宽频鼓室图的研究进展

范有武 洪铭沿 康碧珠

泉州儿童医院耳鼻喉科

·综 述·

宽频鼓室图的研究进展

范有武 洪铭沿 康碧珠

泉州儿童医院耳鼻喉科

宽频鼓室图是一项新颖的中耳分析技术。由于WBT测试提供的临床信息具有效率高、可靠性和客观性的特点，是评估中耳功能的一种有效的方法。目前尚处在实验研究阶段，在中耳积液、鼓膜穿孔及耳硬化症等中耳病变的诊断上有较高的敏感度。然而，因测试对象、测试方法和测试参数等尚未统一，在临床中尚未广泛应用。

宽频鼓室图；中耳；宽频吸收率

宽频鼓室图（wideband absorbance tympanome⁃try，WBT）是一项相当新颖的中耳分析技术。WBT是一组测试项目的总称，包括：宽频吸收率（wide⁃band absorbance，WBA）或反射率（wideband reflec⁃tance，WBR）、透射能量、宽频声阻抗和宽频声导纳。该技术是测试人类语言最重要的频谱声学物理特性，完全独立内耳之外评估外耳和中耳的功能[1]。目前，最为常用的是WBA（WBR）。WBT既可以在外耳道大气压下测试，称为aEA（measured at ambientpressure）,也可以通过改变外耳道压力进行测试，就如同以往单频鼓室图一样，通常称为pEA (sampled atpeak pressure)。

WBA对中耳功能的评估非常实用[2-3]，相对传统，鼓室图测试频率范围更宽，因此可以为临床提供更丰富的信息。

1 WBT的发展背景

1982年Stinson等学者最早应用WBT对人耳吸收率进行了测量[4]。Allen在1986年设计了第一台动物临床试验仪器，1992年Keefe对人类进行了研究，并首先报道了正常成人耳道WBA的相关数据。随后许多学者对耳别、年龄、种族等相关因素作了研究报道。同时大量学者开始研究WBA对中耳积液、听骨链中断及耳硬化症等中耳功能评估在临床中的应用。

目前WBT测试仪主要两种仪器，一种是丹麦国际听力设备公司生产的Titan IMP440声导抗仪。Titan IMP440声导抗仪既可以在外耳道压力下测量WBA，也可以通过气泵作用下测量绘制出压力-频率-吸收率3DWBT。该设备装有Reflwin测试系统的window电脑，24位分辨率声卡，气泵压力控制系统，配置了AT 235 h声导抗分析仪。两组四条末端封闭硬壁圆形校准管。成人和儿童两套四根校准管，两根长度相同，儿童校准管直径更小。WBT测量常规扫压范围-400~+200 daPa，频率范围是226-8000Hz。刺激速率为21.5次/秒，婴幼儿采用的刺激声强96 dB peSPL，成人为100 dB peSPL（近似于65 dB nHL）。

另一种是HearID R4宽频中耳分析仪（Mimosa Acoustics公司），除缺少气泵外其它主要硬件与Ti⁃tan IMP440类似。因此该仪器只在外耳道压力下测量aEA，可供选择两种刺激方式：宽频chirp或频率特异性短音，声强60 dB SPL。频率范围211~ 6000Hz，该设备提供4个校准腔，设备出厂前，厂商在四个不同腔体下对探头进行戴维南等效参数计算”更精确。

2 测试原理及方法

两种设备测试工作原理和推算方法不同，本文以Titan IMP440声导抗仪为例简述其原理和方法。测试时采用间期足够短的Click声作为入射声，带宽226-8000Hz。两条末端封闭的不同长度管子记录声波。入射声压通过长管（长度292cm，直径0.794cm）模数转换器记录，同时短管（长度8.2cm，直径0.794cm）记录反射声压。声压反射率R（f）是通过探头发出的声压力波与探头接收到反射压力波之比，R（f）通过下面公式（1）推算[3]：

图1 左图是模数转换器（ADC）记录长管1（上）和短管2（中）的信号，（下）从长管1中分离的入射声信号，管1波形图中垂直虚线标注的是连续收集的三次反射信号。右图对左图管1信号进行了裁剪。Fig.1 ADC waveforms(left figure)recorded for the long tube 1(top)and the short tube 2(bottom).The incidentADC waveform(bottom)is defined by separating the incident signal in the tube-1waveform.The tube-1 waveform shows vertical dotted lines at the peak amplitudes of the incident signal, and for the first-,second-,and third-order round-trip reflections.The time delay(in ms)of each peak is labeled above each dotted line.The ADC waveform(right figure)for tube 1 is redrawn from left figure by clipping the amplitude to show the threshold behavior.

各类研究对于WBT的结果阐述也不同，主要分为吸收率和反射率两大流派。吸收率决定了人耳对声音的敏感度，因此相对反射率来说，吸收率更易阐明中耳特性。同时为阅读方便，本文将各文献报道中使用的概念统一成吸收率。

3 影响因素

3.1 设备及测试方法

在研究过程中，使用不同测试设备对结果产生影响。Sanford和Keefe等学者文献使用丹麦国际听力公司的Titan IMP440开展研究，而Hunter、Mer⁃chant和Shahnaz等报道中使用的是Mimosa测试系统。两种系统采用不同探头和校准方法对研究结果也可能产生差异。

目前WBA两种测试方法pEA和aEA，在临床应用中哪个更具有优势尚存争议。Williams[5]测试了 年 龄 18-71岁 pEA和 aEA，发 现 低 频（226-1260Hz）所有耳pEA吸收率高于aEA，pEA和aEA的吸收率平均值相差19%，而1260-8000Hz未发现存在显著差别。aEA测得吸收率极值在1587Hz和3175Hz，而pEA测得的极值在1260Hz和1587Hz。Liu等研究报道了48例成人，在2000Hz以下频率的pEA高于aEA，而高频段pEA稍微低于aEA。这两篇报道均未指出各方法所在优势。Keefe[6]等研究了50例存在中耳问题的儿童，比较了pEA和aEA发现没有差异。国内郝文洋[7]等对年龄为48-72小时的足月新生儿进行了测试，认为评价新生儿中耳功能aEA很可能优于pEA。

3.2 性别、年龄及种族

目前，关于性别对吸收率的影响说法不一，Sil⁃va、Aithal和Beers等学者分别研究了婴幼儿、新生儿及学龄儿童，均报道性别和耳别对WBA皆无明显的影响。Werner[8]同样报道了性别对2-9个月龄的婴幼儿吸收率没有影响，但是他发现左耳的吸收率略高于右耳。而Kenny[9]认为性别对能量吸收率有显著的影响.Shahnaz[10]等报道在4000Hz-5000Hz女性吸收率更高。Zahra[11]等报道与Shahnaz结果类似，在3100Hz-6900Hz女性的吸收率高于男性。Feeney和Sanford[12]对不同年龄段成人进行了测量，显示性别对高龄组没有显著影响，而青年组有显著影响。最近Williams[10]研究提出性别对WBT的产生影响主要原因可能是男性耳道容积大于女性。

在WBA中，健康婴幼儿与成人的比较有一系列的报道。Keefe和Levi[2]测量比较了1个月月龄的健康婴幼儿和成人，发现婴幼儿在727Hz以下频率段的吸收率高于成人。Feeney和Sanford[13]利用同样系统测试了3例成人和5例42天的婴幼儿，发现婴幼儿在所有频率的吸收率均高于成人，在低频段差异最明显。随后大量研究均报道出生几个月内的婴幼儿在高频段与成人相似，但是低频和中频段的吸收率皆比成人高，这些报道与Keefe一致。婴幼儿WBA与成人有差异是由于婴幼儿外耳道、听骨链及鼓膜发育不成熟、会额外吸收低频声能[1]。

最早研究婴幼儿中耳发育程度对WBA测试的影响是Keefe[1]，发现出生后到6个月的婴幼儿WBA中频段变化不大，而1000Hz以下频率段下降30%。Sanford和Feeney[14]也研究测量了4周、12周和27周共60例婴幼儿，他们同样观察到750-2000Hz随年龄增加影响甚微，而在250-750HzWBA平均值存在30%的差异。Werner[8]研究了174例2-3个月龄和205例5-9月龄的婴幼儿显示结果与之前研究报道一致。国内雷一波[15]等报道中6月龄以内的婴幼儿的能量吸收值在低频范围内明显高于其它月龄组的结果。Shahnaz[16]等报道随着年龄的增长，WBA在400Hz以下频率段下降，2000Hz以上增加；而600-1600 Hz在出生6个月以内变化很小，同时他建立了出生到6个月婴幼儿WBA的标准值。

在最近的研究中，Merchant[17]测量了7例新生儿和11例1月龄的婴幼儿，结果显示除了在2000Hz存在细微的区别，其它频率无显著差异。然而，Hunter[18]等研究了81例3天到47个月月龄的儿童发现除了6kHz与年龄正相关，其它频率均无明显的相关性。Merchant和Hunter上述的研究报道与其它文献不一致，可能与设备仪器、研究对象的年龄、测试方法、样本数量、探头密闭性和校准方法不同有关。

目前对于健康成人WBA研究比较充分。Fee⁃ney和Sanford[12]测试了40例青年人和30例老年人，显示吸收率在800-2000Hz随着年龄增长而上升，接近4000Hz处下降。这可能与年龄增长导致中耳劲度下降有关。Mazlan[19]测试了年龄在20-82岁成人报道，老年组（65-82岁）在2200-5000Hz吸收率平均值显著低于青年组，而年龄对低频段吸收率影响甚微。Williams[5]对18-71岁成人进行了测试得出的结果与前两位一致，无论aEA还是pEA，通常高年龄段只在低频段有一个吸收率峰值，而青年人有两个峰值，在中频（2000-2519Hz）所有受试者测得的pEA和aEA几乎相等。

关于不同人种对WBA的影响不少学者进行了研究。Shahnaz和Bork[20]研究了年龄在18-32岁的62例白种人和64例中国人，发现在3891-6000Hz中国人的吸收率稍高于白种人,而在低频(469-1500Hz)白种人则稍高于中国人，推测可能与中国人的体型偏小有关。之后有学者对不同种族的儿童进行了比较，Beers[21]研究了5-7岁的白种人和中国人，报道除了中国儿童在中频范围吸收率较高，两种族无显著差异。在最近的研究中，Aithal[22]等研究报道了澳大利亚原住民与白种人新生儿，发现原住民在1500-3000Hz吸收率显著低于白种人，两种族婴幼儿中耳传导障碍流行病学的不同可能导致WBA存在差异。

3.3 压力方向和速率

pEA与aEA测试方法不同，它是通过改变耳道压力测得鼓膜在压力平衡状态下的EA。测量pEA与传统单频鼓室图类似，需要气泵参与。因此，在pEA测试过程中压力的方向（从正到负递减或从负到正递增）和速率也会对其结果产生影响。在226Hz鼓室图测试过程中，当压力方向从负到正向变化时，峰压值会偏正；相反，峰压值偏负。气泵压力改变速率越快峰补偿静态声导纳越大。由于静态声导纳是声反射率的函数[2]，所以pEA结果也会受影响。Liu等学者研究了从正到负压和负到正压，共四种扫描速率75、100、200、400 daPa/s测量比较pEA，发现压力扫描方向的变化对结果的影响远大于速率。

3.4 探头的密闭性和深度

探头放置合适与否直接影响声能吸收，探头密闭性不够首先会引起低频部分能量的泄露导致该频率段吸收率上升[13]。目前对探头密闭性检测主要有两种方法：一种是在采集数据中采用指示灯提示；另一种采用负压等效容积进行核实。

Katherine[23]报道当漏气口径超过0.01英寸就会对耳道EA产生影响，影响频率高达10kHz，低频区域尤为明显。推荐以下条件指导怀疑探头漏气：100-200Hz吸收率≥0.20或声导纳相位角≤61度；更宽松的标准是以200-500Hz吸收率≥0.29或声导纳相位角≤44度。

虽然WBA与探头横截面积有关，而与探头插入深度无关。但是插入深度会影响探头的密闭性，故探头插入的深度在一定程度上也会对吸收率产生影响，特别是低频区域。Hunter[18]研究探头插入5mm、10mm和14mm测试能量吸收率，发现插入越深低频处吸收率越低。当然，这些因素与操作者熟练程度和经验也有关，若发现在低频吸收率高于0.7、信噪比低或是重复测试相关性低等情况时，很可能存在探头不密闭。这些人为导致探头漏气的因素首先应该排除。由于婴幼儿耳道无骨性组织，为了排除软骨部对声音的顺应性有学者建议采用锥形探头建议至少插入外耳道3-4mm。

4 正常人群研究现状

4.1 婴幼儿

关于健康婴幼儿WBA的研究报道在1000-4000Hz范围吸收率最高，小于1000Hz和大于4000Hz吸收率下降，曲线走势与儿童和成人类似。

许多学者评估了WBA在新生儿听力普遍筛查项目（UNHS）中的有效性。目前评估正常婴幼儿WBA主要以OAE或1000Hz鼓室图为参考标准建立常模。Sanford[24]研究了出生后两天的新生儿，发现通过DPOAE新生儿吸收率中位数范围在0.39-0.67。Merchant[17]测试了7例DPOAE通过的新生儿发现在500Hz处吸收率最低（约0.4），直到2000Hz才达到最大（0.82），2000Hz以上吸收率下降。在最近的研究中，Silva[25]测试了77例通过TEOAE的新生儿，观察到250-750Hz吸收率最低，1000-3000Hz吸收率最大。Hunter[26]研究了大量新生儿WBA与NHS的关系，以DPOAE为参考标准，建立了新生儿WBA常模。

综上可见，大多数学者采用DPOAE或者1000Hz（或高频）鼓室图来评估中耳状态作为参考标准，然而当中耳发生细微的病变时，DPOAE或者1000Hz鼓室图的准确性并不够作为一个理想的参考标准。因此WBA在婴幼儿的评估和正常标准的建立受到很大的限制。

4.2 儿童

WBA在儿童研究报道不多。Beers[27]研究了78例平均年龄6.5岁的儿童建立了WBA的正常范围。Jeng[28]研究了30例2.5-5岁的儿童发现吸收率曲线与以往成人研究报道的曲线类似，在1000Hz正好超过一半的声能被中耳和耳蜗吸收，3000-5000Hz声能吸收达到最大，该频率段几乎所有的声能均被吸收，大于5000Hz吸收率迅速下降。Margolis[29]同样报道了12例9-16岁儿童的WBA与Jeng类似。Keefe和Simmons[3]研究了一组10岁的儿童发现在250Hz吸收率约为0.2，随着频率增加到2500-3000Hz吸收率最大可以达到0.9。从以往对儿童WBA的研究报道发现目前该群体的研究缺乏大样本的数据。特别是儿童年龄范围内WBA变化非常大。关于儿童不同年龄段的WBA正常标准需要进一步研究。

4.3 成人

成人的WBA最早开始研究，Margolis[30]研究了20例20-53岁成人，报道存在两个极值分别是1200Hz和3500Hz处，小于1200Hz和大于3500Hz吸收率下降。其他学者研究报道[14]成人吸收率峰值在1000Hz和4000Hz处，国内黄孟捷[31]等也对成人吸收率进行了研究，结果与国外学者一致。另外Zhao[32]等研究了50例25岁正常成人，认为峰值由外耳和中耳的共振引起的，并总结了三种常见的WBA曲线形状，1、对称“M”型，两个峰值分别大约在1000Hz和4000Hz处；2、不对称“M”型，低频段的峰值低于高频段；3、倒“U”型，中心频率在2000-5000Hz有一个单峰。

5 WBT的临床应用

WBA可以通过测量中耳在宽频范围内接收、吸收、传递声能量的状况提供重要的评估信息。之前的相关研究表明WBA对评估传导性听力损失有着重大的意义。特别是对婴幼儿和儿童分泌性中耳炎有相当高的敏感性，并且重复性很好[18]。

5.1 中耳积液或分泌性中耳炎

UNHS的开展为的是能够筛查出有永久性听力损失的婴幼儿。然而筛查未通过通常是由于中耳积液（MEE），据统计由于MEE导致UNHS未通过者占80-90%。因此对于鉴别婴幼儿听力筛查未通过是暂时MME还是永久性感音神经性听力损失尤为重要。研究表明WBA对降低听力筛查假阳性率和预估传导性听力损失有重要的作用。Keefe[33]等分析了一组采用两阶段听力筛查方法(OAE/ABR)的新生儿，发现存在5%的假阳性率；其中80%筛查未通过的新生儿其WBA有异常，提示该部分新生儿存在中耳传导障碍。

传统226鼓室图在小儿MEE检测存在一定的局限性，特别是在0-6个月婴幼儿中耳评估时[34]。有报道称以226Hz为标准判断MEE假阴性率可达50%。相对而言，1000Hz鼓室图比较可靠，但仍有10%的假阴性。Beer[35]研究了3-12岁MEE患儿，显示MEE患儿吸收率低于正常儿童，同时他认为1250Hz吸收率比226Hz鼓室图能够更准确地鉴别MEE。Hunter[18]测试了97例3天至47个月大的婴幼儿，OME患者在1000-4000Hz吸收率明显下降。Jeng[28]等学者进行了同样的研究，结果均相似。同样Ellison测量比较了鼓气耳镜和WBA，认为WBA对OME非常敏感，准确性与鼓气耳镜一致。

总之，以上报道表明WBA对于MEE或OME评估非常有效。WBA独立于内耳评估外耳中耳传导路径功能，因此它可以随其它听力筛查工具（如AABR）一起鉴别婴幼儿是否存在传导性听力损失。

5.2 鼓膜穿孔

在鼓膜穿孔时，WBA在低频（<1500Hz）吸收率显著上升。Feeney[37]等研究了4例鼓膜穿孔患者，800Hz以下频率吸收率均高于正常人。在最近的研究中[38]，Ibraheem测试了7例鼓膜穿孔的成人，报道与正常组相比，除了8000Hz外，其它频率均有显著差异，主要表现为低频段吸收率特别高。在低频段表现为高吸收率与鼓膜穿孔导致中耳容积增加有关。

5.3 耳硬化症

尽管目前最终确诊耳硬化症是通过手术，但是术前听力学诊断对手术指征也是至关重要的。纯音对于耳硬化症的诊断存在一定的局限性，同样226Hz鼓室图在大多数患者也可以表现出A型。Jerger等采用226Hz测试了60名耳硬化症患者，95%患者鼓室图显示“A”型，提示226Hz鼓室图并非检测耳硬化症的可靠测试项目。Feeney等[36]测试了两例耳硬化症患者，1例49岁女性右耳患有8年耳硬化，另一例26岁女性双侧耳硬化症，两例患者均表现1000Hz以下吸收率低于正常人，而高频区域WBA在正常范围。Voss[39]等为研究听骨链固定进行了尸体建模，发现在2000Hz以下吸收率下降。Shahnaz研究了更大的样本，通过WBA可以从受试者（正常人和不同类型传导障碍者）中区分28例耳硬化症患者，结果显示同正常人相比耳硬化患者在400-1000Hz吸收率更低，与226Hz鼓室图相比，WBA在耳硬化症有非常高的敏感度。

5.4 其它病变

听骨链中断、鼓膜松弛及唇腭裂等中耳传导障碍，WBA也可以测试评估。单纯的听骨链中断或鼓膜松弛等因素导致中耳劲度下降，在226Hz鼓室图通常表现为Ad型，也可能为A型，有学者研究表明使用220Hz“Ad”型鼓室图作为判断标准，其检出率只有42%。在1000Hz鼓室图表现较为复杂，多为宽浅的双切迹型，不利于临床判断。研究表明听骨链中断患者WBA在500-800Hz表现为吸收率上升，其它相关报道与之类似。Hunter[40]等研究发现唇腭裂患儿WBA平均值在1000-4000Hz显著低于正常儿，在2000Hz处差异最为明显。与鼓气耳镜、低频和1000Hz鼓室图相比WBA敏感度达到82%，因此WBA对唇腭裂患者中耳功能的评估也是有效的工具之一。

6 展望

由于WBA测试提供的临床信息具有效率高、可靠性和客观性的特点，被推荐作为评估中耳功能的一种有效的方法，特别是在婴幼儿中的应用。在儿童和婴幼儿中耳的评估研究中因涉及医学伦理等问题缺乏一种有效客观的验证手段，故在婴幼儿的中耳功能评估仍然是一大挑战。为了在将来WBA在临床评估中耳功能发挥更重要的作用，首先建立并实现以下目标：1、扩大测试样本容量，提高增加对中耳功能异常的敏感度；2、建立不同年龄WBA正常值和异常值，特别是6个月龄以内的婴幼儿；3、国际权威听力组织讨论建立统一测试的方法、参数和标准。因此，在WBA广泛应用于临床中，仍需经过深入而漫长的研究分析！

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Research Progress inW ideband Tym panometry

FANYouwu,HONGMingyan,KANGBizhu
DepartmentofOtolaryngology,Quanzhou Children’sHospital

KANGBizhu Email:625945789@qq.com

Wideband tympanometry is a fairly new technology form iddle ear testing.It is recommended as a relatively useful testw ith improved efficiency,reliability and objectivity.Wideband tympanometry ismore sensitive in detectingm iddle ear effusion,tympanicmembrane perforation,otosclerosis and otherm iddle ear diseases.Still in experimental stage,it is notw idely used in the clinic because its indications,techniques and testing parameters are yet to be standardized.

Wideband Tympanometry;M iddle-ear;Wideband Absorbance

R764

A

1672-2922（2017）03-365-7

2016-10-10审核人：于黎明）

10.3969/j.issn.1672-2922.2017.03.017

范有武，本科，听力师，研究方向:儿童听力学

康碧珠，Email:625945789@qq.com