Електрофізіологічна оцінка функціонального стану слухового аналізатора

Размещено на http://www.allbest.ru/

Київський національний університет імені Тараса Шевченка

УДК 616.28-072.7

03.00.13 - фізіологія людини і тварин

Автореферат дисертації

на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

Електрофізіологічна оцінка функціонального стану слухового аналізатора

Карамзіна Людмила Антонівна

Київ - 2001

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Київському науково-дослідному інституті отоларингології ім. проф. О.С. Коломійченка Міністерства охорони здоров'я України.

Науковий керівник: доктор біологічних наук, професор Рибальченко Володимир Корнійович, науково-дослідний інститут фізіології ім. акад. Петра Богача, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, завідувач лабораторії мембранології.

Офіційні опоненти:

- доктор біологічних наук, доцент Макарчук Микола Юхимович, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, завідувач кафедри фізіології людини і тварин;

- доктор медичних наук, професор Мітін Юрій Володимирович, національний медичний університет ім. акад. О.О. Богомольця, завідувач кафедри хвороб вуха, горла і носа.

Провідна установа: Львівський державний університет ім. І.Я. Франка Міністерства освіти і науки Украіни, кафедра фізіології людини і тварин.

Захист відбудеться "11" червня 2001 р. о 16 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д26.001.38 Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: м. Київ, просп. акад. Глушкова, 2, біологічний факультет, ауд. 215.

Поштова адреса: 01033, м. Київ, 33, вул. Володимирська, 64, біологічний факультет.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Київського національного університету імені Тараса Шевченка (01033, м. Київ, 33, вул.. Володимирська, 58).

Автореферат розісланий "10" травня 2001 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Д26.001.38 Давидовська Т.Л.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Життєдіяльність організму визначається його взаємозв'язком з оточуючим середовищем через органи відчуттів. При цьому організм виконує роль багатопрофільної біологічної системи, яка має низку "вхідних" каналів, так званих "сенсорів", що сприймають і перетворюють надану ззовні інформацію. Одержані на "виході" значення дозволяють змоделювати і описати функціонування конкретної біологічної системи і скласти прогноз її діяльності (Анохин П.К., 1976, Позин Н.В., 1978).

Керування всіма сенсорними процесами в біологічній системі здійснюється нервовою системою, діяльність якої за складністю і різноманітністю виокремила її в самостійну галузь фізіології - нейрофізіологію.

Зокрема, з'ясування структурно-функціональної організації центральних відділів слухової системи людини і значущості їх взаємозв'язків при аферентній звуковій стимуляції залишається актуальною проблемою нейрофізіології слуху до теперішнього часу. Відомо, що стовбурна частина головного мозку людини має кілька рівнів і починається з розташованого над спинним мозком довгастого мозку, а закінчується проміжним. Роботами Вартанян И.А. (1981), Сомьен Дж. (1975), Robinson B. (1976), які стали вже класичними, доведено, що на рівні довгастого мозку в центральну нервову систему (ЦНС) входять аферентні волокна від рецепторів органа слуху. На цьому ж рівні також розміщені і нервові утворення (базальні ганглії), які мають потужні зв'язки з усіма відділами мозкового стовбура. Крім того, значна частина слухових волокон спускається від середнього мозку до рухових ядер спинного мозку, в тому числі і ядер звуковідтворюючого апарату (м'язів гортані, язика). Останній в свою чергу є складовою частиною слухо-мовної дуги.

Протилежний кінець стовбура - проміжний мозок через медіальні колінчаті тіла має численні слухові сенсорні зв'язки з переднім мозком. Зважаючи на те, що слух ("вхідний" канал) і мова ("вихідний канал") - нероздільні частини комунікації людини, виявилась можливість одержання додаткової важливої інформації щодо діяльності слухо-мовної функції на нейрофізіологічному рівні, оскільки в соціальному плані мова є засобом спілкування людини.

Саме питанню активації стовбура мозку під час звукового навантаження присвячено багато медико-біологічних досліджень, в яких слух розглядають як суб'єктивну (психоакустичну) і об'єктивну (електрофізіологічну) відповіді (Финкельберг А.Л. и соавт., 1995; Moser М., 1979; Tietze G., Gobsch H., 1980; Parker D.J., 1981; Sohmer H., 1985; Sininger Y.S., Don M., 1989; Yoshida Y. et al., 1991; пат. США №5370126, 1993; Phillips A.J., Thornton A.R.D., 1995; Pratt H. et al., 1995; Attias J. et al., 1996).

Одним з поширених об'єктивних видів слухових відповідей є електрограма викликаної електричної активності стовбура головного мозку. Ці електричні реакції з боку стовбура мозку одержали назву коротколатентних слухових викликаних потенціалів - КСВП (Jewett D.L., Williston J.S., 1971). Одержання подібних електрофізіологічних моделей можливо при створенні біотехнічної системи, яка складається з біологічної (людина) і технічної (аппаратура) складових частин. Ці складові поєднані між собою сполучною ланкою - поверхневими реєструючими електродами. Тому одержання точних, надійних і безартефактних результатів досліду багато в чому, якщо не головним чином, забезпечується розташуванням електродів на голові людини (Базаров В.Г., Карамзина Л.А., 1991; Карамзіна Л.А., Рибальченко В.К., 1998, 1999; Knight R. et al., 1980; Wolpaw J., Wood C., 1982; McPherson D.L. et al., 1985; Beattie R. et al., 1986, 1987; Bares K. et al., 1989; Petrec J., 1989; Kavanаgh K., Clark S., 1989; Bauch C., Olsen W., 1990; Beattie R., Lipp L., 1990; Ballachanda B. et al., 1992; Katbamna B. et al., 1995, 1996; Stuart F. et al., 1996; Norrix L., Glattke T. 1996 та інші).

Переваги електрофізіологічного перед іншими видами дослідження слуху полягають в наступному:

- неінвазивність методу;

- можливість проведення навіть при відсутності мовного контакту;

- будь-який віковий контингент;

- будь-яка ступінь не спання;

- добра переносимість людиною;

- добра репрезентативність результатів та ін.

Потреба одержання збільшеної кількості достовірної інформації від центральних слухових провідникових структур спонукало дослідників розширити методику і застосувати багатоелектродні комбінації при реєстрації викликаних потенціалів. Таким чином, сформувалась можливість переходу від традиційної одноканальної реєстрації КСВП, запропонованої Jewett D.L. & Williston J.S. (1971) до багатоканальної (Pratt H. et al., 1983; Paquereau J. et al., 1981). В зв'язку з цим подальші дослідження розгорталися вже двома напрямками:

1) зміна способу пред'явлення звукового сигналу;

2) зміна локалізації реєструючих електродів.

В обох напрямках проводились ретельні розробки, але, як свідчать результати (Хечинашвили С.Н., Кеванишвили З.Ш., 1985; Ino T. and Mizoi K., 1980; Paquereau J. et al., 1981, 1986; Picton T. et al., 1981; Williston J.S. et al., 1981; Pratt H. et al., 1983-1986; Martin W.H. et al., 1987; Katbamna B. еt al., 1995, 1996), через відсутність єдиної методологічної бази були одержані дані, які важко порівняти (Базаров В.Г. і співавт., 2000).

Виходячи з вище викладеного, розробка адекватної методики багатоканальної реєстрації КСВП є актуальним завданням методології нейрофізіології слуху.

Таким чином, достовірне знання стану функціональної активності підкоркових структур слухового аналізатора дає можливість скласти картину динамічної роботи стовбура мозку за допомогою багатоканальної реєстрації КСВП. Метод багатоканальної реєстрації КСВП шляхом ортогонального (взаємно-перпендикулярного) розміщення каналів надає найбільш повний обсяг відомостей про фізіологічні і патофізіологічні механізми діяльності слухової системи, ніж відомий статичний одноканальний. Ці обставини зумовили мету і задачі роботи, а також особливості її методичного виконання.

Об'єкт дослідження - слуховий аналізатор людини.

Предмет дослідження - електричні реакції стовбура головного мозку при нормальному і порушеному слусі.

Методи дослідження:

1) психоакустичний - реєстрація суб'єктивних слухових реакцій досліджуваного (аудіометрія) для визначення зони чутності при стимуляції простими (тони) і складними (мова) звуковими сигналами;

2) електрофізіологічний - реєстрація об'єктивних електричних реакцій стовбура головного мозку досліджуваного (КСВП) для визначення функціонального стану центральних відділів слухового аналізатора при стимуляції звуковими широкосмуговими клацаннями.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана згідно з планом наукових досліджень Київського НДІ отоларингології ім. проф. О.С. Коломійченка "Експериментально-клінічне дослідження ефективності кохлеарного протезування глухих дітей з використанням одноканального кохлеарного протезу КП-1МД" 1994-1997 рр. (№ держреєстрації 0194U015994).

Мета і задачі дослідження. Розробити спосіб багатоканальної реєстрації КСВП для підвищення достовірності медико-біологічної інформації шляхом виявлення функціональних змін стовбура мозку при звуковій стимуляції слухової системи людини.

Досягнення поставленої мети базувалося на вирішенні наступних задач:

1. Розробка метода багатоканальної реєстрації коротколатентних слухових викликаних потенціалів людини.

2. Вивчення характеристик багатоканальних КСВП в нормі у співставленні з одноканальною реєстрацією.

3. Вивчення характеристик багатоканальних КСВП при патологічних розладах слуху і проведення порівняльного аналізу.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в Україні розроблений і апробований спосіб багатоканальної реєстрації КСВП при ортогональній локалізації електродів на поверхні голови людини.

Зареєстрована електрична відповідь структур стовбура мозку в напрямку "лоб-потилиця" (відповідно до архітектоніки стовбура мозку), що дозволяє виявляти центральні слухові порушення раніше, ніж вертекс-мастоїдальний спосіб реєстрації. Виявлена залежність часових параметрів КСВП від відстані між активним і пасивним електродами (довжини вісі каналу) в кожному з реєструючих каналів, а саме: найменші показники латентності зафіксовані в "лобному" (найкоротшому) відведенні, найбільші - в "потиличному" (найдовшому).

Розташування поверхневих електродів за ортогональним принципом дає можливість адекватного співставлення одержаних при одноканальній і багатоканальній реєстраціях КСВП даних.

На розроблений спосіб одержано тимчасовий патент РФ від 23 червня 1993 р. за №93032951.

Практичне значення одержаних результатів. Одержані в роботі результати суттєво розширюють знання про центральні механізми проведення звукового сигналу. Зокрема, застосування даного метода дослідження електричної активності дозволяє виявити порушення провідникової функції стовбура мозку, що дає можливість своєчасно використати адекватні реабілітаційні заходи для припинення розвитку патологічного стану. В подальшому - запобігти погіршенню психо-емоційного і соціального статусів людини.

Особистий внесок здобувача визначається розробкою і апробацією оригінальної методики багатоканальної реєстрації КСВП і одержанням нормативних даних. Автором самостійно виконано дослідження електричної активності стовбура мозку у нормально чуючих і приглухуватих осіб (всього 100 чоловік), проведено статистичну обробку та аналіз одержаних результатів, інтерпретацію наукових положень та висновків.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи були представлені і обговорені на науково-практичних конференціях, присвячених ювілейним роковинам з дня народження О.С. Коломійченка (Київ, 1993, 1998), на VIII з'їзді отоларингологів України (Київ, 1995), XV з'їзді отоларингологів Росії (Санкт-Петербург, 1995), на конференції, присвяченій 100-річчю першої кафедри отоларингології в Росії (Санкт-Петербург, 1997), науковому товаристві отоларингологів м. Києва і області (Київ, 1998), ІІ нац. конгресі анатомів, гістологів, ембріологів і топогр. анатомів України (Луганськ, 1998), конференції з проблем військової медицини (Київ, 1999).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 12 наукових робіт, серед яких 6 журнальних статей, 5 тез доповідей, 1 патент.

Впровадження результатів в практику. Отримані результати впроваджені в роботу слухо-відновлювального центру Київського НДІ отоларингології при дослідженні електричної активності слухового аналізатора методом КСВП, в навчальні програми постійно діючих курсів інформації і стажування з аудіології при Київському НДІ отоларингології, та патенті.

Структура дисертації. Дисертація викладена українською мовою на 143 сторінках комп'ютерного друку; складається із вступу, чотирьох розділів, висновків, списку 254 використаних джерел, серед яких 66 авторів СНД. Робота ілюстрована 12 рисунками, 24 таблицями.

Основний зміст роботи

Матеріали та методи досліджень

Дослідження нейрофізіологічної діяльності стовбура мозку людини шляхом багатоканальної реєстрації його електричної відповіді КСВП під час аферентної звукової стимуляції органа слуху проведені на 100 особах з нормальною (40 чол.) і порушеною (60 чол.) слуховими чутливостями. В роботі використані психоакустичний (аудіометрія) і електрофізіологічний (КСВП) методи досліджень слухового аналізатора.

Аудіометричне дослідження виконувалось в звукоізольованому приміщенні за допомогою клінічного аудіометра МА-31 (Німеччина), який забезпечує вимірювання тонального слуху в конвенційному (125-8000 Гц) діапазоні частот. Сприйняття тональних і мовних сигналів вивчали при повітряному (через головні телефони) і кістковому-тканинному (через вібратор) їх пред'явленні на кожне вухо окремо (монаурально) за методикою В.Г. Базарова (1984).

За станом слухової чутливості обстежені були розподілені на чотири групи (табл. 1).

Як свідчать дані табл. 1, першу групу (Н) склали відібрані для контролю нормально чуючі (30 чол.) особи без скарг на розлади слуху і нервової системи, котрі не лікувались ототоксичними препаратами.

В групу умовно нормально чуючих (Ну) увійшли 10 також нормально чуючих осіб, які хворіли на грип та застуду і під час лікування вживали аспірин (Вейн А.М. і співавт., 1995; Brown A.M. et al., 1993) та одержували ін'єкції ототоксичних антибіотиків. Аудіометрично зміни стану слуху у них зафіксовані не були. Психоакустичні показники їх відповідали "нормі", як і в групі Н. Однак без наявних ознак патології ці особи скаржились на несистематично виникаюче погіршення сприйняття мови. Залежності від акустичних умов вони не відмічали. Але інколи з'являлась потреба в напруженні слухової уваги і перепитуванні почутого. Тому при формуванні груп виникла необхідність об'єктивного виявлення можливих змін на нейрофізіологічному рівні в стовбурі мозку слухового аналізатора шляхом вивчення часових показників багатоканальних ортогональних КСВП. При аудіометричному обстеженні нормально чуючих (групи Н і Ну) на конвенційних аудіо метричних частотах (125-8000 Гц) не було виявлено відхилень слухових порогів більш, ніж на 5 дБ від аудіометричного нуля.

Розподіл обстежених на групи за станом слухової чутливості:

- Нормальний стан слухового сприйняття тональних і мовних сигналів на порогових рівнях підтверджувався даними надпорогових досліджень.

- Група осіб з сенсоневральною приглухуватістю (СНП-І) була сформована із 30 обстежених, у яких при аудіометричному тестуванні зареєстровані ознаки двобічної високочастотної сенсоневральної приглухуватості зі зниженням слуху на звукові тональні сигнали в діапазоні частот 4000-8000 Гц.

- Нарешті, остання група СНП-ІІ включала 30 чоловік, у яких при аудіометричному тестуванні зареєстровані ознаки двобічної сенсоневральної приглухуватості зі зниженням слуху на звукові тональні сигнали від 2000 до 8000 Гц.

Слухові порушення у обстежених двох останніх груп настали після лікування ототоксичними препаратами в тому числі і аспірином внаслідок перенесених інфекційних захворювань (грип, застуда).

За соціальною оцінкою всі 100 обстежених мали соціально адекватний слух (0, І ступені зниження) за класифікацією В.Г. Базарова, А.І. Розкладки (1989).

Реєстрацію багатоканальних ортогональних КСВП проводили в звуко-, світло- та електроекранованому приміщенні в зручному, розслабленому положенні людини напівсидячи із заплющеними очима для мінімізації м'язових, рухових і зорових артефактів. Реєстрацію електричних потенціалів проводили через відвідні поверхневі хлор-срібні чашкові електроди діаметром 9 мм. Узгодження імпедансів між поверхнею шкіри голови і електродом досягали застосуванням стандартного електродного гелю (дв 4.001-01, вітчизняного виробництва), завдяки чому міжелектродний опір та опір під кожним електродом не перевищував 2 кОм. Звуковим подразником слугували іпсілатеральні широкосмугові клацання альтернативної полярності, тривалістю 100 мкс, часом аналізу 10 мс, частотою проходження 21 с?№. Смуга фільтрації становила 150-3000 Гц. Серію з 2000 викликаних відповідей усереднювали окремо для кожного з трьох значень інтенсивностей стимулу: 70, 80 і 90 дБ. Для одержання репрезентативних даних кожну серію повторювали двічі.

Технічний супровід електрофізіологічних досліджень здійснювали за допомогою клінічного усереднювача СА-1000 (Nicolet Biomedical Instruments Inc., США). Монтаж реєструючих електродів на голові здійснювали за розробленою схемою (табл. 2): активний електрод встановлювали на вертексі, референтні - на обох сосковидних паростках, середині лоба і VII-му шийному хребці.

Локалізація поверхневих електродів на голові людини при багатоканальній ортогональній реєстрації КСВП

Як прототип використані схеми багатоканальної реєстрації КСВП, запропоновані Pratt H. et al. (1983) i Paquereau J. et al. (1986), в яких реєструючі електроди "мігрували" по поверхні голови, що позбавляло спосіб методичної стабільності та адекватності.

Зареєстровану інформацію виводили на монітор дисплея та папір вмонтованого двохкоординатного самозаписувача 701EXY (Allen Datagraph Inc., США). При аналізі отриманих кривих оцінювали латентні періоди (ЛП) піків I, III, V хвиль КСВП та міжпікові інтервали (МПІ) між І - ІІІ, ІІІ - V і I - V хвилями. слух коротколатентний патологічний багатоканальний

Статистичну обробку результатів дослідження проводили загальноприйнятими методами математичної статистики із застосуванням ПЕОМ. Вірогідність змін і відмінностей порівнювальних показників оцінювали за критерієм достовірності різниці (t) Стьюдента.

Результати дослідження та їх обговорення

В результаті проведених досліджень отримана порівняльна характеристика відмінностей КСВП при реєстрації одноканальним і багатоканальним методами у осіб з нормальною і порушеною слуховими функціями і показана різниця "чутливості" методу КСВП при одно- і багатоканальній ортогональній їх реєстраціях.

Зазначено, що сенсоневральне зниження слуху носило хронічний характер і за даними надпорогових тестів Lьscher (1949) i SISI (Jerger J., 1962) функція сприйняття гучності не була порушена, що могло б відбитися на показниках КСВП як додаткове скорочення їх латентності.

Для виключення асиметрії в процесах збудження і гальмування в ЦНС обстежені були підібрані з симетричним рівнем слухової чутливості за результатами суб'єктивної аудіометрії (Р0,05). При електрофізіологічному тестуванні за методом багатоканальної ортогональної реєстрації КСВП у обстежених всіх чотирьох груп були одержані п'ять хвиль КСВП, причому не було виявлено достовірної різниці показників латентності від віку; в трьох групах (Ну, СНП-І, СНП-ІІ) хвилі мали подовжені пікові латентні періоди порівняно з контролем (Н). Значення часових параметрів піків І, ІІІ і V хвиль КСВП наведені в табл. 3.

Як видно з табл. 3, спостерігається достовірна (Р0,05) відносно норми різниця подовження латентних періодів піків ІІІ і V хвиль КСВП в 3-му ("потиличному") на 0,57 і 0,48 мс та 4-му ("лобному") каналах на 0,21 і 0,31 мс у обстежених групи Ну. В першому і другому каналах достовірної різниці цих параметрів не виявлено.

Більші відхилення часових параметрів від норми були зареєстровані у приглухуватих в СНП-І. Значення приростів цих показників для піків ІІІ і V хвиль КСВП становили в "потиличному" третьому каналі 0,59 і 0,49 мс та для піків І, ІІІ і хвиль в четвертому "лобному" каналі 0,11, 0,55 і 0,62 мс відповідно.

У Таблиці 3 показана пікова латентність І, ІІІ, V хвиль КСВП (мс) при багатоканальній ортогональній реєстрації у обстежених різних груп

Примітки:

Р0,05 відносно норми

Р0,01 відносно норми

Також латентний період піка І хвилі в 4-му каналі був на 0,10 мс тривалішим серед обстежених групи СНП-І, ніж у осіб групи Ну. В вертекс-мастоїдальних каналах достовірні зміни латентних періодів біли виявлені лише у ІІІ хвилі КСВП в першому каналі.

У обстежених групи СНП-ІІ в першому (іпсілатеральному), 3-му ("потиличному") і 4-му ("лобному") каналах варіації часових показників відбились на піках І, ІІІ і V хвиль, тоді, як в контралатеральному 2-му каналі - лише на ІІІ і V. Встановлено, що приріст прихованого періоду піка І хвилі становив 0,17 мс, ІІІ - 0,14 і V - 0,19 мс в першому каналі. В 2-му каналі пікові латентності збільшились на 0,30 мс у ІІІ хвилі і на 0,20 мс у V по відношенню до значень в групі Н, тоді як у І хвилі - тільки на 0,07 мс.

Одержані у обстежених СНП-ІІ часові параметри піків І, ІІІ і V хвиль в третьому ("потиличному") каналі достовірно (Р0,05) відрізнялись від таких в групі Н на 0,26, 0,77 і 0,71 мс відповідно.

У цих же обстежених в "лобному" (четвертому) каналі збільшення (Р0,05) показників латентностей були одержані по піках всіх трьох хвиль КСВП і дорівнювали 0,38 мс для І хвилі, 0,82 і 1,05 мс відповідно для ІІІ і V хвиль в порівнянні до нормально чуючих групи Н.

З табл. 3 видно, що в групі СНП-ІІ були зафіксовані ще більші зміни показників КСВП в каналах з першого по четвертий (з достовірністю Р0,05) по відношенню до контрольних значень.

Подальший порівняльний аналіз результатів дозволив оцінити наскрізно різницю латентних періодів не тільки по відношенню до "норми", а й між собою по всіх групах. Оскільки, як видно з табл. 3, найінформативнішими є дані 3-го і 4-го каналів, міжгрупову диференціацію слід послідовно почати саме з них. За даними приросту пікової латентності в "потиличному" (3-му) каналі відмічається збільшення часу проведення нервового імпульсу через слуховий нерв (хвиля І) у осіб груп Ну, СНП-І, СНП-ІІ поріявняно до норми. Достовірними (Р<0,05) є лише показники в осіб з найгіршим рівнем слуху (СНП-ІІ). Однак, якщо в нормі (Н) показник латентності І хвилі становив 2,18 мс, то в групі Ну вже мало місце подовження на 0,05 мс, в групі СНП-І цей же часовий показник втратив іще 0,01 мс від значення в Ну і становив 2,24 мс. В СНП-ІІ час виникнення піка І хвилі КСВП характеризувався запізненням на 0,26 мс відносно норми.

Значення пікової латентності ІІІ хвилі (активність верхніх олив) в 3-му каналі також має тенденцію до збільшення і перевищує на 0,02 мс показник в групі СНП-І в порівнянні з Ну. Подальше послідовне зростання його латентності на 0,20 мс відмічене у приглухуватих в останній групі (СНП-ІІ). Різниця між цими величинами в останніх двох групах з наявними дефектами слуху склала 0,18 мс.

Пікова латентність V хвилі КСВП (канал 3) неухильно подовжувалась синхронно з І і ІІІ хвилями і досягла збільшення на 0,01 мс у пагано чуючих (СНП-І) проти обстежених осіб в Ну, потім від СНП-І зросла на 0,22 мс у осіб в групі СНП-ІІ зі зниженням слуху з 2 кГц.

Таким чином, затримка часу проходження імпульсу через структури стовбура мозку до кінцевого пункту по показнику V хвилі в групі осіб з найбільшим ослабленням слуху відрізнялась від попередньої групи Ну на 0,23 мс.

В 4-му ("лобному") каналі одержані відмінні від нормативних параметри, які також свідчать про збільшений час проходження нервового імпульсу через мозковий стовбур. Найменший приріст латентного періоду був зафіксований для піка І хвилі цього каналу в групі обстежених Ну (0,01 мс). Збільшився він у приглухуватих в групі СНП-І на 0,10 мс, але подальшою прибавкою ще на 0,27 мс у осіб в СНП-ІІ охарактеризував різке погіршення проходження нервого імпульсу через слуховий нерв. Це на 0,37 мс більше від значення в Ну і на 0,38 мс - від найменшого для цього піка значення (Н).

Пікова латентність ІІІ хвилі в 4-му каналі, зберігаючи загальну тенденцію, також зростала по групах від Ну до СНП-І на 0,34 мс, від СНП-І до СНП-ІІ на 0,27 мс і, склавши в останній групі (СНП-ІІ) значення 4,23 мс, вже перевищила показник латентності у умовно нормально чуючих групи Ну на 0,61 мс.

І, нарешті, головний орієнтир КСВП і найстабільніший параметр - V хвиля, виникла у обстежених в групі СНП-ІІ пізніше, ніж в Ну на 0,74 мс, а в групі СНП-І через 0,31 мс після Ну. Міжгруповий показник збільшення пікової латентності V хвилі КСВП серед осіб з наявними дефектами слуху становив 0,43 мс. Часові показники V хвилі по групах і каналах наведені окремо в табл. 4.

Виявлені збільшення часових показників піків І, ІІІ, V хвиль КСВП при проведенні всебічного аналізу даних табл. 3 свідчать про участь різних рівнів стовбура мозку у обстежених з явними і прихованими слуховими порушеннями. А саме: спостерігається закономірне сповільнення швидкості проходження нервового імпульсу як від групи до групи (у міру зростання слухового дефіциту), так і від піка до піка (у міру залучення всього стовбуромозкового слухового сенсорного шляху). Треба особливо зазначити, що у умовно нормально чуючих осіб групи Ну були виявлені достовірні подовження латентного періоду піків ІІІ і V хвиль "лобного" каналу в порівнянні з контрольними показниками. Так, в "потиличному" (третьому) каналі пікова латентність ІІІ хвилі у осіб в Ну мала достовірне (Р<0,05) подовження на 0,57 мс, а V - на 0,48 мс. В 4-му каналі приріст аналогічних часових показників становив відповідно 0,21 мс для ІІІ хвилі і 0,31 мс для V. Окрім цього, якщо проаналізувати поведінку І хвилі в групі Ну, то можна відмітити незначну, але наявну асиметрію і в каналах "міжпівкульового" відведення.

Зазначені зміни, вірогідно, відповідають вище означеним скаргам обстежених осіб і проявляються затримкою часу проведення нервового імпульсу. Таке становище можна розцінювати як об'єктивне підтвердження наявності патологічних змін в стовбурі мозку, а саме в структурах, ближчих до переднього мозку, де розташований центр мови.

Таким чином, виявлені особливості свідчать про погіршення функціонального стану стовбура мозку, яке виявляється збільшенням часових показників виникнення електричної реакції, що і підтверджує розлад слухо-мовної функції.

У Таблиці 4 показано значення пікової латентності (мс) V хвилі ортогонально зареєстрованих коротколатентних слухових викликаних потенціалів у обстежених різних груп

Примітки:

1.Р0,05 відносно норми

2.Р0,01 відносно норми

За результатами проведених досліджень також виявлено кореляцію показників КСВП із довжиною вісей каналів відведення. Встановлено, що найменші латентні періоди зафіксовані в четвертому ("лобному") каналі, найбільші - в "потиличному" (третьому) лобно-потиличного відведення і практично симетричні дані зафіксовані в каналах міжпівкульового відведення (перший і другий).

Такі дані дають можливість припустити, що реєстрація КСВП тільки вертекс-мастоїдальними каналами в більшості випадків створює "електрофізіологічну тінь", яка проявляється відомими в літературі "фальш-позитивними" і "фальш-негативними" результатами (Martin W.H. et al., 1987; Cashman M. et al., 1993). Внаслідок цього мають місце одержувані неузгоджені електричні відповіді, які лишаються до кінця нез'ясованими для дослідників.

Таким чином, застосування багатоканальності при електрофізіологічному тестуванні набагато підвищує роздільну здатність методу, і, отже об'єм одержуваної інформації. Тому найбільш перспективним підходом до оцінки функції слухової системи виявляється той, в якому враховуються властивості всіх трьох складових слухового сприйняття: звук - слух - мозок. Без урахування цього в сучасних дослідженнях не може бути вірогідно оцінений слуховий аналізатор.

Висновки

1. З метою об'єктивного вивчення функцій слухового аналізатора людини розроблено оригінальний метод багатоканальної реєстрації коротколатентних слухових викликаних потенциалів (КСВП) шляхом ортогонального відведения електричного сигналу.

Завдяки цьому встановлені нормативні показники пікових латентностей головних хвиль КСВП.

Встановлено, що при багатоканальному способі реєстрації КСВП оптимальним місцем локалізації активного електрода для всіх реєструючих каналів є найвища точка голови - vertex, а розміщення референтних електродів на сосковидних паростках, середині лоба і VII шийному хребці дозволяє проводити адекватне порівняння параметрів КСВП, отриманих при одноканальній і багатоканальній реєстраціях.

3. Психоакустичні дослідження надають інформацію про стан органа слуху в цілому, тоді як електрофізіологічні дослідження обумовлюють можливість проведення аналізу функціонального стану структур слухового аналізатора, що має важливе значення для раннього виявлення його патологічних змін.

4. Виявлено, що реєстрація КСВП багатоканальним способом дозволяє встановити порушення в слуховому аналізаторі, які не реєструються одноканальним і психоакустичним методами.

5. Часові характерстики хвиль КСВП відбивають чітку залежність від відстані між реєструючими електродами у кожному каналі і виявляються найбільшими показниками латентності в "потиличному" (третьому) каналі, найменшими - у "лобному" (четвертому) і практично рівними між собою в симетричних відведеннях першого і другого каналів.

6. Електрофізіологічне дослідження слухового аналізатора за розробленою методикою дозволяє рекомендувати багатоканальну ортогональну реєстрацію КСВП як для дослідження слухової функції, так і для виявлення ранніх патологічних змін в інших сенсорних системах людини.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Карамзіна Л.А., Рибальченко В.К. Залежність часових показників КСВП від способу відведення біоелектричної інформації // Проблеми екології і медицини. - 1999. - №3. - С. 8-12.

2. Карамзіна Л.А., Рибальченко В.К. Багатоканальне ортогональне відведення коротколатентних слухових викликаних потенціалів // Вісник Київського Університету. Проблеми регуляції фізіологічних функцій. 1999. - Вип. 5. - С. 72-76.

3. Базаров В.Г., Карамзина Л.А. Способ улучшения слухового восприятия. Временный патент России от 23.06.93 №93032951.

4. Базаров В.Г., Карамзина Л.А. Коротколатентные слуховые вызванные потенциалы в объемном отображении // Журн. ушных, носовых и горловых болезней. - 1991. - №5. - С. 1-3.

5. Карамзина Л.А. Трехмерные коротколатентные слуховые вызванные потенциалы: нормативные измерения // Журн. вушних, носових і горлових хвороб. - 1997. - №4. - С. 50-56.

6. Карамзина Л.А. Влияние локализации поверхностных электродов на параметры коротколатентных слуховых вызванных потенциалов // Новости оториноларингологии и логопатологии (СПб). - 1998. - №1 (13). - С. 38-39.

7. Базаров В.Г., Рыбальченко В.К., Карамзина Л.А., Розкладка А.И. Многоканальное отведение коротколатентных слуховых вызванных потенциалов: методические возможности // Журн. вушних, носових і горлових хвороб. - 2000. №4. - С. 68-74.

8. Карамзина Л.А. Методика и возможности исследования слуховой системы с помощью трехмерной регистрации коротколатентных слуховых вызванных потенциалов // Сучасні проблеми оториноларингології. - К.: Знання. - 1993. - С. 67-68.

9. Карамзина Л.А. К вопросу о многоканальной регистрации коротколатентных слуховых вызванных потенциалов // Матер. конф. "Отечественная отоларингология, вклад ученых академии в ее становление" (к 100-летию первой кафедры отоларингологии). - С.Петербург. - 1993. - С. 49-50.

10. Карамзина Л.А. Зависимость показателей КСВП от местоположения референтного электрода // Матеріали ювілейної наук.-практ. конф., присвяченій 100-річчю з дня народження О.С. Коломійченка. - К.: Просвіта. - 1998. - С. 503-506.

11. Карамзіна Л.А., Рибальченко В.К. Передача багатоканальної реєстрації коротколатентних слухових викликаних потенціалів // ІІ нац. конгрес анатом., гістолог., ембріол. і топогр. анатомів України "Актуал. питання морфології". Фах. вид. наук.-пр. робіт - Луганськ: ВАТ "ЛОД" - 1998. - С. 100-101.

12. Базаров В.Г., Карамзина Л.А. К вопросу о возможности объемной регистрации стволомозговой активности методом ортогонального отведения коротколатентных слуховых вызванных потенциалов // Актуальные вопросы военной медицины, вып. 4 - К.: Б.И. - 1999. - С. 300 - 301.

Анотація

Карамзіна Л.А. Електрофізіологічна оцінка функціонального стану слухового аналізатора. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.13 фізіологія людини і тварин. - Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2001.

Вперше в Україні розроблена методика багатоканальної ортогональної реєстрації коротколатентних слухових викликаних потенціалів (КСВП) у людини. Доведена важлива роль розташування поверхневих електродів на голові обстеженого, а саме за схемою: активний електрод локалізовано на спільній для всіх каналів точці верхів'я темені vertex, референтні - відповідно на обох сосковидних паростках, середині лоба і VII-му шийному хребці. Зазначена схема розміщення електродів має взаємно-перпендикулярну (ортогональну) конфігурацію, коли вісь "лоб-потилиця" перехрещується з оссю "правий-лівий сосковидні паростки" в точці vertex. За результатами обстеження встановлено, що багатоканальна ортогональна реєстрація КСВП більш "чутлива" до функціональних змін стовбура мозку, ніж одноканальна вертекс-мастоїдальна.

Одержані показники багатоканальних ортогональних КСВП у людини з нормальним (нормативні дані) і порушеним слухом.

Застосування багатоканальності при електрофізіологічному тестуванні слухового аналізатора підвищує роздільну здатність методу, збільшує об'єм інформації, дозволяючи одночасно аналізувати три складові системи слухового сприйняття: звук - слух - мозок. Без врахування цього не може бути вірогідно оцінений слуховий аналізатор і відхилення в його функціях.

Ключові слова: електрофізіологія, слуховий аналізатор, коротколатентні слухові викликані потенціали, багатоканальна ортогональна реєстрація.

Аннотация

Карамзина Л.А. Электрофизиологическая оценка функционального состояния слухового анализатора. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.13 - физиология человека и животных. - Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, Киев, 2001.

Впервые в Украине разработана методика многоканальной ортогональной регистрации коротколатентных слуховых вызванных потенциалов (КСВП) у человека. Доказана важная роль расположения поверхностных отводящих электродов на голове испытуемого, а именно по схеме: активный электрод размещен на общей для всех каналов точке верхушки темени - vertex, референтные - соответственно на обоих сосцевидных отростках, середине лба и VII-м шейном позвонке. Данная схема расположения электродов имеет взаимно-перпендикулярную (ортогональную) конфигурацию, при которой ось "лоб-затылок" пересекается с осью "правый-левый сосцевидные отростки" в точке vertex.

В результате исследований установлено, что многоканальная ортогональная регистрация КСВП более "чувствительна" к функциональным изменениям ствола мозга, чем одноканальная вертекс-мастоидальная.

Получены показатели многоканальных ортогональных КСВП при нормальном (нормативные данные) и нарушенном слухе. В качестве прототипа выбраны схемы многоканального расположения регистрирующих электродов, разработанные Pratt et al. (1983) и Paquereau et al. (1986). В этих схемах два канала находятся во взаимно-перпендикулярной зависимости, а третий по отношению к первым двум - нет. Кроме того, в обеих схемах-прототипах активный и пассивный электроды являются "мигрирующими" по регистрирующим каналам, то есть в каждом канале как активный, так и пассивный электроды меняют локализацию. Электрод заземления в схемах-прототипах располагали вне поверхности головы - на предплечье. Такой монтаж поверхностных электродов не позволяет проводить корректное сравнение данных, полученных при многоканальной и одноканальной вертекс-мастоидальной регистрациях. Поскольку в последнем типе регистрации электрод заземления локализован на поверхности головы испытуемого.

В данной работе выявлена зависимость между длиной оси регистрирующего канала и латентными периодами пиков главных (I, III, V) волн КСВП. Установлено, что эта зависимость носит прямой пропорциональный характер, а именно: более длинной оси канала соответствуют наибольшие показатели пиковой латентности, более короткой - наименьшие. Межполушарным или вертекс-мастоидальным каналам соответствуют практически одинаковые значения латентностей пиков волн КСВП. Полученные данные считаются нормативными для клинического усреднителя СА-1000 (Nicolet Biomedical Instruments Inc., США) и выражаются значениями пиковых латентностей I, III, V волн соответственно в первом канале: 1,64 0,02 мс, 3,81 0,02 мс, 5,63 0,02 мс; во 2-м канале: 1,68 0,02 мс, 3,66 0,03 мс, 5,72 0,03 мс; в 3-м канале: 2,18 0,03 мс, 4,11 0,02 мс, 6,21 0,02 мс и в 4-м канале: 0,99 0,02 мс, 3,41 0,03 мс, 5,40 0,02 мс. Применение многоканальности при электрофизиологическом тестировании слухового анализатора повышает разрешающую способность метода и увеличивает объем информации, позволяя одновременно анализировать три составные системы слухового восприятия: звук - слух - мозг. Без учета этого не может быть достоверно оценен слуховой анализатор и отклонения в его функциях.

Ключевые слова: электрофизиология, слуховой анализатор, коротколатентные слуховые вызванные потенциалы, многоканальная ортогональная регистрация.

Annotation

Karamzina L.A. Electrophysiological estimation of auditory analysator functional state. - Manuscript.

The dissertation is submitted for conferring the scientific degree of Candidate of Biological Sciences in specialty 03.00.13 - physiology of man and animals. - Taras Shevchenko Kyiv National University, Kyiv, 2001.

For the first time in Ukraine developed method of multichannel orthogonal registration man's brainstem auditory evoked potentials (BAEP). The important role of localization of surface electrodes is proved. There was schema intend electrodes: active electrode was on common place for all take channels, and referent electrodes were place on left and right mastoids, middle of the forehead, VII neck vertebra. This electrode localization schema has mutually perpendicular (orthogonal) configuration of axises. Axis "middle of forehead-back of the head" cross axis "left-right mastoids" in the vertex place.

Based on the results established, that multichannel orthogonal intend BAEP is more sensitivity than single vertex-mastoidal for brain stem functional changes.

There were multichannel BAEP indicators obtained for normal (normative data) and abnormal hearing. Application of the multichannel registration in electrophysiological testing auditory analysator rise the solve ability of method, extens information quantity, allow realisation three components of hearing perception simultaneously: sound - hearing - brain. Without this cannot reliably estimation auditory analysator and it functions changes.

Key words: electrophysiology, auditory analysator, brainstem auditory evoked potentials, multichannel registration.

Размещено на Allbest.ru