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次声暴露对内淋巴水肿测量的影响

2018年10月16日 更新者:University of Minnesota
暴露于次声(频率低于 20 赫兹)的人描述了各种令人不安的听觉前庭症状,但其潜在机制尚不清楚。 然而,最近的动物研究提供的证据表明,短期接触低频声音会导致短暂的内淋巴积水。 这种影响的存在尚未在人类中进行过研究。 这项研究的长期目标是确定一种可能的机制来描述次声对人内耳的影响。 拟议研究的中心假设是短期次声暴露会引起人类短暂的内淋巴积水。 这将通过在一段时间的次声暴露之前和之后立即进行指示正常听力个体的内淋巴积水的电生理学测试来测试。 这个由工程师、耳科医生以及听力和平衡科学家组成的团队已经建立并校准了现场风力涡轮机产生的次声记录。 次声发生器根据这些现场记录再现声学特征。 目标 1:确定次声对耳蜗电图 (ECoG) 总电位与动作电位 (SP/AP) 比率的影响。 假设 1:次声暴露会导致 SP/AP 比率的可逆升高。 目标 2:确定次声对眼部和颈部前庭诱发肌原性电位的阈值响应曲线的影响。 (oVEMP 和 cVEMP)。 假设 2:次声暴露会导致最佳响应频率处的 oVEMP 和 cVEMP 阈值升高。 目标的成功完成将为次声影响内耳的可能机制提供证据。 这种理解将使暴露于环境次声的个人以及在制定干预措施和未来政策时担任监管、研究和宣传角色的人员受益。

研究概览

地位

终止

详细说明

次声波是通过呼吸和心肌收缩等过程在人体内产生的。 外部来源包括自然产生的来源,例如风和地震,以及人为产生的来源,例如汽车发动机和重型机械。 众所周知,风力涡轮机会发出基频为 1 Hz 的次声,强度接近 100 分贝 (dB),具体取决于风速。 2003 年至 2015 年间,仅美国就部署了超过 75,000 台风力涡轮机。 随着大型风力涡轮机等技术的出现,环境次声暴露的普遍性和强度增加,人们重新关注次声对暴露个体的影响。

当它低于可听阈值时,传统观点认为次声波不会影响人类。 然而,一些生活在风力涡轮机附近的人会以剂量反应方式体验到更高水平的烦恼和睡眠障碍。 其他报告的次声暴露症状包括耳闷、耳鸣、头晕和眩晕。 一些研究人员假设这些耳科症状与影响内耳功能的风力涡轮机噪声的次声分量有关。 然而,由于机制或因果作用尚未确定,其他人将此类症状归因于心身或“反安慰剂”效应(即 消极预期导致症状恶化)。 随着风电场和其他次声产生源的普及,现在迫切需要确定次声对内耳功能的影响。

对人类进行的研究证实,次声波在耳蜗内具有可测量的影响。 Hensel 等人在 130 dB 声压级 (SPL) 下展示了 6 赫兹和 12 赫兹的次声音,同时测量了失真产物耳声发射 (DPOAE)。 与不存在这些音调时相比,他们观察到在存在次声的情况下 DPOAE 振幅显着增加。 作者将此效应归因于次声暴露期间耳蜗隔板的位移。 此外,Dommes 等人证明了次声暴露期间初级听觉皮层在功能性磁共振成像中的活动,提供了通过已知听觉通路发生次声感知的证据。

在几种豚鼠模型中,在短期暴露于次声和低频声音期间观察到内淋巴空间的可逆水肿变化。 Flock 和 Flock 利用外植的豚鼠颞骨模型在共聚焦显微镜下观察内淋巴空间的扩张,同时在 88-112 dB 之间应用 140 Hz 的音调脉冲。 在完成这项工作后不久,Salt 在暴露于 115 dB SPL 的 200 Hz 音爆 3 分钟期间,使用体积和流量标记离子电渗入豚鼠的内淋巴空间,检测到指示体内内淋巴水肿的变化。 观察到的内淋巴空间流量和体积的变化是可逆的。 本研究中的恢复半场时间为 3.2 分钟。 Salt 等人的后续工作表明,与 50-500 Hz 的可听范围内的频率相比,5 Hz 的次声在第三耳蜗转中产生更大的内淋巴电位。 尽管呈现水平预计会低于豚鼠的听觉阈值,但仍会出现这种情况。 这些研究表明,次声和低频音调对内耳生理学具有可测量的影响,即使在低于阈值的听力水平下也是如此。

虽然有证据表明人类耳蜗会受到次声的刺激,但尚不清楚次声是否会诱发人类的内淋巴积水。 拟议的工作将检验中心假设,即短期次声暴露会在人内耳中引起可逆的内淋巴积水。 该假设基于所呈现的动物研究中的观察结果以及据报道与次声暴露相关的听觉和前庭症状的观察组合。

为了在活人身上检验这一假设,拟议的研究将利用目前用作内淋巴积水临床试验的电生理学试验。 通过结合使用测试,将在耳蜗和前庭系统中寻找水肿的证据。

  1. 耳蜗电图 (ECoG)。 ECoG 是耳蜗功能的电生理测试。 以内淋巴积水为特征的梅尼埃病等病症在耳蜗电图 (ECoG) 上表现出升高的总和动作电位 (SP/AP) 比率。 SP 相对于 AP 的增加被认为是由于基底膜位置偏向鼓阶。 因此,异常的 ECoG 与在钆增强 MRI 上发现的耳蜗积水(在基底轮)有关。
  2. 前庭诱发肌原性电位 (VEMP)。 VEMP 源于声音诱导的耳石器官及其相关前庭神经元的激活。 理论上,宫颈 VEMP (cVEMP) 和眼部 VEMP (oVEMP) 分别起源于球囊和椭圆囊。 阈值定义为看到响应的最低刺激强度,可以在多个测试刺激频率(250、500、750、1000 Hz)下获得,并且可以构建阈值响应曲线。 对于 oVEMP 和 cVEMP,引发响应的最低阈值通常出现在 500 Hz。 在梅尼埃病等水肿条件下,VEMP 阈值可以在所有测试频率下升高或不存在。 此外,可以移动 VEMP 调谐曲线,以便在不同的测试频率(例如, 750 或 1000 赫兹)。 由于内淋巴空间的压力变化引起的耳石器官共振频率的变化被假设导致这些变化。

成功完成本研究的目标将使人们更好地了解次声对内耳功能的潜在影响。 这项工作的结果将推动对次声暴露风险的进一步调查,并可能推动减少个人和环境暴露的努力。 一种新描述的机制将为研究人员、监管机构和倡导团体提供以前缺乏的关于次声对内耳功能影响的重要理解,在制定政策、设计新技术和确保暴露个人的安全时

研究类型

观察性的

注册 (实际的)

12

联系人和位置

本节提供了进行研究的人员的详细联系信息,以及有关进行该研究的地点的信息。

学习地点

    • Minnesota
      • Minneapolis、Minnesota、美国、55455
        • University of Minnesota

参与标准

研究人员寻找符合特定描述的人,称为资格标准。这些标准的一些例子是一个人的一般健康状况或先前的治疗。

资格标准

适合学习的年龄

18年 至 60年 (成人)

接受健康志愿者

有资格学习的性别

全部

取样方法

概率样本

研究人群

这项研究将在听力正常的成年人中进行。 每个潜在的参与者都将接受筛选评估以确定资格,包括:1) 完成基本的耳科症状问卷; 2)耳镜检查; 3)双耳气导测听(250至1000赫兹)。

描述

纳入标准:

  1. 18至60岁
  2. 基于筛查问卷的耳科症状缺失
  3. 正常耳镜检查
  4. 在 250、500、750、1000 Hz 时听力阈值小于 25 dB。

排除标准:

  1. 年龄小于 18 岁或大于 60 岁。 年龄大于 60 岁被认为是排除标准,因为先前的研究表明 VEMP 阈值升高归因于年龄
  2. 问卷中是否存在任何阳性症状
  3. 测试频率下的阈值大于 25 dB
  4. 耳镜检查异常(如耳道阻塞、鼓膜穿孔、鼓膜回缩)
  5. 既往耳部手术史。

学习计划

本节提供研究计划的详细信息,包括研究的设计方式和研究的衡量标准。

研究是如何设计的?

设计细节

  • 观测模型:队列
  • 时间观点:预期

队列和干预

团体/队列
干预/治疗
第一座
队列中的参与者将按以下顺序接受测试:ECoG、oVEMP、cVEMP
所有队列都将接受相同持续时间的相同次声暴露,仅改变执行测试的顺序。 为了模拟由环境次声的共同来源(风力涡轮机)产生的频率,将利用在明尼苏达大学的全尺寸研究风力涡轮机上测量的记录来创建次声刺激。 生成的声音文件包含约 0.7 Hz 的基频,等于叶片通过率,加上基频的泛音。 演示级别为 85 dB SPL。 刺激将在声场中呈现。
第二座
队列中的参与者将按以下顺序接受测试:ECoG、cVEMP、oVEMP
所有队列都将接受相同持续时间的相同次声暴露,仅改变执行测试的顺序。 为了模拟由环境次声的共同来源(风力涡轮机)产生的频率,将利用在明尼苏达大学的全尺寸研究风力涡轮机上测量的记录来创建次声刺激。 生成的声音文件包含约 0.7 Hz 的基频,等于叶片通过率,加上基频的泛音。 演示级别为 85 dB SPL。 刺激将在声场中呈现。
第3座
队列中的参与者将按以下顺序接受测试:oVEMP、cVEMP、ECoG
所有队列都将接受相同持续时间的相同次声暴露,仅改变执行测试的顺序。 为了模拟由环境次声的共同来源(风力涡轮机)产生的频率,将利用在明尼苏达大学的全尺寸研究风力涡轮机上测量的记录来创建次声刺激。 生成的声音文件包含约 0.7 Hz 的基频,等于叶片通过率,加上基频的泛音。 演示级别为 85 dB SPL。 刺激将在声场中呈现。
第四座
队列中的参与者将按以下顺序接受测试:oVEMP、ECoG、cVEMP
所有队列都将接受相同持续时间的相同次声暴露,仅改变执行测试的顺序。 为了模拟由环境次声的共同来源(风力涡轮机)产生的频率,将利用在明尼苏达大学的全尺寸研究风力涡轮机上测量的记录来创建次声刺激。 生成的声音文件包含约 0.7 Hz 的基频,等于叶片通过率,加上基频的泛音。 演示级别为 85 dB SPL。 刺激将在声场中呈现。
第5座
队列中的参与者将按以下顺序接受测试:cVEMP、ECoG、oVEMP
所有队列都将接受相同持续时间的相同次声暴露,仅改变执行测试的顺序。 为了模拟由环境次声的共同来源(风力涡轮机)产生的频率,将利用在明尼苏达大学的全尺寸研究风力涡轮机上测量的记录来创建次声刺激。 生成的声音文件包含约 0.7 Hz 的基频,等于叶片通过率,加上基频的泛音。 演示级别为 85 dB SPL。 刺激将在声场中呈现。
第六座
队列中的参与者将按以下顺序接受测试:cVEMP、oVEMP、ECoG
所有队列都将接受相同持续时间的相同次声暴露,仅改变执行测试的顺序。 为了模拟由环境次声的共同来源(风力涡轮机)产生的频率,将利用在明尼苏达大学的全尺寸研究风力涡轮机上测量的记录来创建次声刺激。 生成的声音文件包含约 0.7 Hz 的基频,等于叶片通过率,加上基频的泛音。 演示级别为 85 dB SPL。 刺激将在声场中呈现。

研究衡量的是什么?

主要结果指标

结果测量
措施说明
大体时间
测量次声暴露对耳蜗电图 SP/AP 比率的影响
大体时间:在时间 -10、10 和 20 分钟进行测试测量
将获得基线 ECoG 记录,并计算和记录波形的 SP/AP 比率(时间“-10”)。 随后将进行 10 分钟的次声刺激。 在刺激停止后(时间 10),将立即执行重复的 ECoG 测试运行。 将进行 10 分钟的恢复期,然后进行最后的 ECoG 测试运行(时间 20)。 将记录每次测试运行的 S/P 比率,并计算百分比变化。
在时间 -10、10 和 20 分钟进行测试测量
测量次声暴露对 cVEMP 阈值调谐曲线的影响
大体时间:在时间 -10、10 和 20 分钟进行测试测量
将获得并记录基线 cVEMP 调谐曲线(时间“-10”)。 随后将进行 10 分钟的次声刺激。 刺激停止后(时间 10),将立即重复阈值。 将进行 10 分钟的恢复期,然后进行最终阈值测量(时间 20)。 将记录每次测试运行的阈值,并计算以 dB 为单位的阈值平均变化。
在时间 -10、10 和 20 分钟进行测试测量
测量次声暴露对 oVEMP 阈值调谐曲线的影响
大体时间:在时间 -10、10 和 20 分钟进行测试测量
将获得并记录基线 oVEMP 调谐曲线(时间“-10”)。 随后将进行 10 分钟的次声刺激。 刺激停止后(时间 10),将立即重复阈值。 将进行 10 分钟的恢复期,然后进行最终阈值测量(时间 20)。 将记录每次测试运行的阈值,并计算以 dB 为单位的阈值平均变化。
在时间 -10、10 和 20 分钟进行测试测量

合作者和调查者

在这里您可以找到参与这项研究的人员和组织。

调查人员

  • 首席研究员:Meredith E Adams, MD、Assistant Professor

出版物和有用的链接

负责输入研究信息的人员自愿提供这些出版物。这些可能与研究有关。

一般刊物

研究记录日期

这些日期跟踪向 ClinicalTrials.gov 提交研究记录和摘要结果的进度。研究记录和报告的结果由国家医学图书馆 (NLM) 审查,以确保它们在发布到公共网站之前符合特定的质量控制标准。

研究主要日期

学习开始 (实际的)

2018年5月5日

初级完成 (实际的)

2018年8月23日

研究完成 (实际的)

2018年8月23日

研究注册日期

首次提交

2017年3月9日

首先提交符合 QC 标准的

2017年4月25日

首次发布 (实际的)

2017年4月28日

研究记录更新

最后更新发布 (实际的)

2018年10月18日

上次提交的符合 QC 标准的更新

2018年10月16日

最后验证

2018年10月1日

更多信息

与本研究相关的术语

其他研究编号

  • 1701M04145

计划个人参与者数据 (IPD)

计划共享个人参与者数据 (IPD)?

药物和器械信息、研究文件

研究美国 FDA 监管的药品

研究美国 FDA 监管的设备产品

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次声暴露的临床试验

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