宽频声导抗测试在听力学中的临床研究进展

Advances in Clinical Research on Broadband Acoustic Conductance Impedance Testing in Audiology

摘要: 宽频声导抗测试作为临床诊断的一种工具，主要用于测量中耳的机械声学特性以及导致中耳负压或中耳炎存在的变化。采用226~8000 Hz的混合短声作为刺激信号，以量化中耳声能反射和吸收的特性，并通过其曲线变化检测中耳功能变化。对于正常人和中耳及内耳病变人群，宽频声导抗测试的声能吸收率都有着不同的变化特征。与传统的声导抗相比，宽频声导抗对中耳功能评估具有更好的敏感性。随着国内外研究的进展，宽频声导抗具有更多的临床应用空间。

Abstract: Broadband acoustic conductance testing is used as a clinical diagnostic tool to measure the mechanical acoustic properties of the middle ear and the changes that lead to the presence of negative middle ear pressure or otitis media. A mixture of short bursts of sound at 226~8000 Hz is used as a stimulus signal to quantify the properties of middle ear acoustic energy reflection and absorption and to detect changes in middle ear function through changes in its curve. The acoustic energy absorption rate of broadband acoustic impedance testing has different characteristics of change for both normal and middle ear and inner ear pathology populations. Compared with traditional acoustic impedance, broadband acoustic impedance has better sensitivity for middle ear function assessment. With the progress of domestic and international research, broadband acoustic impedance has more clinical applications.

1. 引言

中耳是位于颞骨中的不规则含气空腔，结构复杂，包括鼓室、咽鼓管、鼓窦及乳突四部分，由于中耳疾病的复杂性，不同疾病相互作用时，增加或减少的声顺值相互抵消，传统单频声导抗仅能反映各种影响因素下中耳的整体状态，不能单独反映个别影响因素，因此可能造成疾病的误诊。宽频声导抗(Wideband absorbance tympanometry, WBT)能够提供更详细的中耳评估，在0 da的模式下，就能够预测传导性听力损失的程度。其原理是使用宽频短声作为刺激信号，刺激信号经外耳道到达鼓膜，其中一部分经中耳传入内耳，称为吸收声能(Absorbance energy, AE)，另一部分被鼓膜反射回外耳道被耳机接收，称为反射声能(Reflectance energy, RE)。反射声能占总声能的比率称为声能反射率(Energy reflectance, ER)，吸收声能占总声能的比率称为声能吸收率(Energy absorbance, EA)，范围为0~1。其中0表示耳机输出声能完全被鼓膜反射回外耳道，1表示耳机输出声能完全被中耳吸收[1]。WBT使用Titan IMP 440测试系统，分别在外耳道压力为峰压和0 daPa时测试，其刺激声频率为226~8000 Hz，测试起始压力为+200 daPa，终止压力为−400 daPa，方向由正向负，主要的观测指标为声能吸收率和中耳共振频率。WBT的测量在226 Hz和8000 Hz之间的频率下进行。获得了每个频率的共振频率、峰值压力和在环境压力和峰值鼓室压力下的吸光度。在测试前要确保探头通畅。不同年龄耳塞选择、不同刺激声速率、不同的压力扫描方向，都会对结果有影响。测试过程中观察Titan专用探头指示灯的提示，显示为“绿色”时为正常测试状态；“红色”(或“蓝色”)表示探头放置在脱落或未放置在耳内；“黄色”表示探头在耳内但有堵塞、漏气或噪声太大情况。不同结构病变会对不同频率的探测音产生影响，使记录到相应的反射声能产生差异，从而可反映外耳道与中耳内复杂病变的情况。本文主要回顾了近年来国内外宽频声导抗在听力学中的研究进展。

2. 正常人群研究现状

目前，国内外研究发现中耳功能正常的儿童和成年人都有可参考的EA正常值，为中耳相关疾病的诊断提供参考。

2.1. 正常新生儿与儿童

Keefe等[1]研究发现婴儿在6月龄以后与成人有着越来越相似的EA值，然而在1.5~6 kHz处仍有明显区别。Aithal等人[2]对66名婴儿进行了WBT测试，结果显示频率间的反射率变化显著，在1~2 kHz时，中值反射率达到最小值，而在其他频率均升高。孙靖等人[3]评估0~24月龄婴幼儿的宽频能量吸收率，发现0~6月龄，7~12月龄和13~24月龄的各个频率下均有差异，WBA曲线呈不对称M型。彭珊等人[4]通过对1~5月龄双侧中耳功能正常的婴儿宽频声导抗值特征进行分析发现每个月龄组儿童的声能吸收率均随着频率的升高而增加，在2000 Hz附近达到最大，随后频率的升高反而降低；与耳侧别无关。各年龄组之间的WBA存在显著差异。

2.2. 正常成年人

Mazlan等人[5]分析了40名年轻人、31名中年人和30名老年人EA数据，发现青年组的EA在400~560 Hz时显著低于中年组，中年组在2240~5040 Hz显著低于青年组。老年人组的EA在2520~5040 Hz显著低于年轻人组。黄孟捷等人[6]通过对听力正常成年人进行宽频声导抗测试，发现ER值在低频区较大，随着频率增加ER值逐渐减小并在2.5~3.0 kHz达最小值之后随频率继续增加而增加，8.0 kHz后再次下降。ER值随频率变化的规律从形态特征上分三类：对称“W”型、不对称“W”型和“U”型。王伟星等人[7]评估78例成年人ER值，发现ER值在1095 Hz达到峰值之后逐渐降低，在1848~2290 Hz范围内，ER值逐渐增加达到第二个峰值，频率大于2290 Hz时，随着频率的增加EA逐渐下降。声能吸收率在所有频率趋势下呈两峰一谷的“M”型。

3. 宽频声导抗临床应用

3.1. 中耳相关疾病临床应用

3.1.1. 分泌性中耳炎中的应用

分泌性中耳炎是儿童常见的非化脓性中耳炎，同时慢性中耳病变和相关的传导性听力损失可能会破坏正常的言语、语言和认知发育。而且传统的226 Hz鼓室导抗法不能检测中耳炎后中耳力学的后遗症和细微变化。Merchant等人[8]研究了具有不同积液水平的中耳炎儿童的WBA，发现随着积液量的增加，WBA曲线趋于平坦。S Terzi等人[9]则比较了三组儿童患者的中耳宽带声吸收率，在0.375~2 kHz平均吸收率处，渗出性中耳炎组的宽带声吸收率显著低于中耳炎组和健康组。Aithal等人[10]将患有中耳炎儿童与健康儿童进行对比，发现所有中耳炎组的WBA在0.25-5 kHz之间显著降低。对照组和中耳炎组在1~4 kHz下的WBA差异随气鼓导差增加而增加。赵哲劢炜等人[11]比较健康成年人与分泌性中耳炎组分别在外耳道压力为0 da Pa和峰压时声能吸收率，发现无论外耳道压力为0da Pa还是峰压，分泌性中耳炎组500 Hz以上EA均低于正常组，尤其在600~2000 Hz处更为显著。宽频声导抗通过分析不同频率声能吸收率的变化来诊断和鉴别分泌性中耳炎，是一种方便快速的检查方法。

3.1.2. 耳硬化症中的应用

耳硬化症常表现为进行性听力损伤，可伴有耳鸣，眩晕等症状。传统声导抗对诊断缺乏特异性，Jerger等人[12]对60例耳硬化患者进行传统声导抗，发现95%的患者均显示为A型鼓室图。近年来发现宽频声导抗测试为其诊断提供了新的可能。Shahnaz等人[13]将28例经手术确认为耳硬化症的患者与62例正常人的宽频声导抗测试结果进行比较，发现在低于1 kHz的频率以下，耳硬化症组的声能反射率显著高于正常听力组，在这项研究中测得的声能反射率对耳硬化症的诊断率达到82%。Nakajima等人[14]的研究发现，与正常人相比耳硬化症患者声能吸收率在0.4~1 kHz处升高。Wegner等人[15]对8例尸体颞骨进行镫骨底板开窗术，发现术前在1 kHz以下吸收率降低，而高频范围的吸收率无明显变化。行开窗术后，0.25~1 kHz范围下吸收率较正常的增加了6%~36%。Karuppannan等人[16]发现耳硬化组和正常组的WBA水平在2000 Hz以下随频率的增加而增加，2000 Hz以上随频率的增加而降低。在250~2000 Hz频率范围内，耳硬化症组的平均WBA显著低于健康正常耳组。由于宽频声导抗对耳硬化患者的诊断具有比单一频率探测音声导抗更好的敏感性，因此在临床上可以对这类患者进行宽频声导抗测试，从而降低诊断的假阴性率。

3.1.3. 唐氏综合症中的应用

唐氏综合征(Down’s syndrome, DS)儿童的中耳疾病和先天性耳畸形的发生率较高。Kaf [17]发现63%的具有正常中耳状态的DS个体显示出与对照组不同的声能反射率模式，中耳状态正常的DS儿童的宽频吸收率在5700~8000 Hz较低。Soares等人[18]根据儿童的鼓室图检查结果，比较DS患儿和健康儿童的宽频声导抗，发现鼓室导抗图异常患者的WBA低于鼓室导抗图正常患者，揭示了不同的能量反射率的曲线模式。Durante等人[19]分析唐氏综合征患儿的声吸收指标，发现DS患儿在鼓室导抗图正常的情况下出现低能量吸收可能提示中耳畸形。宽带声导抗比鼓室压力测量法对DS儿童具有更实用的价值，对大量唐氏综合症儿童的进一步研究将阐明宽频声导抗在诊断唐氏综合症儿童中耳疾病方面的潜力。

此外，宽频声导抗还被应用于听骨链中断、鼓膜穿孔等[20] [21]引起中耳功能障碍的研究中，发现其可以辅助临床医生进行鉴别诊断。

3.2. 宽频声导抗应用于内耳疾病的研究进展

3.2.1. 梅尼埃病

梅尼埃病(Meniere Disease, MD)是以膜迷路积水为基本病理改变，反复发作的旋转性眩晕、波动性听力下降、耳鸣和耳胀满感为临床特征的特发性内耳疾病。有关MD的听力和放射学检查已经开始应用于临床，其中耳蜗电图、前庭诱发肌源性电位、耳声发射、磁共振成像测试与钆已被报道有诊断的好处，但特异性不高[22] [23]。Demir等人[24]通过对21例单侧MD病患者进行宽频声导抗测试，并于对侧正常耳进行对照，发现在患侧组在0.25~1 kHz处的特异性EA值显著降低。Tanno等人[25]通过对比正常人和MD患者在环境压力和峰值压力下的宽带鼓室导抗测试结果，发现在低频下有症状组和无症状组的耳朵与对照组相比发现不同的EA值。潘慧等人[26]分析单侧梅尼埃病患者和健康人宽频声导抗测试，MD症状组及非症状组在峰压下EA峰值均显著低于对照组，单侧MD患者患耳的多个EA相关参数与正常人或健耳比较均存在差异，提示其可能与内淋巴积水导致的中耳机械功能改变有关。综上所述，可以将宽频声导抗视为诊断梅尼埃病的补充检测，但WBT各参数在该疾病中的临床意义仍需深入探讨。

3.2.2. 大前庭导水管综合征

大前庭导水管综合征(LVAS)是一种重要的内耳先天性异常，可导致儿童早发性感音神经性听力损失。Jiang等人[27]发现LVAS组的WBA在中频(1259~2000 Hz)下显著低于对照组，但在高频(4000~6349 Hz)下高于对照组。张丽芳等人[28]还发现，在LVAS儿童中，环境压力条件下的平均WBA在特定频率(1000、1189、1296、2000和4000 Hz)下显著低于正常值。Li等人[29]指出，与对照组相比，LVAS组在中低频率(343~1124 Hz及1943~2448 Hz)下的WBA较高，而在高频(3886~6727 Hz)下较低。丁璐等人[30]观察到，在低频(226~1000 Hz)下，LVAS组的WBA显著超过非LVAS组。大前庭水管综合征(LVAS)患儿中耳功能的特殊性提示WBT是一种敏感、无创的间接评价内耳压力的方法。

3.2.3. 内耳畸形

近几年国内外有研究将宽带声导抗应用到人工耳蜗(CI)的耳朵。同时描述CI耳朵随时间的变化，以此了解中耳硬度增加的反射率模式。对于探索耳蜗植入后可能发生的传导机制的各种变化是潜在有用的。然而，目前尚不清楚传导机制如何以及在多大程度上受到CI手术的影响。Scheperle等人[31]通过比较人工耳蜗植入者和非人工耳蜗植入且中耳功能正常的成年人的宽频声导抗，发现人工耳蜗植入组在250~891 Hz和4238~4490 Hz范围内的个体平均反射率显著升高，这可能与中耳僵硬度增加有关。Merchant等人[32]通过评估人工耳蜗植入耳和听力正常对照耳的宽带声导抗来研究外周机械变化，发现人工耳蜗植入组500~1200 Hz范围内EA值降低。研究表明人工耳蜗植入可导致外周机械变化，至少在某些耳朵中可能导致出现气骨间隙。Racca等人[33]研究人工耳蜗植入后植入耳声吸收变化的时间过程，发现手术后植入耳的声吸收率在1.5 kHz以下降低，并持续到至少6个月后升高。植入耳中声吸收率降低的光谱范围随着术后时间的延长而降低。植入耳和非植入耳之间的声吸收差异发生在激活时间点的光谱范围内，并持续到激活后至少3个月。Saki等人[34]纳入了35例颞骨解剖结构正常的单侧植入儿童，术前和术后声能吸收率比较表明植入耳的中频(1260~3175 Hz)和高频(5040~8000 Hz)吸收率显著降低。这些研究表明人工耳蜗植入会降低植入耳声吸收，但由于样本量较少，后续仍需进一步研究。

4. 影响宽频声导抗的因素

4.1. 年龄

在年龄方面，成人与婴幼儿，不同年龄段的成人之间EA值都存在着显著的差异。Keefe D [1]将1至6个月龄婴儿的外耳和中耳EA值与成人进行比较，结果提示具有显著差异。其中耳蜗的发育完成度是两者间差异的主要因素。Mazlan等人[5]通过比较不同年龄段成年人的EA值，发现青年组在低频区EA值低于中年组，在高频区显著高于老年组。Carpenter等人[35]报告了声能吸收率在1007~5039 Hz的显著年龄效应，其中年轻人显著低于老年人，他们认为激素的影响可能声能吸收率是随年龄变化的原因。Wali等人[36]对44例足月健康新生儿进行一项纵向研究，在0~6个月中每个月均进行宽频测试，发现不同年龄组之间的WBA模式存在显著差异。WBA在低频(<0.4 kHz)下随年龄增加而降低，在高频(2~5 kHz和8 kHz)时随年龄增加而升高。这些研究表明了建立人群年龄特异性EA规范的重要性。

4.2. 人种

大量研究表明不同种族之间宽频声导抗存在差异，可能与外耳，中耳甚至体型发育上的差异有关。Beers等人[37]发现高加索人与中国人频率之间存在显著的相互作用，而且中国儿童在中频范围内的ER值较低。Habibi等人[38]通过对101例伊朗年轻成人进行宽频声导抗测试，发现伊朗人在在1 kHz和2 kHz时EA值最显著。在2519 Hz时，EA开始下降，在8 kHz时，略有增加。Young-Soo等人[39]将韩国婴儿与高加索婴儿的宽带EA值进行对比，WBA值的中值除了在1600 Hz、3150 Hz和4000 Hz之外，存在显著差异。因此建立WBA正常值参考范围时应考虑种族特异性。

4.3. 性别

目前并没有足够的证据表明性别对宽频声导抗结果产生影响。Feeney等人[40]发现年轻成人组的ER存在显著的性别效应，女性在低频至中频的ER较高，但在4 kHz时的ER低于男性。在老年人组中没有表现出显著的性别效应。Mazlan等人[5]发现各年龄组间存在性别差异，男性在较低频率下的EA值显著高于女性，而女性在较高频率下的宽频EA值显著高于男性。他们认为与性别之间中耳声学机械特性的差异有关。Habibi等人[38]发现性别与385 Hz，500 Hz和2000 Hz的EA水平之间存在显著相关性。但Beers，Hunter，郝文洋等人[37] [41] [42]的研究并没有发现性别与频率之间的显著关系。

5. 总结与展望

宽频声导抗是一种新的评估中耳甚至内耳功能的临床手段，其不同的声能吸收率曲线可以特异性地反映不同疾病的特点，特别是对于传导性听力损伤的患者。不同的年龄，人种甚至鼓室压力都会影响EA值，构建不同人群的WBA参考值愈发重要。近几年国内外有学者将WBT应用于内耳相关疾病和人工耳蜗植入患者的研究中，并对疾病诊断有潜在的指导意义，未来宽频声导抗有望成为简便快捷的辅助手段运用于更多的临床疾病。目前由于国内缺少大样本，多中心的WBA数据为临床诊断提供依据。因此，后续我们需进一步扩大样本量，建立不同年龄、不同疾病的WBA参考值。进一步探究性别是否会对宽频声导抗结果产生影响。同时扩大WBT在内耳相关性疾病中的研究，探究WBT是否能为疾病的诊断提供更好的诊断依据。目前国内关于宽频声导抗在人工耳蜗植入患者中的应用很少，对于宽频声导抗的研究主要集中在中耳疾病及少部分内耳疾病，且多为散在的、小样本的研究。同时先前关于耳蜗植入后声吸收变化的研究仅在单个时间点评估了声吸收，对于人工耳蜗植入后植入耳和非植入耳声吸收变化的时间过程也没有相关报道，接下来计划在这方面进行了进一步讨论分析。

NOTES

^*通讯作者。