Otoemissioni Acustiche

 

    

     Quindi non si può dare un significato assoluto ai livelli di OAEs e non si può traslare un livello di OAEs in una corrispondente soglia audiometrica. Orecchie con bassissimi valori di OAEs possono avere una soglia audiometrica di 0 dB e al contrario orecchie con alti livelli di OAEs possono avere una soglia di 20 o 30 dB SPL.

    Integrando, però, le informazioni che si ottengono con le consolidate indagini strumentali, le OAEs nelle diverse forme divengono uno strumento insostituibile e unico per “comunicare” con le cellule ciliate esterne.

    Le emissioni otoacustiche possono essere classificate in:

    - Otoemissioni acustiche spontanee o spontaneous otoacoustic emissions (SOAE) presenti in assenza di stimolazione sonora;

    - Otoemissioni acustiche evocate o evoked otoacoustic emissions (EOAE) prodotte da uno stimolo sonoro.

    Lo stimolo sonoro può essere di diversi tipi ed in funzione dello stimolo acustico somministrato le EOAE possono essere classificate in (Ballantyne 1993):

     - Otoemissioni acustiche evocate transitorie (TEOAE), dette anche echi cocleari, ottenute con click o con tone-burst;

     -Otoemissioni da prodotti di distorsione acustica (DPOAE) ottenute con la presentazione contemporanea di due stimoli sonori (f1 e f2) o toni primari, legati fra loro da un rapporto di frequenza;

    - Otoemissioni acustiche evocate simultanee determinate da uno stimolo sonoro continuo, difficili da registrare e meno studiate delle altre.

 

     

Fig. 12 Probe all’interno del condotto uditivo esterno

OTO 4.1.1) EMISSIONI OTOACUSTICHE SPONTANEE (SOAES)

      Le emissioni otoacustiche spontanee (SOAEs) sono toni di bassa intensità misurati nella parte esterna del canale uditivo in assenza di stimoli acustici. Solitamente esse non sono udibili dalle persone dalle quali vengono registrate e la loro presenza indica che la sensibilità uditiva della coclea è normale vicino alla frequenza della SOAE rilevata.

     Sono presenti in circa il 60% degli orecchi normali e non necessitano di alcuno stimolo sonoro evocante per cui sono registrabili nel silenzio; sono sovente di livello acustico molto basso per cui richiedono un’apparecchiatura tecnologicamente sofisticata per la loro analisi e misura. La loro configurazione acustica è analoga a quella dei segnali sinusoidali e il loro riconoscimento si effettua attraverso un’accurata analisi di Fourier (Fast Fourier Trasform, FFT) del fenomeno. La loro origine è sicuramente fisiologica, legata ai meccanismi attivi intracocleari, ma vi sono numerose osservazioni che indicano, in situazioni di danno molto selettivo o di disfunzione localizzata e iniziale, possibili fattori enfatizzanti la generazione spontanea di emissioni.

     Kemp, nel 1979, fu il primo a documentare la presenza di queste vibrazioni (Kemp 1979). Oggi ci sono forti evidenze che la generazione di SOAEs dipenda da una normale funzione cocleare. Esse sono considerate sottoprodotti dell’amplificatore cocleare, processo responsabile della selettività di frequenza, dell’alta sensibilità e del largo spettro di frequenza udibile dalla coclea (Kemp 1986[1]). L’esatto meccanismo responsabile della generazione delle SOAEs non è conosciuto, sebbene sia certo che derivino dall’attività non lineare delle cellule ciliate esterne poste nel punto della coclea che vibra per quella frequenza registrata (Keilson 1993).

     SOAEs sono continue e a banda stretta (circa 1 Hz.) (Wit 1990). Esse sono vulnerabili a diverse cause patogene in grado di determinare sofferenze a carico delle cellule ciliate esterne. Le cause più comuni che inducono sofferenza delle cellule esterne sono l’ipossia (Evans 1981), i farmaci ototossici (Long 1988) ed il rumore (Norton 1989).

     Nelle orecchie umane le SOAEs non sono state registrate in presenza di perdite d’udito maggiori di 25 – 30 dB HL (Moulin 1991, Probst 1987), sebbene possano essere rilevate in soggetti con lievi danni neurosensoriali.

      Questa sezione è stata compilata da Maddalena Rossi UNIVERSITÀ  DI FERRARA

     OTO 4.2.1) EMISSIONI OTOACUSTICHE EVOCATE DA STIMOLI TRANSIENTI   (TEOAE)

     OTO 4.1)Introduzione

     Una delle maggiori sottoclassi delle emissioni evocate è definita come emissioni acustiche evocate transitoriamente (TEOAE), perché queste risposte sono solitamente provocate da stimoli acustici brevi, quali i transienti. Kemp si riferisce a queste emissioni con il termine di echi, definendo questo tipo di risposta come emissioni otoacustiche evocate ricorrenti a causa della loro tipica incidenza dopo gli stimoli.

      Il tipo di transiente che normalmente viene usato è il click, con formo d’onda rettangolare e durata quasi istantanea. Viene utilizzato il click perché è in grado di eccitare, anche se in modo diverso, tutta la partizione cocleare ottenendo l’attivazione sincrona della maggiore parte delle unità neurali del nervo acustico, un altro tipo di stimolo che può essere usato è il tone burst, più caratterizzato in frequenza rispetto al click è di durata più lunga e, distinto da una forma d’onda sinusoidale .

      Molti studi condotti su soggetti con normale udito, rilevando le risposte evocate da click, hanno riscontrato una elevata prevalenza delle TEOAE nella quasi totalità degli individui (Johnsen e Elberling,1982; Kemp et al,1986; Bonfils et al,1988). Gli occasionali fallimenti verificatisi durante le ricerche, sono causati dalla presenza di patologie dell’orecchio medio, da particolari proprietà anatomiche del CUE o addirittura dalla elevata rumorosità dell’ambiente esterno, non opportuno nella rilevazione delle OAE.

      Considerando questo aspetto si può quindi confermare che le TEOAE sono una proprietà generale del sistema periferico-uditivo umano, visto che sono evocate nella maggioranza (se non totalità) dei soggetti con funzionalità dell’orecchio medio e integrità del CUE.

      Come per le DPOAE anche per l’acquisizione delle TEOAE si utilizza una sonda acustica inserita nel CUE e collegata al software adatto. La sonda è fornita di un trasduttore di segnale per l’invio dello stimolo e di un microfono per la registrazione delle emissioni. Una volta raccolte le TEOAE, il software permette di analizzare i parametri e le caratteristiche relativi alle evocate.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 13: Sonda per le Otoemissioni

 

 

 

     OTO 4.2.2) GENERAZIONE DELLE TEOAE

     Kemp (1980) formulò la prima ipotesi sul possibile meccanismo di generazione delle TEOAE, sostenendo che la discontinuità di impedenza della MB determinasse la riflessione di parte dell’energia dell’onda viaggiante e che questa venisse registrata nel CUE come emissioni. Tale ipotesi era basata sulla teoria della meccanica cocleare che sosteneva la presenza nell’orecchio interno di oscillatori armonici non lineari.

      Nel 1983 Ruggero rappresentò la discontinuità di impedenza della MB, presumendo una irregolarità nella meccanica delle cellule ciliate esterne causata da "disfunzionalità " di alcune di esse. Secondo il suo modello ogni gruppo funzionale di CCE avrebbe la capacità di esercitare una duplice azione di feedback (re-invio di segnale).

      Un feedback positivo che rinforza il movimento di quella specifica regione di MB che inizia dalla frequenza caratteristica di quella porzione di membrana; un feedback negativo che utilizza le efferenze nervose delle cellule acustiche, per inibire l’attivazione dei gruppi di CCE vicini e aumentare quindi la specificità in frequenza della risposta.

      Ogni disfunzionalità delle cellule ciliate esterne può alterare l’effetto di feedback positivo che controlla il movimento delle cellule stesse e quindi il massimo spostamento della MB, causando una parziale deflessione dell’onda viaggiante. L’entità dell’energia riflessa dipende dallo scarto di impedenza, cioè dalla differenza di impedenza fra i diversi gruppi di cellule esterne confinanti. Il valore dello scarto di impedenza dipende anche dalla frequenza dell’onda viaggiante (Kemp,1986), visto che lo spostamento della MB è massimo alla frequenza di risonanza caratteristica delle CCE di quel tratto di membrana, mentre lo spostamento si riduce per frequenze anche vicine alla frequenza di risonanza.

      La teoria di Ruggero sull’origine delle TEOAE sembra essere confermata da una generale irregolarità nell’organizzazione spaziale delle CCE, dovuta al fatto che la coclea presenta anche in condizioni di normalità numerose imperfezioni morfologiche. La conferma di questa anomalia delle cellule, più marcata nella regione delle frequenze basse e medio - basse dell’organo del Corti è espressa come variabilità nella distribuzione dei gruppi di stereociglia, ed è stata dimostrata da ricerche di Lansbury-Martin (1988) condotte sulla coclea di scimmie rhesus. Studi svolti per la valutazione delle caratteristiche della MB hanno rilevato l’importanza delle CCE nell’amplificazione dell’onda viaggiante e come la risposta di tali cellule, dipenda dall’intensità dello stimolo.

     La cellule ciliate esterne possono essere rappresentate con elementi di linearità e non linearità che corrispondono ad uno stato passivo ed uno stato attivo rispettivamente e, probabilmente a bassi livelli di stimolazione queste due componenti sono attive contemporaneamente. La componente attiva prevede uno o due elementi di feedback, (positivo e negativo) che introducono la caratteristica non lineare delle CCE (Zweig,1991).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     Figura 14: Le Cellule Ciliate Esterne (CCEs)

 

L’onda retrograda che si forma nell’orecchio interno a seguito dei meccanismi cocleari, si propaga dalla coclea, attraverso gli ossicini dell’orecchio medio, fino alla membrana timpanica. Comportandosi come un diaframma di un altoparlante, la membrana timpanica trasforma l’energia che si presenta come gradiente di pressione sonora, in vibrazione acustica. L’effetto della conduzione retrograda a livello dell’orecchio medio non è ancora stato studiato in modo esteso ma, vi è generale indicazione che tale sistema sia lineare con una minima dispersione di energia causata dalla conduzione inversa, meno efficace di quella normale (Kemp 1980;1981, Kemp 1986).

Siccome lo stimolo utilizzato, il click, è un segnale ad ampio spettro è improbabile che la risposta TEOE registrata possa essere il risultato di una singola onda retrograda. La stimolazione di modelli cocleari che utilizzano discontinuità di impedenza per generare le onde retrograde, ha infatti evidenziato la presenza di riflessioni multiple in punti diversi della MB, causate da un effetto riflettente a livello della finestra ovale. Questo effetto crea nuove onde anterograde che si propagano lungo la MB e che a loro volta determinano altre onde retrograde.

L’effetto totale di questo fenomeno risulta in una cancellazione di fase multipla di diverse onde (Zwicker,1986; Fukazawa,1992; ). Probabilmente la cancellazione di fase è responsabile della lunga latenza osservata nelle TEOAE e per la presenza di alcuni picchi di frequenza caratteristici nello spettro di questi segnali.

 

OTO 4.2.3)  CARATTERISTICHE DELLE TEOAE

Generalmente le emissioni acustiche evocate transitoriamente sono registrate nella totalità delle orecchie normoudenti. Le TEOAE sono caratterizzate da una notevole riproducibilità intersoggettiva, che si mantiene anche a distanza di anni da una prima registrazione alla successiva.

La variabilità invece tra gli individui, per quanto riguarda le caratteristiche di latenza, spettro e ampiezza risulta essere molto rilevante. Dai dati raccolti a questo riguardo ( Stevens e al.1987, Johnsen e al. 1988 ), si è visto come le TEOAE registrate in lattanti o bambini con udito normale, siano simili a quelle rilevate negli adulti ma con ampiezze maggiori e componenti a più alta frequenza ( oltre i 4 KHz ), rispetto ad essi. Gli studi di Bonfils e al. (1988) hanno riportato che la prevalenza delle evocate in un gruppo di soggetti con età oltre i 60 anni declina di un 35% circa. Probabilmente questo fatto può essere dovuto alla influenza dell’incidenza dei processi senili e patologie a carico dell’apparato uditivo, maggiore in questa fascia di età.

Lo spettro delle TEOAE dipenda da diversi fattori quali lo spettro dello stimolo, la durata della stimolazione e la risonanza dell’orecchio in cui viene fatta la registrazione. Per questi motivi lo spettro delle TEOAE è peculiare per il soggetto e contiene picchi di frequenza che possono variare individualmente in numero e frequenza. Questi picchi normalmente dominano lo spettro nelle frequenza tra 0.5 e 4 KHz ed hanno una notevole stabilità nel tempo.

La latenza, un’altra caratteristica delle TEOAE, è il tempo che trascorre dal momento in cui si invia lo stimolo al momento in cui compare un picco di risposta predefinito. Ciascun tipo di emissione evocata possiede un apprezzabile periodo di latenza o di ritardo rispetto allo stimolo di partenza; questo è il caso delle TEOAE , mentre per le DPOAE si parla di una non latenza o risposta istantanea. Si presuppone che l’origine delle diverse latenze sia situata nei diversi componenti subcellulari delle CCE, che sostengono la formazione delle emissioni evocate istantaneamente o con ritardo. Nelle TEOAE la latenza dipende principalmente dal tipo di stimolo ( clik o tone burst ) ma soprattutto dipende anche dalla frequenza della otoemissione.

E’ stato osservato ad esempio che un click (stimolo veloce) produce latenze brevi, dell’ordine di 10-16 ms per frequenze attorno a 1 KHz ( Johnsen e Elberling, 1982; Norton e Neely,1987 ). Il valore standard di latenza è fissato a 20 ms, che permette la visualizzazione della maggior parte delle risposte TEOAE ( Zwikcker 1983; Probst et al, 1986 ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 15: Risposta TEOAE da un soggetto adulto

         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Un’altra particolarità delle risposte evocate è l’ampiezza che dipende, oltre  che dal tipo di stimolo, da fattori specifici quali la frequenza di risonanza dell?orecchio medio, le frequenze dei picchi dominanti e il sistema di registrazione delle TEOAE.

            La peculiarità delle risposte evocate, che si evidenzia in tutte le orecchie riguarda la funzione ingresso-uscita. Questa funzione variabile da soggetto a soggetto è lineare e passa da lineare a non lineare arrivando alla saturazione delle risposte approssimativamente attorno a valori di circa 70 dB SPL. Questo fenomeno a livello cocleare si traduce con l’impossibilità da parte delle CCE, di amplificare i movimenti della MB.

           Visto i complicati meccanismi cocleari che sono alla base delle TEOAE, sono state svolte numerose ricerche con lo scopo di valutare l’influenza del sistema efferente mediale nella generazione delle OAE. Studi svolti da Froehlich et al (1990) e Collet et al (1990), hanno valutato la possibilità che una stimolazione controlaterale con rumore bianco a banda larga influenza l’ampiezza delle TEOAE, facendola diminuire di 1 dB.

           Attraverso il controllo delle influenze potenzialmente contaminati del riflesso acustico, questi ricercatori hanno concluso che i decrementi osservati nei micro meccanismi cocleari erano dovuti all’azione del sistema efferente mediale. I vari esperimenti svolti sulla stimolazione controlaterale stabiliscono un importante modello che può essere usato per esplorare la funzione del sistema efferente cocleare negli umani.

 

         OTO 4.2.4)  TEOAE IN RELAZIONE ALLE PATOLOGIE

          Siccome le TEOAE sono registrate nelle orecchie di soggetti essenzialmente normali, esse sono in continuo studio come strumento " oggettivo " per la valutazione uditiva e in modo particolare per valutare le soglie delle ipoacusie. E’ particolarmente importante stabilire, per l’uso clinico delle evocate, delle relazioni attendibili tra le TEOAE e disordini dell’udito nella popolazione dei pazienti.

           I processi patologici a carico dell?orecchio medio, per esempio, sono in grado di alterare notevolmente la mobilità della catena ossiculare influenzando la capacità di condurre le onde retrograde. Questo è stato dimostrato nei casi di ipoacusia trasmissiva in cui i soggetti presentavano un audiogramma a toni puri ( PTA: Pure Tone Audiometry) con   livelli medi di soglia maggiore di 35 dB HL.

           Kemp (1978) è stato il primo ad esaminare le orecchie con perdita uditiva neurosensoriale usando le TEOAE e ha riscontrato che le emissioni erano assenti nelle orecchie con diminuzione uditiva maggiore di 30 dB HL, stabilendo così una soglia del PTA oltre la quale non si registrano le OAE. In altri studi, Hinz e Wedel (1984) esaminarono pazienti che avevano subito una repentina perdita di udito e in una parte di essi riscontrarono la presenza delle TEOAE solo dopo un parziale o completo recupero della funzione uditiva. Con questi risultati dimostrarono che le evocate possono essere " indicative " dei cambiamenti nella funzione cocleare.

           Si può dedurre con affidabilità ragionevole che la presenza delle TEOAE indica una soglia di udibilità di 30 dB HL o migliore. Comunque con le TEOAE non si ottiene nessuna informazione sulle altre regioni di frequenza , sennonché quelle presenti nello spettro delle TEOAE (Probst et al, 1987; Cope e Lutman,1988 ).

            In altre parole se la presenza di una otoemissione ad una data frequenza indica una soglia uditiva migliore di 30 dB HL, non è possibile invece ottenere una informazione dettagliata che riguarda la configurazione di frequenza con perdita uditiva nello spettro delle TEOAE. Questo perché l’assenza di una certa frequenza non può essere interpretata come una soglia maggiore di 30 dB, quindi il livello di udito è semplicemente sconosciuto.

           Un aiuto per determinare il dominio delle frequenze della perdita uditiva può essere dato dall’uso di stimoli specifici in frequenza (Probst e al,1986; Norton e Neely, 1987 ), ma sono pochi gli esiti di studi sulle emissioni evocate da tali stimoli. Indagini svolte invece su orecchie con perdita uditiva dovuta a neurinoma dell’acustico ( Kemp e al, 1986; Bonfils e al, 1988 ), hanno evidenziato che le TEOAE erano registrate solamente in un terzo di esse.

           Questi risultati evidenziano la difficoltà nell’utilizzare le TEOAE nella diagnosi differenziale delle patologie sensoriali e che la perdita di udito indotta dalla presenza di neurinoma, potrebbe essere associata, in una alta percentuale di casi, a patologie cocleari prodotte da alterazioni vascolari dell’organo del Corti o delle innervazione efferenti. Per questi motivi, la diagnosi di una significativa perdita uditiva retrococleare attraverso la presenza delle TEOAE, non è realizzabile o solamente in parte.

           Sommariamente si può affermare che la generazione delle emissioni otoacustiche evocate transitoriamente è condizionata oltre che dalla soglia di udibilità, anche dalla eziologia del disordine uditivo che modifica le caratteristiche delle emissioni.

      Si è visto come le TEOAE non sono dipendenti dalla funzione cocleare pienamente intatta, perché preservazioni relative in alcune regioni di frequenza presumono la generazione delle OAE. Sembra che la regione specifica per le frequenze di 1 e 2 KHz sia la più suscettibile per la formazione delle TEOAE in soggetti con ipoacusia neurosensoriale inferiore a circa 35 dB HL.

      Il click che genera le TEOAE non invia la stessa energia di stimolo a tutte le regioni della coclea; per ovviare a questo sono stati svolti alcuni studi con l’utilizzo di tone burst a frequenza specifica di 1, 2 e 4 kHz (Grandori, 1985; Probst et al, 1986; Tanaka 1990, 1992). In questo modo a causa del maggiore input di energia nella coclea, si possono ottenere TEOAE non rilevabili con la stimolazione da click.

      Tanaka (1990) ha dimostrato infatti che si possono rilevare risposte cocleari anche in soggetti con soglia del PTA a 55 dB. Esaminando un ampio gruppo di soggetti con ipoacusia neurosensoriale, Tanaka (1992) ha rilevato che le emissioni evocate da tone burst presentano due caratteristiche dominanti attorno alle latenze di 9 ms e 12 ms. La componente a latenza breve sembra essere un buon indicatore per valutare il coinvolgimento dell?orecchio interno, e potrebbe essere utilizzato nella valutazione delle diverse ipoacusie neurosensoriali.

 

     OTO 4.2.5)  APPLICAZIONI CLINICHE DELLE TEOAE

     Una conclusione possibile ottenuta dai risultati in orecchie normali e patologiche è che il test svolto con le OAE " non quantifica la perdita uditiva ma rivela la sua presenza " (Kemp et al, 1986 ). Di conseguenza le TEOAE possono rappresentare un mezzo ideale per salvaguardare l’udito; la non invasività e la non richiesta collaborazione da parte di chi si sottopone al test, permette alle evocate di essere l’esame ideale per la popolazione neonatale.

      L’ipoacusia è un handicap invisibile che spesso sfugge ai famigliari dei bambini che ne sono affetti, perché generalmente nei primi mesi di vita un bambino ipoacusico può non manifestare segni evidenti della sua condizione.

      Attualmente l’età media di identificazione delle ipoacusie è tra i 18 e 30 mesi di vita. I primi tre anni sono fondamentali per l’acquisizione della memoria uditiva e del linguaggio. La mancanza totale o parziale di imput acustici durante questa fase, conduce pertanto ad una permanente e significativa riduzione della capacità psico-linguistica e relazionale con conseguente difficoltà di integrazione socio-culturale dell’individuo. Da studi svolti è risultato che la ipoacusia grave-profonda bilaterale è presente nel 1-2 per mille dei neonati sani e nel 4-5 per cento dei nati a rischio audiologico (Ruth et al.1985; Hall,1992); si è visto inoltre che la prevalenza della ipoacusia profonda bilaterale è dell?1 per mille nella popolazione mondiale quindi 4,5 milioni di soggetti ipoacusici, di cui 2 milioni bambini (Holborow,1983). Alla luce di queste statistiche, negli Stati Uniti, fino a qualche anno fa per l’identificazione precoce delle ipoacusie, veniva utilizzato un protocollo che si divideva in due parti. Una prima procedura prevedeva la selezione di un gruppo di soggetti a rischio audiologico dalla popolazione presunta sana, mediante i criteri raccomandati dalla Joint Committee on Infant Hearing. Secondo questi criteri erano considerati fattori di rischio audiologico la famigliarità di ipoacusia (congenita o acquisita), infezioni e uso di farmaci ototossici durante la gravidanza, peso alla nascita inferiore di 1,5 Kg, livello di iperbilirubinemia elevato, indice di APGAR minore di 3 a 5 minuti di vita, ventilazione meccanica prolungata, ricovero nella unità di cura neonatale intensiva (NICU). La seconda procedura consisteva nell’eseguire uno screening audiologico selettivo su questo gruppo, mediante lo studio dei potenziali evocati del tronco (ABR).

      L’utilizzo di questo protocollo non è risultato efficace in quanto il test usato come screening, cioè l’ABR è costoso ed inoltre i criteri di base per la selezione dei soggetti a rischio, identificano solamente il 50% delle persone affette da ipoacusia grave o profonda, poiché soltanto la metà della popolazione ipoacusica presenta evidenti fattori di rischio alla nascita; (Elssmann et al, 1987; Mauk et al,1991 ). Dal momento che un tale screening audiologico effettuato in un gruppo di neonati a rischio, comporta in molti casi un grave ritardo diagnostico, si è raggiunta una concordanza di opinioni sull’esigenza di uno screening audiologico di massa, che sia in grado di distinguere dalla popolazione dei soggetti sani quelli probabilmente ipoacusici il più precocemente possibile.

      Lo screening è un elemento fondamentale della prevenzione secondaria, che ha lo scopo di individuare precocemente la malattia o il difetto prima non noti, e instaurare l’opportuna terapia prima dell’evoluzione verso fasi più gravi o invalidanti. L’obbiettivo dello screening viene realizzato attraverso l’esecuzione di un test, un esame o altra procedura eseguibile in modo rapido. Lo screening non è una procedura diagnostica , in quanto i soggetti che risultano positivi al test devono rivolgersi allo specialista per la conferma della diagnosi e per l’eventuale trattamento.

      Nel programmare un esame per screening devono essere valutati alcuni fattori quali: il costo dell’esame, la non invasività della metodica, il miglioramento effettivo della vita a cui deve portare la diagnosi precoce della malattia, la validità dello screening valutata in base alla sensibilità e specificità. La sensibilità rappresenta l’efficacia di un esame nell? identificare i casi positivi , quindi più la sensibilità è alta e maggiore è la probabilità che la malattia venga identificata; la specificità invece è l’efficacia di identificare i casi normali. Un buon esame di screening dovrebbe avere la più alta sensibilità e una alta specificità, in modo tale da individuare il numero più alto possibile di casi.

          La registrazione delle emissioni otoacustiche evocate da click, durante i primi giorni di vita   è stato indicato come la metodica di screening migliore che risponde ai criteri di semplicità, sensibilità, specificità, rapidità, e basso costo.

 

    OTO 4.2..6) SCREENING NEONATALE CON LE TEOAE

     Le TEOAE rappresentano dei fenomeni di natura non lineare, espressione di una normalità cocleare presente nella totalità dei normoacusici. E’ noto che le lesioni dell?orecchio interno coinvolgano le CCE , ma possiamo distinguere le ipoacusie cocleari come motorie e sensoriali. La ipoacusia è motoria quando la sofferenza delle CCE è causata da traumi acustici, idrope endolinfatica, ecc.; è nella forma sensoriale quando la lesione delle CCE o delle fibre nervose è causato da malformazioni o assenze stabilite geneticamente, e da degenerazione delle fibre afferenti. La differenza tra le due forme di ipoacusia cocleare è caratterizzata dal fatto che nella motoria le emissioni otoacustiche sono assenti, mentre sono presenti nella forma sensoriale. Questa distinzione però è in realtà influente sulle emissioni in quanto le forme sensoriali non si presentano mai pure, di conseguenza le OAE sono assenti in entrambe le forme.

      Nonostante l’utilizzo delle TEOAE come screening non escluda la presenza di falsi negativi della metodica (soggetti che superano il test, ma che in realtà sono ipoacusici ), non è in grado di differenziare la componente retrococleare di una ipoacusia. Tuttavia se le TEOAE non possono essere considerate un esame diagnostico, esse presentano i presupposti ideali per un loro inserimento nell’ambito degli screening audiologici neonatali e infantili poiché sono presenti nel 100% dei nati sani, nei bambini con ABR presente per stimoli di 30 dB HL e sono invece assenti in ogni caso di ipoacusia superiore a 30 dB HL.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    Fig 16: Risposta TEOAE da un neonato Well-Baby (NIDO)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig. 17: Risposta TEOAE da un neonato a pre-termine di 33 settimane (NICU)

 

 

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     OTO 4.3.1)  I PRODOTTI DI DISTORSIONE DELLE EMISSIONI OTOACUSTICHE – (DPOAE)

     Nella classe delle OAE evocate, i prodotti otoacustici di distorsione (DPOAE), rappresentano un particolare tipo di emissione acustica evocata. Questo tipo di emissione è generata da due toni puri le cui frequenze hanno una correlazione precisa e sono presentate nel CUE attraverso due trasduttori.

     L’esistenza delle DPOAE è nota fin dai primi studi di Helmholtz, ma fu Goldstein (1967) il primo a dimostrare con mezzi psicoacustici che le DPOAE sono generate dell?orecchio interno. Kemp nel 1979 confermò la presenza dei prodotti di distorsione associati alle emissioni otoacustiche, in soggetti normoudenti. Nel 1984 Brown e Kemp, in uno studio svolto sulle DPOAE nell’animale e nell’uomo, dimostrarono che nonostante i prodotti nell’animale siano più consistenti in ampiezza e spettro di frequenza, le caratteristiche del segnale sono simili nelle due specie.

 

     OTO 4.3 .2)  CARATTERISTICHE GENERALI DELLE DPOAE

      I prodotti di distorsione acustica sono evocati da due toni posti all’ingresso di un sistema biologico, quale è la coclea, e che subiscono all’interno di questo sistema dei fenomeni più o meno evidenti. All’uscita di questo sistema si registrano quindi delle componenti non presenti all’ingresso o più semplicemente modificazioni dei segnali inviati. La distorsione legata alla non linearità del sistema acustico e coinvolta nella generazione delle DPOAE è la distorsione di intermodulazione: questa consiste nella creazione di toni di combinazione matematica fra i toni primari usati per stimolazione. I nuovi segnali derivati da questo tipo di distorsione sono definiti Prodotti di Distorsione.

      Dai dati raccolti negli esperimenti sugli animali (Kim et al, 1980; Brown, 1987; Johnston et al, 1990) e nell’uomo (Wier et al.,1988; Cianfrone et al, 1990; Probst et al, 1990 ), si è visto come le DPOAE sono rilevatori di macro- e micro fenomeni di non linearità operanti nella coclea, in condizioni di normalità anatomo-funzionale.

       I prodotti di distorsione possono essere suddivisi secondo la combinazione matematica dei due toni primari: F1 a più bassa frequenza e F2 a più alta frequenza. Fra i diversi tipi di prodotti di distorsione i più interessanti e maggiormente studiati sono i Prodotti di Differenza Cubica (CDT: cubic difference tones ), sicuramente legati ai processi di non linearità della coclea. I CDT presentano diverse caratteristiche utili quali: essere quelli a più alta intensità; essere stabili e riproducibili nella quasi totalità dei soggetti; permettere una esplorazione tonotopica della partizione cocleare; essere influenzati dagli agenti nocivi per la coclea.

      La caratteristica più interessante dei CDT è però la loro strettissima dipendenza dal valore assoluto di frequenza dei due toni primari e ancora di più dal loro rapporto numerico. Generalmente i prodotti di distorsione sono individuati nella gamma di frequenze comprese tra 1 e 8 KHz. L’ampiezza dei CDT dipende da diversi fattori parametrici come l’intensità, la frequenza dei toni primari e le proprietà di ogni orecchio.

      Riguardo a questa variabile è interessante osservare che se la frequenza del prodotto coincide con una otoemissione spontanea o con la frequenza dominante di una evocata, l’ampiezza del prodotto di distorsione può essere molto grande. Quando invece non ci sono spontanee, l’ampiezza delle DPOAE è inferiore di circa 60 dB rispetto all’intensità dei due toni primari.

      Generalmente l’intensità assoluta dei due toni primari alla quale cominciano ad evidenziarsi i CDT è di 40-50 dB SPL. L’ampiezza dei prodotti è influenzata anche dal rapporto di frequenza tra i due toni primari; le risposte migliori si ottengono con un rapporto F2/F1 fra 1,1 e 1,3. Piccole variazioni al di fuori di questo range possono provocare grossi cambiamenti, fino alla scomparsa dei prodotti di distorsione. Per quanto riguarda il livello di intensità dei due tono primari, secondo studi svolti a riguardo, si ottengono le DPOAE con ampiezza maggiore quando l’intensità di F1 è inferiore di non più di 5 dB rispetto alla intensità di F2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     Fig. 19 : La prima modalità di rappresentate le risposte DPOAE: DP-gram (2F1-F2) da un soggetto  neonatale (NIDO)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     Fig. 20  La seconda modalità di rappresentare le risposte DPOAE: Un curva ingresso- uscita (IO) da un soggetto adulto a F₂ = 4 kHz

 

    OTO 4.3.3)  MECCANISMI DÌ GENERAZIONE DEI DPOAE

     Come per i meccanismi di generazione delle SOAE anche per quelli delle DPOAE, possono essere formulate solamente alcune ipotesi. Un dato certo è che i CDT costituiscono sicuramente manifestazioni della normale funzionalità cocleare, di conseguenza la loro origine è da ricercare all’interno dell’organo del Corti. A questo punto sorge il problema secondo il quale i CDT siano generati da processi non lineari solo passivi oppure sia indispensabile anche l’intervento di meccanismi attivi di feedback, per la loro determinazione.

      Secondo l’ipotesi che considera i meccanismi non lineari passivi, si ritiene che una interferenza meccanica lungo la membrana basilare tra le onde prodotte dai due toni primari, potrebbe originare toni di combinazione ( DPOAE ) che dal punto di interferenza avrebbe un andamento bidirezionale verso la base e verso l’apice della coclea. La teoria dei meccanismi attivi di feedback, ritiene invece responsabili delle DPOAE le microstrutture cellulari (CCE e CCI) che operano nel punto esatto della partizione corrispondente alla media geometrica dei due toni inviati. Cianfrone e Mattia hanno ritenuto che all’origine dei CDT ci sia un meccanismo combinato attivo e passivo, nel quale sono coinvolte le onde viaggianti di diversa altezza tonale dei due toni primari e gli elementi cellulari sensoriali collegati ai sistemi afferenti ed efferenti.

      Per la registrazione delle DPOAE viene impiegata una sonda collegata ad un software opportuno. La sonda è provvista di tre fori, e posizionata nel CUE permette l’invio contemporaneo dei due toni primari e la registrazione dei prodotti di distorsione. Il software che viene adoperato permette la raccolta dei dati e la loro elaborazione.

      L’utilità clinica delle DPOAE è ancora potenziale ma le caratteristiche di avere una notevole specificità in frequenza, essere evocabili nella totalità degli orecchi umani normali, facilmente registrabili e sensibili ad agenti tossici per la coclea, li rende ottimali per l’impiego nello studio di situazioni cliniche di deficit uditivi e di ipoacusie neonatali.

 

 

     Fig. 21: Il "beat" il segnale acustico che arriva alla coclea ed evoca le DPOAEs

 

 

 

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig. 22: Lo spostamento della membrana basilare (BM) nel caso delle DPOAEs. Il nuovo tono (2F₁-F₂) si vede all destra della figura (lo spostamento della BM più apicale).

 

 

 

 

OTO 4.3.4) APPLICAZIONI CLINICHE ED INTERPRETAZIONE DPOAE  Le DPOAEs sono risultate particolarmente interessanti per la loro capacità di analizzare la coclea in modo frequenza specifico. Si è ipotizzato che le DPOAEs potessero essere usate per predire la soglia uditiva per stretti range di frequenza (Lonsbury-Martin 1990, Lonsbury¬-Martin 1993). Sono stati eseguiti studi di comparazione fra le DPOAEs e le soglie audiometriche all’interno di popolazioni di normoudenti e di popolazioni con danni cocleari (Kimberley 1994). In questo modo si sono potuti selezionare schemi grazie ai quali si può stabilire l’ipotetica soglia audiometrica dalle DPOAEs con un risultato corretto nell’85% dei casi. Sebbene, data la percentuale di predizione corretta, le DPOAEs non possano sostituire l’esame audiometrico tonale liminare, esse senza dubbio sono in relazione con la fisiologia delle cellule ciliate esterne e possono fornirci interessanti informazioni sullo stato funzionale della coclea prima che ci sia un danno clinicamente evidente.

      Negli ultimi anni sono stati studiati software che hanno permesso la registrazione delle DPOAEs utilizzando strumenti portatili per lo screening delle sordità genetiche. È un dato significativo in quanto permette di avere informazioni indicative sulla morfologia della curva audiometrica, che risultano molto utili quando è necessario il posizionamento precoce di una protesi acustica.

 

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Wilson J.P. 1980.Evidence  for a cochlear origin of acoustic re-emissions threshold fine structure and tonal tinnitus. Hear Res, 2: 233-252.

Wilson J.P. and Evans E.F. 1983. Effects of furosemide, flaxedil, noise and tone over-stimulation on the evoked otoacoustic emissions in the ear canal of gerbil, Proceedings of the International Union of Physiological Science;15: 100.

   

OTO 5) REFERTAZIONE E INTERPRETAZIONE DEI TRACCIATI QUADERNI MONOGRAFICI DI AGGIORNAMENTO AOOI 2008

     La misura delle OAEs richiede preliminarmente un esame otoscopio ed un esame impedenzometrico in quanto problemi meccanici di vario tipo a carico dell’apparato di trasmissione potrebbero inficiare la risposta cocleare che, per essere registrata al condotto uditivo esterno, richiede un meccanismo di trasferimento inverso di energia non compromesso.

      A)Il modo migliore per estrarre e misurare le risposte cocleari spontanee (SOAEs) è quello di utilizzare un analizzatore di spettro professionale FFT per rilievi di acustica, quindi non specificamente dedicato, con un microfono ad alta sensibilità e basso rumore intrinseco posizionato nel condotto uditivo. L’analisi va effettuata a banda stretta e l’esame va rigorosamente condotto in ambiente silente. Non deve essere inviato alcuno stimolo acustico. Tale modalità di registrazione richiede personale alta-mente specializzato. E’ possibile però registrare con una certa approssimazione ed in maniera indiretta le SOAEs (pseudo-SOAEs) anche con le apparecchiature in commercio dedicate per la misura delle emissioni evocate; in tal caso verranno registrati e misurati i fenomeni acustici (spontanei) presenti nel condotto immediatamente dopo l’avvio dello sti-molo (click) e del sistema di triggeraggio, durante il periodo di latenza della risposta cocleare evocata, mediante averaging dei fenomeni acustici eventualmente presenti. Le risposte saranno visibili nel tracciato FFT, sarà possibile studiarne la collocazione frequenziale ed il livello di ampiezza in dB SPL. Ulteriori informazioni tecniche sono contenute nei commenti dei tracciati appresso riportati.

      B)Le TEOAEs sono misurabili e registrabili da molti anni ormai attraverso apparecchiature cliniche dedicate sia da tavolo che portatili o addirittura palmari da screening. In commercio ne esistono numerosi tipi e normalmente per un uso clinico non richiedono un complesso addestramento per cui sono ben gestibili sia da personale medico che paramedico (tecnici audiometristi). Il probe da inserire con una facile manovra nel condotto uditivo (dispositivo ovviamente diverso per bambini ed adulti), parzialmente smontabile per le esigenze di manutenzione, contiene principalmente tre elementi: un altoparlante per l’erogazione dello stimolo (click), un microfono per la recezione della risposta cocleare ed un tubicino di ventilazione per ridurre onde stazionarie nel condotto. Le risposte cocleari così ottenute sono robuste ed i filtraggi acustici impiegati sono efficaci, per cui le esigenze di silenziosità ambientale sono meno tassative rispetto alle SOAEs. Le più importanti valutazioni statistiche e di validazione sono fatte automaticamente e la loro lettura è semplice nelle varie finestre disponibili (caratteristiche dello stimolo evocante, pattern FFT cioè analisi di Fourier della risposta, parametri di reiezione del rumore, indici di riproducibilità della risposta per bande di frequenza e complessiva, stabilità della risposta, ecc.). L’analisi temporale è molto ben apprezzabile ed è facilmente misurabile la latenza e la morfologia attraverso sistemi di averaging. Diverse modalità di erogazione dello stimolo daranno luogo a diversi pattern della risposta. Negli apparecchi palmari la risposta viene fornita in maniera automatica: l’algoritmo ed i criteri di validazione interna determineranno il riconoscimento o meno della risposta cocleare, medi-ante una segnalazione del tipo “sì” o “no”. Per ulteriori dettagli tecnici consultare appresso i commenti dei tracciati.

     C) DPOAEs: Le modalità ambientali di esame sono del tutto simili a quelle delle TEOAEs. Le apparecchiature impiegabili, da tavolo, portatili o palmari, sono oggi tendenzialmente polifunzionali, cioè in grado di fornire test per TEOAEs e per DPOAEs ma spesso anche pseudo-SOAEs o addirittura ABRs. Anche in questo caso la semplificazione dei sistemi di stimolazione e di misura ne permette l’utilizzazione clinica anche da parte di personale non particolarmente esperto dopo un breve periodo di training. Trovando però le DPOAEs un interessante impiego anche nel campo della sperimentazione clinica è in tale ambito raccomandato il coinvolgi-mento di personale medico o paramedico con particolare esperienza. Il probe è del tutto simile quanto ad aspetto a quello delle TEOAEs; è solo un po’ più voluminoso in quanto deve contenere due altoparlanti separati per l’erogazione dei due stimoli tonali primari. La raffigurazione dei parametri di stimolazione e di risposta è diversa da quella delle TEOAEs; a parte la possibilità di evidenziare gli indici selezionati di reiezione del rumore, il pattern acustico della cavità residua a probe inserito nel con-dotto e la stabilità dei due toni primari inviati, vi saranno alcune opzioni selezionabili di visione ed analisi della risposta: “DP-gram”, cioè il grafico che rappresenta la distribuzione di ampiezza del prodotto di distorsione in funzione delle varie frequenze di stimolazione dei toni primari, restante ferma l’intensità di stimolazione (un DP-gram per ogni intensità selezionata); a questa consueta configurazione se ne affiancano a scelta dell’esaminatore almeno altre due: “funzione di crescita” o “growth rate” o “funzione ingresso-uscita”, cioè l’andamento dell’ampiezza di risposta in funzione delle variazioni di intensità di stimolazione, restando ferma la frequenza dei toni primari (un growth rate per ciascuna frequenza selezionata) e “spectral history” cioè l’andamento dell’ampiezza della risposta su una frequenza prefissata, nel dominio del tempo. Per ulteriori dettagli tecnici si rimanda appresso ai commenti dei singoli tracciati.

    Bibliografia

     1.Arslan (a cura di), Diagnosi e prevenzione delle sordità preverbali nel bambino, Audiologia Italiana XI; 1-2, 1994.

     2.Cianfrone G., Mattia G.M., Otoemissioni Acustiche Evocate quale Prodotto di Distorsione, in Le otoemissioni acustiche: attuali possibilità e limiti di impiego nella pratica clinica, Audiologia Italiana, vol VI, num 3 (1989), pg 167-176.

     3.Cianfrone G., Mattia G.M., Le otoemissioni acustiche nella pratica clinica, in Le otoemissioni acustiche: attuali possibilità e limiti di impiego nella pratica clinica, Audiologia Italiana, vol VI, num. 3 (1989), pg 177-194.

      4.Gorga MP, Stover L, Neely ST, Montoya D., The use of cumulative distributions to determine critical values and levels of confidence for clinical distortion product otoacoustic emission measurements. J Acoust Soc Am. 1996 Aug;100(2 Pt 1):968-77.

      5.Marshall L, Heller LM., Reliability of transient-evoked otoacoustic emissions. Ear Hear. 1996 Jun;17(3):237-54.

      6.Robinette MS, Glattke TJ (edited by), Otoacoustic Emissions, Second Edition, Thieme Medical Publisher, 2002.      7.http://www.otoemissions.org/