Advertisement

HNO

pp 1–12 | Cite as

Objektive frequenzspezifische Hörschwellenbestimmung mittels schmalbandiger Chirp-Reize mit pegeladaptiver simultaner Maskierung

  • I. BaljićEmail author
  • M. Walger
Originalien

Zusammenfassung

Hintergrund

Um die frequenzspezifische Hörschwellenschätzung mittels früher akustisch evozierter Potenziale (FAEP) zu verbessern, wurden in der Vergangenheit unterschiedliche Stimulations- und Messparadigmen eingeführt und evaluiert.

Einen vielversprechenden Ansatz zur Verbesserung der Nachweisbarkeit von Reizantworten stellt dabei die Verwendung frequenzmodulierter Chirp-Signale dar, welche die zeitliche Synchronizität der neuronalen Antworten über einen Bereich entlang der Basilarmembran deutlich verbessert.

Ziele der Arbeit

In dieser Studie soll die Effizienz von 3 generierten schmalbandigen Chirp-Reizen, zusammen mit einer pegeladaptiven simultanen Maskierung, an einem normal hörenden Kollektiv überprüft werden.

Material und Methoden

An der Studie nahmen 25 normal hörende Probanden teil, die sich nach einer vorhergehenden Tonschwellenaudiometrie einer objektiven Hörschwellenschätzung mit einem Low-, einem Middle- und einem High-Chirp unterzogen. Die charakteristischen FAEP-Parameter wurden visuell identifiziert und anschließend statistisch analysiert. Für die Erstellung der Pegel-Latenz-Kennlinien erfolgten Messungen im Pegelbereich zwischen 80 und 0 dB HL. Ein Vergleich der korrespondierenden objektiven Nachweisschwellen und subjektiven Hörschwellen fand abschließend statt.

Ergebnisse

Alle objektiv ermittelten Schwellen der frequenzspezifisch evozierten FAEP lagen im Mittel unterhalb von 10 dB HL: für Low-Chirp bei 8,2, für Middle-Chirp bei 5,8 und für High-Chirp bei 5,4 dB HL. Der mittlere Abstand zu den subjektiv ermittelten Hörschwellen lag bei allen untersuchten Frequenzen unterhalb von 3 dB und war nicht signifikant.

Schlussfolgerung

Die „brainstem evoked response audiometry“ (BERA) mit Verwendung von bandbegrenzten und pegelabhängig maskierten Chirp-Reizen stellt eine effiziente Methode dar, um in der klinischen Routine die frequenzspezifischen Erregungsschwellen zeiteffektiv zu ermitteln. Der geringe, nichtsignifikante Abstand zu den subjektiven Hörschwellen macht die Verwendung von Korrekturfaktoren weitgehend überflüssig. Vor allem konnten die bisherigen Studienergebnisse für Low-Chirp bestätigt werden, sodass die Low-Chirp-BERA als derzeit die Methode der Wahl zur Hörschwellenabschätzung im Tieftonbereich um 500 Hz zu sein scheint.

Schlüsselwörter

Chirp-evozierte frühe akustisch evozierte Potenziale Konfirmationsdiagnostik „Brainstem evoked response audiometry“ Audiometrie Schwerhörigkeit 

Objective frequency-specific measurement of hearing threshold using narrow-band chirp stimuli with level-adaptive simultaneous masking

Abstract

Background

In the past, various simulation and measurement paradigms have been introduced and evaluated in order to improve frequency-specific measurement of the hearing threshold using early auditory evoked potentials (EAEP). A promising approach for improvement of detection of stimulus response is the usage of frequency-modulated chirp signals, which optimize the temporal synchrony of neuronal responses along a region of the basilar membrane.

Aim of the study

This study validated the performance of three generated narrow-band chirp stimuli in combination with a level-adaptive simultaneous masker on a collective of normally hearing subjects.

Material and methods

In this study 25 normal hearing subjects took part after undergoing pure tone audiometry as well as an objective estimation of the auditory threshold using low, middle and high chirp stimuli. The characteristic EAEP parameters were visually identified before statistical analysis. The characteristic latency level function was conducted using measurements within a stimulus level range from 80 to 0 dB HL. Afterwards a comparison of objectively verified auditory threshold and subjective auditory threshold was conducted.

Results

All objectively determined thresholds of the frequency-specific evoked EAEP were on average below 10 dB HL: low chirp at 8.2 dB HL, middle chirp at 5.8 dB HL and high chirp at 5.4 dB HL. The mean difference compared to subjectively determined auditory thresholds at all frequencies was below 3 dB and was not significant.

Conclusion

Brainstem evoked response audiometry (BERA) using a band-limited and level-specific masked chirp stimulus is an efficient method for the determination of frequency-specific excitation thresholds in the clinical routine. The small, insignificant difference compared to the subjectively determined auditory thresholds makes usage of correction factors mostly redundant. Confirming the study results concerning low chirp stimuli so far, the low chirp BERA currently seems to be the method of choice for estimation of auditory threshold at low frequency ranges around 500 Hz.

Keywords

Chirp-evoked auditory brainstem responses Confirmatory diagnostics Brainstem evoked response audiometry Audiometry Hearing loss 

Notes

Einhaltung ethischer Richtlinien

Interessenkonflikt

I. Baljić und M. Walger geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Alle beschriebenen Untersuchungen am Menschen oder an menschlichem Gewebe wurden mit Zustimmung der zuständigen Ethikkommission, im Einklang mit nationalem Recht sowie gemäß der Deklaration von Helsinki von 1975 (in der aktuellen, überarbeiteten Fassung) durchgeführt. Von allen beteiligten Probanden liegt eine Einverständniserklärung vor.

Literatur

  1. 1.
    Aoyagi M, Kim Y, Yokoyama J et al (1990) Head size as a basis of gender difference in the latency of the brainstem auditory-evoked response. Audiology 29(2):107–112CrossRefGoogle Scholar
  2. 2.
    Baljić I, Eßer D, Foerst A et al (2017) Evaluation of optimal masking levels in place-specific low-frequency chirp-evoked auditory brainstem responses. J Acoust Soc Am 141(1):197–206.  https://doi.org/10.1121/1.4973517 CrossRefPubMedGoogle Scholar
  3. 3.
    Bell SL, Allen R, Lutman ME (2002) An investigation of the use of band-limited chirp stimuli to obtain the auditory brainstem response. Int J Audiol 41(5):271–278CrossRefGoogle Scholar
  4. 4.
    de Boer E (1980) Auditory physics. Physical principles in hearing theory. I. Phys Rep 62(2):87–174CrossRefGoogle Scholar
  5. 5.
    Conijn EA, Brocaar MP, van Zanten GA (1992) Low-frequency specificity of the auditory brainstem response threshold elicited by clicks masked with 1590-Hz high-pass noise in subjects with sloping cochlear hearing losses. Audiology 31(5):272–283CrossRefGoogle Scholar
  6. 6.
    Dau T, Wegner O, Mellert V et al (2000) Auditoriy brainstem response (ABR) with optimized chirp signals compensating basilar-membrane dispersion. J Acoust Soc Am 107(3):1530–1540CrossRefGoogle Scholar
  7. 7.
    Davis H, Hirsh SK, Popelka GR et al (1984) Frequency selectivity and thresholds of brief stimuli suitable for electric response audiometry. Audiology 23(1):59–74CrossRefGoogle Scholar
  8. 8.
    Deutsches Institut für Normung (2011). DIN EN ISO 8253‑1:2011. Akustik- Audiometrische Prüfverfahren – Teil 1: Grundlegende Verfahren der Luft- und Knochenleitungs-Schwellenaudiometrie mit reinen Tönen. Berlin: Beuth.Google Scholar
  9. 9.
    Elberling C, Don M, Cebulla M et al (2007) Auditory steady-state responses to chirp stimuli based on cochlear traveling wave delay. J Acoust Soc Am 122(5):2772–2785.  https://doi.org/10.1121/1.2783985 CrossRefPubMedGoogle Scholar
  10. 10.
    Elberling C, Callø J, Don M (2010) Evaluating auditory brainstem responses to different chirp stimuli at three levels of stimulation. J Acoust Soc Am 128(1):215–223.  https://doi.org/10.1121/1.3397640 CrossRefPubMedPubMedCentralGoogle Scholar
  11. 11.
    Fobel O, Dau T (2004) Searching for the optimal stimulus eliciting auditory brainstem responses in humans. J Acoust Soc Am 116(4 Pt 1):2213–2222CrossRefGoogle Scholar
  12. 12.
    Frank J, Baljić I, Hoth S et al (2017) The accuracy of objective threshold determination at low frequencies. Comparison of different auditory brainstem response (ABR) and auditory steady state response (ASSR) methods. Int J Audiol 56(5):337–345.  https://doi.org/10.1080/14992027.2017.1281442 CrossRefPubMedGoogle Scholar
  13. 13.
    Greenwood DD (1990) A cochlear frequency-position function for several species—29 years later. J Acoust Soc Am 87(6):2592–2605CrossRefGoogle Scholar
  14. 14.
    Hall JW (1992) Handbook of auditory evoked responses. Allyn and Bacon, BostonGoogle Scholar
  15. 15.
    Hoth S (1985) Zur Reizpegelabhängigkeit der BERA-Potentialamplituden. Laryngo Rhino Otol 64:368–374CrossRefGoogle Scholar
  16. 16.
    Hoth S, Baljić I (2017) Aktuelle audiologische Diagnostik. Laryngo Rhino Otol 96(S 01):4–42.  https://doi.org/10.1055/s-0042-120339 CrossRefGoogle Scholar
  17. 17.
  18. 18.
    Laukli E (1983) High-pass and notch noise masking in suprathreshold brainstem response audiometry. Scand Audiol 12(2):109–115CrossRefGoogle Scholar
  19. 19.
    Lee MY, Ahn SY, Lee HJ et al (2016) Narrow band CE-Chirp auditory steady-state response is more reliable than the conventional ASSR in predicting the behavioral hearing threshold. Auris Nasus Larynx 43(3):259–268.  https://doi.org/10.1016/j.anl.2015.09.013 CrossRefPubMedGoogle Scholar
  20. 20.
    Liebler S, Hoth S, Plinkert PK (2008) Stationäre evozierte Potenziale des auditorischen Systems. HNO 56(10):1025–1039.  https://doi.org/10.1007/s00106-008-1694-1 CrossRefPubMedGoogle Scholar
  21. 21.
    Lins OG, Picton TW (1995) Auditory steady-state responses to multiple simultaneous stimuli. Clin Neurophysiol 96:420–432Google Scholar
  22. 22.
    Lütkenhöner B, Kauffmann G, Pantev C et al (1990) Verbesserung der Synchronisation auditorisch evozierter Hirnstammpotenziale durch Verwendung eines die cochleären Laufzeitunterschiede kompensierenden Stimulus. Arch Otorhinolaryngol Suppl II:157–159Google Scholar
  23. 23.
    Mühlenberg L, Schade G (2012) Frühe akustisch evozierte Potenziale: Low-Chirp-BERA versus Notched-Noise-BERA. Laryngol Rhinol Otol 91(8):500–504.  https://doi.org/10.1055/s-0031-1291330 CrossRefGoogle Scholar
  24. 24.
    Mühler R, Rahne T, Mentzel K et al (2014) 40-Hz multiple auditory steady-state responses to narrow-band chirps in sedated and anaesthetized infants. Int J Pediatr Otorhinolaryngol 78(5):762–768.  https://doi.org/10.1016/j.ijporl.2014.02.005 CrossRefPubMedGoogle Scholar
  25. 25.
    Mühler R, Mentzel K, Verhey J (2012) Fast hearing-threshold estimation using multiple auditory steady-state responses with narrow-band chirps and adaptive stimulus patterns. Sci World J 2012(4):1–7.  https://doi.org/10.1100/2012/192178 CrossRefGoogle Scholar
  26. 26.
    Oates P, Stapells DR (1998) Auditory brainstem response estimates of the puretone audiogram: current status. Semin Hear 19:61–85CrossRefGoogle Scholar
  27. 27.
    Petoe MA, Bradley AP, Wilson WJ (2010) On chirp stimuli and neural synchrony in the suprathreshold auditory brainstem response. J Acoust Soc Am 128(1):235–246.  https://doi.org/10.1121/1.3436527 CrossRefPubMedGoogle Scholar
  28. 28.
    Petoe MA, Bradley AP, Wilson WJ (2010) Spectral and synchrony differences in auditory brainstem responses evoked by chirps of varying durations. J Acoust Soc Am 128(4):1896–1907.  https://doi.org/10.1121/1.3483738 CrossRefPubMedGoogle Scholar
  29. 29.
    Picton TW, Ouellette J, Hamel G et al (1979) Brainstem evoked potentials to tonepips in notched noise. J Otolaryngol 8(4):289–314PubMedGoogle Scholar
  30. 30.
    Picton TW, John M, Dimitrijevic A et al (2003) Human auditory steady-state responses. Int J Audiol 42:177–219CrossRefGoogle Scholar
  31. 31.
    Plotz K, Baljic I, Schönfeld R et al (2006) Ermittlung der tieffrequenten Hörschwelle mittels der low-CHIRP-BERA Aktuelle phoniatrisch-pädaudiologische Aspekte Bd. 14, S 151–160Google Scholar
  32. 32.
    Sridhar D, Stakhovskaya O, Leake PA (2006) A frequency-position function for the human cochlear spiral ganglion. Audiol Neurootol 11(Suppl 1):16–20.  https://doi.org/10.1159/000095609 CrossRefPubMedPubMedCentralGoogle Scholar
  33. 33.
    Stapells DR, Linden D, Suffield JB et al (1984) Human auditory steady state potentials. Ear Hear 5(2):105–113CrossRefGoogle Scholar
  34. 34.
    Stürzebecher E, Wagner H, Cebulla K (1993) Rationelle objektive Hörschwellenbestimmung mittels Tonpuls-BERA mit Notched-Noise-Maskierung. Audiol Akust 6:164–176Google Scholar
  35. 35.
    Wegner O, Dau T (2002) Frequency specificity of chirp-evoked auditory brainstem responses. J Acoust Soc Am 111(3):1318–1329CrossRefGoogle Scholar
  36. 36.
    Würfel W, Lanfermann H, Lenarz T et al (2014) Cochlear length determination using cone beam computed tomography in a clinical setting. Hear Res 316:65–72.  https://doi.org/10.1016/j.heares.2014.07.013 CrossRefPubMedGoogle Scholar
  37. 37.
    Xu Z‑M, Cheng W‑X, Yao Z‑H (2014) Prediction of frequency-specific hearing threshold using chirp auditory brainstem response in infants with hearing losses. Int J Pediatr Otorhinolaryngol 78(5):812–816.  https://doi.org/10.1016/j.ijporl.2014.02.020 CrossRefPubMedGoogle Scholar

Copyright information

© Springer Medizin Verlag GmbH, ein Teil von Springer Nature 2019

Authors and Affiliations

  1. 1.Klinik für Hals-Nasen-Ohrenheilkunde – Plastische Operationen/Audiologisches ZentrumHelios Klinikum ErfurtErfurtDeutschland
  2. 2.Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen-, Ohrenheilkunde, Kopf und Halschirurgie, Köln, DeutschlandUniversitätsklinikum KölnKölnDeutschland

Personalised recommendations