Förhållandet mellan LS Chirp ABR och talförmåga i brus vid dold hörselnedsättning

Dold hörselnedsättning (HHL) definieras som närvaro av normala renstonsaudiometriska trösklar åtföljda av självrapporterade lyssningssvårigheter, framför allt problem med att förstå tal i bullriga miljöer. Ny neurofysiologisk och histopatologisk evidens tyder på att detta tillstånd är förknippat med cochleär synaptopati – selektiv förlust eller dysfunktion av synapserna mellan innerhårceller och låg-spontantaktiva (low-SR) typ I-auditiva nervfibrer. Low-SR-fibrer är avgörande för kodning av supratröskliga akustiska signaler och bevarande av taluppfattning i brus. Skador på dessa fibrer kan uppstå från bullerexponering, åldrande eller andra metaboliska faktorer även när ytterhårceller förblir intakta, vilket lämnar konventionell audiometri inom normala gränser.

Auditiv hjärnstamsrespons (ABR)-testning ger ett objektivt mått på neural synkroni längs den auditiva banan. Amplituden och latensen hos tidiga ABR-vågor, särskilt våg I, III och V, återspeglar den temporala integriteten hos auditiv nerv och hjärnstamsöverföring. Bland dessa anses våg I-amplitud vara en perifer markör för auditiv nervfiberaktivitet, medan våg V representerar den summerade produktionen från högre hjärnstamskärnor. En minskning av våg I-amplitud med bibehållen våg V-amplitud, eller ett minskat I/V-förhållande, tolkas som en elektrofysiologisk signatur för cochleär synaptopati.

Traditionell ABR med klickstimuli synkroniserar neurala responser huvudsakligen från den basala cochleära regionen. Införandet av chirp-stimuli syftade till att förbättra neural synkroni genom att kompensera för cochleära fördröjningar i fortplantningstid. Den nivåspecifika (LS) CE-Chirp-stimulus som designats av Claus Elberling och Don låter amplituden hos våg V förbli robust över intensiteter samtidigt som den ger frekvensspecifik timing. Ändå kan LS CE-Chirp-responser vid höga nivåer (80-100 dB nHL) uppvisa förändrade tillväxtfunktioner och latensmönster, vilket potentiellt avslöjar subtila skillnader i supratrösklig neural kodning jämfört med konventionella klickar.

Den aktuella studien använder en observationsbaserad, tvärsnittsbaserad, korrelationell design för att undersöka om elektrofysiologiska index härledda från LS CE-Chirp-stimulerad ABR är associerade med beteendemässig tal-i-brus-prestation hos individer misstänkta för HHL. Deltagare med normala renstonströsklar kommer att genomgå både ABR och Hearing In Noise Test (HINT), vilket möjliggör utforskning av förhållandet mellan amplitud- och latensmått av ABR-vågor och det kritiska signal-brusförhållandet (SNR-50) som erhållits beteendemässigt.

Den vetenskapliga motiveringen för studien härrör från premissen att reducerad neural produktion från low-SR-auditiva fibrer manifesteras som mindre våg I-amplituder vid höga stimuleringsnivåer, vilket producerar minskade I/V-förhållanden och plattare amplitudtillväxtkurvor. Dessa fysiologiska mönster förväntas parallellt med sämre tal-i-brus-uppfattning, återspeglat av förhöjda SNR-50-värden på HINT. Att demonstrera en signifikant korrelation mellan ABR-parametrar och HINT-resultat skulle därmed stödja hypotesen att LS CE-Chirp ABR kan tjäna som en objektiv markör för supratröskliga auditiva kodningsbrister vid HHL.

Deltagare kommer att rekryteras från audiologikliniker och universitets hörselforskningslaboratorier. Tre undergrupper kommer att studeras:

1. En kontrollgrupp med normal hörsel och ingen tinnitus eller lyssningsbesvär;
2. En tinniturgrupp med kronisk subjektiv tinnitus (≥ 3 månader) men normala hörseltrösklar; och
3. En tal-i-brus-besvärsgrupp som rapporterar svårigheter att förstå tal i bakgrundsbrus trots normala trösklar och ingen tinnitus.

Behörighetskriterier inkluderar ålder 20-60 år, bilaterala luftledningströsklar ≤ 25 dB HL vid 0,5-4 kHz, normala immittansresultat och MoCA ≥ 21. Individer med perifer eller central hörselnedsättning, somatosensorisk tinnitus, neurologiska störningar eller signifikanta emotionella/psykiatriska tillstånd kommer att uteslutas. Cirka 63 deltagare (21 per grupp) planeras, enligt bestämt av G*Power-analys (effektstorlek 0,5, α = 0,05, styrka = 0,80). Rekryteringsstatus är aktiv.

Alla deltagare kommer att lämna skriftligt informerat samtycke. Testning kommer att ske i en ljuddämpad bås. Bedömningssekvensen inkluderar:

Montreal Cognitive Assessment (MoCA) för kognitiv screening;

Speech, Spatial and Qualities of Hearing Scale (SSQ) eller dess turkiska anpassning för subjektiv taluppfattningsprofilering;

Renstonsaudiometri för att bekräfta normala trösklar;

Threshold Equalizing Noise (TEN)-test för att screena för cochleära döda regioner (kontrollmått, analyseras inte);

Immittans och akustiska reflexer för att bekräfta mellanörets integritet;

LS CE-Chirp- och Click-ABR-inspelningar; och

HINT-administrering i fritt fält.

ABR-inspelningar kommer att erhållas monauralt med Neurosoft Neuro-MEP-4-systemet. Engångs ytelektroder kommer att appliceras efter hudförberedelse med Nuprep-gel: aktiv (Cz eller Fz), referens (ipsilateral mastoid A1/A2 eller örsnibb) och jord (FPz eller AFz). Elektrodimpedans kommer att hållas under 3 kΩ och balanseras över kanaler. Insert-hörlurar kommer att leverera alternerande polaritetsstimuli för att minimera cochleära mikrofona artefakter.

För både Click- och LS CE-Chirp-stimuli kommer inspelningar att göras vid 80, 90 och 100 dB nHL med en repetitionsfrekvens på 21,1 stimuli/s; ytterligare korta block kan använda 11,1 eller 61,1/s för att undersöka neural anpassning. Inspelningsfiltret kommer att vara 100-3000 Hz (12 dB/oktav), artefaktavvisning ± 35-40 μV och analysfönster 0-15 ms (pre-stimulus -2 ms). Varje tillstånd kommer att omfatta 2000-4000 svep genomsnittsberäknade två gånger för reproducerbarhet; inspelningar med kvarvarande brus > 20 nV rms eller inter-replikatdiskrepans > 15 % kommer att upprepas. Insert-hörlurars rörfördröjning (≈ 0,9 ms) kommer att kompenseras i latensberäkningar.

Vågtoppar I, III och V kommer att identifieras oberoende av två förblindade examinatorer. Amplitud- och latensmått kommer att extraheras för varje våg vid varje intensitet, och V/I-amplitudförhållanden kommer att beräknas. LS CE-Chirp-responser förväntas visa större våg V-amplituder vid lägre intensiteter och potentiell amplitudmättnad vid högre intensiteter, vilket ger en grund för utvärdering av supratrösklig neural synkronisering.

HINT kommer att bestå av 25 meningslistor (10 meningar vardera, totalt 250 meningar). Tal kommer att presenteras på varierande nivåer medan bakgrundsbrus hålls konstant vid 65 dB SPL. Den adaptiva algoritmen justerar meningsnivå enligt deltagarens noggrannhet, och konvergerar mot det kritiska SNR (dB) där 50 % av meningarna upprepas korrekt. Testning kommer att genomföras med deltagaren sittande 1 meter från högtalaren vid 0° azimut i en kalibrerad fritt-fält-miljö.

Data från ABR och HINT kommer att länkas för korrelationsanalys. För varje deltagare kommer "bättre öra"-ABR-mått (baserat på högre våg I-amplitud) att paras ihop med binaura HINT-prestation för att återspegla auditiv integration i verkliga livet.

Dataanalysplan

Data kommer att analyseras med Statistical Package for the Social Sciences (SPSS v27). Normaliteten hos variabelfördelningar kommer att verifieras med Kolmogorov-Smirnov-test. Beroende på resultaten kommer parametrisk eller icke-parametrisk statistik att tillämpas. För gruppjämförelser kommer envägs variansanalys (ANOVA) att användas för normalfördelade variabler, och Kruskal-Wallis-test kommer att tillämpas för icke-normalfördelningar. När signifikanta effekter hittas kommer lämpliga post-hoc parvisa jämförelser med Bonferroni- eller Dunn-korrigeringar att genomföras.

För korrelationsanalyser kommer Pearsons korrelationskoefficient att användas för normalfördelade variabler och Spearmans rho för icke-normalfördelade variabler. Det primära analytiska fokus kommer att vara korrelationen mellan LS CE-Chirp ABR-amplituder, latenser och V/I-amplitudförhållanden och HINT-kritiska signal-brusförhållandet (SNR-50). Sekundära analyser kommer att replikera dessa korrelationer för klick-evokerade ABR-parametrar. Explorativa analyser kommer att utvärdera våg I-amplitudtillväxtfunktioner (μV/dB) och I/V-förhållandeförändringar över stimulinsnivåer för att bedöma deras potential som fysiologiska markörer för cochleär synaptopati.

Effektstorlekar (Cohens r eller partiell η²) och 95 % konfidensintervall kommer att åtfölja alla nyckelresultat. Alfanivån kommer att sättas till 0,05. Outliers bortom ± 3 SD kommer att verifieras och, vid behov, analyseras med robusta estimatorer. Korrelationsstyrka kommer att tolkas enligt Cohens konventioner (0,1 = liten, 0,3 = medium, 0,5 = stor).

Etiska överväganden och datahantering

Alla procedurer följer principerna i Helsingforsdeklarationen och nationella etiska riktlinjer för icke-interventionell klinisk forskning. Deltagande är frivilligt och skriftligt informerat samtycke kommer att erhållas före datainsamling. Varje deltagare kommer att tilldelas en unik numerisk kod; identifierbar information kommer att lagras separat från forskningsdata och vara tillgänglig endast för huvudansvarig forskare. Data kommer att krypteras och lagras på lösenordsskyddade institutionella enheter. Deltagare kan när som helst avbryta utan påföljd. Biverkningar eller signifikant obehag förväntas inte, eftersom ABR och HINT är icke-invasiva audiologiska bedömningar med minimal risk.

Kvalitetskontroll och tillförlitlighet

För att säkerställa dataintegritet kommer ABR-inspelningar att kontrolleras för reproducerbarhet genom att samla två oberoende genomsnitt per tillstånd. Inspelningar med kvarvarande brus större än 20 nV eller dålig inter-replikatkorrelation (ICC < 0,80) kommer att uteslutas. Vågidentifiering kommer att utföras av två utbildade examinatorer förblindade till grupptillhörighet. Interbedömar-tillförlitlighet för amplitud- och latensmarkering kommer att beräknas. Alla HINT-procedurer kommer att följa standardiserade instruktioner med samma omgivningsförhållanden och kalibrerad utrustning genom hela studien.

Förväntade resultat och betydelse

Studien förväntas demonstrera mätbara associationer mellan supratröskliga auditiva hjärnstamsresponsmått och beteendemässig tal-i-brus-prestation. Individer med misstänkt dold hörselnedsättning – särskilt de i tal-i-brus-besvärsgruppen – förväntas uppvisa reducerade våg I-amplituder, lägre I/V-förhållanden och plattare amplitudtillväxtkurvor jämfört med kontroll-deltagare. Dessa fysiologiska drag förutsägs korrelera med sämre HINT-prestation (högre SNR-50-värden).

Bekräftelse av dessa hypoteser skulle stödja användningen av LS CE-Chirp ABR som ett icke-invasivt objektivt verktyg för att identifiera neurala kodningsbrister som ligger till grund för HHL. Integrationen av elektrofysiologiska och beteendemässiga utfall kunde förfina diagnostiska kriterier för patienter som rapporterar "jag kan höra men inte förstå", trots normala audiogram. Dessutom kan resultat informera framtida interventionsstudier som syftar till att förbättra neural synkroni eller auditiva träningsprotokoll för individer med subkliniska hörselproblem.

Studiebegränsningar

Den tvärsnittsbaserade observationsdesignen utesluter kausala slutsatser; den är dock lämplig för hypotesgenerering och etablering av fysiologisk-beteendemässiga associationer. Avsaknaden av otoakustiska emissionsmätningar är en potentiell begränsning, men mellanörestatus, TEN-testning och normala audiometriska trösklar minimerar sannolikheten för oupptäckt ytterhårcellsdysfunktion. Deltagarantal är baserade på styrkaberäkningar för medeleffektstorlekar; replikering med större kohorter rekommenderas.

Spridningsplan

Studieresultat kommer att presenteras vid audiologi- och neurovetenskapskonferenser och skickas till peer-granskade tidskrifter indexerade i Science Citation Index Expanded (SCIE). Avidentifierade dataset kan delas på rimlig begäran efter publicering, i enlighet med institutionella datadelningspolicyer.

Slutsats

Denna observationsbaserade, rekryterande studie undersöker hur LS CE-Chirp- och Click-evokerade ABR-parametrar relaterar till tal-i-brus-förståelse hos individer med misstänkt dold hörselnedsättning. Genom att kombinera objektiva neurala responsmått med subjektiva och beteendemässiga bedömningar syftar forskningen till att överbrygga gapet mellan fysiologisk evidens för cochleär synaptopati och funktionella lyssningsbesvär. Det förväntade resultatet är en förbättrad ram för tidig upptäckt av HHL och mer precis differentiering av perifera kontra centrala bidrag till tal-i-brus-brister.