć pozycję leżącą na wznak, w bezruchu, z zamkniętymi oczami, bo jeszcze bardziej newralgiczny niż w badaniu ABR, okazuje się wysoki poziom szumu rezydualnego EEG. Wszelkie dodatkowe niesłuchowe potencjały zakłócające EEG, uniemożliwiają przeprowadzenie wartościowego diagnostycznie badania.
Badanie ASSR - wskazania
Badanie ASSR, podobnie jak badanie ABR stosowane jest w badaniach przesiewowych i diagnostycznych słuchu. Badaniu najczęściej poddaje się dzieci, u których przeprowadzenie tradycyjnego (subiektywnej audiometrii tonalnej) badania słuchu jest niemożliwe, a istnieje konieczność precyzyjnej oceny progu słyszenia – wykluczenie niedosłuchu lub precyzyjne potwierdzenie jego głębokości. Może być wykonywane u pacjentów w każdym wieku.
Badanie ASSR – analiza wyników
Generalnie ocena progu słyszenia wynikająca z badania ASSR jest bardzo zbliżona do odczytu progu audiometrycznego, bowiem aparatura pomiarowa samoczynnie generuje pewnego rodzaju audiogram. Należy jednak pamiętać, że charakterystyka tej techniki pomiarowej sprawia, że to co zostało zmierzone nie jest równoznaczne z tym jak słyszy Pacjent. Wyniki badania ASSR wymagają zatem pewnej behawioralnej korekcji, która zależy od producenta stosowanego sprzętu, testowanej częstotliwości, poziomu rejestrowanego szumu rezydualnego w czasie badania, wieku pacjenta, stanu czuwania i snu osoby badanej, rodzaju zastosowanych słuchawek oraz parametrów akustycznych bodźca. Ponieważ badanie ASSR jest obiektywne, to pozwala na obiektywną rekonstrukcję audiogramu u osób, z którymi współpraca w wykonaniu klasycznej audiometrii tonalnej jest utrudniona bądź niemożliwa (np. w przypadku niemowląt i małych dzieci). Znajduje również zastosowanie w sytuacji symulacji niedosłuchu lub w sprawach roszczeniowych (przy orzekaniu o zawodowym uszkodzeniu słuchu). Ma jednak sporo wad, o których bezwzględnie należy pamiętać: ASSR nie dostarcza informacji o przebiegu czasowym i morfologii fal, nie dostarcza informacji o amplitudzie i latencji fal (nie nadaje się do topdiagnostyki rodzaju niedosłuchu). Odpowiedzi mogą pochodzić z innych pięter drogi słuchowej (CM, VEMPs). Należy bardzo ostrożnie wykorzystywać ASSR z bodźcami powyżej 80dB (efekt Tullio). Dużo trudniej o pomiary przewodnictwa kostnego (jedna słuchawka, więc i badanie może być wykonywane tylko jednostronnie!). Badanie ASSR wymaga dużo większego wyciszenia pacjenta niż ABR. Nadreaktywność układu nerwowego w zapisie EEG może prowadzić do nieprawidłowych wyników lub nadinterpretacji wyniku. Głęboka sedacji / anestezji / analgezji może istotnie zaburzać zapis ASSR.
