聽覺誘發電位在法醫學的應用價值

時間:2022-06-05 04:14:37

導語:聽覺誘發電位在法醫學的應用價值一文來源于網友上傳,不代表本站觀點,若需要原創文章可咨詢客服老師,歡迎參考。

聽覺誘發電位在法醫學的應用價值

摘要:本文主要介紹了聽覺誘發電位的特性、研究進展及其在法醫學上的應用價值。聽覺腦干誘發反應不受被試者精神狀態影響,是目前法醫學鑒定中應用最廣的客觀評估聽力的方法,但其受限低中頻的聽力評估受到限制,而聽覺中潛伏期誘發反應可用于低頻聽力的評估;聽覺穩態誘發反應與顱頂慢反應具有很好的頻率特異性,但其應用價值仍需進一步研究;聽覺事件相關電位是評估聽覺認知功能的電生理指標,在法醫學上具有廣闊的應用前景。由于不同的聽覺誘發電位具有不同的電生理學特征,如何通過優化、組合不同的測試方法進行聽覺功能的客觀評定,是法醫學研究的重要課題。

關鍵詞:聽覺腦干誘發反應;聽覺中潛伏期誘發反應;聽覺長潛伏期誘發反應;聽覺事件相關電位;聽覺

穩態誘發反應在臨床醫學上,聽覺功能的評定主要是依靠純音聽力計和語音聽力計等來判定被檢查者的純音聽力(純音聽閾、閾上聽覺功能)和言語聽力(言語接受閾和言語識別率)等。但在法醫司法鑒定過程中,被鑒定人因索賠心理或企圖追究加害人的刑事與民事責任等,往往不配合檢查、偽裝或者夸大其聽功能障礙的程度,而用這些臨床常規檢查方法卻往往難以準確判斷被鑒定人聽覺功能的真實情況。因此,研究聽覺功能客觀檢查方法在法醫學上具有特殊的意義。在司法鑒定實務中,目前已有多種聽覺誘發電位(auditoryevokedpotential,簡作AEP)檢測方法可以客觀地評價被鑒定人的聽覺功能,但由于不同的AEP具有不同的電生理學特征,如何優化、組合不同的測試方法對聽覺功能進行客觀評定,是法醫學研究的重要課題。“聽覺誘發電位”系指給予聽覺器官一定強度的聲音刺激后,所誘發的聽覺神經系統一系列的生物電活動,可以作為一種客觀評估聽覺功能與聽覺傳導通路的手段。聽覺誘發電位是根據記錄電極位置、誘發電位的潛伏期和生理特性等進行分類,通常根據誘發電位的潛伏期,將頭皮記錄到的聽覺誘發電位分為聽覺腦干誘發反應(auditorybrain-stemresponse,簡作ABR)、聽覺中潛伏期誘發反應(auditorymiddlelatencyresponse,簡作AMLR)、聽覺長潛伏期誘發反應(auditorylonglatencyresponse,簡作ALLR);根據給聲刺激的間隔時間,分為聽覺瞬態誘發反應和聽覺穩態誘發反應(auditorysteady-stateresponse,簡作ASSR)[1]。現就司法鑒定中較常見的AEP的特性、研究進展及其在法醫學上的應用價值予以綜述。

一、ABR的特性、研究進展及其應用

“ABR”是指接受聲音刺激后由腦干發生的短潛伏期反應(潛伏期一般在1~10ms),一般由七個波組成,目前認為Ⅰ波源于耳蝸,Ⅱ波源于耳蝸核,Ⅲ波源于上橄欖核,Ⅳ波源于外側丘系,Ⅴ波源于下丘區,Ⅵ波源于內側膝狀體,Ⅶ源于聽放射。由于Ⅴ波在低強度時首先出現并且波形相對穩定,因此多把Ⅴ波的反應閾作為ABR的反應閾[2]。Click聲聽覺腦干誘發反應(click-evokedAudi-toryBrainstemResponse,簡作c-ABR)由短聲誘發,缺少頻率特異性,存在很大的局限性。鑒此,一些學者嘗試通過短純音誘發具有頻率特征的ABR來評估聽覺功能。Stapells比較了0.5、2和4kHz時短純音聽覺腦干誘發反應(ToneburstevokedAuditoryBrainstemResponse,簡作Tb-ABR)反應閾與純音聽閾的相關性,結果顯示各頻率相關性均≥0.94[3]。徐靜濤等通過Tb-ABR反應閾與主觀聽閾的比較,發現一個潛伏期為10ms左右正向波(P10)的反應閾可以評估各個頻率的純音聽閾,但測試時間較長,在實際應用中受到一定的限制[4]。近些年,為了縮短測試時間以及獲得更具有頻率特異性的聲信號,國外有研究者通過窄帶CE-chirp(narrowbandCE-chirp,NBCE-chirp,一種具有頻率特異性的線性調頻脈沖音)與Tb-ABR進行對比,發現在0.5、1.0、2.0、4.0kHz四個言語頻率范圍,前者誘發的波幅更大,波形更容易識別且測試時間也相應縮短[5]。此外,Tb-ABR低中頻率的反應閾值與純音聽閾的差值較大、接近閾值時的波形不易分辨,其原因一般認為低中頻率短純音信號上升時間長,引起神經同步化反應的能力相對較弱致反應振幅較低,波形分化較差,此外環境噪聲多為低中頻,因此上述原因使低中頻波形引出和辨認困難,導致反應閾判斷偏高。無論是c-ABR還是Tb-ABR,其優點都是不受被測試者精神狀態的影響,可用于嬰幼兒、智力發育障礙者、心理精神疾病患者、殘余聽力者以及偽聾患者或夸大性聾患者等聽力的評估,是目前司法鑒定實務中應用最廣的客觀聽力評定方法,只是對于低中頻的聽力評估有一定的限制。

二、AMLR的特性、研究進展及其應用

“AMLR”一般是指聲音刺激后10~50ms所誘發的反應,按照主要波形出現的順序依次為負波Na、正波Pa、負波Nb和正波Pb(也可以歸于晚潛伏期反應的P1波)。其中,25ms左右出現的Pa波是AMLR的代表波,“AMLR反應閾”一般是指Pa波的反應閾[6]。關于Pa波的發生源,通常認為起源于初級聽覺皮層區域,Nb波至Pb波之間的成分可能認為來自于大腦的網狀激活系統[7]。AMLR電生理學特性受多種條件影響,如聲刺激的參數(刺激率、刺激強度等)、數據記錄的參數以及被試者的精神因素等。TuckerDA等的研究表明,在1.1、4.1、7.7、11.3次/秒的四種逐漸遞增的重復率的聲音刺激下,Pa波和Pb波的幅度明顯減小,而Pa波的潛伏期明顯延長,Pb波的潛伏期則沒有顯著性的差異[8]。40Hz聽覺相關電位(40Hzauditoryevent-relat-edpotential,簡作40HzAERP)是一種中潛伏期穩態聽覺誘發電位。經典的40HzAERP波形是100ms掃描時間內恒定的4個相間隔25ms的準正弦波。劉威等通過短純音40HzAERP反應閾和短聲ABR反應閾與純音聽閾的比較,發現40HzAERP反應閾高于純音聽閾(相差不超過15dB);在0.5-2kHz,40HzAERP閾值比ABR更接近純音聽閾,在睡眠狀態下Na-Pa波的波幅明顯降低,反應閾值提高[9]。在法醫學鑒定上,AMLR特別是40HzAERP,多作為c-ABR聽力檢查結果的補充,用于低頻聽力的評估[10]。此外,通過AMLR還可以了解丘腦以及初級聽覺皮層的功能,協助評估高級聽覺通路的生理功能等[11]。

三、ALLR的特性、研究進展及其應用

“ALLR”是指由聲刺激所誘發的潛伏期為50~500ms的大腦皮層神經元的電變化,可分為顱頂慢反應(slowvertexresponse,簡作SVR)、失匹配負波(mismatchnegativity,簡作MMN)、與注意程度相關各波的晚期成分(N2b,P3b),以及晚期與語言相關的波形(N400,P600)等。SVR屬于ALLR的外源性成分,與聽覺感知關聯密切,而且幾乎任意形式的刺激聲信號(如短聲、純音、音節以及詞語等)都能誘發出這個反應。SVR一般由3個波形成分組成,即:聲刺激后出現在50ms左右的正波P1,80~100ms的負波N1以及180~200ms的正波P2。P1一般認為來自初級聽皮層,但也可能來自海馬體、顳平面、外側顳葉皮層以及新皮層的一些成分。N1和P2是SVR的主要波形,其中對N1的研究較多。成人N1波一般認為由三種成分組成:其中第一種成分是最主要的,來自于額中部的腦區,峰潛伏期在100ms左右,并且刺激所誘發出的波形,對側較同側略大;第二種成分在顳中區記錄時最大,由一個約100ms的正波和一個約150ms的負波組成,也稱T-復合波,一般認為起源于顳上回的聽覺聯合皮層;第三種成分可能與短暫性覺醒有關,潛伏期在100ms左右,對稱分布在雙側海希耳氏回。P2也有多個發生源,一般認為分布在雙側半球的初級及次級聽覺皮層[12]。由于SVR可以反映整個聽覺通路的功能狀況,因此可用于耳聾患者助聽器驗配效果的評估,兒童、噪聲性聾、“癔癥”或“非器質性”聽力減退者的聽閾預估[13]。張馨元等研究發現SVR具有很好的頻率特異性并且反應閾與主觀聽閾之差均在20dB以內,但由于其各波形態易受被試者醒覺狀態及年齡等影響,對于顱腦損傷遺有意識障礙以及兒童聽力障礙的客觀評估的價值還需要進一步的研究[14]。VanMaanen通過SVR和ASSR(聽覺穩態誘發反應,詳見文章第四部分的介紹)對比研究,發現80Hz-ASSR、40Hz-ASSR以及SVR的反應閾分別比純音測聽閾值高5-17dB、1-14dB、20-22dB[15]。

四、聽覺事件相關電位的特性、研究進展及其應用

AERPs(auditoryevent-relatedpotentials,簡作AERPs)是一類特殊的AEP,指的是給予聽覺器官某一事件相關的特定聽覺刺激,在大腦相應腦區產生的神經電活動,它可以從功能學角度反映大腦認知功能狀態,是評估言語感知和分辨能力的電生理指標[16]。與傳統誘發電位不同,AERPs要求被試者在了解實驗基本步驟的基礎上,保持清醒狀態,并對靶刺激(特定刺激)做出反應。另外,AERPs的刺激方式相對于傳統誘發電位來說,必須有兩個以上的刺激組成刺激序列(如:OB刺激序列),以達到被試者參與實驗,啟動其認知過程的目的。經典的AERPs成分包括P1(P50)、N1、P2、N2、P3(P300),其中P1、N1、P2為外源成分,代表著經典的感覺通路,與被試者主觀狀態無關,睡眠和昏迷均可誘發,其潛伏期和波幅易受刺激的物理性質影響;N2、P3為內源成分,主要由靶刺激誘發,其潛伏期和波幅與被試者的心理狀態、認知努力以及任務難度密切相關。除上述成分之外,MMN、N400、伴隨性負變化與加工負波等均可歸入AERPs的范圍。隨著近年研究不斷深入,通過聽覺MMN(audi-torymismatchnegativity,簡作aMMN)對聽覺中樞功能的客觀評估正逐漸成為可能[17]。目前研究認為,aMMN波形的出現表示大腦聽皮層對聲音刺激的變化做出了辨別,可以用來反映不同特性聲刺激信號的辨別準確性[18]。在aMMN的相關研究中最經典的范式是Oddball范式,即一組大概率重復出現的標準刺激中隨機插入小概率與前者物理特性不同的偏差刺激,可單耳給聲也可采用雙耳分聽模式。試驗分為主動和被動兩種模式,主動模式讓受試者識別并統計偏差刺激的個數,被動模式讓受試者忽略所有聲刺激信號(例如讓被試者觀看無聲電影)。將偏差刺激和標準刺激得到的AERP分別疊加平均,前者的波形減去后者的波形所得到的差異波,即為aMMN,其潛伏期通常出現于刺激后的100~250ms。一般認為,aMMN起源于雙側顳上平面及其附近的區域,不同性質的聲刺激信號可能在聽覺皮層有不同的起源,雙側額葉也存在發生源。aMMN可以由任意形式的聲信號變化刺激引出,如刺激率、強度的變化,也可由詞語、韻律等較復雜的刺激引出。aMMN的波幅和潛伏期與刺激聲信號之間物理特性的相對差別大小有關,而與聲刺激信號的絕對物理量無關,差別越大,波幅越大,潛伏期越短,但二者相對差別達到一定程度時aMMN波幅會有飽和現象[19]。由于aMMN可以在非注意的條件下出現,可以較客觀的反映聽覺皮層對聲信息刺激的自動處理過程,是一個評估聽覺中樞對聲信號辨別、加工及認知功能的良好電生理指標[20]。aMMN可適用于耳科學評估(如感音神經性耳聾的定位及功能狀態的評估、助聽器及人工耳蝸植入效果評估、老年性耳聾患者聽覺中樞和認知功能狀態的評估),神經科疾病(如追蹤及預測嚴重腦外傷后植物人生存狀態的恢復,監測腦卒中后感覺性失語患者的恢復和治療效果等)以及精神科疾病的診斷和早期干預、治療等[21]。但是,如果將aMMN應用于法醫鑒定中,就必須在個體間有良好的重復性。目前的研究表明,在群體水平aMMN的可重復性很好,而在個體水平變異性較大[22]。因此,有必要探索并建立一套有效的記錄程序(如,選擇頻率特異性好的聲信號、選用合適的刺激頻率、使用高效的記錄操作等),保證測試的重復性和穩定性,減少測試結果的偏倚和變異。

五、ASSR的特性、研究進展及其應用

ASSR是由周期性的聲信號所誘發的聽覺穩態誘發電位。周期性的聲信號分為穩態調制聲(調幅調制、調頻調制、混合調制)、短純音、短音及短聲等。由于目前ASSR多由穩態調制聲刺激而得,因此國內專家認為將調制聲誘發的聽覺穩態誘發反應稱為ASSR較為合適,這樣可以與40HzAERP和MMN等其他穩態反應相區別。ASSR與聲刺激的刺激率及意識狀態有關,刺激率在25~55Hz范圍內的ASSR總稱為40Hz-ASSR,其發生源來自于大腦皮層或皮層下的結構,主要受覺醒狀態的影響,適用于能夠配合的處于清醒狀態的成人或年齡偏大的兒童;而刺激率在70~110Hz范圍內的ASSR總稱為80Hz-ASSR,其發生源主要來自于腦干,包括橋腦、中腦、上橄欖核和耳蝸核。80Hz-ASSR主要用于不能或不愿配合行為測聽的

作者:羅方亮 程龍龍 賈富全 劉技輝 單位:遼寧大學司法鑒定研究院