Fysiologische tests van auditieve functie
H1: Introductie en technische aspecten
● Inleiding fysiologische tests van auditieve functie
○ Eigenschappen van het auditieve systeem
○ Soorten responsen
● Introductie in technische aspecten fysiologische tests van auditieve functie
○ Algemene principes stimulatie
○ Algemene principes meten en responsdetectie
1.1 Het auditieve systeem
1.1.1 Inleiding
● OAE: zachte geluiden in cochlea gegenereerd en wordt opgevangen in de uitwendige gehoorgang
● Cochlea met gehoorverlies produceren deze interne vibraties gewoonlijk niet
● Bepaalde gezonde oren zelfs spontaan geluid
● Opvangen van geluiden: combinatieprobe
● Middenoor moet efficiënt werken om zachte cochleaire geluiden terug naar TV te geleiden
● Aanwezigheid OAE: goed nieuws voor functie van cochlea en middenoor
1.1.2 Auditief systeem: onderverdeling in
● Periferie
○ Uitwendige oor
○ Middenoor
○ Binnenoor (cochlea)
● Subcorticaal: respons ok? -> periferie ook
○ Hersenstam (100 Hz)
○ Thalamus
● Corticaal (4 Hz)
○ Auditieve cortex
○ Hoger gelegen corticale centra
vb. ASSR: gemoduleerde signalen -> afhankelijk van frequentiemodulatie op bepaalde plaats van het pad een respons
Pathway: uitwendige gehoorgang -> trillen van TV -> beweging beentjes -> beweging vloeistof in cochlea -> beweging
tectoriaal membraan -> impuls naar gehoorzenuw
1.1.3 Meetbare responsen in het auditief systeem
Op niveau van de cochlea:
● Geluid legt een bepaald pad af
● OHC-> motorische functie <-> IHC -> transductie cellen
● Activiteit cellen: maken andere frequenties -> niet lineariteit
Op niveau van de cortex:
● Elektrocorticografie ECoG: direct neurale activiteit van de cortex meten ≠ elektrocochleografie
○ Activiteit nauwkeurig in kaart te brengen
○ Niet standaard in audiologie: wel in functie van epilepsie onderzoek en wetenschappelijk onderzoek
Typische responsen van het auditief systeem:
● Elektrodes op schedel meten responsen -> hier: responsen op hersenstamniveau na een bepaalde tijd
● Bij NH verwachten we bepaalde latentie voor een bepaalde golf -> als 5e golf in orde is, de golven ervoor ook
● Vlakke lijn indien doofheid
,1.1.4 Meetmethodes
● Afweging maken tussen spatiale resolutie en tijdsresolutie, invasief of niet-invasief
○ Om latenties moet de tijdsresolutie heel goed zijn
● Invasief of niet-invasief:
○ OAE: niet-invasief -> micro en elektrode in gehoorgang
○ ECochG: tussenin -> naald bij
promontorium
○ EEG: niet-invasief -> elektrodes op schedel
○ EcoG: invasief -> elektrodes op cortex
1.2 Applicatie fysiologische responsen
● Screening
○ Na geboorte (kind & gezin) werking cochlea meten via elektrodes in de buitenste gehoorgang (BERA)
○ BERA niet goed: diagnostiek in audiologisch centrum om evt gehoorverlies op te sporen
○ ! Zo snel mogelijk -> spraak- en taalontwikkeling stimuleren
● Diagnostiek
● Wetenschappelijk onderzoek
1.3 Algemene principes stimulatie
Akoestisch:
● Hoofdtelefoon
● Insertphones
● Luidspreker
● Potentialen met erg kleine amplitude aanbieden
○ Altijd onderscheiden: elektrische interferentie door transducer OF echte respons?
○ Transducer dichtbij bij hoofdtelefoon, verder weg bij insertphones (geluidsdruk gaat doorheen slang)
,Elektrisch:
● Enkele elektrode
● Cochleair implantaat
1.3.1 Soorten stimuli
● Akoestisch
● Elektrisch
Lopende golf op het basilair membraan:
● Basilair membraan en auditieve zenuw: bepaalde tonotopie
● Hoge frequenties verwerkt aan basis, lage frequenties verwerkt aan apex van cochlea
● Frequentieafhankelijke vertraging in BM -> tijdsverschillen in maxima in excitatie van neuronen van auditieve
zenuw wanneer er een breedbandige klik wordt gebruikt
● Lage frequentie: tijdsverschil looptijd van basis naar apex
Transiënte stimuli = kort in de tijd, voorbijgaand
● Click:
○ Breedbandig spectrum
○ Laagfrequent signaal duurt langer dan hoogfrequent omdat het meer afstand moet afleggen
(lopende golf)
○ Niet alle auditieve zenuwvezels worden gelijktijdig gestimuleerd of leveren een gelijke bijdrage aan
een geëvoceerde respons
○ Elektrisch signaal naar speaker -> andere akoestische output (input ≠ output)
■ Afhankelijk van mechanische eigenschappen van elektrische input
○ Niet ideaal: kleinere responsen -> duurt langer om op te nemen -> daarom chirps ontwikkeld ->
compensatie voor het BM
● Chirp: houdt rekening met verschil in looptijd
○ Compenseert vertraging op het BM: breedbandig
een gelijke synchronisatie van verschillende
neuronen
○ Lage frequenties worden eerst aangeboden want
ze moeten langer lopen -> alle frequenties hebben
tegelijk een hoge amplitude op het basilair
membraan
○ Meer samen gegroepeerd (piek) en sterkere
respons
● Chirp en click hebben ongeveer dezelfde spectrale inhoud
○ Meer lage dan hoge frequenties, uitgerokken
Gemoduleerde stimuli
● Amplitudemodulatie:
○ SAM = model voor spraak
○ fm = modulator van 50 Hz
○ Frequenties spraak vooral 4 Hz (enveloppe)
, ● Frequentiemodulatie: amplitude blijft hetzelfde, frequentie varieert
1.4 Niet-lineariteit
● Normaal functionerende OHC: geen lineaire respons (later meer hierover)
○ OHC versterken geluid onder 60 dB HL en dan plat de respons van het BM af
● Op verschillende niveaus:
○ Perifeer auditieve systeem -> vb. lage en hoge geluidsniveaus kunnen verschillende reacties in de HC
veroorzaken=> niet-lineaire veranderingen in de gehoorsensatie
○ Centrale auditieve verwerking
1.5 Soorten fysiologische responsen
1.5.1 Definitie fysiologische responsen
● Obv stimulus type en karakteristiek van respons -> voorbeelden:
○ Transiënte responsen = hoe respons eruit ziet -> burst + reactie (geen FM)
■ Opeenvolgende clicks -> afhankelijk van rate van stimulatie (1) en plaats op auditieve pad (2)
○ Steady-state responsen = continue respons op stimulatie
● Obv neurale generator
○ Voorbeeld: cochlea, hersenstam, corticaal
● Definities kunnen complementair zijn
Transiënte en steady-state responsen:
● Voorbeeld met AM toon
● Ontspansignaal in begin = onset
○ Detectie van geluid (grote piek)/detectie dat geluid stopt
● Steady state: auditieve cortex volgt auditief signaal in respons, volgen van amplitude-modulaties
○ Indien geen modulatie: enkel transiënte on- en offset, geen steady-state respons
● Responsen kunnen op versch locaties op auditieve pad voorkomen
1.5.2 Responsopname
● Filter om alle ruis weg te krijgen
H1: Introductie en technische aspecten
● Inleiding fysiologische tests van auditieve functie
○ Eigenschappen van het auditieve systeem
○ Soorten responsen
● Introductie in technische aspecten fysiologische tests van auditieve functie
○ Algemene principes stimulatie
○ Algemene principes meten en responsdetectie
1.1 Het auditieve systeem
1.1.1 Inleiding
● OAE: zachte geluiden in cochlea gegenereerd en wordt opgevangen in de uitwendige gehoorgang
● Cochlea met gehoorverlies produceren deze interne vibraties gewoonlijk niet
● Bepaalde gezonde oren zelfs spontaan geluid
● Opvangen van geluiden: combinatieprobe
● Middenoor moet efficiënt werken om zachte cochleaire geluiden terug naar TV te geleiden
● Aanwezigheid OAE: goed nieuws voor functie van cochlea en middenoor
1.1.2 Auditief systeem: onderverdeling in
● Periferie
○ Uitwendige oor
○ Middenoor
○ Binnenoor (cochlea)
● Subcorticaal: respons ok? -> periferie ook
○ Hersenstam (100 Hz)
○ Thalamus
● Corticaal (4 Hz)
○ Auditieve cortex
○ Hoger gelegen corticale centra
vb. ASSR: gemoduleerde signalen -> afhankelijk van frequentiemodulatie op bepaalde plaats van het pad een respons
Pathway: uitwendige gehoorgang -> trillen van TV -> beweging beentjes -> beweging vloeistof in cochlea -> beweging
tectoriaal membraan -> impuls naar gehoorzenuw
1.1.3 Meetbare responsen in het auditief systeem
Op niveau van de cochlea:
● Geluid legt een bepaald pad af
● OHC-> motorische functie <-> IHC -> transductie cellen
● Activiteit cellen: maken andere frequenties -> niet lineariteit
Op niveau van de cortex:
● Elektrocorticografie ECoG: direct neurale activiteit van de cortex meten ≠ elektrocochleografie
○ Activiteit nauwkeurig in kaart te brengen
○ Niet standaard in audiologie: wel in functie van epilepsie onderzoek en wetenschappelijk onderzoek
Typische responsen van het auditief systeem:
● Elektrodes op schedel meten responsen -> hier: responsen op hersenstamniveau na een bepaalde tijd
● Bij NH verwachten we bepaalde latentie voor een bepaalde golf -> als 5e golf in orde is, de golven ervoor ook
● Vlakke lijn indien doofheid
,1.1.4 Meetmethodes
● Afweging maken tussen spatiale resolutie en tijdsresolutie, invasief of niet-invasief
○ Om latenties moet de tijdsresolutie heel goed zijn
● Invasief of niet-invasief:
○ OAE: niet-invasief -> micro en elektrode in gehoorgang
○ ECochG: tussenin -> naald bij
promontorium
○ EEG: niet-invasief -> elektrodes op schedel
○ EcoG: invasief -> elektrodes op cortex
1.2 Applicatie fysiologische responsen
● Screening
○ Na geboorte (kind & gezin) werking cochlea meten via elektrodes in de buitenste gehoorgang (BERA)
○ BERA niet goed: diagnostiek in audiologisch centrum om evt gehoorverlies op te sporen
○ ! Zo snel mogelijk -> spraak- en taalontwikkeling stimuleren
● Diagnostiek
● Wetenschappelijk onderzoek
1.3 Algemene principes stimulatie
Akoestisch:
● Hoofdtelefoon
● Insertphones
● Luidspreker
● Potentialen met erg kleine amplitude aanbieden
○ Altijd onderscheiden: elektrische interferentie door transducer OF echte respons?
○ Transducer dichtbij bij hoofdtelefoon, verder weg bij insertphones (geluidsdruk gaat doorheen slang)
,Elektrisch:
● Enkele elektrode
● Cochleair implantaat
1.3.1 Soorten stimuli
● Akoestisch
● Elektrisch
Lopende golf op het basilair membraan:
● Basilair membraan en auditieve zenuw: bepaalde tonotopie
● Hoge frequenties verwerkt aan basis, lage frequenties verwerkt aan apex van cochlea
● Frequentieafhankelijke vertraging in BM -> tijdsverschillen in maxima in excitatie van neuronen van auditieve
zenuw wanneer er een breedbandige klik wordt gebruikt
● Lage frequentie: tijdsverschil looptijd van basis naar apex
Transiënte stimuli = kort in de tijd, voorbijgaand
● Click:
○ Breedbandig spectrum
○ Laagfrequent signaal duurt langer dan hoogfrequent omdat het meer afstand moet afleggen
(lopende golf)
○ Niet alle auditieve zenuwvezels worden gelijktijdig gestimuleerd of leveren een gelijke bijdrage aan
een geëvoceerde respons
○ Elektrisch signaal naar speaker -> andere akoestische output (input ≠ output)
■ Afhankelijk van mechanische eigenschappen van elektrische input
○ Niet ideaal: kleinere responsen -> duurt langer om op te nemen -> daarom chirps ontwikkeld ->
compensatie voor het BM
● Chirp: houdt rekening met verschil in looptijd
○ Compenseert vertraging op het BM: breedbandig
een gelijke synchronisatie van verschillende
neuronen
○ Lage frequenties worden eerst aangeboden want
ze moeten langer lopen -> alle frequenties hebben
tegelijk een hoge amplitude op het basilair
membraan
○ Meer samen gegroepeerd (piek) en sterkere
respons
● Chirp en click hebben ongeveer dezelfde spectrale inhoud
○ Meer lage dan hoge frequenties, uitgerokken
Gemoduleerde stimuli
● Amplitudemodulatie:
○ SAM = model voor spraak
○ fm = modulator van 50 Hz
○ Frequenties spraak vooral 4 Hz (enveloppe)
, ● Frequentiemodulatie: amplitude blijft hetzelfde, frequentie varieert
1.4 Niet-lineariteit
● Normaal functionerende OHC: geen lineaire respons (later meer hierover)
○ OHC versterken geluid onder 60 dB HL en dan plat de respons van het BM af
● Op verschillende niveaus:
○ Perifeer auditieve systeem -> vb. lage en hoge geluidsniveaus kunnen verschillende reacties in de HC
veroorzaken=> niet-lineaire veranderingen in de gehoorsensatie
○ Centrale auditieve verwerking
1.5 Soorten fysiologische responsen
1.5.1 Definitie fysiologische responsen
● Obv stimulus type en karakteristiek van respons -> voorbeelden:
○ Transiënte responsen = hoe respons eruit ziet -> burst + reactie (geen FM)
■ Opeenvolgende clicks -> afhankelijk van rate van stimulatie (1) en plaats op auditieve pad (2)
○ Steady-state responsen = continue respons op stimulatie
● Obv neurale generator
○ Voorbeeld: cochlea, hersenstam, corticaal
● Definities kunnen complementair zijn
Transiënte en steady-state responsen:
● Voorbeeld met AM toon
● Ontspansignaal in begin = onset
○ Detectie van geluid (grote piek)/detectie dat geluid stopt
● Steady state: auditieve cortex volgt auditief signaal in respons, volgen van amplitude-modulaties
○ Indien geen modulatie: enkel transiënte on- en offset, geen steady-state respons
● Responsen kunnen op versch locaties op auditieve pad voorkomen
1.5.2 Responsopname
● Filter om alle ruis weg te krijgen
