Otoemissioni acustiche (prodotti di distorsione - DPOAE)

PRODOTTI DI DISTORSIONE OTOACUSTICHE (DPOAES), (apparecchiature da noi utilizzate)

INDICE

OTO 1.1) Che cosa sono le OAE (Otoacoustic Emissions)?. pag.1

OTO 1.2) A cosa serve questo test. pag.3

OTO 1.3) Otoemissioni Evocate da Toni Puri e costituite da Prodotti di Distorsione DPOAE. pag.4

OTO 1.4) I APPROFONDIMENTO OTOEMISSIONI ACUSTICHE (PRODOTTI DI DISTORSIONE – DPOAE). pag.8

OTO 1.5 ) II° APPROFONDIMENTO OTOEMISSIONI ACUSTICHE. pag.11

OTO 1.5.1) I PRODOTTI DI DISTORSIONE DELLE EMISSIONI OTOACUSTICHE – (DPOAE). pag.13

OTO 1.5.2) CARATTERISTICHE GENERALI DELLE DPOAE. pag.13

OTO 1.5.3) MECCANISMI DÌ GENERAZIONE DEI DPOAE. pag.15

OTO 1.5.4) FATTORI CHE POSSONO INFLUENZARE OTOEMISSIONI ACUSTICHE. pag. 17

OTO 1.5.6) APPLICAZIONI CLINICHE ED INTERPRETAZIONE DPOAE. pag.19

OTO 1.5.7) REFERTAZIONE E INTERPRETAZIONE DEI TRACCIATI. pag. 25

OTO 1.1) Che cosa sono le OAE (Otoacoustic Emissions)?

Fig. 1

(emissioni otoacustiche)

Le OtoEmissioni Acustiche Fig. 1

(emissioni otoacustiche) riflettono la fine funzionalità cocleare principalmente legata all’attività e alla funzione di amplificazione delle cellule ciliate esterne. Notoriamente si distinguono in emissioni otoacustiche spontanee (SOAEs); emissioni otoacustiche da stimoli transienti (TEOAEs); emissioni otoacustiche di intermodulazione o prodotti di distorsione otoacustici (DPOAEs). Le OtoEmissioni Acustiche sono suoni prodotti dal nostro orecchio interno quando cerca di estrarre informazioni dai suoni che trasmette al cervello. Questi suoni biologici sono un sottoprodotto naturale di questo processo energetico biologico e la loro esistenza ci fornisce una preziosa ‘finestra’ sul meccanismo uditivo, che ci permette di rilevare i primi segni di sordità – anche nei neonati.

L’intensità dei suoni prodotti dalle coclee (orecchi) normo funzionanti è piuttosto bassa -più silenziosa di un sussurro e di solito hanno un’intensità inferiore ai 30 dB SPL. Questi suoni raggiungono il canale uditivo esterno , perché l’orecchio medio ,ricevendo queste vibrazioni ,prodotte dall’interno della coclea produce una vibrazione della membrana timpanica e dell’aria nel condotto uditivo creando dei suoni che possiamo registrare.

otoacoustics Per registrare le otoemissioni acustiche, o ‘OAE’, una ‘sonda’ viene inserita nel condotto uditivo. La sonda chiude il canale auricolare, mantenendo le OAE all’interno della sonda e in ogni altro tipo di rumore fuori. La sonda stimola l’orecchio con dei suoni ben definiti e registra i suoni prodotti dal proprio ‘orecchio attraverso un minuscolo microfono

Fig. 2

Separare il suono generati dal microfono della sonda, dai suono prodotti dal proprio orecchio, è una operazione delicata e necessita di un computer con una notevole potenza di elaborazione

Fig. 3

Fig. 4

Oggi questo è ottenuto con una varietà di strumenti otoacustiche. Oggi sono disponibili strumenti portatile e tascabili, che ci forniscono un’indicazione rapida dello stato dell’orecchio e sono ampiamente utilizzate per lo screening infantile. Poiché le OAE sono bloccate da un orecchio medio immobile, questi strumenti ci informano sia sulle disfunzione conduttive, che neurosensoriali. Alcuni tipi di OAE ci forniscono una unica indicazione sulla funzione nelle varie frequenze del parlato, come fa lo screening ABR. Altri forniscono una informazione di base sulla ripartizione delle frequenze. Sebbene gli screening infantili OAE, siano sensibili a piccoli aumenti di soglia come 20dB, non ci forniscono una misura sulla soglia stessa. Fig. 4

OTO 1.2) A cosa serve questo test

Le Emissioni Otoacustiche (OAEs) riflettono la fine funzionalità cocleare (micromeccanica) principalmente legata all’attività e alla funzione di amplificazione delle cellule ciliate esterne; tale attività sta alla base delle caratteristiche di spiccata sensibilità di soglia, di discriminazione selettiva e di dinamica della coclea. Le OAEs sono influenzate nella loro ampiezza dal sistema di controllo olivo-coleare mediale la cui attivazione ha generalmente un effetto inibitorio. Le OAEs si dividono nei seguenti quattro tipi principali per ciascuno dei quali si impiegano metodi specifici di misura.

Classificazione secondo il tipo di stimolo usato per evocare le OAEs

Due categorie:

• SOAE = Spontaneous OAEs = emissioni spontanee. Parliamo di emissioni spontanee quando le misure vengono compiute in assenza di stimolo esterno.

• EOAE = Evoked OAEs = emissioni evocate. Parliamo di emissioni evocate quando viene fornito uno stimolo acustico nel canale uditivo subito prima di registrare la risposta.

SOAEs = Spontaneous OAEs = emissioni spontanee

as) Le Emissioni Otoacustiche Spontanee (SOAEs), che per ora non trovano ancora sicuro impiego clinico e che indicano uno stato di attivazione continua delle cellule ciliate esterne legata alla motilità attiva delle stesse ben evidente anche in assenza di stimolazione acustica esterna; possono essere singole o multiple; presentano lo spettro di un tono puro o sinusoide e la loro caratteristica principale è la stabilità intraindividuale in frequenza, anche nel lungo tempo (anni!); sono presenti o comunque registrabili solo nel 35-45% degli orecchi sani ma sul loro significato fisiologico o patologico vi sono ancora molti dubbi.

EOAEs = Evoked OAEs = emissioni evocate

Le EOAEs. Possono essere di tre tipi:

• TEOAES = Transient Evoked OAEs = emissioni evocate da stimoli transienti

• SFOAES = Single Frequency OAEs = emissioni evocate da uno stimolo sinusoidale

• DPOAES = Distortion Product OAEs = emissioni prodotto di distorsione

be) Le Emissioni Otoacustiche da stimoli transienti (TEOAEs), che trovano ancora oggi un largo impiego soprattutto in audiometria infantile; tali emissioni sono il risultato delle modifiche della motilità attiva delle cellule ciliate in risposta ad una stimolazione acustica mediante click; sono buoni indicatori dello stato di salute cocleare ma molto sensibili al livello di soglia uditiva, nel senso che per deficit audiometrici superiori ai 35-40 dB HL possono risultare assenti o difficilmente registrabili; dato il tipo di stimolo impiegato non è possibile ottenere una soddisfacente configurazione simil audiometrica delle risposte con specificità di frequenza; l’esplorazione della partizione cocleare anche se poco specifica in frequenza si ritiene comunque soddisfacente fino a 3KHz.

ce)Le Emissioni Otoacustiche evocate da uno stimolo sinusoidale(SFOAEs). Le SFOAEs sono emissioni evocate da un unico tono continuo, generalmente un’onda sinusoidale monocromatica, in cui la risposta evocata si accavalla allo stimolo stesso.È quindi possibile sondare la membrana basilare per tutta la sua lunghezza incrementando la frequenza di volta in volta, con un passo tanto piccolo quanto maggiore vogliamo che sia la risoluzione in frequenza. I tempi impiegati da questo genere di test sono necessariamente molto più lunghi

rispetto ai tempi dei test utilizzati per ottenere una risposta TEOAE, ma i risultati sono di sicuro più precisi e non mostrano componenti non lineari, poiché ad ogni passo del test stimolo una ed una sola zona della membrana basilare.

Per mettere in risalto la risposta SFOAE, che risulta molto tenue rispetto all’intensità dello stimolo somministrato, si utilizza una tecnica differenziale che si basa sulla somministrazione alternata dello stimolo sinusoidale, il probe, e dello stesso stimolo sinusoidale sommato ad un tono soppressore di intensità e di frequenza vicina, all’interno della banda critica. La differenza tra il segnale registrato con o senza soppressore contiene alla frequenza dello stimolo solamente la risposta SFOAE, perché lo stimolo si cancella nella differenza e il soppressore ha una frequenza abbastanza differente da non interferire con il segnale SFOAE.

de)Le Emissioni Otoacustiche di intermodulazione o Prodotti di Distorsione Otoacustici (DPOAEs), che trovano oggi un largo impiego sia nella clinica audiologica del bambino e dell’adulto, sia in audiologia forense e del lavoro, sia infine in audiologia sperimentale; anche queste emissioni, al pari delle SOAEs e delle TEOAEs, sono generate prevalentemente dalle cellule ciliate esterne e pertanto indicano il loro stato di funzionalità; sono generate tipicamente da coppie di toni puri distanziati da un particolare intervallo di frequenza (toni primari) ed inviati all’orecchio; l’emissione ha una configurazione simile ad un tono puro la cui frequenza è la risultante matematica per somma o differenza fra i due toni primari. Fra tali combinazioni quella maggiormente impiegata e misurata per scopi clinici è il prodotto di distorsione 2F1-F2 (differenza cubica) grazie alla sua maggiore stabilità ed ampiezza. Dal momento che le DPOAEs sono generate da toni puri è possibile con una certa approssimazione configurare la risposta in maniera simil-audiometrica (DP-gram); è possibile effettuare interessanti rilievi sulle curve di crescita; sono un po’ più resistenti alla perdita audiometrica rispetto alle TEOAE, così come si spingono meglio ad una esplorazione cocleare superiore a 3KHz.

OTO 1.3) Otoemissioni Evocate da Toni Puri e costituite da Prodotti di Distorsione DPOAE

Le DPOAE sono evocate da due stimoli tonali contemporanei che evocheranno risposte cocleari, sempre non lineari, consistenti nella produzione di una nuova frequenza a livello cocleare.

Tali meccanismi attivi visibilmente influenzati dall’azione del fascio olivo cocleare (uno stimolo contemporaneo controlaterale riduce l’ampiezza dell’otoemissione), parrebbero coinvolgere sia le cellule cigliate esterne che interne.

I prodotti di distorsione DPOAE paiono essere più interessanti dal punto di vista audiometrico in quanto uniscono alloro carattere obbiettivo e di registrazione incruenta la specificità frequenziale.

Prohst ed Hauser trovarono stretta correlazione (r=0.52) fra audiogramma e DPgramma stimolando con 73 d13 (F 1) e 67 dB (F2), mentre Avan e Bonfils osservarono correlazione solo con stimoli di 52-62 dB, non essendo però possibile con tali intensità analizzare perdite uditive maggiori di 30 dB.

Noi abbiamo osservato una accettabile corrispondenza semiquantitativa (<25 dB — 25/35 dB — 35/60 dB – >60 dB) e frequenziale con stimoli isointensi di 70 dB in soggetti con ipoacusia a dip ristretto.

La corrispondenza quantitativa e frequenziale fra Dpgramma e audiogramma tonale è influenzata da molti fattori: l’età, l’intensità assoluta e reciproca dei due stimoli, la frequenza degli stimoli, il tipo di ipoacusia etc. Circa la corrispondenza frequenziale del deficit, questa non è infatti sempre perfetta. In effetti per ottenere un prodotto di distorsione cocleare si stimolano due distinti siti cocleari corrispondenti a frequenze, Fl e F2, in rapporto frequenziale fisso fra loro pari a 1,22, tali stimoli producono distorsione cocleare in un terzo sito, solitamente pari a 2Fl-F2 e l’ampiezza della risposta viene paragonata alla soglia tonale corrispondente ad un quarto sito cocleare (Fl*F2)”2(Fig. 5).

Fig. 5(da audiologia e vestibologia Precerutti la goliardica pavese 2004)

L’influenza reciproca dell’intensità degli stimoli (L1 e L2) sull’ampiezza delle risposte dipende inoltre principalmente dal livello L1 e dalla frequenza.

Riducendo nel normale L2, con L1 pari a 70 dB, si provoca una lenta ma continua riduzione del prodotto di distorsione a 1000, 1500 e 4000 Hz ((Fl*F2), mentre a 2000 e 3000 si registra un piccolo incremento allorché L2 è inferiore a L1 di 5/10 dB.

Per L1 pari a 65 dB o meno, la riduzione nel normale di L2 a 5/10 dB sotto L1 provoca incremento della risposta a tutte le frequenze.

La riduzione nel normale di Ll sotto L2 produce invece sempre rapida riduzione delle risposte.

Nell’ipoacusico con stimoli di diversa intensità in dB HTL, ma di pari livello di sensazione (isofonici), si ottengono normalmente risposte analoghe e ciò indipendentemente dalle diverse condizioni cocleari (Precerutti).

Per giustificare eventuali discordanze si potrebbe ipotizzare che parità di variazione di livello di Loudness dello stimolo non producano parità di variazione della risposta in quanto il prodotto di distorsione agisce su zone cocleari (2F1*F2) con possibile diversa attività funzionale e che poi il risultato viene relazionato con una frequenza tonale propria di una sede cocleare ancora diversa.

Tutto ciò giustifica discrepanze fra risposte DPOAE, normalmente rappresentate mediante la funzione Ampiezza1Frequenza (Dpgram) e soglia tonale.

Nonostante ciò, la rapidità dell’esame, la sufficiente specificità quantitativa e frequenziale e la ripetitività delle risposte, fanno proporre tale metodica come screeening obbiettivo in audiologia industriale ove tale grado di corrispondenza potrebbe essere sufficiente per documentare una eventuale simulazione o un peggioramento nel tempo (Fig.8 a-b).

Da molte parti si è testato anche la possibilità di uno screening neonatale con tale metodica di rilievo che offrirebbe maggiori informazioni frequenziali.

Noi abbiamo dapprima esaminato i dimessi dalla locale NICU (prevalenza della sordità fra i dimessi 1.6%) e i neonati normali con i prodotti di distorsione registrando una specificità pari al 98% con sensibilità del 100%. Comunque in generale i TEOAE avrebbero specificità lievemente maggiore.

Fig.8 a-b

Audiometria industriale La morfologia del Dpgramma conferma il deficit tonale soggettivo nonostante nel caso si possano rilevare piccole discrepanze frequenziali delle risposte (da audiologia e vestibologia Precerutti la goliardica pavese 2004)

Fig.6 a-b

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I° APPROFONDIMENTO

Esistono due categorie principali di OAE: spontanee (SOAE) ed evocate (EOAE). Le prime sono costituite da segnali a frequenza singola o multipla, generati spontaneamente dalla coclea. Il loro significato non sembra legato a una condizione di patologia, e quindi il loro valore clinico è pressoché nullo, Le otoemissioni evocate si suddividono in base alla stimolazione usata per ottenerle:

SOAEs = Spontaneous OAEs = emissioni spontanee

EOAEs = Evoked OAEs = emissioni evocate

Le EOAEs. Possono essere di tre tipi:

• TEOAES = Transient Evoked OAEs = emissioni evocate da stimoli transienti

• SFOAES = Single Frequency OAEs = emissioni evocate da uno stimolo sinusoidale

• DPOAES = Distortion Product OAEs = emissioni prodotto di distorsione

OTO 1.4) I Approfondimento OTOEMISSIONI ACUSTICHE (PRODOTTI DI DISTORSIONE – DPOAE)

Le otoernissioni acustiche (OAE) Fig. 10 a-b-c, sono deboli suoni che possono essere registrati da un microfono nel condotto uditivo esterno in risposta ad una stimolazione acustica. Per tale motivo sono stati anche definiti “echi cocleari”. Poiché la loro presenza è legata all’attivazione meccanica della coclea, e in particolare all’integrità funzionale delle cellule cigliate esterne, hanno trovato importanti applicazioni sia nella ricerca che nella clinica La limitazione delle OAE è data dalla debole intensità dei segnali, che spesso si confondono con il rumore di fondo del condotto uditivo esterno. Inoltre la loro energia può essere ulteriormente indebolita. fino a scomparire, a causa d’imperfezioni del meccanismo di conduzione dell’orecchio medio, il quale deve trasferire all’orecchio esterno, per via retrograda. l’energia generata dalla coclea.

Esistono due categorie principali di OAE: spontanee (SOAE) ed evocate (EOAE). Le prime sono costituite da segnali a frequenza singola o multipla, generati spontaneamente dalla coclea. Il loro significato non sembra legato a una condizione di patologia, e quindi il loro valore chimico è pressoché nullo, Le otoemissioni evocate si suddividono in base alla stimolazione usata per ottenerle:

— otoemissioni evocate da stimoli transitori (TEOAE).

— otoemissioni evocate da toni puri e costituite da prodotti di distorsione (DPOAE).

I Prodotti di Distorsione Otoacustici (DPOAE) si possono definire come un’energia acustica prodotta dall’interazione di due toni inviati puri(frequenze primarie) legati fra loro da un rapporto di frequenza., inviati simultaneamente alla coclea. I due toni devono essere di frequenza abbastanza vicina in modo da creare sulla partizione cocleare due pattern di vibrazione che in parte si sovrappongono. I Prodotti di Distorsione Otoacustici (OAEPD) sono toni continui emessi dalla coclea in seguito all’invio di una stimolazione acustica costituita da due toni sinusoidali denominati f1 f2, definiti “primari”. di frequenza fi e f2 tale che il rapporto f2/f1=i.22, sono inviati a un’intensità di 65-70 dB SPL (Fig. 2), le cui caratteristiche frequenziali sono funzione matematica dei suoni primari (f1- f2; 2f1-f2; 2f2-f1). In risposta a tale stimolazione la coclea emette come “eco” un’energia sonora alle frequenze fi e f2, più altra energia ad altre frequenze aggiuntive (prodotti di distorsione). Fra queste. quella più evidente ha una frequenza pari a 2f1-f2, Varie coppie di stimoli con diverse fi-fr possono essere presentate in successione, in modo da esplorare una porzione di coclea sufficientemente estesa. L’ampiezza della DPOAE può essere riportata in funzione di f2. in un grafico definito “DP-gramma”. nel quale viene anche rappresentato lo spettro del rumore di fondo.

Se l’ampiezza delle DPOAE eccede il rumore per un certo criterio (usualmente 3 dB s r la risposta è considerata presente per la combinazione di toni definita da f2. Rispetto alle otoernissioni da transitori le DPOAE sono risposte più specifiche in frequenza. e per questo motivo si prestano a localizzare più precisamente una perdita di cellule cigliate.

La presenza delle otoemissioni acustiche testimonia lo stato di buona funzionalità meccanica delle sinapsi delle cellule ciliate esterne e delle strutture ad esse collegate (stereociglia, membrana tectoria, giunzioni cilio-tectorie, membrana basale, sistema olivo- cocleare laterale e mediale); meno mirata è, invece, la misura che esse forniscono sull’assetto funzionale della cellula ciliata interna. Le DPOAE possono essere rilevate in soggetti con soglia uditiva fino a 35-10 dB HL.

Otoemissioni Prodotti-di-distorsioniAmplificazione

Fig. 7 c

Un esempio di emissioni normali prodotti distorsione otoacustiche (DPOAEs) da una donna di 48 anni. Le piccole aree grigi a parte inferiore del grafico rappresentano il rumore di fondo. I cerchi rappresentano le risposte. Linee che collegano i cerchi sono solo un aiuto visivo e non rappresentano risposte effettivamente misurati. Tutte le risposte sono nettamente al di sopra del rumore di fondo.

Fig. 7 a-b-c

Fig.8-a vecchio Capella

Fig.8 nuovo Capella 2

OTO 1.5 )OTOEMISSIONI ACUSTICHE II° APPROFONDIMENTO

Questa sezione è stata compilata da Maddalena Rossi UNIVERSITÀ DI FERRARA

Le emissioni otoacustiche (OAEs) sono suoni che si registrano nel meato uditivo esterno e che originano da una attività vitale e vulnerabile della coclea. Ci sono numerose evidenze sperimentali che questa attività sia strettamente associata con il processo uditivo.

L’esistenza e la natura delle emissioni otoacustiche stimolabili dall’orecchio umano fu pubblicata per la prima volta nel 1978 (Kemp 1978).

Le OAEs costituiscono una delle manifestazioni più interessanti e più facilmente rilevabili dell’attività, prevalentemente motoria, delle cellule ciliate uditive, attività che si esprime attraverso complessi fenomeni di non linearità. La correlazione tra presenza di OAEs misurabili e stato di salute della coclea è elevatissima, dal momento che un danno anatomico anche minimo o solo un’alterazione funzionale delle cellule ciliate, soprattutto esterne, sono in grado di provocare una repentina caduta di non linearità e di operatività attiva dei fini elementi biologico-strutturali contenuti nella coclea. Le OAEs sono generate dal movimento del timpano, guidato dalla coclea attraverso la catena dell’orecchio medio, e possono essere registrate solo quando l’organo di Corti è in condizioni normali e il sistema dell’orecchio medio funziona correttamente. I suoni generati dalla coclea sono molto bassi ma potenzialmente udibili; talvolta raggiungono i 30 dB SPL. Essi possono essere prodotti spontaneamente, poiché il suono ricircola perpetuamente nella coclea, ma più comunemente OAEs seguono una stimolazione acustica. Per registrare le OAEs non sono necessari elettrodi. Le OAEs, infatti, non sono di natura elettrica ma vibratoria; per captarle vengono usati microfoni e successivamente vengono convertite in segnale elettrico, per poter essere processate.

L’integrità dell’orecchio medio è indispensabile, poiché la coclea non diffonde il suono attraverso l’aria; infatti, a frequenze al di sotto di 3 KHz., le OAEs, benché trasmesse dall’orecchio medio, non sarebbero registrabili, se non venisse completamente chiuso il condotto uditivo esterno. Chiudere il condotto uditivo esterno è una parte essenziale della tecnica di registrazione e permette che il timpano oscilli e crei efficienti compressioni e rarefazioni senza che l’aria fluisca silenziosamente all’esterno del canale uditivo.

In questo modo, posizionando più o meno in profondità il probe, cioè la sonda contenente i microfoni, si possono avere diversi volumi di aria nel condotto uditivo e può in tal modo variare l’intensità delle OAEs registrate; stesse variazioni si possono avere per le diverse proprietà conduttive della catena ossiculare (Fig. 9).

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Fig. 9 Probe all’interno del condotto uditivo esterno

Quindi non si può dare un significato assoluto ai livelli di OAEs e non si può traslare un livello di OAEs in una corrispondente soglia audiometrica. Orecchie con bassissimi valori di OAEs possono avere una soglia audiometrica di 0 dB e al contrario orecchie con alti livelli di OAEs possono avere una soglia di 20 o 30 dB SPL.

Integrando, però, le informazioni che si ottengono con le consolidate indagini strumentali, le OAEs nelle diverse forme divengono uno strumento insostituibile e unico per “comunicare” con le cellule ciliate esterne.

Le emissioni otoacustiche possono essere classificate in:

– Otoemissioni acustiche spontanee o spontaneous otoacoustic emissions (SOAE) presenti in assenza di stimolazione sonora;

– Otoemissioni acustiche evocate o evoked otoacoustic emissions (EOAE) prodotte da uno stimolo sonoro.

Lo stimolo sonoro può essere di diversi tipi ed in funzione dello stimolo acustico somministrato le EOAE possono essere classificate in (Ballantyne 1993):

– Otoemissioni acustiche evocate transitorie (TEOAE), dette anche echi cocleari, ottenute con click o con tone-burst;

– Otoemissioni da prodotti di distorsione acustica (DPOAE) ottenute con la presentazione contemporanea di due stimoli sonori (f1 e f2) o toni primari, legati fra loro da un rapporto di frequenza;

– Otoemissioni acustiche evocate simultanee determinate da uno stimolo sonoro continuo (SFOAEs), difficili da registrare e meno studiate delle altre.

OTO 1.5.1) I PRODOTTI DI DISTORSIONE DELLE EMISSIONI OTOACUSTICHE – (DPOAE)

Nella classe delle OAE evocate, i prodotti otoacustici di distorsione (DPOAE), rappresentano un particolare tipo di emissione acustica evocata. Questo tipo di emissione è generata da due toni puri le cui frequenze hanno una correlazione precisa e sono presentate nel CUE attraverso due trasduttori.

L’esistenza delle DPOAE è nota fin dai primi studi di Helmholtz, ma fu Goldstein (1967) il primo a dimostrare con mezzi psicoacustici che le DPOAE sono generate dell?orecchio interno. Kemp nel 1979 confermò la presenza dei prodotti di distorsione associati alle emissioni otoacustiche, in soggetti normoudenti. Nel 1984 Brown e Kemp, in uno studio svolto sulle DPOAE nell’animale e nell’uomo, dimostrarono che nonostante i prodotti nell’animale siano più consistenti in ampiezza e spettro di frequenza, le caratteristiche del segnale sono simili nelle due specie.

OTO 1.5.2) CARATTERISTICHE GENERALI DELLE DPOAE

I prodotti di distorsione acustica sono evocati da due toni posti all’ingresso di un sistema biologico, quale è la coclea, e che subiscono all’interno di questo sistema dei fenomeni più o meno evidenti. All’uscita di questo sistema si registrano quindi delle componenti non presenti all’ingresso o più semplicemente modificazioni dei segnali inviati. La distorsione legata alla non linearità del sistema acustico e coinvolta nella generazione delle DPOAE è la distorsione di intermodulazione: questa consiste nella creazione di toni di combinazione matematica fra i toni primari usati per stimolazione. I nuovi segnali derivati da questo tipo di distorsione sono definiti Prodotti di Distorsione.

Dai dati raccolti negli esperimenti sugli animali (Kim et al, 1980; Brown, 1987; Johnston et al, 1990) e nell’uomo (Wier et al.,1988; Cianfrone et al, 1990; Probst et al, 1990 ), si è visto come le DPOAE sono rilevatori di macro- e micro fenomeni di non linearità operanti nella coclea, in condizioni di normalità anatomo-funzionale.

I prodotti di distorsione possono essere suddivisi secondo la combinazione matematica dei due toni primari: F1 a più bassa frequenza e F2 a più alta frequenza. Fra i diversi tipi di prodotti di distorsione i più interessanti e maggiormente studiati sono i Prodotti di Differenza Cubica (CDT: cubic difference tones ), sicuramente legati ai processi di non linearità della coclea. I CDT presentano diverse caratteristiche utili quali: essere quelli a più alta intensità; essere stabili e riproducibili nella quasi totalità dei soggetti; permettere una esplorazione tonotopica della partizione cocleare; essere influenzati dagli agenti nocivi per la coclea.

La caratteristica più interessante dei CDT è però la loro strettissima dipendenza dal valore assoluto di frequenza dei due toni primari e ancora di più dal loro rapporto numerico. Generalmente i prodotti di distorsione sono individuati nella gamma di frequenze comprese tra 1 e 8 KHz. L’ampiezza dei CDT dipende da diversi fattori parametrici come l’intensità, la frequenza dei toni primari e le proprietà di ogni orecchio.

Riguardo a questa variabile è interessante osservare che se la frequenza del prodotto coincide con una otoemissione spontanea o con la frequenza dominante di una evocata, l’ampiezza del prodotto di distorsione può essere molto grande. Quando invece non ci sono spontanee, l’ampiezza delle DPOAE è inferiore di circa 60 dB rispetto all’intensità dei due toni primari.

Generalmente l’intensità assoluta dei due toni primari alla quale cominciano ad evidenziarsi i CDT è di 40-50 dB SPL. L’ampiezza dei prodotti è influenzata anche dal rapporto di frequenza tra i due toni primari; le risposte migliori si ottengono con un rapporto F2/F1 fra 1,1 e 1,3. Piccole variazioni al di fuori di questo range possono provocare grossi cambiamenti, fino alla scomparsa dei prodotti di distorsione. Per quanto riguarda il livello di intensità dei due tono primari, secondo studi svolti a riguardo, si ottengono le DPOAE con ampiezza maggiore quando l’intensità di F1 è inferiore di non più di 5 dB rispetto alla intensità di F2.

Fig. 10 : La prima modalità di rappresentate le risposte DPOAE: DP-gram (2F1-F2) da un soggetto neonatale (NIDO)

Fig. 11 La seconda modalità di rappresentare le risposte DPOAE: Un curva ingresso- uscita (IO) da un soggetto adulto a F₂ = 4 kHz

OTO 1.5.3) MECCANISMI DÌ GENERAZIONE DEI DPOAE

Come per i meccanismi di generazione delle SOAE anche per quelli delle DPOAE, possono essere formulate solamente alcune ipotesi. Un dato certo è che i CDT costituiscono sicuramente manifestazioni della normale funzionalità cocleare, di conseguenza la loro origine è da ricercare all’interno dell’organo del Corti. A questo punto sorge il problema secondo il quale i CDT siano generati da processi non lineari solo passivi oppure sia indispensabile anche l’intervento di meccanismi attivi di feedback, per la loro determinazione.

Secondo l’ipotesi che considera i meccanismi non lineari passivi, si ritiene che una interferenza meccanica lungo la membrana basilare tra le onde prodotte dai due toni primari, potrebbe originare toni di di combinazione ( DPOAE ) che dal punto di interferenza avrebbe un andamento bidirezionale verso la base e verso l’apice della coclea. La teoria dei meccanismi attivi di feedback, ritiene invece responsabili delle DPOAE le microstrutture cellulari (CCE e CCI) che operano nel punto esatto della partizione corrispondente alla media geometrica dei due toni inviati. Cianfrone e Mattia hanno ritenuto che all’origine dei CDT ci sia un meccanismo combinato attivo e passivo, nel quale sono coinvolte le onde viaggianti di diversa altezza tonale dei due toni primari e gli elementi cellulari sensoriali collegati ai sistemi afferenti ed efferenti.

Per la registrazione delle DPOAE viene impiegata una sonda collegata ad un software opportuno. La sonda è provvista di tre fori, e posizionata nel CUE permette l’invio contemporaneo dei due toni primari e la registrazione dei prodotti di distorsione. Il software che viene adoperato permette la raccolta dei dati e la loro elaborazione.

L’utilità clinica delle DPOAE è ancora potenziale ma le caratteristiche di avere una notevole specificità in frequenza, essere evocabili nella totalità degli orecchi umani normali, facilmente registrabili e sensibili ad agenti tossici per la coclea, li rende ottimali per l’impiego nello studio di situazioni cliniche di deficit uditivi e di ipoacusie neonatali.

Fig. 12: Il “beat” il segnale acustico che arriva alla coclea ed evoca le DPOAEs

Fig. 13 : Lo spostamento della membrana basilare (BM) nel caso delle DPOAEs. Il nuovo tono (2F₁-F₂) si vede all destra della figura (lo spostamento della BM più apicale).

OTO 1.5.4) FATTORI CHE POSSONO INFLUENZARE OTOEMISSIONI ACUSTICHE

problemi non patrologici che possono causare assenza di OAE

Scarso posizionamento della punta della sonda o scarsa tenuta:
La maggior parte delle apparecchiature attuali avvisa se sono presenti a questi problemi.
Onde stazionarie: La maggior parte delle apparecchiature attuali avvisa se sono presenti onde stazionarie.
Occlusione del condotto uditivo esterno o blocco di una porta della sonda per presenza di Cerume
Detriti e corpi estranei presenti nel condotto uditivo esterno
Vernice caseosa nei neonati: Questo fenomeno è comune immediatamente dopo la nascita.
Paziente non collaborante: semplicemente solitamente, non si ottengono le registrazioni.

Problemi patologici che possono causare assenza di OAE

Orecchio esterno

Stenosi
Otite esterna
Cisti
Anomala pressione dell’orecchio medio

Membrana timpanica – Perforazione del timpano (tubi in PE non necessariamente impediscono buone registrazioni.)

Orecchio medio

Otosclerosi
Disarticolazione orecchio medio
Colesteatoma
Cisti
Otite media bilaterale: Per registrare le OAE, la risposta cocleare deve essere in grado di viaggiare efficiente attraverso l’orecchio medio e la membrana timpanica fino al microfono di registrazione posizionato nel condotto uditivo esterno. Anche in presenza di una normale funzione cocleare, le OAE generalmente sono assenti in presenza di un otite media. Test OAE è meglio condotta dopo l’otite media ha eliminato. Se il paziente non può essere testato in seguito, quando l’otite ha eliminato, nessun danno esiste nel tentativo di registrare OAE. Se OAE sono presenti (come in una piccola percentuale di pazienti con otite media), tali informazioni potrebbero essere utili. Se sono assenti (come nella maggior parte dei pazienti affetti da otite media), nessuna conclusione circa la funzione cocleare possono trarre.

Coclea

L’esposizione ai farmaci ototossici o esposizione al rumore (musica compresa): variazioni OAE possono precedere i cambiamenti soglia nella gamma di frequenza convenzionale.
Qualsiasi altra patologia cocleare

Condizioni che non influenzano OAE

CN VIII patologia: Se CN VIII patologia colpisce anche la coclea (ad esempio, schwannoma vestibolare che diminuisce apporto vascolare cocleare), OAE sono interessati.
Disturbo uditivo centrale

Condizioni che provocano OAE anomale e le soglie comportamentali normali

Acufene: OAE possono essere alterati nella regione di frequenza del tinnito.
Esposizione al rumore eccessivo (può provocare aumentare o diminuire in ampiezza):. Nessuna chiara correlazione ai cambiamenti soglia rumore indotto è osservato ^[2]
Ototossicità
Patologia vestibolare

Condizioni che provocano OAE normali e le soglie comportamentali anomali

Perdita di udito funzionale
Deficit di attenzione
Autismo
Forse, danni alle cellule ciliate interne, ma normali cellule ciliate esterne (segnalate per gli animali, ma non i rapporti umani ancora)
Neuropatia uditiva: Questo include centrale uditivo disfunzione del sistema nervoso e CN VIII disfunzione uditiva.

Neuropatia uditiva

L’avvento delle registrazioni delle otoemissioni acustiche (OAE) ha aperto una nuova area di indagine uditiva nella neuropatia uditiva. Anche se la neuropatia uditiva, non è un nuovo disordine, OAE hanno innescato numerosi nuovi studi. La neuropatia uditiva è anche più comune di quanto si pensi. ^[3] Pertanto è previsto un elenco più completo per questa malattia.

La Neuropatia Uditiva Classica è caratterizzata dalla presenza di OAE o microfonici cocleari ingranditi, risultati anomali dell ABR e spesso, le risposte comportamentali al suono sono assenti od anormali. (le OAE possono essere assente se è presente un disturbo cocleare concomitante e può esistere ancora una neuropatia uditiva. Anche le OAE spesso nel tempo possono scomparire nei pazienti con neuropatia uditiva.)

Anomalie dell ABR coerenti con neuropatia uditiva comprendono assenza di tutte le forme d’onda ABR o latenze interpicco prolungati. In questi pazienti a volte si osserva sulle registrazioni ABR un grande microfonico cocleare. Il paziente con neuropatia uditiva può avere qualsiasi tipo di configurazione audiometrica, ma le configurazioni più comuni sono un aumento di soglia o appartamento. Spesso, il riconoscimento delle parole del paziente è sproporzionatamente povera rispetto alle soglie tonali . L’ascolto con il rumore di solito è molto difficile. La funzionalità uditiva può variare . Nel corso del tempo, la funzionalità uditiva si può stabilizzare, migliorare, progredire o evolvere in una sordità profonda. Se l’eziologia è nota, spesso può essere data una prognosi più accurata; tuttavia, il disturbo può essere idiopatico.

La causa di neuropatia uditiva a volte è sconosciuta; tuttavia, le seguenti condizioni possono essere associate con neuropatia uditiva pediatrica:

Iperbilirubinemia
Malattie neurodegenerative
Malattie neurometaboliche
Malattie demielinizzanti
Neuropatologie sensoriali motorie ereditarie (ad esempio, malattie di Charcot-Marie-Tooth con sordità)
Neuropatia infiammatoria
Idrocefalia
Ritardo dello sviluppo gravi e / o pervasivo
Neuropatia ischemica ipossica-
Encefalopatia
Meningite
La paralisi cerebrale

OTO 1.5.6) APPLICAZIONI CLINICHE ED INTERPRETAZIONE DPOAE Le DPOAEs sono risultate particolarmente interessanti per la loro capacità di analizzare la coclea in modo frequenza specifico. Si è ipotizzato che le DPOAEs potessero essere usate per predire la soglia uditiva per stretti range di frequenza (Lonsbury-Martin 1990, Lonsbury¬-Martin 1993). Sono stati eseguiti studi di comparazione fra le DPOAEs e le soglie audiometriche all’interno di popolazioni di normoudenti e di popolazioni con danni cocleari (Kimberley 1994). In questo modo si sono potuti selezionare schemi grazie ai quali si può stabilire l’ipotetica soglia audiometrica dalle DPOAEs con un risultato corretto nell’85% dei casi. Sebbene, data la percentuale di predizione corretta, le DPOAEs non possano sostituire l’esame audiometrico tonale liminare, esse senza dubbio sono in relazione con la fisiologia delle cellule ciliate esterne e possono fornirci interessanti informazioni sullo stato funzionale della coclea prima che ci sia un danno clinicamente evidente.

Negli ultimi anni sono stati studiati software che hanno permesso la registrazione delle DPOAEs utilizzando strumenti portatili per lo screening delle sordità genetiche. È un dato significativo in quanto permette di avere informazioni indicative sulla morfologia della curva audiometrica, che risultano molto utili quando è necessario il posizionamento precoce di una protesi acustica.

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OTO OTO 1.5.7) REFERTAZIONE E INTERPRETAZIONE DEI TRACCIATI

QUADERNI MONOGRAFICI DI AGGIORNAMENTO AOOI 2008

La misura delle OAEs richiede preliminarmente un esame otoscopio ed un esame impedenzometrico in quanto problemi meccanici di vario tipo a carico dell’apparato di trasmissione potrebbero inficiare la risposta cocleare che, per essere registrata al condotto uditivo esterno, richiede un meccanismo di trasferimento inverso di energia non compromesso.

A)Il modo migliore per estrarre e misurare le risposte cocleari spontanee (SOAEs) è quello di utilizzare un analizzatore di spettro professionale FFT per rilievi di acustica, quindi non specificamente dedicato, con un microfono ad alta sensibilità e basso rumore intrinseco posizionato nel condotto uditivo. L’analisi va effettuata a banda stretta e l’esame va rigorosamente condotto in ambiente silente. Non deve essere inviato alcuno stimolo acustico. Tale modalità di registrazione richiede personale alta-mente specializzato. E’ possibile però registrare con una certa approssimazione ed in maniera indiretta le SOAEs (pseudo-SOAEs) anche con le apparecchiature in commercio dedicate per la misura delle emissioni evocate; in tal caso verranno registrati e misurati i fenomeni acustici (spontanei) presenti nel condotto immediatamente dopo l’avvio dello sti-molo (click) e del sistema di triggeraggio, durante il periodo di latenza della risposta cocleare evocata, mediante averaging dei fenomeni acustici eventualmente presenti. Le risposte saranno visibili nel tracciato FFT, sarà possibile studiarne la collocazione frequenziale ed il livello di ampiezza in dB SPL. Ulteriori informazioni tecniche sono contenute nei commenti dei tracciati appresso riportati.

B)Le TEOAEs sono misurabili e registrabili da molti anni ormai attraverso apparecchiature cliniche dedicate sia da tavolo che portatili o addirittura palmari da screening. In commercio ne esistono numerosi tipi e normalmente per un uso clinico non richiedono un complesso addestramento per cui sono ben gestibili sia da personale medico che paramedico (tecnici audiometristi). Il probe da inserire con una facile manovra nel condotto uditivo (dispositivo ovviamente diverso per bambini ed adulti), parzialmente smontabile per le esigenze di manutenzione, contiene principalmente tre elementi: un altoparlante per l’erogazione dello stimolo (click), un microfono per la recezione della risposta cocleare ed un tubicino di ventilazione per ridurre onde stazionarie nel condotto. Le risposte cocleari così ottenute sono robuste ed i filtraggi acustici impiegati sono efficaci, per cui le esigenze di silenziosità ambientale sono meno tassative rispetto alle SOAEs. Le più importanti valutazioni statistiche e di validazione sono fatte automaticamente e la loro lettura è semplice nelle varie finestre disponibili (caratteristiche dello stimolo evocante, pattern FFT cioè analisi di Fourier della risposta, parametri di reiezione del rumore, indici di riproducibilità della risposta per bande di frequenza e complessiva, stabilità della risposta, ecc.). L’analisi temporale è molto ben apprezzabile ed è facilmente misurabile la latenza e la morfologia attraverso sistemi di averaging. Diverse modalità di erogazione dello stimolo daranno luogo a diversi pattern della risposta. Negli apparecchi palmari la risposta viene fornita in maniera automatica: l’algoritmo ed i criteri di validazione interna determineranno il riconoscimento o meno della risposta cocleare, medi-ante una segnalazione del tipo “sì” o “no”. Per ulteriori dettagli tecnici consultare appresso i commenti dei tracciati.

C) DPOAEs: Le modalità ambientali di esame sono del tutto simili a quelle delle TEOAEs. Le apparecchiature impiegabili, da tavolo, portatili o palmari, sono oggi tendenzialmente polifunzionali, cioè in grado di fornire test per TEOAEs e per DPOAEs ma spesso anche pseudo-SOAEs o addirittura ABRs. Anche in questo caso la semplificazione dei sistemi di stimolazione e di misura ne permette l’utilizzazione clinica anche da parte di personale non particolarmente esperto dopo un breve periodo di training. Trovando però le DPOAEs un interessante impiego anche nel campo della sperimentazione clinica è in tale ambito raccomandato il coinvolgi-mento di personale medico o paramedico con particolare esperienza. Il probe è del tutto simile quanto ad aspetto a quello delle TEOAEs; è solo un po’ più voluminoso in quanto deve contenere due altoparlanti separati per l’erogazione dei due stimoli tonali primari. La raffigurazione dei parametri di stimolazione e di risposta è diversa da quella delle TEOAEs; a parte la possibilità di evidenziare gli indici selezionati di reiezione del rumore, il pattern acustico della cavità residua a probe inserito nel con-dotto e la stabilità dei due toni primari inviati, vi saranno alcune opzioni selezionabili di visione ed analisi della risposta: “DP-gram”, cioè il grafico che rappresenta la distribuzione di ampiezza del prodotto di distorsione in funzione delle varie frequenze di stimolazione dei toni primari, restante ferma l’intensità di stimolazione (un DP-gram per ogni intensità selezionata); a questa consueta configurazione se ne affiancano a scelta dell’esaminatore almeno altre due: “funzione di crescita” o “growth rate” o “funzione ingresso-uscita”, cioè l’andamento dell’ampiezza di risposta in funzione delle variazioni di intensità di stimolazione, restando ferma la frequenza dei toni primari (un growth rate per ciascuna frequenza selezionata) e “spectral history” cioè l’andamento dell’ampiezza della risposta su una frequenza prefissata, nel dominio del tempo. Per ulteriori dettagli tecnici si rimanda appresso ai commenti dei singoli tracciati.

Bibliografia

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2.Cianfrone G., Mattia G.M., Otoemissioni Acustiche Evocate quale Prodotto di Distorsione, in Le otoemissioni acustiche: attuali possibilità e limiti di impiego nella pratica clinica, Audiologia Italiana, vol VI, num 3 (1989), pg 167-176.

3.Cianfrone G., Mattia G.M., Le otoemissioni acustiche nella pratica clinica, in Le otoemissioni acustiche: attuali possibilità e limiti di impiego nella pratica clinica, Audiologia Italiana, vol VI, num. 3 (1989), pg 177-194.

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