ABR

SCREENING CON POTENZIALI UDITIVI EVOCATI
Silvano Prosser
Università di Ferrara
Dip. Discipline Medico-Chirurgiche
Scienze Comportamentoe Comunicazione
Sezione Audiologia
Ferrara, 22 ottobre 2004
silvano prosser
1
POTENZIALI UDITIVI EVOCATI
specificita stimoli
vigilanza fattori cognitivi
FAST MIDDLE
SLOW latency potentials
P2
stim: click 80 dBHL
ISI = 650 ms
n= 1000
P1
V
Pa
Pb
I
N2
N0
0
Na
10 20
Nb
N1
50
100
200
300 400 ms
In risposta ad una stimolazione uditiva costituita da transitori, è
possibile registrare dallo scalpo una successione di potenziali.
Questi si sviluppano in conseguenza dell'attivazione delle strutture
neurali della via uditiva. In base alle loro latenze si suddividono in
potenziali precoci (o "fast"), potenziali a latenza media ("middle"),
potenziali tardivi ("slow").
In generale si può affermare che i potenziali più precoci sono
maggiormente dipendenti dalle proprietà acustiche dello stimolo, i
potenziali più tardivi sono maggiormente influenzati dalla vigilanza
e dai processi cognitivi.
Per tale motivo i potenziali precoci sono stati utilizzati come
strumento di screening neonatale della sordità.
silvano prosser
2
MLR- vigilanza
Pa
V
P1
Nb
Na
anestesia generale
90 dBHL
0
vigile
25
50
75 ms
Poichè i siti di generazione delle componenti a latenza media
coinvolgono strutture del tronco (probabilmente sostanza reticolare
mesencefalica), talamiche e corticali (area uditiva primaria) queste
risposte sono notevolmente influenzate dall’anestesia generale, dal
sonno e dalla maturazione. Ciò riduce l’applicazione delle MLR
nella ricerca di soglia in bambini sedati farmacologicamente, e ne
sconsiglia l’uso come strumento di screening nei neonati.
silvano prosser
3
ABR - GENERAZIONE
I II
III
V
IV VI
AA
VII
MG
I I I I I I I I I I I
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ms
IC
LL
VIII
CN
SO
I generatori delle onde dell'ABR sono stati identificati nel
nervo VIII per la I (giunzione cito-neurale) e la II (uscita dal
meato acustico interno), nei nuclei cocleari (CN) per la III, nel
complesso olivare superiore (SO) e nuclei del lemnisco
laterale LL) per il complesso IV-V, nel collicolo inferiore (IC)
e corpo genicolato mediale (MG) per la VI e VII. Non sempre
queste due ultime componenti risultano evidenti. Si ritiene che
le componenti successive alla II riflettano la sommazione
vettoriale dell'attività elettrica di numerosi gruppi neuronali,
controlateralmente ed in misura minore ispilateralmemte
all’orecchio stimolato.
silvano prosser
4
ABR - COMPONENTI e PARAMETRI
B.T.T.
PARAMETRI
presenza-assenza
latenza V in-out
Intervalli I-III, I-V
Differenza interaurale V
V
III
I
IV
VI
II
90
RECETTORE
(SOGLIA UDITIVA)
70
50
30
VIE UDITIVE
TRONCONCEFALO
10
dB nHL
1.5 2.5 3.5
5.5
7.5 ms
Nel normoudente l’ABR ottenuto alla massima intensità di
stimolazione è tipicamente rappresentato da 6-7 onde. Riducendo
l’intensità, oltre ad un aumento di latenza delle componenti, si
assiste ad una progressiva riduzione nella definizione delle
componenti. A basse intensità solo l’onda V risulta ben visibile. Su
tale componente viene valutata la soglia uditiva, con un “errore”
stimato nell’adulto di circa 10 dB. (per es. soglia onda V a 40 dB,
soglia audiometrica a 2-4 kHz a 30 dB). L’intervallo di latenza I-V
è sensibile ad alterazioni della conduzione neurale troncoencefalica.
silvano prosser
5
ABR LATENZA ONDA V / intensità
2.3
dBnHL
90
4.2
IPOACUSIA
TRASMISSIVA
6.3
10
latenza onda V
7.3
60
9
7.7
50
8
0
5
dBnHL
10 ms
5.5
3.6
1.5
90
IPOACUSIA
COCLEARE
6.2
msec
40
7
6
5
60
5
10 ms
80
90
70
60
50
40
20
30
0
0
10
4
50
dB HL o efficaci (SL)
I parametri di latenza dell’onda V e dell’ intervallo I-V, valutati in
funzione dell’intensità di stimolazione consentono di trarre
affidabili informazioni non solo riguardo alla soglia uditiva (fra 2 e
4 kHz), ma anche sulla natura dell’ipoacusia, ad esempio se
trasmissiva, o neurosensoriale a sede cocleare. Nel primo caso i
parametri di latenza risentiranno dell’attenuazione subita dallo
stimolo per il difetto di trasmissione dell’orecchio medio. Nel
secondo caso la latenza dell’onda V, ad elevate intensità di
stimolazione, è come nel normoudente, e ciò è stato messo in
relazione alla presenza recruitment.
silvano prosser
6
LESIONE TRONCO-ENCEFALICA
dBHL
0
20
40
60
80
100
I
_
demielinizzazione
.25
XI
.5
1
2
4
I I
X X X
X
8 kHz
5 ms
V
_
_
I
II
_
_
click
I I I I I I I I I I
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ms
Le componenti tardive dell’ABR, (onda III e successive) posssono mancare del
tutto, od avere una latenza prolungato nel caso di patologie degenerative con
lesioni localizzate nel tronco. In questo caso (sclerosi multipla) solo l'onda I è
ben riconoscibile nelle risposte dei due lati ottenute con stimoli a 90 dB nHL
mentre l'onda V ha una forma molto allargata, a latenza aumentata. Ciò è
indicativo di una scarsa sincronizzazione delle risposte dei generatori in sede
troncoencefalica. Con stimoli a bassa intensità (30-40 dB)in questi casi molto
spesso è del tutto indefinita.
silvano prosser
7
POTENZIALI EVOCATI UDITIVI
IN AUDIOLOGIA INFANTILE
SCREENING
NEONATALE
DIAGNOSTICA
PRECOCE
ABR
ABR
ECochG
SSR
rimedi
pass/refer
misura soglia
diagnosi
eziologica
altre indagini
In audiologia infantile l’ ABR viene utilizzato come strumento di screening nei
neonati, e come strumento diagnostico per determinare il livello della soglia
uditiva. Oltre all’ABR, nel neonato o nel bambino di qualche mese di età si
possono registrare le risposte di stato stazionario (SSR). Queste permettono
seppure con una certa approssimazione di ottenere livelli di soglia nel campo
delle frequenze gravi. L’Elettrococleografia necessita di anestesia generale,
permette un rilievo di soglia molto preciso (errore stimato entro 5-10 dB), e
viene eseguita ad oltre 8-9 mesi di età. La diagnosi eziologica di una sordità
infantile richiede inoltre altre indagini, clincihe, laboratoristiche (genetica
molecolare), immagini (RM, TAC),. ecc.
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82
ASPETTI PARTICOLARI DELL’ABR NEONATALE
PRATICI -STRUMENTAZIONE
TECNICI - REGISTRAZIONE
BIOLOGICI - MATURAZIONE
Utilizzando l’ABR sui neonati occorre considerare alcune differenze rispetto
alle applicazioni sui soggetti più grandi, che riguardano aspetti tecnici di
registrazione, biologici-maturativi, e pratici legati ai tipi di strumentazione.
silvano prosser
9
ABR screening -STRUMENTAZIONE
STRUMENTI CLINICI
scelta libera parametri di stimolazione, registrazione, analisi
uscita: giudizio dell’esaminatore
STRUMENTI DEDICATI
sequenza di stimolazione programmata
modalita’ di stimolazione finalizzata
all’evocazione dell’onda V
uscita da analisi statistica: pass/fail/dubbio
silvano prosser
10
REGISTRAZIONE screening ABR
stimoli: transitori a polarità alternata (o rarefaz)
stimolazione binaurale o monoaurale, via aerea
(via ossea, max 55 dB nHL)
traduttore: inserto (cuffia)
passi di intensita’ (-3-)
stabilire il criterio pass/fail (max=40 dBnHL)
minimizzare possibilità di false risposte
(filtri e finestra d’analisi appropriati)
La finalità del rilievo dell’ABR utilizzato per screening è l’identificazione
dell’onda V ad una “intensità criterio” (separazione PASS/FAIL) di 30 o 40 dB
nHL. La scelta dei parametri di stimolazione viene quindi fatta per
massimizzare l’dentificazione dell’onda V a bassa intensità e per minimizzare i
falsi risultati.
silvano prosser
11
ABR screening
I
III
V
+
.28 µV
SN
90 dB nHL
40
PASS
FAIL
DX
90 dB nHL
80
0
FAIL
12 ms
R.A., f - 12 gg CMV gravidica
Come primo passo occorre registrare la risposta alla massima intensità di
stimolazione (90 dB nHL). Il tracciato così ottenuto permette di valutare la
morfologia generale della risposta, la latenza della V, l’ intervallo I-V.
Successivamente si può immediatamente passare alla intensità-criterio (30 o
40dB), eventualmente intercalando un’intensità intermedia. Tutte le risposte,
ottenute con 1500-2000 stimoli, vanno ripetute per il controllo della
replicabilità dei potenziali. Il caso riportato rappresenta un FAIL per una
probabile sordità (severa o profonda) monolaterale destra.
silvano prosser
12
EVITARE FALSI RISULTATI - POSIZIONAMENTO ELETTRODI
PAM
V
Nb
Na
0
P1
Pa
25
50
75 ms
In risposta ad un transitorio dopo l’ABR si sviluppano le
componenti a latenza media Na Pa Nb e P1. In certi soggetti per
intensità di stimolazione elevata, alla risposta neurogenica si può
sovrapporre un potenziale ampio e abbastanza variabile come
durata (circa 10 ms) che origina dalla contrazione riflessa dei
muscoli post-auricolari. Tale potenziale, che nel neonato può essere
confuso con l’onda V,
può essere minimizzato spostando
l’elettrodo di riferimento in posizione inferiore alla punta della
mastoide.
silvano prosser
13
EVITARE FALSI RISULTATI FILTRARE CORRETTAMENTE IL SEGNALE
1.1 uV
160 Hz
90 dB nHL
0.5
3.4
6.3
FFT
9.1
12 ms
0.0
2.7
5.3
8.6
10.7kHz
0.43uV
<100 Hz
FFT
40 dB nHL
0.5
3.4
6.3
9.1
12 ms
0.0
2.7
5.3
8.6
10.7kHz
banda passante consigliata: 30/50Hz - 3000 Hz
Un fattore cruciale per poter identificare l’onda V alle intensità-criterio (30-40
dB) è il filtraggio del segnale. A 90 dB nHL l’ABR ha una frequenza
principale di circa 160 Hz, a 30 dB nHL ha una frequenza principale inferiore a
100 Hz, mediamente attorno a 50-60 Hz. Per tale motivo la banda passante del
segnale eeg deve essere settata fra 30/50 e 3000 Hz.
silvano prosser
14
EVITARE FALSI RISULTATI - FREQUENZA DI STIMOLAZIONE (RATE)
% IDENTIFICAZIONE ONDA V
neonati
<42 sett.
40st/s, 30 dB
100%
100%
<37sett
90st/s,30 dB 50%
70st/s, 40 dB
>42 sett PCA
37-42sett
71%
92%
85%
Klein, Ear Hear, 1992
Anche il ritmo di stimolazione può influenzare l’identificazione dell’onda V a
basse intensità. Nei neonati con ritmi relativamente lenti (40/s, intervallo
interstimolo ISI= 25 ms) l’onda V è risultata sempre identificabile a 30 dB.
Con stimolazioni più frequenti (90/s, ISI=11,1ms) l’onda V risente molto delle
condizioni maturative della via uditiva, tanto da essere identificabile solo nella
metà dei soggetti di età post-concezionale inferiore a 37 settimane.
silvano prosser
15
FREQUENZA DI STIMOLAZIONE CONSIGLIATA
(Audiol. Ferrara, Sign. Luciana Camurri)
I-V
90 dB nHL
20/s
individuazione componenti
misura I-V
40 dB nHL
50/s
70/s
individuazione onda V
criterio
parametri consigliati con strumenti clinici
Una soluzione ragionevole è di ottenere la risposta a 90 dB nHL con un ritmo
di stimolazione relativamente lento (20/s, ISI 50 ms), cosi’da poter facilmente
valutare il parametro I-V, e la risposta all’intensità-criterio con un ritmo di 5070/s: questa frequenza di stimolazione molto spesso facilita l’identificazione
dell’
silvano prosser
16
ABR EFFETTI MATURATIVI
6.85
90 dB nHL
4.4
6.35
30 sett EC 1.7
4.0
1.65
41 sett EC
5.6
3.5
1.6
adulto
0
1
2
3
4
5
6
7
8
ms
Negli ABR ottenuti dai neonati occorre tener conto che le latenze delle
componenti hanno valori diversi da quelli dell’adulto. Ciò è stato posto in
relazione alla maturazione della via uditiva troncoencefalica, ed al suo grado di
mielinizzazione. Le latenze tendono ad assumere i valori dell’adulto attorno ai
18-24 mesi di età.
silvano prosser
174
ABR MATURAZIONE PARAMETRI
8
2
A
1
0
onda V ms
onda I ms
3
7
6
A
5
30
40
50
60
70
sett età concezionale
30
40
50
60
70
sett età concezionale
Uno dei vantaggi che può offire l’uso dell’ABR come tecnica di screening è
che accanto alla informazione di soglia, consente di valutare la maturazione
centrale. Nel caso di prematurità, e di concomitanza con disordini del snc,
un’indicazione sul grado di maturazione della via uditiva può contribuire
all’”assessment” diagnostico, alla prognosi, alla pianificazione della
riabilitazione. Alla nascita la coclea ed iol nervo VIII sono funzionalmente
maturi (l’onda I ha una latenza simile a quella dell’adulto). I tratti neurali del
tronco maturano progressivamente , come è indicato dalla variazione
dell’intervallo I-V con l’età.
silvano prosser
185
età
30
millisecondi
10
settimane
35
40 /
mesi
5
10 12 / 5
anni
10 20 50
ABR MATURAZIONE
_
_
9
latenza
onda V
8
7
6
5
intervallo
I-V
PARAMETRI
dB nHL
4
50
30
soglia
onda V
SOGLIA ONDA V
10
Anche la soglia elettrofisiologica (minima intensità in cui è identificabile il
potenziale) dell’onda V risente della maturazione. In soggetti normoudenti ed
immaturi (30 settimane) la sua soglia si colloca a 50 dB nHL. Attorno a 40
settimane raggiunge i 30 dB. Per tali motivi l’intensità criterio viene
convenientemente scelta a 30-40 dB nHL.
silvano prosser
19
LATENZA ONDA V, INTENSITA’,
ETA’, VARIABILITA’
onda V, 80 dBnHL
9
8,5
8
ms
7,5
1 ds
7
6,5
6
5,5
5
40 sett
4,5 m
10,5m 16,5m 22,5m
età PC
adulto
onda V, 40 dBnHL
9
8,5
1 ds
8
ms
7,5
7
6,5
6
5,5
5
40 sett
4,5 m
10,5m 16,5m 22,5m
età PC
adulto
La variabilità della latenza dell’onda V nel neonato e nella prima infanzia è
circa il doppio rispetto all’adulto. Per tale motivo i limiti (valore medio tipico
per l’età + 2 d.s.) per individuare un ritardo di maturazione sulla base
dell’intervallo I-V sono relativamente ampi.
silvano prosser
20
ABR SCREENING NEONATALE
PREORDINARE UN FLUSSO MINIMO
PASS
CRITERIO 1
onda V
30-40 dB nHL
PASS
FAIL
CRITERIO 2
lat V aumentata
ABR soglia
CTR 3mm
protesizzazione
6 mm
FAIL
ECochG
9 mm
L’ABR essendo una tecnica non invasiva, si presta ad essere utilizzato nello
screening neonatale. I casi individuati come sospetti (fail), potranno essere
ricontrollati con ABR all’età di 3-4 mesi. Si noti che la separazione
PASS/FAIL può avvenire anche in base ad un criterio basato sui valori di
latenza dell’onda V. L’obbiettivo di una definizione di soglia entro 6-9 mesi di
età può essere raggiunto con ABR o con ECochG. Si ritiene che l’uso di
un’amplificazione entro 6 mesi di età, oltre a garantire l’udibilità dei segnali
acustici, favorisca la maturazione delle vie uditive centrali.
silvano prosser
213
ABR screening- PRESTAZIONI
(Norton et al, EarHear, 2000)
7179 neonati (4478 da NICU)
screening criteri (dx AND sx):
riferimento:
OAE
F
P
TEOAE (80 spl)
DPOAE L1=65spl, L2 50 spl
AABR 30 dB nHL
VRA a 8-12 mesi
ABR: pass 90%
(86% a rischio)
OAE+ABR
96-98% pass
refer 10%
refer 2-4%
ABR
AABR: tempo 8’ per i due lati
In questo studio il tasso di pass con ABR era del 90%. Tale valore può essere
elevato a 96-98% applicando l’ABR in serie, ai casi fail riscontrati da un test
con OAE. Da rilevare i criteri pass molto restrittivi, cioè 30 dB come intensità
per rilevare l’onda V, e la obbligarietà di una risposta presente in entrambe le
orecchie.
silvano prosser
22
Efficacy of AABR hearing screening in very preterm newborns
van Straaten et all, J Pediatr, 2001
90 neonati, peso 600-1960g. AABR settimanale fino a PASS
100
AABR/ neonati pretermine
% pass
80
60
40
20
0
30,3 settimane età
31,2
concezionale
34
Il tasso di pass con una procedura ABR automatizzata, aumenta con l’età
concezionale, fino al 100% alla 34a settimana di età concezionale in questa
piccoola serie di bambini prematuri. Per tale motivo è consigliabile eseguire il
test al momento della dimissione dalla NICU.
silvano prosser
23
Hearing screening in NICU: comparison of methods
Rhodes et al, Otolaryngology Head Neck Surg, 1999
% PASS
88 neonati NICU, 171 orecchi
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
TEST
abr +
ABR
ASR
DPOAE
TOAE
In questa serie di neonati della NICU sono confrontati i tassi di PASS con
ABR, rifdlesso stapediale (ASR), ed otoemissioni. Le TEOAE hanno il tasso
più basso. Quando l’ABR viene applicato in serie ai casi fail individuatri dalle
altre tecniche, i PASS si elevano attorno al 90%.
silvano prosser
24
ABR -screening
FALSI RISULTATI
normoacusia =FAIL
aumenta i costi
ipoacusia=PASS
errore grave
*da parametri di registrazione incongrui
*da sfavorevole s/r
*da interferenze elettriche
*da malposizione del trasduttore
*da configurazione di soglia
*da patologia infrequente
I falsi risultati dell’ABR sono possibili, e determinati dai fattori elencati.
L’errore con le conseguenze potenzialmente più gravi è il caso di un bambino
sordo giudicato PASS, e pertanto escluso da qulsiasi altro controllo. In tal
caso solo l’instaurarsi di un ritardo di linguaggio spingerà i genitori a
riconsiderare l’eventualità di una ipoacusia.
silvano prosser
25
1.8
DM mm6
6.18
7.06
6.4
4.4
100 dB
controllo FE
90 dB
7.9
90 dB
50 dB
8.2
?
40 dB
110 dB
1.8
4.5
6.5
90 dB
6.7
100 dB
0
70 dB
7.3
10 ms
“Au dx compatibile con sordità profonda
Au sx soglia a 75 dB HL, utile protesi acustica”
60 dB
8.1
40 dB
Un caso considerato sordo ad un primo controllo, e risultato PASS ad
uncontrolo successivo. L’errore nella prima registrazione è probabilmente
determinato da inadeguate condizioni di registrazione, (segnale filtrato
attraverso una banda troppo stretta).
silvano prosser
26
ABR screening- TRASDUTTORE
trago
la cuffia può
occludere il
meato esterno
attenuando lo
stimolo
di 30 dB
inserto
Un’altra causa di errore (del tipo falso allarme) è costituita dal cattivo
posizionamento della cuffia. Questa, applicata al neonato, può facilmente
schiacciare il trago occludendo il meato acustico esterno. In tali condizioni
l’intensità di stimolazione può subire un’attenuazione fino a 30 dB, con la
conseguenza di definire un FAIL (mancanza di onda V a 30 dB) un
normoudente. Per questo motivo è consigliabile un trasduttore ad inserto.
silvano prosser
27
ABR screening- TRASDUTTORE
I
III
V
dBnHL
75
75 dB nHL
55
55
35
20
35
0
10
12 ms
CUFFIA- occlusione
INSERTO
Esempio di ABR ottenuto con malposizionamento della cuffia, a 35 dB
assenza di onda V. A destra lo stesso caso ripetuto con inserto: migliore
definizione delle componenti a 90 dB nHL, onda V a 20 dB
silvano prosser
28
PROFILI DI SOGLIA e ABR
.25 .5
1
2
4
8 kHz
10
30
60
40
30
20
50
70
CA=CO
90
.25 .5
1
2
4
5
10 ms
8 kHz
10
dBnHL
80
30
S.R. 9 aa
60
50
70
dB
0.75
uV
0
dB
90
A.P. 11 aa
dBnHL
80
CA=CO
30
20
10
0.55
uV
0
5
10 ms
Una fonte di variazione della latenza dell'onda V, talvolta responsabile di errori
diagnostici è rappresentata dai profili di soglia. L'ABR è una risposta
prevalentemente originata dalla base della coclea. Sordità con soglia in ripida
discesa possono causare un prolungamento della latenza dell'onda V, perchè in
tal caso l'ABR riflette un contingente di attivazione neurale che origina nelle
porzioni più apicali della coclea. Al contrario sordità con soglia ascendente
danno luogo ad ABR perfettamente normali. In tal caso l'ABR non fornisce
nessuna indicazione sul livello di soglia sulle frequenze medio-gravi.
silvano prosser
297
ABR - LESIONI VIE UDITIVE CENTRALI
aa.8 cerebropatia
I
90 dB
III V?
?
?
?
60
?
?
?
30
Nel caso siano presenti lesioni nella via uditiva centrale del tronco, l’ABR può
essere privo di alcune componenti. Se le lesioni interessano la regione del
lemnisco laterale e del collicolo inferiore, l’onda V può risultare assente anche
ad intensità elevate di stimolazione, benchè la soglia uditiva sia normale.
Questi casi sono classificati correttamente come FAIL e ad essi vengono
riservati controlli ABR successivi, oltre che procedure diagnostiche
neurologiche e di immagini.
silvano prosser
30
ABR ASSENTE
(neuropatia uditiva? desincronizzazione?)
dB HL
010 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120-
.125 .25
.5
1
2
4
ABR 95 dB nHL
8 KhZ
?
X
O
X
O
sx
X
O X
O
X
O
dx
rifl.stap. assenti
timpanogramma normale
0
6
12 ms
(MJ, aa 5, 1997)
In rari casi l’ABR può non essere definito, pure in presenza di una soglia
uditiva tonale normale o lievemente innalzata. Quando questi reperti si
associano ad un riscontro di normali otoemissioni, il quadro clinico è definito
come “neuropatia uditiva”. In questo caso lo sviluppo del linguaggio non era
normale, presentando una riduzione lessicale e difetti nell’organizzazone del
linguaggio connnesso.
silvano prosser
318
VARIE MODALITA’ DI SCREENING
NICU
NICU
NICU
WBC
WBC
WBC
OAE
OAE
OAE
OAE
AABR
ABR/SSR
dgn
pass
AABR
AABR
ABR/SSR
dgn
ABR/SSR
dgn
fail
L’ABR automatico può rientrare in molti modelli di screening, in relazione alle
disponibilità organizzative ed economiche. Si ritiene che l’efficienza dello
screeening ABR automatico sia pari a quella delle otoemissioni, a scapito però
di un costo economico e di tempi superiore. L’ABR clinico, condotto con
speciali tecniche per migliorare la specificità della risposta nei confronti delle
frequenze gravi (stimoli con “pip” a 500 Hz) o assieme alle SSR viene svolto
con la finalità di ottenere misure di soglia affidabili entro i 6 mesi di età.
silvano prosser
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