Отоакустическая эмиссия (ОАЕ)

Что такое отоакустическая эмиссия

Отоакустическая эмиссия (ОАЕ) – это очень слабые звуки, которые регистрируются в слуховом проходе, но генерируются в завитке внутреннего уха как побочный продукт работы внешних волосковых клеток — усиление колебаний базилярной мембраны завитка.

Природа возникновения ОАЕ

Когда в ухо попадает звук (звуковой стимул), он передается средним ухом (барабанной перепонкой и слуховыми косточками) и жидкостями внутреннего уха, вызывая поперечные колебания базилярной мембраны внутреннего уха – подобно волне, которая образуется на поверхности воды. Смещение базилярной мембраны активирует внешние волосковые клетки (ЭВК), которые удлиняются и сокращаются, подобно гармонике или аккордеону. При этом ЭВК усиливают колебания базилярной мембраны, на которой они расположены, примерно в 100 раз (40 дБ). Это усиление происходит с высокой точностью на частоте, на которую настроены ЭВК. Благодаря этому усилению колебаний каждая область базилярной мембраны, расположенные на ней внутренние волосковые клетки (ИВК) и связанные с ИВК нейроны слухового нерва настраиваются на определенную частоту. Таким образом обеспечивается высокоточное частотное настройка органа слуха, что оставалось загадкой до открытия усиливающих свойств внешних волосковых клеток.

Так же как электронные усилители вносят искажения электрических колебаний, так и ЭВК, усиливая колебания базилярной мембраны, искажают эти колебания и вносят дополнительные, которые не были в звуковом стимуле, попавшем в ухо. Кроме того, так же как механические и электрические колебания не затухают мгновенно после того, как прекратилась действие силы, вызвавшей их, так и колебания ЭВК, а вместе с ними – базилярной мембраны, не затухают мгновенно, а продолжаются некоторое время после прекращения звукового стимула.

Дополнительные колебания базилярной мембраны вызывают смещение жидкостей внутреннего уха, перилимфа стеночной лестницы колеблет стремечко, а от стремечка механические колебания распространяются через ковадло, молоточек и барабанную перепонку обратно к внешнему слуховому проходу в виде звука. Этот звук и называется ото акустической эмиссией (ОАЕ). Он очень слабый – от 0 до 20 дБ РЗТ, а потому зарегистрировать ОАЕ можно лишь в герметично закрытом слуховом проходе с помощью высокочувствительного микрофона. А отделить его от звукового стимула и окружающего шума можно только с помощью специального цифрового анализатора звука.

Ученые выяснили несколько видов ОАЕ, но клиническое применение на данный момент нашли только два ее вида – ОАЕ на частоте продукта искажения (ОАЕПИ) и задержанная вызванная ОАЕ (ЗВОАЕ). Колебания базилярной мембраны на дополнительных частотах, отсутствующих в звуковом стимуле, называются продуктами искажения (ПИ). А вызванная ими ОАЕ называется ОАЕ на частоте продуктов искажения.

ОАЕПС регистрируют при стимуляции слуховой системы парой длительных чистых тонов, так называемых первичных тонов, с частотами f1 и f2. Наибольшая ОАЕПС достигается при соотношении частот первичных тонов f2= 1,22 f1 – например, f1 = 1000 Гц, а f2= 1220 Гц. Наибольшая ОАЕПС возникает при уровнях первичных тонов, отличающихся друг от друга на 10 дБ – например, уровень тона с частотой f1 (L1) равен 65 дБ РЗТ, а уровень тона с частотой f2 (L2) равен 55 дБ РЗТ.

Научные исследования выявили ОАЕПС на многочисленных частотах, но наиболее сильные – на частоте, равной 2f1-f2. В нашем примере эта частота равна:2f1-f2 = (2*1000 – 1220) Гц = (2000 – 1220) = 780 Гц.

На других частотах ОАЕПС гораздо слабее, и ее гораздо труднее зарегистрировать. Очень характерно, что местом возникновения ОАЕПС 2f1-f2 является не участок базилярной мембраны, настроенный на восприятие этой частоты (в нашем примере, 780 Гц), а участок, настроенный на частоту f2 (в нашем примере, 1220 Гц). Поэтому именно эту частоту f2 считают «тестовой» при регистрации ОАЕПС и указывают в результатах теста, хотя на самом деле стимулом является пара первичных тонов. Результаты регистрации ОАЕПС записываются в виде ПС-грамм — графика, на котором указаны уровни ОАЕПС в зависимости от «тестовой» частоты f2. Кроме того, на графике указывается уровень шума на частотах f2. Это нужно, чтобы иметь возможность убедиться, что ОАЕПС действительно присутствует – ее уровень должен превышать уровень шума на 3-6 дБ, а сам уровень шума не должен превышать стандартизованных значений для каждой из частот f2.

В клинической практике чаще всего регистрируют ОАЕПС в диапазоне частот f2 от 500 до 4000 Гц, в частности, с целью скрининга (выявления нарушений слуха). Вместе с этим, в отличие от ЗВОАЕ, спектр которой ограничен частотами 4,5-5 кГц, регистрация ОАЕПС возможна в расширенном диапазоне частот – до 8000 Гц. Это имеет особую важность. Во-первых, такое тестирование позволяет объективно выявить высокочастотное нарушение слуха. Во-вторых, исследования продемонстрировали, что подавление функции внешних волосковых клеток и связанное с ним снижение амплитуды ОАЕПС может произойти (обычно, начиная с высоких частот) еще до того, как фактически снизится слух, то есть, является предвестником нарушения слуха. Именно эта замечательная способность ОАЕПС позволяет предотвратить необратимое нарушение слуха у людей, подвергающихся воздействию вредных для слуха факторов – производственных и сельскохозяйственного шума, шума вертолетов и другой военной техники, шума во время рок-концертов, антибиотиков, методов противоракового лечения (химиотерапия и лучевая терапия), инфекционных заболеваний.

Поэтому регистрация ОАЕПС является наиболее важным методом наблюдения (мониторинга) за состоянием внешних волосковых клеток у работников шумонебезопасных профессий, военнослужащих, пациентов, проходящих лечение ототоксичными методами, новорожденных, находящихся в отделениях интенсивной терапии, а также в других случаях, когда возможно повреждение волосковых клеток улитки внутреннего уха. Раннее выявление изменений по методу ОАЕПС позволяет выбрать профилактические меры – например, применить средства защиты от шума, изменить тактику лечения.

ЗВОАЕ регистрируют в ответ на серию из 2-3 тысяч широкополосных звуковых щелчков продолжительностью 80-100 микросекунд с уровнем, обычно, 80 дБ РЗТ и частотой подачи 20-50 раз в секунду. Чтобы ослабить сильные звуки стимулирующих щелчков, попадающих в анализатор, их серия состоит из четырех щелчков противоположной полярности (сжатие и разрежение) и различной амплитуды (размаха колебаний) – например, три щелчка заданной амплитуды с полярностью сжатия и один – с полярностью разрежения и амплитудой, в три раза превышающей амплитуду трех предыдущих щелчков.

При этом цифровой анализатор звука накапливает и усредняет ответы на эти 2-3 тысячи щелчков. Результаты демонстрируются в виде формы звуковой волны в течение 20-30 миллисекунд после начала стимула, а также в виде спектра. Спектральное отражение ЗВОАЕ имеет большую диагностическую ценность, поскольку с большей точностью демонстрирует частоты, на которых не работают внешние волосковые клетки. Эта частотная точность, обычно, выше, чем при регистрации ОАЕПС, которая регистрируется на отдельных «тестовых» частотах. Также она значительно превышает частотную точность аудиограммы.

Недостатком ЗВОАЕ является ограниченность верхней границы спектра частотами 4,5-5 кГц. Это связано с тем, что ОАЕ генерируется внешними волосковыми клетками, расположенными в базальной части улитки – рядом с овальным окном улитки, в котором находится стремечко. Поэтому высокочастотные компоненты ЗВОАЕ появляются очень быстро после начала стимула (щелчка) и полностью маскируются им, из-за чего анализатор не может их обнаружить.

Таким образом, оба метода – ОАЕПС и ЗВОАЕ – дополняют друг друга, но имеют определённые различия и различное клиническое применение. ЗВОАЕ обычно применяют для скрининга новорожденных, диагностики слуха в ограниченном диапазоне частот до 4000 Гц и для выявления «мертвых зон» улитки. ОАЕПС применяется для диагностики в расширенном диапазоне частот до 8000 Гц, а также для мониторинга и раннего выявления нарушение функции внешних волосковых клеток с целью профилактики необратимого нарушения слуха.

Метод регистрации ОАЭ очень чувствителен к состоянию слуха. Обычно, ОАЭ не регистрируется при Cенсоневральном нарушении слуха более 30 дБ, а также при кондуктивном нарушении слуха.

Единственные исключения составляют: (а) случаи слуховой нейропатии – слуховой патологии, при которой сохраняется нормальная функция наружных волосковых клеток, но нарушается проведение нервного возбуждения слуховым нервом; (б) случаи опухоли слухового нерва (акустической невриномы).

Преимущества обследования слуха методом регистрации ОАЭ

Объективный метод, не зависящий от произвольных ответов обследуемого.
Используется для исследования слуховой функции у людей любых возрастных групп, начиная с новорожденных.
Отражает состояние наружных волосковых клеток внутреннего уха, которые первыми страдают от воздействия таких факторов, как производственный и сельскохозяйственный шум, ототоксичные антибиотики, методы противоракового лечения (химиотерапия и радиотерапия), грипп, инфекционный паротит («свинка»), менингит, менингококковая инфекция и другие инфекционные заболевания.
Чувствителен к степени нарушения слуха.
Быстро выполняется, не требует предварительной подготовки к тестированию.

Обследование слуха методом регистрации ОАЭ в Медицинском центре АВРОРА

Первые в Украине исследования по ОАЭ были выполнены одним из основателей АВРОРЫ еще во второй половине 80-х годов XX века. Специалисты Медицинского центра АВРОРА™ первыми в Украине внедрили оба метода регистрации ОАЭ (ОАЭПС и ЗВОАЭ) в свою клиническую практику. Эти обследования в Медицинском центре АВРОРА выполняются опытными специалистами. Анализ результатов и диагностические выводы предоставляются врачом-отоларингологом или сурдологом. Исследования выполняются с помощью приборов для регистрации отоакустической эмиссии производства компании Interacoustics (Дания).

Прибор для регистрации ОАЭ (Анализатор ОАЭ) работает следующим образом. Акустический процессор генерирует первичные тоны (при регистрации ОАЭПС) или серии широкополосных щелчков (при регистрации ЗВОАЭ). Эти тона или щелчки поступают на миниатюрные телефоны, расположенные в электроакустическом зондe прибора. Эти микрофоны создают соответствующие звуковые стимулы. На зонд надета ушная вкладка, которая вставляется в слуховой проход и герметично закрывает его. Из зонда звуковые стимулы попадают в слуховой проход. Также в зонд встроен миниатюрный высокочувствительный микрофон. Он улавливает звук в слуховом проходе, преобразует его в электрический сигнал и передает этот сигнал на аналогово-цифровой преобразователь (АЦП). АЦП преобразует аналоговый электрический сигнал в цифровую форму и передает этот цифровой сигнал на цифровой процессор. Цифровой процессор анализирует сигналы, выделяет ОАЭ среди шума и стимулов и выводит результаты на экран прибора. Результаты хранятся в памяти прибора и распечатываются на принтере.

Последние статьи

Тиннитус не приговор

Тиннитус — это состояние, которое часто недооценивают, но которое может изменить качество жизни, повлиять на эмоциональное состояние, нарушить сон и ...