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29. Wissenschaftliche Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie e. V.

Deutsche Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie e. V.

21.09. - 23.09.2012, Bonn

Optimierung des Bera basierten Neugeborenen-Hörscreenings durch Verwendung des Chirp-Stimulus

Vortrag

  • corresponding author presenting/speaker Miriam Bürklein - Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenkrankheiten, plastische und ästhetische Operationen, Würzburg, Deutschland
  • author Mario Cebulla - Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenkrankheiten, plastische und ästhetische Operationen, Würzburg, Deutschland
  • author Fabian Kraus - Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenkrankheiten, plastische und ästhetische Operationen, Würzburg, Deutschland
  • author Hannes Lurz - Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenkrankheiten, plastische und ästhetische Operationen, Würzburg, Deutschland
  • author Desiree Ehrmann-Müller - Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenkrankheiten, plastische und ästhetische Operationen, Würzburg, Deutschland
  • author Wafaa Shehata-Dieler - Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenkrankheiten, plastische und ästhetische Operationen, Würzburg, Deutschland

Deutsche Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie. 29. Wissenschaftliche Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie (DGPP). Bonn, 21.-23.09.2012. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2012. Doc12dgppV30

DOI: 10.3205/12dgpp55, URN: urn:nbn:de:0183-12dgpp558

Published: September 6, 2012

© 2012 Bürklein et al.
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Zusammenfassung

Hintergrund: Beim Bera basierten Neugeborenen-Hörscreening werden sowohl Click- als auch Chirp-Stimuli verwendet. Die Chirps führen durch eine synchronisierte Anregung in allen Frequenzbereichen insgesamt zu höheren Amplituden, da es zu einer Kompensation der Wanderwellenverzögerung der Cochlea kommt [2], [3], [4]. Ziel dieser Studie war der direkte Vergleich der Click und Chirp evozierten Antworten bezüglich ihrer Amplituden und Latenzen sowie der Identifizierbarkeit.

Material und Methoden: Für diese Arbeit wurden die akustisch evozierten Potentiale von 96 Neugeborenen (52 ♂ und 44 ♀) im Durchschnittsalter von 2 Tagen mit dem Maico-MB11-BERAphon® aufgezeichnet. Ausgewertet und verglichen wurden die bei 40 dB HL und 60 dB HL mittels Click und CE-Chirp™ generierten Potentiale I, III und V hinsichtlich ihrer Identifizierbarkeit sowie ihrer Latenzzeiten und Amplitudenwerte.

Ergebnisse: Der Chirp führt im Vergleich zum Click-Reiz zu einer signifikanten Vergrößerung (p<0,01) der Antwort-Amplituden bei 40 dB HL. Die Amplituden gemessen bei 60 dB HL wiesen für die Wellen I und V eine signifikante Steigerung auf (64%–75%). Die Amplitude der Welle III zeigte eine nicht signifikante Steigerung von +18%.

Der Chirp führt im Vergleich zum Click sowohl bei 40 dB HL als auch bei 60 dB HL zu einer signifikanten Verkürzung der Latenzen der akustisch evozierten Potentiale.

Diskussion: Die mittels des CE-Chirps™ evozierten Antwortpotentiale im Standard-BERA-Verfahren sind für das Hörscreening und die Hörschwellenbestimmung bestens geeignet. Die durch diesen Reiz evozierte Potentialantwort führt bei kürzeren Messzeiten zu deutlich zuverlässigeren Ergebnissen, was eine Verbesserung der Qualität der Untersuchung darstellt.


Text

Die Prävalenz für kindliche Hörstörungen in Deutschland liegt nach Angaben des Zentralregisters (DZH) bei 1,2/1000 Neugeborenen [5]. An ein Neugeborenen-Hörscreening hat man den Anspruch, dass es möglichst effektiv und zuverlässig abläuft. Im Einzelnen verlangt dies nach einem Test mit hoher Sensitivität und Spezifität, um sowohl die Rate von falsch negativen als auch falsch positiven Befunden zu minimieren. Das Bera basierte Neugeborenen-Hörscreening wird auf Basis akustisch evozierter Potentiale (AEP) durchgeführt. Diese Methode zeichnet sich gegenüber anderen Verfahren besonders durch eine hohe Sensitivität aus [8]. Es werden sowohl Click- als auch Chirp-Stimuli verwendet. Der für die Ableitung der AEP verwendete akustische Reiz als zentraler Bestandteil der Untersuchungstechnik muss möglichst wirkungsvoll verlässliche Antworten liefern, dies in kurzer Untersuchungszeit und wenig anfällig für Störungen durch EEG-Einflüsse und technische Artefakte. Man hat daher aus dem ursprünglich verwendeten Click-Stimulus einen neuen Reiz mit komplexer Struktur zur Anpassung an die Prozessstrukturen des Gehörs entwickelt, der bei kürzerer Untersuchungszeit bessere und deutlichere Messergebnisse liefern soll [2], [3], [4]. Der sogenannte Chirp-Reiz kommt seit 2006 beim Hörscreening zum Einsatz. Hierbei kommt es durch eine synchronisierte Anregung in allen Frequenzbereichen insgesamt zu höheren Amplituden, da es zu einer Kompensation der Wanderwellenverzögerung der Cochlea kommt [2], [3], [4]. Ziel dieser Studie war der direkte Vergleich der Click und Chirp evozierten Antworten bezüglich ihrer Amplituden und Latenzen sowie der Identifizierbarkeit.

Für diese Arbeit wurden die akustisch evozierten Potentiale von 96 Neugeborenen (52 ♂ und 44 ♀) im Durchschnittsalter von 2 Tagen mit dem Maico-MB11-BERAphon® aufgezeichnet. Ausgewertet und verglichen wurden die bei 40 dB HL und 60 dB HL mittels Click und CE-Chirp™ generierten Potentiale I, III und V hinsichtlich ihrer Identifizierbarkeit sowie ihrer Latenzzeiten und Amplitudenwerte.

Der für das Hörscreening Standard-BERA-Click verwendete akustische Reiz wird durch Anregung eines Schallgebers mit einem kurzen elektrischen Rechteckimpuls (100 µs Dauer) erzeugt, dadurch entsteht auf der Basilarmembran in der Cochlea eine Wanderwelle, die von der Schneckenbasis zur Schneckenspitze läuft und dabei nacheinander alle Frequenzbereiche, beginnend mit den hohen und endend mit den tiefen Frequenzen, anregt [7]. Hingegen erzeugt der optimierte Chirp-Stimulus (CE-Chirp™) mit dem im MB11-Beraphon eine synchrone Erregung, nahezu zeitgleich in allen Frequenzbereiche der Cochlea [3] und induziert eine zeitlich eng umschriebene Antwort von aufsummierter hoher Amplitude. Die damit generierten AEP stechen somit schärfer aus der basalen EEG-Aktivität des Gehirns hervor und sind mit größerer Sicherheit herauszufiltern [2], [4], [6], [9] (siehe Abbildung 1 [Abb. 1]).

Es erfolgte die Berechnung von Mittelwert und Standardabweichung und die Überprüfung auf Normalverteilung mit dem Shapiro-Wilk-Test. Die Berechnung der Unterschiede zwischen den verschiedenen Reizarten wurde mit dem Wilcoxon-Rang-Test durchgeführt, nachdem nicht für alle Daten eine Normalverteilung nachgewiesen wurde. Als Signifikanzniveau wurde eine Irrtumswahrscheinlichkeit p<0,05 festgelegt.

Es zeigte sich eine signifikante Abhängigkeit der Latenz vom akustischen Stimulus. Der Chirp wies eine signifikant kürzere Latenz auf (Wilcoxon-Rang-Tests p <<0,01) und führte im Vergleich zum Click sowohl bei 40 dB HL als auch bei 60 dB HL zu einer signifikanten Verkürzung der Latenzen der akustisch evozierten Potentiale. Die durchschnittlichen Latenzverkürzungen vom Click zum Chirp betrugen zwischen 20% (Potential V, 60 dB HL) und 38% (Potential I, 60 dB HL). Die erwarteten kürzeren Latenzzeiten unter Einsatz des Chirp wurden somit in dieser Studie bestätigt.

Der CE-Chirp™ führte bei allen Potentialen zu größeren Amplituden-Mittelwerten im Vergleich zum Click-Reiz. Für alle Amplituden außer der bei 60 dB HL gemessenen Amplitude III ließ sich ein signifikanter Unterschied (Wilcoxon-Rang-Test p <<0,01) nachweisen. Für Amplitude III bei 60 dB HL war kein signifikanter Unterschied nachzuweisen (p>0,05).

Beim Chirp-Stimulus ergab sich für Welle V eine Vergrößerung der durchschnittlichen Amplitude von 0,177 µV auf 0,314 µV (+ 75%) bei 60 dB HL und bei 40 dB HL von 0,147 µV auf 0,305 µV (+ 104%). Einzig die Amplitude von Welle III betrug beim mit 60 dB dargebotenen Chirp 0,095 µV statt beim Click 0,078 µV und wies keine signifikant Amplitudenerhöhung (+ 18%). Bei 40 dB HL stieg die Amplitude signifikant von 0,059 µV auf 0,084 µV um 45%. Ebenso bei der Welle I konnte bei 60 dB HL eine signifikant vergrößerte Amplitude um 64% mit dem Chirp (0,163 µV) gegenüber dem Click-Reiz (0,099 µV) nachgewiesen werden. Bei einem Schallpegel von 40 dB HL wurde beim Chirp-Reiz (0,138 µV) eine signifikante Steigerung der Amplitude um 115% gegenüber dem Click-Reiz (0,063 µV) dokumentiert.

Insgesamt führt der CE-Chirp™ im Vergleich zum Click-Reiz zu einer signifikanten Vergrößerung (p<0,01) der Antwort-Amplituden bei 40 dB HL. Die Amplituden gemessen bei 60 dB HL wiesen für die Wellen I und V eine signifikante Steigerung auf (64%–75%). Die Amplitude der Welle III zeigte eine nicht signifikante Steigerung von +18%. Zudem führte der CE-Chirp™ im Vergleich zum Click sowohl bei 40 dB HL als auch bei 60 dB HL zu einer signifikanten Verkürzung der Latenzen der akustisch evozierten Potentiale.

Es kann somit postuliert werden, dass die mittels des CE-Chirps™ evozierten Antwortpotentiale im Standard-BERA-Verfahren für das Hörscreening und die Hörschwellenbestimmung bestens geeignet sind. Die durch diesen Reiz evozierte Potentialantwort führt bei kürzeren Messzeiten zu deutlich zuverlässigeren Ergebnissen, was eine Verbesserung der Qualität der Untersuchung darstellt.


Literatur

1.
Cebulla M, Elberling C. Auditory brain stem responses evoked by different chirps based on different delay models. J Am Acad Audiol. 2010 Jul-Aug;21(7):452-60. DOI: 10.3766/jaaa.21.7.4 External link
2.
Cebulla M, Stürzebecher E, Elberling C, Müller J. New clicklike stimuli for hearing testing. J Am Acad Audiol. 2007 Oct;18(9):725-38. DOI: 10.3766/jaaa.18.9.2 External link
3.
Dau T, Wegner O, Mellert V, Kollmeier B. Auditory brainstem responses with optimized chirp signals compensating basilar-membrane dispersion. J Acoust Soc Am. 2000 Mar;107(3):1530-40. DOI: 10.1121/1.428438 External link
4.
Elberling C, Don M, Cebulla M, Stürzebecher E. Auditory steady-state responses to chirp stimuli based on cochlear traveling wave delay. J Acoust Soc Am. 2007 Nov;122(5):2772-85. DOI: 10.1121/1.2783985 External link
5.
Finckh-Krämer U, Gross M, Bartsch M, Kewitz G, Versmold H, Hess M. Horscreening von Neugeborenen mit Risikofaktoren [Hearing screening of high risk newborn infants]. HNO. 2000 Mar;48(3):215-20.
6.
Fobel O, Dau T. Searching for the optimal stimulus eliciting auditory brainstem responses in humans. J Acoust Soc Am. 2004 Oct;116(4 Pt 1):2213-22.
7.
Maico-Diagnostic-GmbH. Gebrauchsanweisung für das automatische BERA-Testsystem MB 11 BERAphon. Berlin: 2010.
8.
Picton TW, Durieux-Smith A, Moran LM. Recording auditory brainstem responses from infants. Int J Pediatr Otorhinolaryngol. 1994 Jan;28(2-3):93-110. DOI: 10.1016/0165-5876(94)90001-9 External link
9.
Wegner O, Dau T. Frequency specificity of chirp-evoked auditory brainstem responses. J Acoust Soc Am. 2002 Mar;111(3):1318-29.