Электрокохлеография (сокращенно ЭКохГ или ЭКОГ ) — это метод регистрации электрических потенциалов, генерируемых во внутреннем ухе и слуховом нерве в ответ на звуковую стимуляцию, с использованием электрода, помещенного в ушной канал или барабанную перепонку . [1] Тест проводится отологом или аудиологом со специальной подготовкой и используется для обнаружения повышенного давления во внутреннем ухе ( эндолимфатическая водянка ) или для тестирования и мониторинга функции внутреннего уха и слухового нерва во время операции. [2]
Наиболее распространенные клинические применения электрокохлеографии включают в себя:
Базилярная мембрана и волосковые клетки улитки функционируют как остро настроенный частотный анализатор. [3] Звук передается во внутреннее ухо посредством вибрации барабанной перепонки , что приводит к движению косточек среднего уха (молоточка, наковальни и стремени). Движение стремени на овальном окне создает волну давления в перилимфе внутри улитки, заставляя базилярную мембрану вибрировать. Звуки разной частоты вызывают вибрацию разных частей базилярной мембраны, а точка максимальной амплитуды вибрации зависит от частоты звука. [4]
Когда базилярная мембрана вибрирует, волосковые клетки, прикрепленные к этой мембране, ритмично подталкиваются к текториальной мембране , изгибая стереоцилии волосковых клеток . Это открывает механически управляемые ионные каналы на волосковой клетке, позволяя притоку ионов калия (K + ) и кальция (Ca 2+ ). Поток ионов генерирует переменный ток через поверхность волосковой клетки с той же частотой, что и акустический стимул. Это измеримое переменное напряжение называется кохлеарным микрофонным (CM), которое имитирует стимул. Волосковые клетки функционируют как преобразователь, преобразуя механическое движение базилярной мембраны в электрическое напряжение, в процессе, требующем АТФ из сосудистой полоски в качестве источника энергии.
Деполяризованная волосковая клетка высвобождает нейротрансмиттеры через синапс к первичным слуховым нейронам спирального ганглия . Достигнув рецепторов на постсинаптических нейронах спирального ганглия, нейротрансмиттеры вызывают постсинаптический потенциал или генераторный потенциал в нейронных проекциях. При достижении определенного порогового потенциала нейрон спирального ганглия запускает потенциал действия, который входит в слуховой путь обработки мозга.
Эндолимфатический потенциал покоя нормальной улитки составляет + 80 мВ. Существует по крайней мере 3 других потенциала, генерируемых при стимуляции улитки:
Как описано выше, кохлеарный микрофонный (CM) представляет собой переменное напряжение тока (AC), которое отражает форму волны акустического стимула. Он управляется наружными волосковыми клетками органа Корти. Величина записи зависит от близости регистрирующих электродов к волосковым клеткам. CM пропорционален смещению базилярной мембраны. [4] Четвертый потенциал, слуховой нервный нейрофонический, иногда отделяется от CM. Нейрофонический представляет собой нейронную часть (спайки слухового нерва), фазированную со стимулом, и похож на частотную реакцию . [5]
Суммарный потенциал (СП), впервые описанный Тасаки и др. в 1954 году, представляет собой ответ постоянного тока (ПТ) волосковых клеток, когда они движутся вместе с базилярной мембраной, [6], а также ответ постоянного тока от дендритных и аксональных потенциалов слухового нерва. [7] СП является потенциалом улитки, связанным со стимулом. Хотя исторически он был наименее изучен, возобновился интерес из-за изменений СП, зарегистрированных в случаях эндолимфатической водянки или болезни Меньера.
Потенциал действия слухового нерва, также называемый потенциалом составного действия (CAP), является наиболее широко изученным компонентом в ECochG. AP представляет собой суммарный ответ синхронной активации нервных волокон. Он также отображается как переменное напряжение. Первая и самая большая волна (N1) идентична волне I слуховой реакции ствола мозга (ABR). За ней следует N2, которая идентична волне II ABR. Величина потенциала действия отражает количество активированных волокон. Задержка AP измеряется как время между началом и пиком волны N1.
Считается, что CAP имеет низкую чувствительность к изменению полярности стимула, в отличие от CM, который следует за полярностью стимуляции. В результате исследователи часто используют сумму (или разность) ответов на стимулы чередующейся полярности, чтобы отделить CAP от CM.
ЭКохГ можно проводить как с инвазивными, так и с неинвазивными электродами. Инвазивные электроды, такие как транстимпанальные (ТТ) иглы, дают более четкие, более надежные электрические ответы (с большими амплитудами), поскольку электроды находятся очень близко к генераторам напряжения. Игла помещается на промонториальную стенку среднего уха и круглое окно. Неинвазивные, или экстратимпанальные (ЭТ), электроды имеют то преимущество, что не вызывают боли или дискомфорта у пациента. В отличие от инвазивных электродов, нет необходимости в седации, анестезии или медицинском наблюдении. Ответы, однако, меньше по величине.
Используются слуховые стимулы в виде широкополосных щелчков длительностью 100 микросекунд. Полярность стимула может быть полярностью разрежения, полярностью конденсации или чередующейся полярностью. Сигналы регистрируются с первичного регистрирующего (неинвертированного) электрода, расположенного в слуховом проходе, барабанной перепонке или мысе (в зависимости от типа используемого электрода). Референтные (инвертирующие) электроды могут быть размещены на контралатеральной мочке уха, сосцевидном отростке или слуховом проходе.
Сигнал обрабатывается, включая усиление сигнала (до 100000 раз для записи экстратимпанальных электродов), фильтрацию шума и усреднение сигнала. Часто используется полосовой фильтр от 10 Гц до 1,5 кГц.
CM, SP и AP используются для диагностики эндолимфатической водянки и болезни Меньера. В частности, аномально высокий SP и высокое отношение SP:AP являются признаками болезни Меньера. Отношение SP:AP 0,45 или выше считается ненормальным.
Впервые КМ был обнаружен в 1930 году Эрнестом Вивером и Чарльзом Бреем у кошек. [8] Виверы и Брей ошибочно пришли к выводу, что эта запись была создана слуховым нервом. Они назвали открытие «эффектом Вивера-Брея». Халлоуэлл Дэвис и А. Дж. Дербишир из Гарварда повторили исследование и пришли к выводу, что волны на самом деле имели кохлеарное происхождение, а не слуховой нерв. [9]
Фромм и др. были первыми исследователями, которые применили технику ЭКохГ у людей, вставив проволочный электрод через барабанную перепонку и записав CM из ниши круглого окна и кохлеарного выступа. Их первое измерение CM у людей было в 1935 году. [10] Они также обнаружили волны N1, N2 и N3, следующие за CM, но именно Тасаки идентифицировал эти волны как потенциалы действия слухового нерва .
Фиш и Рубен были первыми, кто зарегистрировал сложные потенциалы действия как от круглого окна, так и от восьмого черепного нерва (CN VIII) у кошек и мышей. [11] Рубен также был первым человеком, который использовал CM и AP в клинических условиях.
Суммарный потенциал, связанный со стимулом потенциал волосковых клеток, был впервые описан Тасаки и коллегами в 1954 году. [6] Эрнест Дж. Мур был первым исследователем, зарегистрировавшим CM с поверхностных электродов. В 1971 году Мур провел пять экспериментов, в которых он зарегистрировал CM и AP у 38 людей с помощью поверхностных электродов. Целью эксперимента было установить достоверность ответов и разработать систему наушников без артефактов. [12] К сожалению, большая часть его работы так и не была опубликована.
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )