AUDIOMETRIA Janusz Renowski

Audiometria Jest to metoda badania sprawności czynnościowej narządu słuchu, oparta na pomiarach i rejestrowaniu progów słyszalności w postaci wykresów (audiogramów tj. krzywych przewodnictwa) oraz wnioskowaniu z ich przebiegu o uszkodzeniach lub chorobach narządu słuchu.

Pomiary te mogą być; pomiarami subiektywnymi - gdy pacjent potwierdza fakt słyszenia poszczególnych dźwięków podawanych przez badającego, pomiarami obiektywnymi – gdy pacjent jest wyłączony z czynnego udziału a badania polegają na rejestracji potencjałów elektrycznych w układzie nerwowym ( np. pniu i korze mózgu), a w najprostszym przypadku jest to obserwacja potencjałów elektrycznych na powierzchni czaszki w okolicy ośrodka słuchu, lub też, pomiarami obiektywnymi - gdy (w tympanometrii) wyznacza się impedancję akustyczną ucha wykorzystując do tego celu falę akustyczną odbitą od błony bębenkowej.

Z uwagi na zakres tematyczny przedmiotu ETE 4514W (przypominam, że tytuł jego brzmi „AKUSTYKA SŁUCHU”) omówimy tylko ten pierwszy rodzaj pomiarów.

W zależności od zastosowanego sygnału audiometrię subiektywną można podzielić na audiometrię; tonową (tonalną) - gdzie dźwiękiem testowym jest ton o określonej częstotliwości i poziomie, lub słowną – gdy z płyty lub taśmy są odtwarzane, na określonym poziomie ciśnienia akustycznego, specjalne zestawy wyrazów lub logatomów a ubytek słuchu określa się oceniając ich zrozumiałość lub wyrazistość.

W zależności od sposobu pobudzenia narządu słuchu audiometrię subiektywną można podzielić na audiometrię; powietrzną (badanie przewodnictwa powietrznego, czyli transmisji dźwięku do ucha wewnętrznego przez ucho zewnętrzne i środkowe) lub kostną (badanie przewodnictwa kostnego, czyli transmisji dźwięku do ucha wewnętrznego za pośrednictwem drgań mechanicznych kości czaszki).

Innym kryterium podziału będzie przeznaczenie wyników z wykonywanych badań.

Z tego punktu widzenia audiometrię można podzielić na: - diagnostyczną - na podstawie której określa się stan słuchu i ewentualną przyczynę schorzenia, - kontrolną - na podstawie której ocenia się wyniki zastosowanej terapii, i - klasyfikacyjną - w której grupę ludzi dzieli się na podgrupy w zależności od wielkości i charakteru ubytku słuchu.

W audiometrii tonalnej, badanie słuchu polega na pomiarze, przy przewodnictwie powietrznym lub kostnym, ubytku słuchu dla tonów sinusoidalnych o różnych częstotliwościach.

Ubytek słuchu Us (dla danej częstotliwości przy przewodnictwie powietrznym), zdefiniowany jest jako różnica w decybelach między poziomem ciśnienia akustycznego odpowiadającego osobie badanej, a poziomem ciśnienia akustycznego odpowiadającym normalnemu progowi słyszalności i wyrażony jest wzorem:

Us = 20 log p/pn w którym p – poziom ciśnienia akustycznego, dla danej częstotliwości, odpowiadający progowi słyszalności badanej osoby, pn – poziom ciśnienia akustycznego, dla danej częstotliwości, odpowiadający normalnemu progowi słyszalności.

Ubytek słuchu dla przewodnictwa kostnego jest definiowany w podobny sposób, lecz wielkościami porównywanymi nie są poziomy ciśnienia akustycznego, ale poziomy przyśpieszeń kości mastoidu (wyrostka sutkowatego) odpowiadające progowi słyszalności dla danej częstotliwości osobnika badanego i normalnemu progowi częstotliwości.

Wartości ubytku słuchu, zmierzone dla wybranych częstotliwości , mogą być przedstawiane w układzie bezwzględnym i względnym, na wykresach zwanych audiogramami.

Na górnym wykresie mamy układ bezwzględny Na górnym wykresie mamy układ bezwzględny. Mamy na nim pokazaną dolną granicę słyszalności (linia zielona), uzyskaną w wyniku pomiarów statystycznych odpowiednio licznej grupy zdrowych osobników, oraz dolną granicę słyszalności otrzymaną dla badanego osobnika (linia czerwona) Na tymże wykresie, wartości ciśnień akustycznych odpowiadające progom słyszenie dla poszczególnych częstotliwości określone są oczywiście w odniesieniu do 2x10-5 Pa. Ubytkiem słuchu jest różnica miedzy wartościami poziomu ciśnienia akustycznego dla każdej z częstotliwości na obu krzywych.

Na rysunku dolnym, dolna granica słyszenia normalnego będąca odniesieniem narysowana jest jako linia prosta, a wartość ubytku słuchu można tu odczytać wprost na osi rzędnych w decybelach, a nie jako różnicę między dwoma wartościami dla danej częstotliwości (jak to jest na rysunku górnym). Wprowadzone oznaczenie dB HL wyraża „ubytek słuchu” (Hearing Loss) w dB HL. Określane jest ono również jako „poziom słyszenia” (Hearing Level), także w dB HL.

Ostatecznie, w układzie względnym, audiogram przedstawia linię łamaną łączącą punkty określające ubytki słuchu dla poszczególnych wybranych częstotliwości wyrażone w dB HL czyli wartości progowe ciśnienia akustycznego, odniesione do progu słyszenia normalnego dla każdej z tych częstotliwości i wyrażone w mierze logarytmicznej.

Przykładowo, na rysunku górnym, pokazane są audiogramy przedstawiające trwałe ubytki słuchu 1 - obszar decydujący o zrozumiałości mowy. 2 - ostry ubytek słuchu po kilku miesiącach pracy w hałasie, 3 - poważniejsze uszkodzenie słuchu (słuch przytępiony), 4 – ubytek wskazujący na dalekie stadium choroby zawodowej.

Na rysunku dolnym pokazany jest ubytek słuchu wywołany krótkotrwałym przebywaniem w hałasie, który cofa się z upływem czasu. 5 – ubytek bezpośrednio po wyjściu z hałaśliwego pomieszczenia, 6 – ubytek po upływie 1/2 h., 7 – ubytek po upływie 2 h., 8 – ubytek po upływie 4 h (wg Puzyny [8])

Na tym wykresie pokazana jest zmiana ubytku słuchu dla pięciu częstotliwości, będąca wynikiem upływu czasu między ustaniem ekspozycji a pomiarem ubytku. Ubytki zostały zmierzone i uśrednione dla kontrolowanej grupy kobiet i mężczyzn o średnim wieku 28 lat. dwadzieścia osób było eksponowanych przez okres 19 miesięcy, piętnaście przez 27 miesięcy.

Zmiana ubytku słuchu dla pięciu częstotliwości, będąca wynikiem upływu czasu między ustaniem ekspozycji a pomiarem ubytku. Ubytki zostały zmierzone i uśrednione dla kontrolowanej grupy kobiet i mężczyzn o średnim wieku 28 lat. Na lewym wykresie widać, że chwilowy ubytek dla 4 kHz (w 15 minut po ustaniu ekspozycji) wynosi 15 dB i że po 48. godzinach wycofuje się on do 7 dB. Natomiast na prawym, po dłuższej ekspozycji, wynoszącej 27 a nie 15 miesięcy, wynosi 20 dB i do wycofania się do poziomu 7 dB nie wystarczą już 43 godziny a potrzeba do tego całego tygodnia.

Kolejny audiogram pokazuje efekt ekspozycji na hałas o dużym poziomie. - przewodnictwo powietrzne, - przewodnictwo kostne.

Ten audiogram audiogram pokazuje z kolei narastający ubytek słuchu będący wynikiem coraz bardziej długotrwałej ekspozycji na hałas przemysłowy. O – przewodnictwo powietrzne, D – przewodnictwo kostne

Peryferyjne ubytki słuchu, powstałe w kanale ucha zewnętrznego, lub znacznie częściej w uchu środkowym (zła praca systemu kosteczek), są ubytkami typu przewodnościowego.

Peryferyjny ubytek słuchu typu przewodnościowego. O – przewodnictwo powietrzne, – przewodnictwo kostne. Ubytki takie można łatwo wykryć przez porównanie audiogramu dla przewodnictwa powietrznego i kostnego.

Ubytki typu odbiorczego, powstające w wyniku zaburzeń w uchu wewnętrznym lub nerwie słuchowym, mają inny przebieg a przebieg audiogramu dla przewodnictwa powietrznego i kostnego jest zbliżony.

Przykład ubytku typu odbiorczego. O – przewodnictwo powietrzne, D – przewodnictwo kostne.

Audiometria diagnostyczna pozwala na przeprowadzenie różnych prób (np Audiometria diagnostyczna pozwala na przeprowadzenie różnych prób (np. test Fowlera, test SISI)[4,6], które lekarzowi klinicyście mogą ułatwić postawienie właściwej diagnozy. Audiometria ta korzysta na ogół z audiometrów wyższych klas.

W audiometrii kontrolnej i kwalifikacyjnej wystarczają w zasadzie audiometry niższych klas wskazane jednak jest ich zautomatyzowanie a także połączenie z komputerem umożliwiające zmagazynowanie w jego pamięci (często na kilka lat) wyników pomiarów słuchu dużej grupy ludzi.

Zostały więc opracowane międzynarodowe normy określające najważniejsze wymagania stawiane audiometrom oraz precyzujące ich podstawowe parametry.

Wymagania te, różne dla różnych klas audiometrów, zestawione są w tabeli obok; a w zależności od potrzeb stosuje się audiometry odpowiedniej klasy.

Należy wspomnieć, że optymalny słuch ma się w wieku 16 - 24 lat a z wiekiem zdolność słyszenia pogarsza się. Dzieje się tak jednak w znacznie większym stopniu u mężczyzn, niż u kobiet co widać na pokazanych audiogramach.

Poznaliśmy już najprostsze sposoby określania ubytku słuchu i ich przedstawiania na wykresach, teraz poznamy audiometr, czyli przyrząd przeznaczony do określania krzywej czułości słuchu w odniesieniu do wartości progu odniesienia w postaci audiogramów. Każdy audiometr składa się z czterech podstawowych elementów (źródła sygnału pomiarowego, regulatorów poziomu sygnału, przetwornika wyjściowego i układu odpowiedzi pacjenta) pokazanych obok w postaci układu blokowego.

Układ elektryczny prostego audiometru ręcznego, ale bez układu odpowiedzi słuchacza, pokazany jest poniżej.

Przy użyciu najprostszego układu audiometru jest na ogół pełna współpraca słuchacza z operatorem. Słuchacz może jednak również sam mierzyć swój słuch i sam zaznaczać na audiogramie wynik każdorazowego pomiaru.

Audiogram, może być zdjęty i dla każdego z uszu zanotowany na osobnym wykresie, lub też, przy naniesieniu na tym samym wykresie zaznaczony odmiennym kolorem, lub odmiennym oznaczeniem punktów (np. „+” lub „0”).

Skoki takiego audiometru mogą być nawet 5. decybelowe. Audiometr automatyczny zwalnia obsługę z konieczności notowania odpowiedzi pacjenta i umożliwia jej automatyczny zapis na audiogramie przez cały czas badania. Najprostszym zautomatyzowanym komputerem jest taki w którym rylec pisaka opada na arkusz audiogramu w momencie zasygnalizowania przez słuchacza usłyszenia sygnału. Skoki takiego audiometru mogą być nawet 5. decybelowe. Wada, to bezwładność mechaniczna pisaka i płynąca stąd niedokładność zapisu.

Pierwszy audiometr automatyczny z zapisem ciągłym (ciągła zmiana częstotliwości i poziomu) zaproponowany przez Bekesy’ego wyglądał jak na rysunku poniżej. 1 – silnik zmiany częstotliwości 2 – generator sinusoidalny 3 – potencjometr logarytmiczny 4 – bęben rejestratora 5 – korektor 6- silnik zmiany poziomu ciśnienia akustycznego 7 - przycisk

Wady tego rodzaju pomiarów słuchu to: W audiometrze takim słuchacz ma wpływ na kierunek zmiany zapisu poziomu ciśnienia słuchanego sygnału a zmiana częstotliwości w słyszalnym paśmie częstotliwości jest ciągła i trwa około 23. minut. Wady tego rodzaju pomiarów słuchu to: trudność pomiarów, ich specyfika, długi czas trwania pomiaru, konieczność pełnej koncentracji uwagi przez cały czas pomiaru (czyli pomiar pełnej charakterystyki) - co jest istotnym utrudnieniem zwłaszcza przy pomiarze słuchu u dzieci lub u ludzi obłożnie chorych.

We współczesnym audiometrze automatycznym częstotliwość zmienia się co 30 sekund, a kontakt słuchacza z bodźcem istniejący w czasie pomiaru uwidacznia się na wykresie w postaci linii ząbkowanej.

Audiogram uzyskany za pomocą takiego audiometru wygląda jak niżej.

Schemat elektryczny automatycznego audiometru rejestrującego firmy Bruel&Kjaer wygląda następująco:

A jego wygląd jak na rysunku niżej.

wartości częstotliwości, Bardzo ważną rzeczą jest, aby zmierzona danemu pacjentowi wartość ubytku słuchu nie zależała od zastosowanego audiometru. Z tego więc względu wszystkie audiometry powinny być cechowane i okresowo sprawdzane. Sprawdzane są między innymi; wartości częstotliwości, wartości zniekształceń nie linearnych poszczególnych tonów generatora, dokładność i wartości skoków tłumików, wartości poziomów szumu zagłuszającego, oraz wartości zakłóceń.

Najważniejszą rzeczą jest jednak okresowe sprawdzanie ciśnienia dźwięku odpowiadającego dolnej granicy słyszalności dla przewodnictwa powietrznego podawanego słuchaczowi oraz pomiar przyśpieszenia odpowiadający dolnej granicy słyszalności dla przewodnictwa kostnego osoby o „normalnym” progu słyszenia.

Sprawdzający pomiar poziomu ciśnienia akustycznego wykonuje się przy użyciu sztucznego ucha, które ma dla danej częstotliwości obciążyć akustycznie słuchawkę tak samo jakby była obciążona uchem naturalnym i przedstawia taką samą impedancję akustyczną jak ucho osoby „normalnej”.

W tabeli obok podane są wartości równoważnego poziomu progowego ciśnienia akustycznego dla poszczególnych słuchawek mierzone za pomocą sztucznego ucha typu 4152 firmy Bruel&Kjaer.

W tabeli obok podane są wartości równoważnego poziomu progowego ciśnienia akustycznego dla poszczególnych słuchawek mierzone za pomocą sztucznego ucha typu 4152 firmy Bruel&Kjaer: Beyer DT 48 z płaską muszlą, Telephonics TDH 39 z muszlą typu MX41/AR lub MX51/AR, Tonsil Sd 307 i Tonsil Sd 307-2

Zaletą sztucznego ucha jest to, że można nim mierzyć ciśnienie akustyczne bez obawy uszkodzenia błony bębenkowej. Membrana umieszczonego w sztucznym uchu mikrofonu odpowiada bowiem błonie bębenkowej w uchu naturalnym.

Na rysunku obok przedstawiono wygląd i przekrój sztucznego ucha firmy Bruel&Kjaer typu 4152 1 – regulowana sprężyna dociskowa, 2 – element przytrzymująco-dociskający słuchawkę, 3 – pierścień dopasowujący, 4 – wkładka mikrofonowa, 5 – element mocowania przystawki, 6 – przedwzmacniacz mikrofonowy.

Typowy układ kalibracji audiometru z wykorzystaniem sztucznego ucha pokazano na rysunku poniżej.

Charakterystyka częstotliwościowa audiometrycznych słuchawek nausznych Telephonics TDH-49 z muszlą typu MX41/AR wygląda następująco:

Literatura [1] IEC 60645-1 „Audiometers – Part 1: Pure tone audiometers”, Genewa 1998 [2] ISO 8253-1, Acoustics – Audiometric test methods – Part 1: Basic pure tone air and bone conduction threshold audiometry [3] ISO 6189, Acoustics - Pure tone air conduction threshold audiometry for hearing conservation purposes [4] Hojan E., Akustyka aparatów słuchowych, Wydawnictwo Naukowe UAN, Poznań 1997 [5] Jorasz U., Wykłady z psychoakustyki, Wydawnicwto Naukowe UAM, Poznań 1998 [6] Ozimek E., Dźwięk i jego percepcja. Aspekty fizyczne i psychoakustyczne., Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa-Poznań 2002 [7] PN—EN 26189, Akustyka, Pomiar progu słyszenia tonów w przewodnictwie powietrznym na potrzeby ochrony słuchu [8] Puzyna C., Zagadnienia akustyczne w zakładach przemysłowych, Wydawnictwo CRZZ, Warszawa 1968 [9] Renowski J., Akustyka psychofizjologiczna. Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1974