Skip to main content

ΚΛΕΙΣΤΕ ΡΑΝΤΕΒΟΥ

© Ιατρείο Ζάλης και Ιλίγγου. All rights reserved.

Ακουστικά προκλητά δυναμικά στελέχους (ABR - Auditory Brainstem Response))

Τι είναι;

Τα ABR ανήκουν σε μία ευρύτερη οικογένεια εξετάσεων που μας βοηθούν να μετρήσουμε την εγκεφαλική δραστηριότητα. Ο Berger ήταν ο πρώτος που μέτρησε εγκεφαλική δραστηριότητα το μακρινό 1929 κάνοντας το πρώτο ηλεκτροεγκεφαλογράφημα. Χρησιμοποίησε μία σειρά ηλεκτροδίων που τοποθέτησε στο κρανίο του εξεταζόμενου καταγράφοντας έτσι την αυτόματη δραστηριότητα του εγκεφάλου. Η μέτρηση αυτή βρήκε πολλές κλινικές εφαρμογές, όπως στη διάγνωση της επιληψίας και των διαταραχών ύπνου, στην αναισθησιολογία, στη χειρουργική και στη μελέτη ασθενών που βρίσκονται σε κώμα.

Ενώ η καταγραφή της αυτόματης δραστηριότητας παρουσιάζει ενδιαφέρον, σημαντική είναι και η καταγραφή του πώς ο εγκέφαλος αντιδρά σε συγκεκριμένο ερέθισμα. Η ηλεκτρική αυτή δραστηριότητα ονομάζεται προκλητά δυναμικά. Προκλητά δυναμικά λοιπόν, είναι η αντίδραση του εγκεφάλου που αποτελεί άμεση συνέπεια συγκεκριμένου αισθητηριακού, γνωστικού ή κινητικού γεγονότος. Στον κόσμο της ακοολογίας εστιάζουμε στον ήχο, σαν ερέθισμα. Αυτό που κάνουμε λοιπόν, είναι να παρουσιάζουμε έναν ήχο στο αυτί του εξεταζόμενου και ελπίζουμε να ανιχνεύσουμε κάποια αλλαγή στη δραστηριότητα του εγκεφάλου του. Το πρόβλημα των επιστημόνων, στις αρχές του 20ου αιώνα, ήταν πως δεν είχαν τρόπο να ανιχνεύσουν τις απαντήσεις του εγκεφάλου στο ερέθισμα. Ο λόγος ήταν πως η αυτόματη δραστηριότητα του εγκεφάλου ήταν κυρίαρχη και η αντίδραση στο ερέθισμα που αναζητούσαν πολύ μικρή. Για να φτάσει η τεχνολογία που διαθέτουμε στο επίπεδο του να μπορεί να ανιχνεύει αυτές τις πολύ μικρές αντιδράσεις φτάνουμε στη δεκαετία του 1950. Η λύση στο πρόβλημα ήταν η χορήγηση στον εξεταζόμενο πολλαπλών ήχων αντί ενός. Στην περίπτωση αυτή, η αντίδραση του εγκεφάλου στους ήχους που χορηγούνται είναι σταθερή, ενώ η αυτόματη εγκεφαλική δραστηριότητα τυχαία. Έτσι, αν χορηγηθούν αρκετά από αυτά τα ακουστικά ερεθίσματα, η τυχαία και ακανόνιστη εγκεφαλική δραστηριότητα ακυρώνεται και μένει η δραστηριότητα που θέλουμε να μελετήσουμε και είναι αποτέλεσμα των ήχων που χορηγήσαμε. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται συμψηφισμός σήματος (signal averaging) και γίνεται με τη βοήθεια ηλεκτρονικού υπολογιστή.

Προέλευση και κλινική σημασία

Τα ABR περιεγράφηκαν για πρώτη φορά το 1971 ως μία σειρά 7 κυμάτων που απεικονίζονται με λατινικούς αρθιμούς, με το κύμα V να είναι το μεγαλύτερο.

Τα κύματα VI και VII δεν έχουν κλινική σημασία, καθώς δεν εμφανίζονται σταθερά. Το κύμα V είναι το κύμα με τη μεγαλύτερη κλινική σημασία. Τα πρώτα κύματα προέρχονται από τον κοχλία και το ακουστικό νεύρο. Ως προς τα επόμενα κύματα όμως, η ανατομία και η φυσιολογία της ανταπόκρισης γίνεται πολύ πιο σύνθετη, οπότε είναι δύσκολο να προσδιοριστεί μία πολύ συγκεκριμένη ανατομική περιοχή ως η γενεσιουργός τους. Αυτό που γνωρίζουμε όμως είναι πως η ανταπόκριση αυτή προέρχεται γενικά από το στέλεχος του εγκεφάλου και το σημαντικό στοιχείο σχετικά με το στέλεχος είναι πως δεν επηρεάζεται από τον ύπνο. Τα δυναμικά που προέρχονται για παράδειγμα από τον φλοιό δεν εμφανίζονται από τη γέννηση, αλλά αργότερα, και εξαφανίζονται κατά τη διάρκεια του ύπνου. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να μην είναι ιδιαίτερα χρήσιμα για τον έλεγχο νεογέννητων. Στη μεγάλη πλειοψηφία των ενηλίκων η μέτρηση της ακοής μπορεί να γίνει μέσω του τονικού ακοογράμματος. Πριν την εμφάνιση των ABR δεν υπήρχε τρόπος η ουδός της ακοής να προσδιοριστεί αξιόπιστα στα νεογέννητα. Δεδομένου ότι τα ABR προέρχονται από το στέλεχος του εγκεφάλου, μπορούν να καταγραφούν με το μωρό να κοιμάται. Συνεπώς, η βασική συμβολή αυτής της εξέτασης στην κλινική πράξη είναι ο προσδιορισμός του ουδού ακοής του νεογέννητου ανά συχνότητα.

Επιπλέον, τα ABR μας δίνουν πληροφορίας για τη νευρολογική λειτουργία του στελέχους του εγκεφάλου. Η χρησιμοποίηση των ABR για τον σκοπό αυτό ήταν πολύ δημοφιλής τη δεκαετία του 1980, σήμερα όμως χρησιμοποιούνται κυρίως για τον προσδιορισμό του ουδού ακοής στα νεογέννητα, αλλά και για ιατρονομικούς σκοπούς, όπως η αντικειμενική αξιολόγηση της ακοής του εξεταζόμενου, προκειμένου να χρησιμοποιηθεί δικαστικά ή ως τεκμήριο βαρηκοΐας για τη χορήγηση επιδομάτων αναπηρίας. Άλλωστε, σε αντίθεση με το τονικό ακοόγραμμα, που είναι υποκειμενική εξέταση και προϋποθέτει την ειλικρινή συμμετοχή του εξεταζόμενου, τα ABR είναι μία αντικειμενική εξέταση, που δεν απαιτεί τη συμβολή του εξεταζόμενου για να διενεργηθεί.

Εξοπλισμός

Η διενέργεια της εξέτασης απαιτεί τη χρήση ηλεκτροδίων που προσαρμόζονται στο κεφάλι του εξεταζόμενου. Προ της εφαρμογής των ηλεκτροδίων, απαιτείται το δέρμα του εξεταζόμενου να έχει προετοιμαστεί, να έχει δηλαδή απολεπιστεί με τη βοήθεια ειδικού τζελ και στη συνέχεια καθαριστεί με οινόπνευμα. Τα ηλεκτρόδια συνδέονται με έναν προενισχυτή, ο οποίος ενισχύει το σήμα, μειώνει το θόρυβο και διαβιβάζει το σήμα σε ειδικό σύστημα που κάνει το συμψηφισμό του σήματος (signal averaging) και παράγει την κυματομορφή που βλέπουμε στα αποτελέσματα. Στην κλινική μας χρησιμοποιούμε το σύστημα Eclipse της εταιρίας Interacoustics.

Είδος ερεθίσματος

  • Click: προκαλεί πολύ καλής ποιότητας ABR αλλά δεν αντιστοιχεί σε συγκεκριμένη συχνότητα. Αντίθετα με τους καθαρούς τόνους, που αντιστοιχούν σε μία συχνότητα, το click διεγείρει ένα φάσμα συχνοτήτων από 250 Hz έως 2000 Hz έως 4000 Hz
  • CE-Chirp: Ίδιο φάσμα συχνοτήτων με το click, αλλά παράγει κυματομορφή με πλάτος διπλάσιο σε σχέση με το click
  • Tone burst: πιο ειδικό ως προς τη συχνότητα του ερεθίσματος, παράγει όμως κυματομορφή μικρότερη σε σχέση με το click ή το CE-Chirp
  • NB (Narrowband) CE-Chirp: αντιστοιχεί σε ελαφρώς μεγαλύτερο φάσμα συχνοτήτων σε σχέση με το tone burst, αλλά παράγει κυματομορφή 1,5 με 2 φορές μεγαλύτερη

Άλλοι παράμετροι

  • Αυτί: ξεκινάμε από το αυτί που πιστεύουμε πως μπορεί να έχει καλύτερη ακοή
  • Ένταση ηχητικού ερεθίσματος: ξεκινάμε 40 dB+ πάνω από τον εικαζόμενο ουδό ακοής
  • Συχνότητα: Καλό είναι να εξετάζονται συγκεκριμένες συχνότητες. Συνήθως εξετάζεται μία υψηλή και μία χαμηλή π.χ. 4000 Hz και 1000 Hz ή 500 Hz και 2000 Hz
  • Ρυθμός διέγερσης: Απαιτείται ισορροπία μεταξύ του χρόνου που παίρνει η εξέταση και της ποιότητας της παραγόμενης κυματομορφής. Αν ο ρυθμός είναι αργός, η εξέταση θα πάρει πολύ χρόνο, ενώ αν ο ρυθμός είναι πολύ γρήγορος, επηρεάζεται αρνητικά η ποιότητα της κυματομορφής. Δεδομένου, ότι για την εξέταση εστιάζουμε στο κύμα V μπορεί να χρησιμοποιηθεί υψηλός ρυθμός διέγερσης, συνήθως 45,1 – 49,1/δευτερόλεπτο για συχνότητες 2000 Hz και 4000 Hz και ρυθμός 35,1 – 39,1/ δευτερόλεπτο, για συχνότητες 500 Hz και 1000 Hz
  • Πολικότητα: Η πολικότητα του ερεθίσματος δεν προκαλεί σημαντικές μεταβολές στη μορφολογία της κυματομορφής, λόγω του υψηλού ρυθμού διέγερσης. Προτιμάται η εναλλασσόμενη πολικότητα γιατί βελτιώνει την ποιότητα του σήματος, μειώνοντας τα τεχνικά σφάλματα

Διεγέρτης

Η χορήγηση του ερεθίσματος μπορεί να γίνει με ενδοωτιαία ακουστικά, ακουστικά κεφαλής (over the ear) ή με οστεόφωνο (οστέινη αγωγιμότητα).

Τοποθέτηση ηλεκτροδίων

Τα ηλεκτρόδια τοποθετούνται σύμφωνα με την παρακάτω εικόνα:

Θα πρέπει να υπάρχει απόσταση μερικών εκατοστών μεταξύ του άσπρου και του μαύρου ηλεκτροδίου. Εναλλακτικά, το μαύρο ηλεκτρόδιο μπορεί να τοποθετηθεί στο μάγουλο. Σημαντική είναι η μέτρηση της αντίστασης από τον προενισχυτή. Απαιτείται γενικά αντίσταση μικρότερη από 5 kΩ, ώστε να είναι αξιόπιστη η εξέταση. Επίσης, σημαντικό είναι να μην υπάρχει μεγάλη απόκλιση στις τιμές των αντιστάσεων όλων των ηλεκτροδίων.

Καταγραφή κυματομορφών

Παράδειγμα καταγραφής κυματομορφής απεικονίζεται παρακάτω:

Σημειώνεται πως οι κυματομορφές που καταγράφονται, όταν αναζητούμε τον ουδό ακοής (threshold ABR), δεν είναι τυπικές, καθώς ο ρυθμός χορήγησης του σήματος είναι πολύ υψηλός, προκειμένου να μειωθεί ο χρόνος της εξέτασης και οι ρυθμίσεις των φίλτρων που χρησιμοποιούμε είναι επιλεγμένες κατά τέτοιο τρόπο, ώστε να εστιάζουμε στη λήψη του κύματος V, που όπως αναφέρθηκε είναι αυτό που έχει τη μεγαλύτερη κλινική σημασία.

Η καταγραφή της κυματομορφής σταματά, όταν πληρούνται συγκεκριμένα κριτήρια. Πιο συγκεκριμένα, θα πρέπει η αναλογία σήματος : θόρυβο να είναι τουλάχιστον 3:1. Κοιτώντας απλά την κυματομορφή στην οθόνη του υπολογιστή δεν μπορεί κανείς να υπολογίσει τι ποσό θορύβου φέρει το καταγραφόμενο σήμα. Θεωρητικά, αν ο αριθμός σαρώσεων είναι αρκετά μεγάλος (π.χ. 2000), ο θόρυβος θα πρέπει να είναι αρκετά χαμηλός και η κυματομορφή που λαμβάνουμε να αντιστοιχεί σε ABR. Στην πραγματικότητα, ο δείκτης αυτός δεν είναι πολύ αξιόπιστος, καθώς ακόμα και με 2000 σαρώσεις, αν ο ασθενείς για παράδειγμα κινείται, η κυματομορφή ABR που παράγεται είναι πολύ διαφορετική από την κυματομορφή του ίδιου ασθενή, όταν κοιμάται. Συνεπώς ο αριθμός των σαρώσεων, δεν είναι αξιόπιστος δείκτης για τον προσδιορισμό του θορύβου του σήματος.

Το σύστημα Eclipse έχει αρκετούς τρόπους υπολογισμού του θορύβου του σήματος ABR, αυξάνοντας την αξιοπιστία της καταγραφής:

  • Υπολογισμός υπολειπόμενου θορύβου (residual noise): μετριέται η μεταβλητότητα σε 5 σημεία της κυματομορφής. Αρχικά, με τη χορήγηση του ηχητικού ερεθίσματος, η μεταβλητότητα της κυματομορφής είναι υψηλή, λόγω του υψηλού επιπέδου θορύβου, καθώς όμως συνεχίζεται η εξέταση, ο θόρυβος μειώνεται, οπότε και η μεταβλητότητα της κυματομορφής μειώνεται. Όταν η μεταβλητότητα βρίσκεται σε πολύ χαμηλό σημείο, μπορούμε να θεωρήσουμε πως η ο βαθμός θορύβου του σήματος είναι επίσης πολύ χαμηλός και έτσι να τερματίσουμε την εξέταση. Στα νεογνά, σταματούμε όταν ο υπολειπόμενος θόρυβος είναι κάτω από 25 nV, ενώ στους ενήλικες μπορούμε να σταματήσουμε όταν ο θόρυβος είναι μικρότερος από 40 nV.
  • Υπολογισμός Fmp: Πρόκειται στην ουσία για υπολογισμό του λόγου σήμα : θόρυβος. Είναι ένας στατιστικός υπολογισμός του κατά πόσο το σήμα που λαμβάνουμε είναι πραγματικό ABR και όχι θόρυβος. Αν η τιμή του Fmp είναι μεγαλύτερη από 7 στα βρέφη, και μεγαλύτερη του 3,1 στους ενήλικες, υπάρχει βεβαιότητα σε ποσοστό 99% πως η κυματομορφή που καταγράφτηκε είναι πραγματική ανταπόκριση ABR.

Στην παρακάτω εικόνα βλέπουμε πως γίνεται στο λογισμικό του Eclipse η καταγραφή του υπολειπόμενου θορύβου και του fmp: 

Το γράφημα fmp & residual noise (fmp και υπολειπόμενος θόρυβος) παρέχει πληροφορίες σχετικά με την ποιότητα της επιλεγμένης κυματομορφής:

  1. Οι ενδείξεις Quality Target (%) (Στόχος Ποιότητας, π.χ., 99,0%) και η οριζόντια γκρίζα (πιο αχνή) γραμμή που ξεκινά από το μαύρο βέλος, στο αριστερό άκρο του γραφήματος, υποδεικνύουν την ποιότητα – στόχο της κυματομορφής και σχετίζονται με την τιμή Fmp. Η επιδίωξη είναι η καμπύλη Fmp να φτάσει στην οριζόντια γκρίζα γραμμή.
  2. Η τιμή Fmp υπολογίζεται δυναμικά κατά τη διάρκεια της εξέτασης και αναγράφεται στο γράφημα
  3. Η καμπύλη Fmp (με κόκκινο ή μπλε χρώμα, ανάλογα με το εξεταζόμενο αυτί) δείχνει την αξιοπιστία της απόκρισης κατά το χρόνο διενέργειας της εξέτασης
  4. Το μαύρο βέλος, στο δεξιό άκρο του γραφήματος, και η τιμή σε nV, δείχνουν τον στόχο ως προς τον υπολειπόμενο θόρυβο
  5. Η τιμή υπολειπόμενου θορύβου υπολογίζεται δυναμικά κατά τη διάρκεια της εξέτασης και αναγράφεται στο γράφημα
  6. Η καμπύλη υπολειπόμενου θορύβου απεικονίζεται με μαύρο χρώμα και δείχνει την αλλαγή στο επίπεδο του θορύβου κατά τη διενέργεια της εξέτασης
  7. Ο αριθμός των σαρώσεων που έχουν γίνει κατά τη διάρκεια της εξέτασης

Κατά τη διάρκεια της εξέτασης, ο θόρυβος είναι υψηλός στην αρχή και μειώνεται όσο αυξάνεται ο αριθμός των σαρώσεων. Σταματούμε την εξέταση όταν έχει επιτευχθεί το όριο αξιοπιστίας. Η καμπύλη Fmp αντίθετα, ξεκινά από χαμηλά και αυξάνεται όσο αυξάνεται ο αριθμός των σαρώσεων και μειώνεται ο θόρυβος. Παρατηρώντας λοιπόν, το γράφημα γνωρίζουμε πότε οι τιμές Fmp είναι αρκετά υψηλές και οι τιμές του θορύβου αρκετά χαμηλές ώστε να τερματίσουμε την εξέταση.

Όταν επιτευχθούν αυτές οι τιμές, θα πρέπει να λαμβάνουμε μία καθαρή κυματομορφή ABR. Όταν είναι χαμηλές τόσο οι τιμές Fmp όσο και οι τιμές θορύβου, σημαίνει πως η ποιότητα της εξέτασης είναι καλή, αλλά δεν λαμβάνεται κυματομορφή ABR, καθώς ο ασθενής δεν ακούει στη συγκεκριμένη ένταση και συχνότητα. Αν είναι χαμηλή η τιμή Fmp, αλλά υψηλό το επίπεδο θορύβου, η κυματομορφή δεν θυμίζει ABR. Στην περίπτωση αυτή δεν γνωρίζουμε αν παράγονται ABR στη συγκεκριμένη ένταση και συχνότητα, οπότε η εξέταση πρέπει να συνεχίζεται και αν ο αριθμός των σαρώσεων είναι μεγάλος θα πρέπει να γίνουν ενέργειες για τη μείωση του θορύβου. Τέλος, υπάρχει η περίπτωση να έχουμε υψηλή τιμή Fmp και υψηλή τιμή θορύβου. Εδώ, απαιτείται να γίνει ερμηνεία της εξέτασης από τον εξεταστή. Αν η κυματομορφή θυμίζει ABR (σωστή μορφολογία κύματος, ο χρόνος εμφάνισης του κύματος V είναι ο αναμενόμενος για την ηλικία του εξεταζόμενου και το πλάτος του κύματος έχει το αναμενόμενο μέγεθος) και έχει επαναληψιμότητα, τότε με μεγάλη αξιοπιστία μπορούμε να πούμε πως η κυματομορφή που απεικονίζεται αντιστοιχεί σε πραγματικό ABR.

Πρωτόκολλο ανεύρεσης ουδού ακοής

  • Ξεκινούμε την εξέταση με ένταση ερεθίσματος 40 dB πάνω σε σχέση με την ένταση που υποθέτουμε πως ακούει ο ασθενής.
  • Στόχος είναι ανά εξεταζόμενη συχνότητα να λάβουμε μία καθαρή ανταπόκριση στον ουδό ακοής, μία καθαρή ανταπόκριση άνω του ουδού ακοής και τέλος, μία απουσία ανταπόκρισης σε ένταση κάτω από τον ουδό ακοής.
  • Σε ασθενή με φυσιολογική ακοή ακολουθείται βήμα 20 dB. Αν εντοπίζουμε βαρηκοΐα, ακολουθείται βήμα 5 dΒ, κοντά στον ουδό ακοής, ώστε ο τελευταίος να προσδιοριστεί με ακρίβεια.

Συμπέρασμα

Η ακοομετρία ABR έχει πλήθος κλινικών εφαρμογών με πιο σημαντική σήμερα τον προσδιορισμό ουδού ακοής σε νεογέννητα και ενήλικες. Καθώς η τεχνολογία εξελίσσεται, η εξέταση ABR θα παρέχει όλο και περισσότερες και ποιοτικότερες πληροφορίες ως προς την λειτουργία του ακουστικού νεύρου και των περιοχών του στελέχους του εγκεφάλου που εμπλέκονται στην ακοή.