Zugl.: Graz, Techn. Univ., Diss., 2007 / Hergesteelt on demand

Bekannte Methoden zur Optimierung von FAEP-basierenden Hörscreeningmethoden beruhen darauf, bessere Signal-Rausch-Verhältnisse durch möglichst große Amplituden der evozeirten Potentiale zu schaffen. Große Potentiale können schnell und sicher im Mittelungsverfahren detektiert werden. Sie führen so zu einer Steigerung der Sensitivität und Spezifität und zu einer Verringerung der benötigten Messzeit bei den AEP-basierenden Screeningverfahren. Zu den Ansätzen zur Optimierung der Reizmethodik zählz die hohe Reizratentechnik, die den Nachweis der Antworten über die Bildung von Überlappungspotentialen erlaubt. Die Zeitgang-BERA ermöglicht unter Bildung solcher auditorischer steady-state Potentiale (ASSR) die Überprüfung mehrerer Pegelstufen.Für ein FAEP-basierendes Hörscreening werden Reize mit breitem Frequenzspektrum verwendet, die große Antwortamplituden hervorrufen und große Teile der Kochlea, den Hörnerv und REgionen des Hirnstammes überprüfen. Der WüChirp2005-Reiz ist ein breitbandiger Reiz, bei dem im Gegensatz zum üblich verwendeten Klick die Laufzeitverzögerung der Wanderwellen, die zu einer nicht-synchronen Summenantwort führt, ausgeglichen wurde. Vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Einsatz solcher optimierter Reize in Stufenreizen für die Zeitgang-BERA. ZUm direkten Vergleich erfolgen Messdurchgänge mit Klick-Stufenreizen. Untersucht wurden gesunde Neugeborene im Rahmen des universellen Neugeborenen-Hörscreenings der Universitäts-HNO-Klinik Würzburg unter Verwendung des Screeninggerätes MB 11 (MAICO Diagnostic GmbH, Berlin).Einer ersten Untersuchungsgruppe wurden Stufenreize bestehend aus vier aufeinanderfolgenden Reizen ansteigender Pegelwerte (30,40,50,60 dBnHL; Stufenreize I). Die Stufenreize der zweiten Gruppe entsprechen in ihrem Aufbau dem klassischen Zeitgangreiz nach Finkenzeller mit sechs Reizen (10,20,30,40,50,60dBnHL; Stufenreize II).Daraus resultieren unterschiedliche zeitliche Abstände zwischen der Einzelreizen (Stufenreize I: 10,81ms; Stufenreize II: 5ms). Bei den Einzelreizen handelt es sich in einer ersten Messungun normale Klicks (Klick-Stufenreize I bzw.II), in einer Zweiten werden WüChirp2005-Reize (WüChirp2005-Stufenreize I bzw. II) verwendet. Die Laufzeitkorrektur erfolgte nach dem linearen Kochlea-Modell von de Boer und der Frequenz-Transformation nach Greenwood. Der Spektralgehalt beider Einzelreizformen ist identisch (135 Hz bis 8kHz). Bei den Stufenreizen I führte der Einsatz von WüChirp2005-Reizen zu signifikant größeren Wellen V gegenüber Klick-Reizen. Bei der im Neugeborenen-Hörscreening relevanten Pegelstufe 40 dBnHL waren bei 20 der 76 durchgeführten Messungen ausschließlich unter Darbietung der neuen Reize evozierte Potentiale nachzuweisen. Es konnte so u.a. gezeigt werden, dass WÜChirp2005-Reize die Spezifität der Screeningmethode erhöhen kann. Nach der Auswertung und Diskussion der Amplituden der evozierten Potentiale werden die Latenzen der evozierten Wellen V untersucht. / Methods for optimizing auditory brainstem responses (ABR)-based hearing-screeningmethods are based on optimizing the signal-to-noise-ratio by maximize the evoked potential.Large answers can be detected fast and definitely by averaving procedures and lead to increased specifity and sensitivity and also reduce the duration of examination. An appendage to optimize the stimulus methodology is the high-rate-technique. The "Zeitgang"-BERA leads so to auditory steady-state-potentials (ASSP)and makes a chek of several volume levels in only one measurement possible. For a ABR-based hearing-screening are stimuli with large frequency spectrum used wich evoke large amplitudes and chek wide parts of the cochlea, the hearing nerv and also regions of the brainstem. The WüChirp2005-stimulus is a large frequency spectrum signal,in which the delay of the travelling wave in the inner ear is compensated. In contrast to the normal click-stimulus this optimized chirp-signal should lead to larger answer potentials, because they appear much higher synchronisied. This study deals with a combination of WüChirp2005-signals in stimuli for the Zeitgang-BERA. For direct comparison there were accomplished measurements with click-step-stimuli.Measured were healthy newborns which took part in the universal hearing-screening programm in Würzburg. Used was the screening instrument MB11 (MAICO Diagnostics, Berlin). The step-stimuli of a first group are made of four chained stimuli with increasing volume levels (30,40,50,60dBnHL; step-stimuli I). The step-stimuli of a second group accord to the classical Time-step-stimulus (Zeitgang)-signal of Finkenzeller with six signals (10,20,30,40,50,60dBnHL).That results in different time intervals between the several signals (step-stimulus I: 10,81ms; step-stimuli II: 5ms). The step-stimuli are composed in a first measurement of clicks (click-step-stimuli I and II), each newborn was then measured with WüChirp2005-step-stimuli (I and II). The delay of the traveling wave was corrected by cochlea models from de Boer and Greenwood. The frequency spectrum of both click and chirps were identical (135 Hz-8kHz). The results of the step-stimuli of the first group showed significant larger evoked waves V compared to the click-step-stimuli. At 40 dBnHL, which is relevant for hearing screening, answers were in 20 of 76 measurements only after presentation the new, delay-corrected signals were verified, but not after presentation click-step-stimuli. It was able to show that WüChirp2005-signals are able to increase the specitifity of the ABR-screening method. After discussion the amplitudes of the evoked potentials, the study includes also a discussion of the wave V-latencies.

In der vorliegenden klinischen Untersuchung wurden drei unterschiedliche Modelle zur Konstruktion von Chirp-Reizen untersucht und mit den bei der Standard-BERA traditi-onellen Klickreiz verglichen. Zwei Modelle zur Konstruktion der Chirp-Reize basieren auf bekannte Latenzverschiebungen frequenzspezifischer AEP: (ChNE) Daten von Neely et al. (1988) und (ChMD) Daten von Don et al. (2005). Das dritte Modell (ChDB) basiert auf Daten, die aus dem Cochlea-Modell von de Boer (1980) ermittelt wurden. An der Untersuchung nahmen 55 junge normalhörende Erwachsene teil. Von jedem wurden ASSR aufgezeichnet. Die Reize wurden bei zwei verschiedenen Reizpegeln, nämlich 30 und 50 dB nHL, mit einer Rate von 90/s den Probanden dargeboten.Die Auswertung erfolgte durch einen speziellen Auswertungsalgorithmus mit den identifi-zierten ASSR, nach deren Antwortamplitude, der Nachweiszeit und der Nachweisrate. In den Ergebnissen der Untersuchung zeigte sich, dass die Amplituden der Chirp-ASSR deutlich größer sind, als die der Klick-ASSR. Insgesamt konnten mit den Chirp-Reizen die kürzeste Nachweiszeit und die höchste Nachweisrate ermittelt werden. Es wurde gezeigt, dass alle drei Chirps effektiver sind als der Klick, sogar wenn die Chirps auf einem Pegel dargeboten werden, der um 20 dB niedriger ist als beim Klick. Trotz dieser offensichtlichen Rangfolge ist es nur bei 50 dB nHL möglich, statistisch die Effizienz des Don-Chirps gegenüber den zwei anderen Chirps zu demonstrieren. Die klinischen Ergebnisse zeigen, dass es von Vorteil ist, den Standardklick, der normaler-weise benutzt wird, um periphere auditorisch evozierte Antworten aufzunehmen, d. h. ABR und ASSR, durch einen optimierten Chirp-Stimulus zu ersetzen. / This study compares three different chirp-stimuli to a standard click stimulus where the ASSR is recorded from 55 younger people (age: 18-34 years) at two relatively low stimulus levels 30 and 50 dB nHL and with a stimulus rate of 90 / s. The chirps were constructed by three different estimates of the traveling wave delay that are based to increase the temporal synchronization between the contributing neural elements in the auditory periphery. One of the chosen chirps is based on latencies obtained from narrow-band ABRs described by the Don-data, in this study called ChMD, the second is based on latencies from tone burst ABRs by Neely et al. (1988), called ChNE, and the third is based on the cochlear model by de Boer (1980), called ChDB. The detection time [s] is significantly shorter and the detection rate [%] is higher in response to the three chirps than to the click. The response amplitudes are also higher by the chirps than by the click. It is shown that all three chirps are more efficient than the click even when the chirps are presented at a level which is 20 dB below the click. Despite this apparent ranking, only at 50 dB nHL it is possible to demonstrate statistically the efficiency of the Don chirp ChMD over the other two chirps. The results indicate that a chirp is a better choice than a click for the recording of early auditory evoked responses.

Das Ziel dieser Studie war die Untersuchung frequenzspezifischer laufzeitkorrigierter Stimuli (Chirp-Reize). Die Stimuli hatten mittlere Frequenzen von 500 Hz, 1 kHz, 2 kHz und 4 kHz und eine Bandbreite von einer Oktave. Es wurden drei verschiedene Modelle zur Laufzeitkorrektur untersucht. Diese stützen sich auf verschiedene Schätzungen der Laufzeitverzögerung der Wanderwelle in der Kochlea. Modell 1 basiert auf von schmalbandigen AEP ermittelten Latenzen (Don et al., 2005). Modell 2 wurde auf der Basis des Kochleamodells von de Boer (1980) erarbeitet und Grundlage für Modell 3 sind frequenzspezifische Latenzen von Tonbursts AEP (Neely et al., 1988). Die Stimuli wurden an einem Kollektiv von 50 Erwachsenen mit Hilfe der Ableitung von Hirnstammpotentialen bei Lautstärkepegeln von 30 dB nHL und 50 dB nHL untersucht. Die Auswertung der Ergebnisse erfolgte an Hand von Nachweisraten und -zeiten. Insgesamt kann festgestellt werden, dass unabhängig von der Testfrequenz sowohl 30 dB nHL als auch 50 dB nHL die nach Modell 1 generierten Stimuli effizienter als die anderen beiden Modelle sind. Es ist zu erwarten, dass die Anwendung der darauf basierenden Stimuli zu einer genaueren Bestimmung der objektiven frequenzspezifischen Hörschwelle führt als bisherige Verfahren. / The aim of this study was the investigation of time-corrected chirp stimuli based on cochlea traveling wave delays for frequency-specific stimulation. The stimuli had average frequencies of 500 Hz, 1 kHz, 2 kHz and 4 kHz and a bandwidth of one octave. Three different models of correction of the cochlea traveling wave delay were studied. These are based on different estimations of the temporal dispersion in the cochlea as given by the traveling time. Model 1 is based on narrow-band ABR latencies (Don et al., 2005). Model 2 was elaborated in accordance with a cochlea model by de Boer (1980). Model 3 originates from frequency-specific latencies from tone burst ABR (Neely et al., 1988). The stimuli were investigated in 50 normal-hearing adults by recording EEGs at stimulus levels of 30 and 50 dBnHL, respectively. The evaluation of results was according to detection rate and detection time. The overall outcome indicates that the stimulus given by model1 is more efficient than by the other models , independent of frequency and stimulus level (i.e., 30 or 50 dBnHL). Therefore, it can be expected that the use of these stimuli will give better results than earlier methods for the objective determination of the frequency hearing threshold.

Zugl.: Tübingen, Univ., Diss., 2006

Zugl.: München, Techn. Univ., Diss., 2008

Zugl.: Lübeck, Univ., Diss., 2009

Zugl.: Paderborn, Univ., Diss., 2010

Techn. Hochsch., Diss., 2005--Aachen.

Zugl.: Oldenburg, Univ., Diss., 2009