基于扫频听觉诱发电位的听力损失快速检测方法研究

Hearing loss is the most important cause of deafness in children, and the second major problem that plagues the health of the elderly. Early detection of hearing loss is of great importance. Auditory Brainstem Response (ABR) measurement is one noninvasive and objective means of early hearing-loss detection that is indispensable in the clinic. However, there are various problems in current methods of ABR measurements such as inherent signal distortion, long measurement time, strict requirement of subjects and environments. Therefore, this study proposes a new method of ABR measurement using the swept-tone technology based on the applicant's previous research. The method can accurately adjust the delays of different stimulus frequencies to achieve precise temporal synchronization of different ABR components. Therefore, the ABR signal could be measured quickly without any distortions or constraints. The study will firstly focus on the technical solution of the new method, and then explore the impacts of the damages of auditory physiological structures on the patterns of the swept-tone ABR signal. The relation between the auditory damages and the swept-tone ABR will be established. Later, the relation will be used to detect the hearing loss and the reliability will be examined. Finally, a wearable system based on the swept-tone ABR technology will be developed, to achieve fast hearing loss screening in the natural state of subjects without any constraints. The study can provide experimental basis and technical support for developing a new generation of hearing diagnosis device.

听力损失是导致儿童聋哑的首要原因，也是困扰老年人健康的第二大问题，因此听力损失的早期检测具有十分重要的意义。听觉诱发电位（ABR）检测是临床上不可或缺的一种客观、无创的听力损失早期检测方法，然而目前的ABR检测仍存在信号失真严重、检测时间过长、对患者和测试环境要求过高等问题。针对上述问题，本项目提出了一种利用扫频技术检测ABR的新方法，通过不同频率诱发的ABR成分的精准同步，实现无失真、无约束的ABR快速精确测量。本项目首先从技术上实现扫频ABR检测方法，进而研究不同听觉生理结构损伤造成的扫频ABR波形特征的变化，探索听觉损伤与扫频ABR之间的对应关系及其生理机制，然后根据这一关系，利用扫频ABR方法进行听力损失的临床检测并验证其可靠性，最后研制基于扫频ABR技术的可穿戴设备，实现患者自然状态下无约束的听力损失快速检测。本项目可为开发新一代听力检测设备提供实验依据和技术支持。

听力损失是指由于听觉系统生理结构的损坏而导致的听觉灵敏度下降或听觉功能障碍。调查显示，听力损失在我国非常普遍，是仅次于肢体残疾的第二大致残原因。听觉诱发电位作为一种客观、无创的听觉系统功能检测方法，可用于评估整个听觉通路，尤其是听觉脑干的功能状态，对听觉系统的病变非常敏感。然而目前的听觉诱发电位检测方法存在耗时较长、所用刺激声无法同步激活耳蜗基底膜从而导致所得波形存在衰减和失真、对患者及检测环境要求过高等局限性，导致在听觉诱发电位的听力损失检测存在较大分歧。针对这些问题，本项目拟提出一种基于扫频信号的听觉诱发电位检测方法。该方法利用频率随时间连续变化的扫频信号作为刺激声，能够同步激活耳蜗基底膜。本项目采用扫频听觉诱发电位作为工具，围绕听觉损伤与扫频听觉诱发电位之间的对应关系，开展了3部分的主要研究：扫频刺激声在听觉诱发电位应用的可行性研究、扫频听觉诱发电位在听力损失检测的优越性研究以及扫频听觉诱发电位的检测效率研究。实验表明，在听觉正常人群中，扫频刺激声能够成功诱发听觉诱发电位方法，且其特征波具有更大的幅值（90dB nHL情况下：0.747±0.284，传统方法：0.593±0.132）。对于扫频听觉诱发电位在听力损失检测的有效性研究。实验表明，在参加实验的90名受试者中，对于中度听力损失的患者，扫频听觉诱发电位相较于传统方法能够检测到更大的特征波波幅，而对于重度听力损失患者，70dB nHL的传统刺激声已经无法诱发出听觉诱发电位，而70dB nHL的扫频音则依然可以成功诱发出听觉诱发电位。实验还表明，扫频听觉诱发电位在经过500次左右的叠加平均就能达到与最终波形90%的相关性，而传统方法则需要大概2000次，该结果说明扫频方法在提高检测效率，减少检测时间上具有非常大的潜能。本项目的研究表明，将扫频听觉诱发电位应用于听力损失检测，能够克服目前方法的局限性，为临床快速听力损失检测提供实验基础，并为开发新一代快速精确的听觉诊断工具提供技术。