最大長序列誘發(fā)聽性腦干反應(yīng)線性-非線性成分的初步研究.pdf

1、聽性腦干反應(yīng)(auditory brainstem response，ABR)是聽覺系統(tǒng)受到聲音刺激后，聽神經(jīng)和腦干通路產(chǎn)生的一系列電生理活動，表現(xiàn)為聲音刺激后約10 ms內(nèi)出現(xiàn)的一系列反應(yīng)波，可反映聽神經(jīng)至腦干聽覺通路中的相關(guān)結(jié)構(gòu)在特定聲刺激下的狀態(tài)。典型的ABR通常包含3-7個特征波，分別用羅馬數(shù)字Ⅰ-Ⅶ命名，其中Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ波較出現(xiàn)的頻率較高，比較可靠，而Ⅴ波為ABR中最穩(wěn)定的成分，故在臨床應(yīng)用時常用Ⅴ波峰潛伏期、振幅，Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ波

2、兩兩之間峰間潛伏期，Ⅴ/Ⅰ振幅比值，波形重復(fù)性等指標來對聽覺神經(jīng)通路的病變進行定位診斷。
　　常規(guī)方式下記錄ABR(conventional auditory brainstem response，cABR)采用重復(fù)給聲刺激通過疊加平均法抑制噪聲和偽跡。根據(jù)ABR的潛伏期范圍，刺激率一般在10-20 Hz。若刺激率升高到一定程度，將會引起瞬態(tài)反應(yīng)的重疊導(dǎo)致ABR波形失真。為了在高刺激率情況下恢復(fù)瞬態(tài)ABR波形，研究人員于1982年

3、以最大長度序列(Maximum length sequence，MLS)為刺激，通過反卷積技術(shù)得到ABR。該方法將聽覺系統(tǒng)視為一個線性系統(tǒng)，可恢復(fù)高刺激率下ABR的線性反應(yīng)。但聽覺系統(tǒng)本質(zhì)上應(yīng)為一個非線性系統(tǒng)，為了得到聽覺系統(tǒng)的非線性反應(yīng)，Shi等改進了MLS的反卷積方法，以Volterra級數(shù)來對該非線性系統(tǒng)進行描述，本文中將該方法得到的ABR記為MLS-ABR，為了與cABR做區(qū)分，特征波分別記為1、3、5波。當(dāng)MLS作為輸入時，V

4、olterra核切片可通過輸入與輸出之間的互相關(guān)函數(shù)獲得，其中Volterra核切片反映了系統(tǒng)對輸入序列刺激之間相互作用的反應(yīng)。MLS-ABR可同時得到ABR的線性反應(yīng)及非線性反應(yīng)，其中MLS-ABR的線性成分同cABR相似，都是對獨立刺激的反應(yīng)，而MLS-ABR的非線性成分則是對相鄰刺激或多個刺激之間相互作用的反應(yīng)。
　　由于現(xiàn)階段對MLS-ABR了解尚少，本文對MLS-ABR的基本特性進行初步研究。在應(yīng)用MLS方法獲取ABR時

5、，應(yīng)注意MLS刺激序列的選取。由于在實際計算過程中，高階Volterra核切片都分布于一階輸入輸出互相關(guān)函數(shù)上，這些核切片的位置取決于所選MLS的本源多項式。因此，若相鄰核切片的距離過近，則可能會導(dǎo)致核切片的混疊，從而導(dǎo)致核切片的計算錯誤。本文中簡述了MLS刺激序列的選擇條件，并選定了一個9階的MLS作為本文實驗中的刺激序列。在ABR記錄實驗中，我們記錄了16位健聽受試者的MLS-ABR和cABR，對它們的波形和時域參數(shù)進行了比較研究。

6、結(jié)果顯示MLS-ABR的一階核切片(VS1)及二階核第一個切片(VS21)的波形清晰完整，分別表達了ABR的線性成分及非線性成分。在各特征波引出率方面，受試者均能清晰引出cABR的Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ波;在MLS-ABR中，受試者均能引出VS1的3、5波，但有1例缺失1波，而對于VS21來說，5波的波形最為明顯，能100％被引出，1例缺失1波，三例缺失3波。且受試者的cABR、VS1的Ⅰ/1、Ⅲ/3、Ⅴ/5波均較為清晰，容易辨認，VS21中有明顯

7、的5波，但1、3波較難辨認。在潛伏期變異系數(shù)方面，cABR、VS1、VS21的特征波變異系數(shù)平均值為4.99、4.58、3.86，這表明非線性ABR的潛伏期穩(wěn)定性要好于線性ABR，VS1的潛伏期穩(wěn)定性要好于cABR。值得注意的是，VS1與cABR的Ⅰ/1、Ⅲ/3波穩(wěn)定性相近，但VS1的5波潛伏期（變異系數(shù)2.37）穩(wěn)定性要遠遠好于cABR的Ⅴ波潛伏期（變異系數(shù)3.64）穩(wěn)定性。這些結(jié)果進一步證實了聽覺系統(tǒng)的非線性效應(yīng)在ABR成分上有明顯

8、的表達，并且其特征波有著明確的引出率和良好的穩(wěn)定性。
　　cABR是現(xiàn)階段廣泛應(yīng)用于臨床的客觀聽力學(xué)檢查方法。由于在聽覺系統(tǒng)各部位神經(jīng)元之間刺激到達的時間及神經(jīng)處理機制都不相同，導(dǎo)致其同步化節(jié)奏不同，從而表現(xiàn)出不同的潛伏期，但部位及功能相關(guān)的神經(jīng)元的潛伏期則表現(xiàn)出相關(guān)性。臨床上常以不同條件下其各特征波的峰潛伏期及峰間潛伏期的變化作為診斷的標準。MLS-ABR不僅可以突破常規(guī)刺激率限制，還可以得到ABR的線性及非線性反應(yīng)。為了探究M

9、LS-ABR應(yīng)用于聽力檢測的可行性，我們記錄了10例受試者（于16例受試者中選取，其均可引出Ⅰ/1、Ⅲ/3、Ⅴ/5波）的cABR、MLS-ABR的線性成分及非線性成分，并對三者Ⅰ/1、Ⅲ/3、Ⅴ/5波的峰潛伏期及峰間潛伏期進行相關(guān)性分析。
　　結(jié)果顯示cABR與MLS-ABR中線性成分特征波的峰潛伏期及其峰間潛伏期均顯著相關(guān);Ⅰ/1、Ⅲ/3、Ⅴ/5波相關(guān)系數(shù)分別為0.81、0.73、0.64;Ⅰ/1～Ⅲ/3、Ⅲ/3～Ⅴ/5、Ⅰ/1

10、～Ⅴ/5波峰間潛伏期的相關(guān)系數(shù)分別為0.68、0.75、0.84; MLS-ABR中非線性成分與cABR之間Ⅰ/1、Ⅴ/5波峰潛伏期相關(guān)系數(shù)分別為0.76、0.67，兩者1～5波峰間潛伏期的相關(guān)系數(shù)為0.73; MLS-ABR中非線性成分與線性成分之間1、5波峰潛伏期相關(guān)系數(shù)分別為0.87、0.82，兩者1～5波峰間潛伏期的相關(guān)系數(shù)為0.78;非線性ABR與線性ABR的Ⅲ/3波之間無顯著相關(guān)性。這些結(jié)果表明了產(chǎn)生Ⅲ波的神經(jīng)機制有著較弱的

11、非線性效應(yīng)，且提示了cABR與MLS-ABR具有同源關(guān)系。
　　綜上所述，本文通過16例MLS-ABR及cABR的特性對比研究。進一步證實了MLS在獲取ABR非線性成分時的可靠性，加深了對MLS-ABR的了解。并對MLS-ABR中線性成分、非線性成分以及cABR三者特征波的峰潛伏期和峰間潛伏期進行了相關(guān)性分析，結(jié)果顯示MLS-ABR線性成分與cABR各特征波之間存有同源關(guān)系，非線性ABR與線性ABR的Ⅰ/1、Ⅴ/5波之間存有同源關(guān)