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26=64 Möglichkeiten, 23 werden z.Z. genutzt

Akustisch evozierte Potentiale FAEP, AABR, BIC, ASSR, SAEP (, MMN, P300…)

transiente vs. steady-state-Auswertung Klick vs. Tonpips, Chirps, AM-Sinustöne ohne vs. mit Rauschmaskierung Luftleitung vs. Knochenleitung Erfahrung vs. automatisch Screening vs. Diagnostisch/therapeutisch

Ableitung akustisch evozierter Potentiale

A/D

~

oder FFT

Vorverstärker, Biosignalfilter, Berechnungen, Anzeige

Schallwandler, Pegelsteller, Stimulusgenerator, Synchronisation

Oder Statistik

Latenzen akustisch evozierter Potentiale

FAEP, BERA: Frühe akustisch evozierte Potentiale; Jewett I-VII, SN10, BIC, ASSR

MAEP, MERA: Mittellatente akustisch evozierte Potentiale; Pa-Pc, Na-Nc

SAEP: Späte akustisch evozierte Potentiale, CERA: kortikal evozierte Potentiale; P1, N1, P2, N2, MMN

SSAEP: Sehr späte akustisch evozierte Potentiale, EKP/ERP: ereigniskorrelierte Potentiale; P300, P400, N400; CNV (Erwartungspotential, Contingent Negative Variation)

Latenz (ms)

, ASSR

, MMN

„Hirnstammpotentiale“

Berechnungen aus dem Biosignal Averaging „transiente Potentiale“

+ + + +...

=

Stimuli

(Klicks)

EEG-

Biosignal

Averaging

evoziertes Potential mit charakteristischer „Latenz“

u.s.w. ...

Epoche ≤ ISI

ISI

Berechnungen aus dem Biosignal Averaging „Zeitgang-BERA“

+ + + +...

=

Stimuli

(Klicks)

EEG-

Biosignal

Averaging

u.s.w. ...

ISI ISI

Epoche ≥ ISI

Berechnungen aus dem Biosignal Averaging „Zeitgang-BERA“

Epoche ≥ ISI

ISI

Berechnungen aus dem Biosignal Averaging „transiente Potentiale“

+ + + +...

=

Stimuli

(Tonpips)

EEG-

Biosignal

Averaging

evoziertes Potential mit charakteristischer „Latenz“

u.s.w. ...

ISI

Epoche ≤ ISI

Berechnungen aus dem Biosignal Averaging „transiente Potentiale“

+ + + +...

=

Stimuli

(Tonpips)

EEG-

Biosignal

Averaging

evoziertes Potential mit charakteristischer „Latenz“

u.s.w. ...

ISI=25 ms

Reizrate=40/s

Epoche ≤ ISI

Berechnungen aus dem Biosignal Averaging „transiente Potentiale“

+ + + +...

=

Stimuli

(Tonpips)

EEG-

Biosignal

Averaging

evoziertes Potential mit charakteristischer „Latenz“

u.s.w. ...

ISI=25 ms

V V

V

V V 25 ms

Latenz des Potentials V

Berechnungen aus dem Biosignal FFT „steady state Potentiale“

Stimuli

EEG-

Biosignal

u.s.w. ...

ISI=25 ms

Hz bzw. 1/s

25 ms

fo=1/25 ms = 40 Hz (AABR)

V V V V

Berechnungen aus dem Biosignal FFT „steady state Auswertung“

Stimuli

EEG-

Biosignal

u.s.w. ...

ISI=25 ms

Hz bzw. 1/s

25 ms

fo=1/25 ms = 40 Hz (AABR)

V V V V

Berechnungen aus dem Biosignal FFT „steady state Auswertung“

Stimuli

EEG-

Biosignal

u.s.w. ...

ISI=25 ms

Hz bzw. 1/s

25 ms V V V V

oder fo=1/12 ms = 85 Hz (ASSR, AMFR) u.v.m.

fo=1/25 ms = 40 Hz (ASSR, AMFR)

Berechnungen aus dem Biosignal FFT „steady state Auswertung“

Stimuli

EEG-

Biosignal

u.s.w. ...

ISI=25 ms

Hz bzw. 1/s

Zeitverzögerung bis zur Antwort Phasenwinkel (~Latenz!)

Immer gleich? Dann plausible Reizantwort! Statistisch Testen mit „q-Sample Uniforms Scores Test“

fo=1/25 ms = 40 Hz

Berechnungen aus dem Biosignal FFT „steady state Auswertung“

Stimuli

EEG-

Biosignal

u.s.w. ...

ISI=25 ms

Hz bzw. 1/s

Zeitverzögerung bis zur Antwort Phasenwinkel (~Latenz!)

Immer gleich? Plus Amplitude der Antwort

Immer gleich? Statistisch testen mit „Modified

q-Sample Uniforms Scores Test“

fo=1/25 ms = 40 Hz

Beispiel: Evoflash (Alternativen: Natus Algo, BERAPhon u.a.)

AABR = Automatic Auditory Brainstem Responses

Automatische steady-state-Auswertung für Hörscreening (AABR) mit Modified q-Sample Uniform Scores Test: Prüfung auf Übereinstimmung der Phasenwinkel und der spektralen Amplituden

Klick-Reize

BERAPhon, MB 11 mit Erfassungssoftware für SH, HH, Nds. (Weser-Ems, Stade) und RP

Automatische steady-state-Auswertung für Hörscreening (AABR)

Chirp- Reize

Neue Erfassungs-Software „NHS-Client“ Eingabe „händisch“ oder mit Handscanner

Stimuli für FAEP (trans./steady-state)

„Notch

500 1000 2000 4000 Hz

0 5 10 ms

0

500

1000

1500

2000

50

60

70

80

90

100

0

0,005

0,01

0,015

0,02

0,025

0,03

-2

-1

0

1

2

Zeit (s)

Am

plit

ude

Frequenz (Hz)

Klick Tonpip (mit Gauss-Umhüllenden)

Tonpip mit Notched Noise

Amplitudenmodulierter Ton

Chirp

FFT Low-Chirp

FFT Klick

Besonders schmalbandige Stimuli

0

500

1000

1500

2000

50

60

70

80

90

100

Sp

ek

tra

le A

mp

litu

de (

dB)

0

0,005

0,01

0,015

0,02

0,025

0,03

-2

-1

0

1

2

Zeit (s)

Am

plit

ude

Frequenz (Hz)

„Notch

500 1000 2000 4000 Frequenz Hz

Tonepip

0 5 10 ms Zeit

NN-BERA ASSR/AMFR Einfaches amplitudenmoduliertes Signal

Ca. 1 Oktave effektiv

<<1 Oktave

-Bandbreite „2 Oktaven“

„Notch

500 1000 2000 4000 Frequenz Hz

Tonepip

0 5 10 ms Zeit

Besonders schmalbandige Stimuli

NN-BERA ASSR/AFMFR Signal mit mehreren Trägerfrequenzen

(nach Stürzbecher)

Ca. 1 Oktave effektiv

¼- ½ Oktave

-Bandbreite „2 Oktaven“

Schallwandler

Einsteckkopfhörer, z.B. AudioSystems E.a.r.tone 3A

Lautsprecher für Freifeldmessungen, z.B. Canton Plus XC

Standard-LL- kopfhörer, z.B. Beyerdynamik TD 48 (Foto) oder Telephonics TDH 39

Knochenleitungshörer, z.B. Pilot-Blankenfelde 1250-94

Ruhigstellung 0-3 Jahre

Spontanschlaf, postprandialer Schlaf, Chloralhydrat 50 mg/kg Körpergewicht; neu: Melatonin 5-20 mg

Ruhigstellung >4 Jahre

“Videosedierung”

Frühlatente klick-evozierte Potentiale (FAEP/BERA)

Klicks = Nadelimpulse 100 µs bis 200 µs ca. 0,5 ms am Kopfhörer

Cochleäre Stimulation ca. 1-3 kHz

Elektrodenlage Cz, RM, LM, Fpz=Erde (2-kanalig)

Indikationen

Prüfung der Interpeaklatenzen I-III und III-V Nur im Zeitbereich, d.h. transient, auswertbar!

Akustikusneurinom, Tinnitus

Reifungsverzögerung beim Säugling und Kleinkind

Auditorische Neuropathie

Prüfung der Schwelle der Welle V transient und nach Frequ.transformation (FFT) auswertbar

Schätzung von Hörschwellen um etwa 1-3 kHz herum

Klick-BERA, Normalbefund

(10 J., w.)

Klick-BERA, Innenohr-SH

(2 J., m.)

(2 J., m.)

Klick-BERA, hochgradige Innenohr-SH

(3 J., w.)

Klick-BERA, Schalleitungs-SH

Reifung der FAEP/BERA-Potentiale bei Kindern

Latenz des Potentiale Jewett V in Bezug auf Normen für Erwachsene: Unreife Neugeborene: + 4 ms Reife Neugeborene: + 1 ms 10 Monate: + 0,5 ms ab 4 Jahre: fast keine Verlängerung ab 5 Jahre: Binaurales Interaktionspotential (BIC)

Jewett V (~1,5 ms)

0 3040 100 200 300

Conceptional age [weeks]

4 ms

3

2

1

0

Eggermont JJ: J Speech Lang Pathol Audiol 13 (1989)

?

?

10 10

Epochenlänge muss die Reifung berücksichtigen!

Hörschwellenschätzungen: Reife Neugeb.: dB HL= dB peSPL - 50 dB 4 Monate: dB HL= dB peSPL - 40 dB ab 12 Monate: dB HL= dB peSPL - 30 dB

Knochenleitungs-Messungen

Knochenleitungs-FAEP/BERA

50 dB

LL KL 60 dB

40 dB

20 dB

10 dB

15 dB

Knochenleitung rechts

Mädchen

mit bilateraler AAC

Frequenzspezifische Ableitungen Mittelgradige IOS (2 J., m.)

Frequenzspezifische Ableitungen Hochgradige IOS (2 J., m.)

Frequenzspezifische Ableitungen IOS mit Schrägabfall (9 J., m.)

Frequenzspezifische Ableitungen Schalleitungs- SH (3 J.,w.)

NN-BERA im OP 3 ½ Jahre altes Mädchen

Versteht oft falsch

Spricht nur 20 verschiedene Wörter, meist Einwortsätze, selten Zweiwortsätze

Beidseits Paukenergüsse

Impedanzmessung mit flacher Kurve

Abschwellende Nasen-tropfen (10 Tage) erfolglos

Indikation zur AT, PC und PR

Nur wegen des Sprachent-wicklungsrückstandes: intraoperative BERA zum Ausschluss einer IOS

im Störgeräusch

15-25 dB 15-25 dB

15 dB

Alters-

norm

Nach Absaugen seromukösen Sekrets und Einlage von PR

Entscheidung: Verzicht auf die Messung weiterer Frequenzen

Fazit: eher keine IOS, keine Reifungsverzögerung Rat: Kinderaudiometrie und OAE-Kontrolle nach Abheilung der Mittelohren, z.B. nach 6 Wochen

Zeitbedarf und Tipps für Messungen im OP

31 abgeleitete Potentiale à 2x1000 Mittelungen, Zeitbedarf 21 min, mit Rüstzeit ca. ½ h

Ausprobieren, in welchem Saal es möglich ist

50 Hz-Filter im Biosignalverstärker einschalten

Klimaanlage ausschalten, ggf. Lüftungsklappen schließen

Alle Gebläse und Lüfter ausschalten

Ggf. Handbeatmung

Gespräche vermeiden

Reduktion der Umgebungsgeräusche von z.B. 55 dB(A) auf 40 dB(A) im Bereich des Möglichen

Multifrequenz-ASSR/AMFR

• • • •

• • • •

• • • • 960-1040 Hz

20 dB

10 dB

0 dB

1000 Hz mit 40 Hz moduliert 500~80Hz, 1000~85Hz, 2000~95Hz, 4000~110Hz

NN-BERA oder ASSR oder beides?

Messzeit incl. Klick-FAEP ca. 50 min Messzeit ohne Klick-FAEP ca. 20 min Visuelle/erfahrungsbasierte automatische

Potentialschwellenbestimmung

Schwellendifferenzen

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Alle 0,5 1 2 4

Δ >10dB

Δ 0-10 dB

24 24 24 24 24 24 24 24 96 96 gesamt gesamt

Anzahl Anzahl

4 4 2 2 1 1 0,5 0,5 Alle Alle Frequenz [kHz] Frequenz [kHz]

Δ >10dB Δ >10dB Δ 0 Δ 0 - - 10 dB 10 dB

10 10 2 2 5 5 6 6 23 23

14 14 22 22 19 19 18 18 73 73

gesamt

10 dB 14 22

24 24 24 24 96

Anzahl

4 2 1 0,5 Alle Frequenz [kHz]

Δ >10dB

Δ 0 -

10 2 5 6 23

19 18 73

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Alle 0,5 1 2 4

Δ >10dB

Δ 0 - 10 dB

20 20 22 22 22 22 22 22 86 86 gesamt gesamt

Anzahl Anzahl

4 4 2 2 1 1 0,5 0,5 Alle Alle Frequenz [kHz] Frequenz [kHz]

Δ >10dB Δ > 10dB

Δ 0 Δ 0 - - 10 dB 10 dB

7 7 2 2 5 5 9 9 23 23

13 13 20 20 17 17 13 13 63 63

9

17

22 86 gesamt

4 2 1

Δ 0 - 10 dB

7 2

20 22 22

Anzahl

0,5 Alle Frequenz [kHz]

Δ >10dB 5 23

13 20 13 63

Alle Prüffrequenzen

|(LL - NN-BERA)| |(LL – ASSR)| n=24 n=22

Unterschiede zwischen |(LL - NN-BERA)| und |(LL – ASSR)| für „Alle“, 0,5 1, 2 und 4 kHz nicht signifikant ( -Test)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

-10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

LL Hörschwelle [dB]

(r=0,816)(r=0,816)y=0,74•x+6,42y=0,74•x+6,42

(r=0,908)(r=0,908)y=0,87•x+3,12y=0,87•x+3,12

(r=0,841)(r=0,841)y=0,86•x+3,88y=0,86•x+3,88

(r=0,728)(r=0,728)y=0,72•x+8,15y=0,72•x+8,15

(r=0,837)(r=0,837)y=0,77•x+6,23y=0,77•x+6,23

LinLin.Reg.Reg4 kHz4 kHz

LinLin.Reg.Reg1 kHz1 kHz

LinLin.Reg.Reg2 kHz2 kHz

LinLin.Reg.Reg0,5kHz0,5kHz

LinLin.Reg.RegAlleAlle

(r=0,816)(r=0,816)y=0,74•x+6,42y=0,74•x+6,42

(r=0,908)(r=0,908)y=0,87•x+3,12y=0,87•x+3,12

(r=0,841)(r=0,841)y=0,86•x+3,88y=0,86•x+3,88

(r=0,728)(r=0,728)y=0,72•x+8,15y=0,72•x+8,15

(r=0,837)(r=0,837)y=0,77•x+6,23y=0,77•x+6,23

LinLin.Reg.Reg4 kHz4 kHz

LinLin.Reg.Reg1 kHz1 kHz

LinLin.Reg.Reg2 kHz2 kHz

LinLin.Reg.Reg0,5kHz0,5kHz

LinLin.Reg.RegAlleAlle

NN-BERA ASSR n=24 n=22

+/- 10 dB

Potentialschwelle

[dB]

Potentialschwelle

[dB]

Schwellendifferenzen

Schwellendifferenzen (m+/-SD)

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

alle Re 500 Li 500 Re 1k Li 1k Re 2k Li 2k Re 4k Li 4k

Schw

ellendif

fere

nz [

dB]

Rechtes / Linkes Ohr, Prüffrequenz [ Hz ]

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

alle Re 500 Li 500 Re 1k Li 1k Re 2k Li 2k Re 4k Li 4k

Schw

ellendif

fere

nz [

dB]

Rechtes / Linkes Ohr, Prüffrequenz [ Hz ]

Alle Prüffrequenzen

(LL - NN-BERA) (LL – ASSR) n=24 n=22

Schwellendifferenzen

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Alle 0,5 1 2 4

Δ >10dB

Δ 0-10 dB

24 24 24 24 24 24 24 24 96 96 gesamt gesamt

Anzahl Anzahl

4 4 2 2 1 1 0,5 0,5 Alle Alle Frequenz [kHz] Frequenz [kHz]

Δ >10dB Δ >10dB Δ 0 Δ 0 - - 10 dB 10 dB

10 10 2 2 5 5 6 6 23 23

14 14 22 22 19 19 18 18 73 73

gesamt

10 dB 14 22

24 24 24 24 96

Anzahl

4 2 1 0,5 Alle Frequenz [kHz]

Δ >10dB

Δ 0 -

10 2 5 6 23

19 18 73

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Alle 0,5 1 2 4

Δ >10dB

Δ 0 - 10 dB

20 20 22 22 22 22 22 22 86 86 gesamt gesamt

Anzahl Anzahl

4 4 2 2 1 1 0,5 0,5 Alle Alle Frequenz [kHz] Frequenz [kHz]

Δ >10dB Δ > 10dB

Δ 0 Δ 0 - - 10 dB 10 dB

7 7 2 2 5 5 9 9 23 23

13 13 20 20 17 17 13 13 63 63

9

17

22 86 gesamt

4 2 1

Δ 0 - 10 dB

7 2

20 22 22

Anzahl

0,5 Alle Frequenz [kHz]

Δ >10dB 5 23

13 20 13 63

Alle Prüffrequenzen

|(LL - NN-BERA)| |(LL – ASSR)| n=24 n=22

Unterschiede zwischen |(LL - NN-BERA)| und |(LL – ASSR)| für „Alle“, 0,5 1, 2 und 4 kHz nicht signifikant ( -Test)

Messung einer Funktionsverstärkung mit FAEP (z.B. NN-BERA oder ASSR)

Idee NN-BERA: Patent DE 101 21 914 A1, Fa. Böckhoff, Steinmeier G (2002)

Idee ASSR: Wesarg T, Mühler R, Ziese M, Stützel A, von Specht H (DGA 2004)

Eigene Ergebnisse ASSR: Wolter T, Meier S, Pötzl A-L, Rohweder R, Schönweiler R: GSI Audera 40 Hz-ASSR über GSI TIP-50 oder B&W-Lautsprecher, ACAM in situ, Siemens Signia HdO (DGA 2005)

-20,00

-15,00

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

alle 500 Hz 1kHz 2kHz 4kHz

Differenz zwischen ASSR-Aufblähkurve

und Insertion-Gain (HV/2), m+/-SD

80% der Messungen (n=40) innerhalb einer Abweichung von 0-15 dB

dB

Spätlatente frequenzspezifische Potentiale (SAEP/CERA)

Tonebursts, z.B. 1000 Hz, 320 ms (10-300-10 ms)

Epochenlänge 500 ms

ISI 1 bis 5 s

Elektrodenlage Cz, RM/LM, Fpz=Erde (einkanalig)

Indikationen

Objektivierung einer AVWS

Objektivierung von Hörschwellen bei zentraler Schwerhörigkeit (d.h. bei normalen OAE und BERA-Schwellen)

Entlarvung einer Aggravation oder Simulation

P2 P1

“Normalbefund”

ISI 0.9s

ISI 1.4s

ISI 5.0s

Burst 320 ms Cz-RM/LM, 1-30 Hz, 80 sweeps

N2

“patholog.”

5 µV

50 ms

N2 N1

N1 - N2 > 5 µV

Esser G et al. Sprache Stimme Gehör, 11 (1987), 10-16 R. Schönweiler et al. Audiology & Neurootology 5 (2000), 69-82

SAEP/CERA zur Objektivierung einer AVWS

SAEP/CERA zur Objektivierung einer Hörschwelle

SAEP/CERA zur Objektivierung einer Hörschwelle

SAEP/CERA zur Objektivierung einer Hörschwelle

Fehlerquellen bei AEP Bedienung

Elektrodenwiderstand zu hoch (>5 k ) akzeptabel ist 1-2 k , realisierbar ist <1 k !

Noch schlimmer: Elektrodenwiderstand ungleichmäßig

Nicht ausreichende Ruhigstellung

Kopfhörer oder Sonden nicht korrekt platziert

Gehörgangskollaps durch Kopfhörer (bei Säuglingen Einsteckkopfhörer!)

Kontinuierliche Störgeräusche in der Umgebung >40 dB (A), gepulste Geräusche stören nicht!

Seiten verwechselt

Epochen zu kurz gewählt (z.B. 10 statt 15 od. 20 ms)

Fehlerquellen bei AEP Technik

Einstrahlung von elektrischen Störfeldern

Bildschirm (70-80 Hz)

Aus dem Stromnetz betriebene Elektrogeräte in der Nähe der Elektrodenkabel (50 Hz)

Elektrodenkabel gebrochen (unsichtbar in der Kunststoffisolierung)

Steckverbindungen defekt

Fehlerquellen bei AEP Interpretation

Diagnosen nur mit AEP (z.B. FAEP/ASSR)

Überbewertung der AEP (z.B. FAEP/ASSR)

Missachtung der physiologischen Streuung der Ergebnisse (SD meist 5-7 dB!)

Fehlende Doppelmessungen oder Korrelationsberechnungen (fehlende Plausibilität)

Ignorieren festgestellter Fehler, Verzicht auf Wiederholung der Messung

Verzicht auf Information an die Überweiser über die Aussagekraft der durchgeführten Messungen

* * *

Korrespondenzadresse und Urheberrecht Prof. Dr. med. Rainer Schönweiler

Leiter der Abt. für Phoniatrie und Pädaudiologie

(Stimm-, Sprach- und kindliche Hörstörungen)

Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Lübeck

Ratzeburger Allee 160

D-23562 Lübeck

Tel. +49-(0)451-500-3485, Fax +49-(0)451-500-6792

Homepage Klinik: www.phoniatrie-luebeck.uk-sh.de

Homepage Lehrbuch: www.schoenweiler.de

E-Mail rainer.schoenweiler@phoniatrie.uni-luebeck.de

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