เสียงสะท้อนจากหูชั้นใน

เสียงสะท้อนจากหูชั้นใน (otoacoustic emissions) คือเสียงระดับต่ำที่เกิดขึ้นภายในหูชั้นใน (cochlea) และสามารถบันทึกได้ในช่องหูด้วยไมโครโฟนที่มีความไวสูง เนื่องจากเสียงเหล่านี้เกิดจากการทำงานที่กระตือรือร้นและสร้างพลังงานของเซลล์ขนชั้นนอก (outer hair cells) การมีอยู่ของเสียงเหล่านี้จึงเป็นตัวบ่งชี้ที่เป็นรูปธรรมและไม่รุกรานว่าเครื่องขยายเสียงของหูชั้นใน (cochlear amplifier) ทำงานได้ดี โดยไม่จำเป็นต้องอาศัยการตอบสนองจากผู้ฟัง

Definition

เสียงสะท้อนจากหูชั้นในคือสัญญาณเสียงที่ผลิตโดยหูชั้นใน ซึ่งสามารถบันทึกได้ในช่องหูชั้นนอก และสะท้อนถึงกิจกรรมของเซลล์ขนชั้นนอก ทำหน้าที่เป็นมาตรวัดที่เป็นรูปธรรมของการทำงานของหูชั้นใน (ก่อนระบบประสาท)

Scope

บทความนี้ครอบคลุมถึงต้นกำเนิดของเสียงสะท้อนจากการทำงานของเซลล์ขนชั้นนอก ชนิดทางคลินิกหลัก (เสียงสะท้อนที่เกิดขึ้นเอง, เสียงสะท้อนที่ถูกกระตุ้นด้วยเสียงชั่วขณะ, และเสียงสะท้อนจากผลิตภัณฑ์การบิดเบือน) วิธีการบันทึกและตัดสินว่ามีเสียงสะท้อนหรือไม่ และบทบาทของเสียงเหล่านี้ในการคัดกรองแบบเป็นรูปธรรม นี่คือคำอธิบายอ้างอิงของวิธีการ ไม่ใช่การตีความทางคลินิกสำหรับแต่ละบุคคล

Core questions

• เซลล์ขนชั้นนอกสร้างเสียงสะท้อนที่วัดได้ ซึ่งบ่งชี้ถึงการทำงานของหูชั้นในหรือไม่?
• เสียงสะท้อนที่เกิดขึ้นเอง เสียงสะท้อนที่ถูกกระตุ้นด้วยเสียงชั่วขณะ และเสียงสะท้อนจากผลิตภัณฑ์การบิดเบือนแตกต่างกันอย่างไร?
• จะแยกแยะเสียงสะท้อนออกจากเสียงรบกวนพื้นหลังเพื่อตัดสินว่ามีหรือไม่มีได้อย่างไร?
• เหตุใดเสียงสะท้อนจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการคัดกรองการได้ยินในทารกแรกเกิดแบบเป็นรูปธรรม?

Key concepts

• เซลล์ขนชั้นนอกและเครื่องขยายเสียงของหูชั้นใน
• เสียงสะท้อนจากหูชั้นในที่เกิดขึ้นเอง
• เสียงสะท้อนจากหูชั้นในที่ถูกกระตุ้นด้วยเสียงชั่วขณะ (TEOAE)
• เสียงสะท้อนจากผลิตภัณฑ์การบิดเบือนของหูชั้นใน (DPOAE)
• อัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนและเกณฑ์ความสามารถในการทำซ้ำ
• มาตรวัดก่อนระบบประสาท (หูชั้นใน)
• การคัดกรองการได้ยินแบบเป็นรูปธรรม

Mechanisms

เซลล์ขนชั้นนอกจะหดตัวและยืดออกเพื่อตอบสนองต่อเสียง ซึ่งจะขยายการเคลื่อนที่ของเยื่อฐาน (basilar membrane) ผลพลอยได้จากกระบวนการที่กระตือรือร้นนี้คือพลังงานที่เดินทางย้อนกลับผ่านหูชั้นกลางและสามารถตรวจจับได้ว่าเป็นเสียงในช่องหู (Kemp 1978) เสียงสะท้อนที่เกิดขึ้นเอง (spontaneous emissions) เกิดขึ้นโดยไม่มีสิ่งกระตุ้นภายนอกในหูปกติบางราย เสียงสะท้อนที่ถูกกระตุ้นด้วยเสียงชั่วขณะ (transient evoked emissions) เกิดขึ้นจากการคลิกสั้นๆ และถูกวิเคราะห์เพื่อหาการตอบสนองที่เกิดขึ้นซ้ำๆ เหนือระดับเสียงรบกวน เสียงสะท้อนจากผลิตภัณฑ์การบิดเบือน (distortion-product emissions) เกิดขึ้นจากเสียงสองโทนพร้อมกันและปรากฏที่ความถี่เพิ่มเติมที่คาดการณ์ได้ ซึ่งสร้างขึ้นโดยความไม่เป็นเชิงเส้นของหูชั้นในที่แข็งแรง ทำให้สามารถตรวจสอบการทำงานได้ทีละความถี่ (Probst et al. 1991) เนื่องจากเซลล์ขนชั้นนอกมีความเปราะบางต่อเสียงดัง สารพิษต่อหู (ototoxic agents) และพยาธิสภาพของหูชั้นในหลายชนิด การลดลงหรือไม่มีเสียงสะท้อนบ่งชี้ถึงความผิดปกติของหูชั้นใน อย่างไรก็ตาม เสียงสะท้อนจะทดสอบหูชั้นในจนถึงเซลล์ขนชั้นนอกเท่านั้น ไม่ใช่เส้นประสาทการได้ยิน ดังนั้นจึงอาจมีเสียงสะท้อนอยู่เมื่อมีการทำงานผิดปกติของระบบประสาท จำเป็นต้องมีทางเดินหูชั้นกลางที่ชัดเจนเพื่อให้สามารถบันทึกเสียงสะท้อนได้

Clinical relevance

เสียงสะท้อนจากหูชั้นในให้ข้อมูลที่เป็นรูปธรรมและรวดเร็วเกี่ยวกับการทำงานของเซลล์ขนชั้นนอก ซึ่งไม่จำเป็นต้องมีการตอบสนองทางพฤติกรรม ทำให้เป็นส่วนสำคัญในการคัดกรองการได้ยินในทารกแรกเกิด และมีประโยชน์ในการติดตามสถานะของหูชั้นใน เนื่องจากเป็นมาตรวัดก่อนระบบประสาท จึงมีการตีความควบคู่ไปกับมาตรวัดทางระบบประสาท เช่น การตอบสนองของก้านสมองต่อเสียง (auditory brainstem response) บทความนี้อธิบายวิธีการบันทึกเสียงสะท้อนและสิ่งที่สะท้อนออกมา ไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยหรือการรักษาเฉพาะบุคคล

Epidemiology

เสียงสะท้อนจากหูชั้นในเป็นหนึ่งในสองมาตรวัดทางสรีรวิทยาที่เป็นพื้นฐานของการคัดกรองการได้ยินในทารกแรกเกิดทั่วโลก ควบคู่ไปกับการตอบสนองของก้านสมองต่อเสียงแบบอัตโนมัติ และมีการใช้อย่างแพร่หลายในโครงการตรวจจับการสูญเสียการได้ยินตั้งแต่เนิ่นๆ (JCIH 2007)

History

การสาธิตของ David Kemp ในปี 1978 ที่แสดงให้เห็นว่าหูของมนุษย์ปล่อยเสียงออกมาเพื่อตอบสนองต่อสิ่งกระตุ้น ได้ยืนยันการมีอยู่ของเสียงสะท้อนจากหูชั้นในที่ถูกกระตุ้น และบ่งชี้ถึงกระบวนการที่กระตือรือร้นของหูชั้นใน การทบทวนอย่างครอบคลุมได้รวบรวมประเภทของเสียงสะท้อนที่เกิดขึ้นเอง เสียงสะท้อนที่ถูกกระตุ้นด้วยเสียงชั่วขณะ และเสียงสะท้อนจากผลิตภัณฑ์การบิดเบือน รวมถึงการวัดค่าต่างๆ (Probst et al. 1991) และต่อมาเสียงสะท้อนเหล่านี้ก็ถูกนำมาใช้เป็นเครื่องมือหลักของโครงการตรวจจับการได้ยินตั้งแต่เนิ่นๆ (JCIH 2007)

Key figures

• David Kemp
• Rudolf Probst
• Brenda Lonsbury-Martin
• Glen Martin

Seminal works

• kemp-1978
• probst-1991

Frequently asked questions

เสียงสะท้อนจากหูชั้นในมาจากไหน?

เสียงเหล่านี้เกิดจากการเคลื่อนไหวที่กระตือรือร้นของเซลล์ขนชั้นนอกของหูชั้นใน ซึ่งพลังงานจะเดินทางย้อนกลับผ่านหูชั้นกลางและสามารถตรวจจับได้ว่าเป็นเสียงแผ่วๆ ในช่องหู

เหตุใดจึงใช้เสียงสะท้อนจากหูชั้นในในการคัดกรองการได้ยินในทารกแรกเกิด?

เสียงเหล่านี้เป็นมาตรวัดที่เป็นรูปธรรมและรวดเร็ว ไม่จำเป็นต้องมีการตอบสนองทางพฤติกรรม และบ่งชี้ว่าเซลล์ขนชั้นนอกของหูชั้นในทำงานหรือไม่ ซึ่งทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทดสอบทารกแรกเกิด

เสียงสะท้อนอาจเป็นปกติได้หรือไม่เมื่อยังมีปัญหาการได้ยิน?

ได้ เสียงสะท้อนสะท้อนถึงการทำงานของเซลล์ขนชั้นนอกของหูชั้นในจนถึงแต่ไม่รวมถึงเส้นประสาทการได้ยิน ดังนั้นจึงอาจมีเสียงสะท้อนอยู่เมื่อปัญหานั้นอยู่ที่การส่งผ่านของระบบประสาท