论文部分内容阅读
听性脑干反应(auditory brainstem response,ABR)是听觉系统受到声音刺激后,听神经和脑干通路产生的一系列电生理活动,表现为声音刺激后约10 ms内出现的一系列反应波,可反映听神经至脑干听觉通路中的相关结构在特定声刺激下的状态。典型的ABR通常包含3-7个特征波,分别用罗马数字Ⅰ-Ⅶ命名,其中Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ波较出现的频率较高,比较可靠,而V波为ABR中最稳定的成分,故在临床应用时常用V波峰潜伏期、振幅,Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ波两两之间峰间潜伏期,Ⅴ/Ⅰ振幅比值,波形重复性等指标来对听觉神经通路的病变进行定位诊断。常规方式下记录ABR(conventional auditory brainstem response, cABR)采用重复给声刺激通过叠加平均法抑制噪声和伪迹。根据ABR的潜伏期范围,刺激率一般在10-20 Hz。若刺激率升高到一定程度,将会引起瞬态反应的重叠导致ABR波形失真。为了在高刺激率情况下恢复瞬态ABR波形,研究人员于1982年以最大长度序列(Maximum length sequence, MLS)为刺激,通过反卷积技术得到ABR。该方法将听觉系统视为一个线性系统,可恢复高刺激率下ABR的线性反应。但听觉系统本质上应为一个非线性系统,为了得到听觉系统的非线性反应,Shi等改进了MLS的反卷积方法,以Volterra级数来对该非线性系统进行描述,本文中将该方法得到的ABR记为MLS-ABR,为了与cABR做区分,特征波分别记为1、3、5波。当MLS作为输入时,Volterra核切片可通过输入与输出之间的互相关函数获得,其中Volterra核切片反映了系统对输入序列刺激之间相互作用的反应。MLS-ABR可同时得到ABR的线性反应及非线性反应,其中MLS-ABR的线性成分同cABR相似,都是对独立刺激的反应,而MLS-ABR的非线性成分则是对相邻刺激或多个刺激之间相互作用的反应。由于现阶段对MLS-ABR了解尚少,本文对MLS-ABR的基本特性进行初步研究。在应用MLS方法获取ABR时,应注意MLS刺激序列的选取。由于在实际计算过程中,高阶Volterra核切片都分布于一阶输入输出互相关函数上,这些核切片的位置取决于所选MLS的本源多项式。因此,若相邻核切片的距离过近,则可能会导致核切片的混叠,从而导致核切片的计算错误。本文中简述了MLS刺激序列的选择条件,并选定了一个9阶的MLS作为本文实验中的刺激序列。在ABR记录实验中,我们记录了16位健听受试者的MLS-ABR和cABR,对它们的波形和时域参数进行了比较研究。结果显示MLS-ABR的一阶核切片(VS1)及二阶核第一个切片(VS21)的波形清晰完整,分别表达了ABR的线性成分及非线性成分。在各特征波引出率方面,受试者均能清晰引出cABR的Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ波；在MLS-ABR中,受试者均能引出VS1的3、5波,但有1例缺失1波,而对于VS21来说,5波的波形最为明显,能100%被引出,1例缺失1波,三例缺失3波。且受试者的cABR、VS1的Ⅰ/1、Ⅲ/3、Ⅴ/5波均较为清晰,容易辨认,VS21中有明显的5波,但1、3波较难辨认。在潜伏期变异系数方面,cABR、 VS1、VS21的特征波变异系数平均值为4.99、4.58、3.86,这表明非线性ABR的潜伏期稳定性要好于线性ABR,VS1的潜伏期稳定性要好于cABR。值得注意的是,VS1与cABR的Ⅰ/1、Ⅲ/3波稳定性相近,但VS1的5波潜伏期(变异系数2.37)稳定性要远远好于cABR的V波潜伏期(变异系数3.64)稳定性。这些结果进一步证实了听觉系统的非线性效应在ABR成分上有明显的表达,并且其特征波有着明确的引出率和良好的稳定性。cABR是现阶段广泛应用于临床的客观听力学检查方法。由于在听觉系统各部位神经元之间刺激到达的时间及神经处理机制都不相同,导致其同步化节奏不同,从而表现出不同的潜伏期,但部位及功能相关的神经元的潜伏期则表现出相关性。临床上常以不同条件下其各特征波的峰潜伏期及峰间潜伏期的变化作为诊断的标准。MLS-ABR不仅可以突破常规刺激率限制,还可以得到ABR的线性及非线性反应。为了探究MLS-ABR应用于听力检测的可行性,我们记录了10例受试者(于16例受试者中选取,其均可引出Ⅰ/1、Ⅲ/3、Ⅴ/5波)的cABR、 MLS-ABR的线性成分及非线性成分,并对三者Ⅰ/1、Ⅲ/3、Ⅴ/5波的峰潜伏期及峰间潜伏期进行相关性分析。结果显示cABR与MLS-ABR中线性成分特征波的峰潜伏期及其峰间潜伏期均显著相关；Ⅰ/1、Ⅲ/3、Ⅴ/5波相关系数分别为0.81、0.73、0.64; Ⅰ/1～Ⅲ/3. Ⅲ/3～Ⅴ/5、Ⅰ/1-Ⅴ/5波峰间潜伏期的相关系数分别为0.68、0.75、0.84;MLS-ABR中非线性成分与cABR之间Ⅰ/1、Ⅴ/5波峰潜伏期相关系数分别为0.76、0.67,两者1～5波峰间潜伏期的相关系数为0.73；MLS-ABR中非线性成分与线性成分之间1、5波峰潜伏期相关系数分别为0.87、0.82,两者1-5波峰间潜伏期的相关系数为0.78；非线性ABR与线性ABR的Ⅲ/3波之间无显著相关性。这些结果表明了产生Ⅲ波的神经机制有着较弱的非线性效应,且提示了cABR与MLS-ABR具有同源关系。综上所述,本文通过16例MLS-ABR及cABR的特性对比研究。进一步证实了MLS在获取ABR非线性成分时的可靠性,加深了对MLS-ABR的了解。并对MLS-ABR中线性成分、非线性成分以及cABR三者特征波的峰潜伏期和峰间潜伏期进行了相关性分析,结果显示MLS-ABR线性成分与cABR各特征波之间存有同源关系,非线性ABR与线性ABR的Ⅰ/1、Ⅴ/5波之间存有同源关系,这提示了MLS-ABR具有潜在的临床应用价值。