未經(jīng)診斷或未經(jīng)治療的聽力損失具有較高的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)成本。嬰兒聽力聯(lián)合委員會(huì)（JCIH）建議，應(yīng)盡早識(shí)別聽力喪失的嬰兒，并在3-6個(gè)月大之前開始任何必要的干預(yù)。在許多發(fā)達(dá)國(guó)家，由于自1990年代以來(lái)實(shí)施了普遍新生兒聽力篩查方案，聽力損失的平均識(shí)別年齡一直在下降。然而，在早期診斷和干預(yù)方面仍然存在挑戰(zhàn)，特別是在資源不足的情況下，需要克服更多障礙才能實(shí)現(xiàn)JCIH立場(chǎng)聲明中規(guī)定的目標(biāo)。在建立新生兒聽力篩查計(jì)劃時(shí)，一個(gè)最初的障礙是篩查設(shè)備的費(fèi)用，每個(gè)設(shè)備的費(fèi)用相當(dāng)于數(shù)百至數(shù)千美元。
近日，華盛頓大學(xué)Shyamnath Gollakota、Randall Bly和Justin Chan等人報(bào)道了一種低成本（約10美元）的聽力篩查設(shè)備的可行性，該設(shè)備用于測(cè)量耳聲發(fā)射（OAE），即耳蝸外毛細(xì)胞產(chǎn)生的聲學(xué)聲音。
(人們將產(chǎn)生于耳蝸，經(jīng)聽骨鏈及鼓膜傳導(dǎo)釋放入外耳道的音頻能量稱為耳聲發(fā)射（OAE）)
大多數(shù)通用的新生兒聽力篩查程序都是通過(guò)一個(gè)小型探頭來(lái)測(cè)量耳聲發(fā)射，探頭內(nèi)裝有麥克風(fēng)和密封在耳道中的聲源。測(cè)量只要求個(gè)體相對(duì)安靜，也就是說(shuō)，不需要主動(dòng)或公開的反應(yīng)。此外，該測(cè)試速度快、靈敏、特異，可在幾分鐘內(nèi)完成。在健康的耳朵中，測(cè)得的OAE振幅是穩(wěn)健的；在聽力喪失的耳朵中，OAE較弱或缺失。然而，與生物和環(huán)境噪聲以及測(cè)量系統(tǒng)的典型噪聲相比，耳蝸中產(chǎn)生的信號(hào)較小。這使得OAE的檢測(cè)非常具有挑戰(zhàn)性。因此，OAE的最佳測(cè)量需要昂貴的專用硬件（低噪聲麥克風(fēng)和低失真揚(yáng)聲器，它們可以準(zhǔn)確地將聲音的振幅保持在期望的范圍內(nèi)）和特定的信號(hào)處理技術(shù)。這種硬件通常被調(diào)諧以允許在寬范圍的聲音振幅和頻率上進(jìn)行準(zhǔn)確的聲音呈現(xiàn)和測(cè)量。一些OAE系統(tǒng)可以測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)頻率（0.5–8 kHz）和擴(kuò)展高頻（10–20 kHz），以及對(duì)一系列聽覺(jué)刺激的響應(yīng)，如音調(diào)、音調(diào)點(diǎn)（單個(gè)頻率的短聲脈沖）、啁啾聲和咔噠聲。
然而，在聽力篩查中，主要目的是判斷是否存在對(duì)中等水平聲音的OAE，而不是確定聽力閾值，因?yàn)轭A(yù)期測(cè)得的OAE大于對(duì)接近聽覺(jué)閾值的軟刺激的檢測(cè)結(jié)果。因此，該研究沒(méi)有模仿用于臨床診斷或研究的OAE系統(tǒng)，而是設(shè)計(jì)了一個(gè)系統(tǒng)，用于在系統(tǒng)線性、噪聲下限和靈敏度的寬松條件下測(cè)量OAE。作者用現(xiàn)成的麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器組件建造了一個(gè)OAE篩選設(shè)備，該設(shè)備安裝在3D打印外殼中，并連接到智能手機(jī)，成本僅為商業(yè)設(shè)備測(cè)量OAE的一小部分。此外，他們將OAE探測(cè)器設(shè)計(jì)為與一系列智能手機(jī)兼容，并構(gòu)建了一款智能手機(jī)應(yīng)用程序來(lái)收集OAE并報(bào)告結(jié)果。
圖|基于耳機(jī)的OAE探頭系統(tǒng)概述
由于小型現(xiàn)成揚(yáng)聲器（標(biāo)準(zhǔn)耳機(jī)和耳機(jī)中的那種）通常太大，無(wú)法裝入小型耳道探頭，因此通常將其置于探頭外部（為了盡量減少系統(tǒng)失真，使用了兩個(gè)揚(yáng)聲器），然后，聲音刺激通過(guò)小音管通過(guò)探針尖端傳遞（該研究使用了輕質(zhì)硅膠管和Y型連接器）。盡管管道可以降低聲級(jí)，尤其是在較高頻率下，但作者使用的揚(yáng)聲器在耳道中產(chǎn)生了所需的中等聲壓級(jí)，頻率為1-8 kHz。此外，該設(shè)備的噪聲本底和系統(tǒng)失真足夠低，可以在標(biāo)準(zhǔn)聽力篩查所需的水平和頻率下測(cè)量失真產(chǎn)物OAE（一種常用的OAE類型）。
事實(shí)上，作者表明，在一項(xiàng)涉及三個(gè)醫(yī)療保健場(chǎng)所201只兒童耳朵的臨床研究中，該設(shè)備檢測(cè)到聽力損失的靈敏度為100%，特異性為88.9%，優(yōu)化的低成本設(shè)備的性能與商業(yè)OAE篩查設(shè)備相似。
圖|SNHL患者耳朵中的設(shè)備性能
圖|多部智能手機(jī)的基準(zhǔn)測(cè)試
正如JCIH所建議的那樣，考慮該研究的低成本聽力篩查系統(tǒng)如何適應(yīng)更大的最終目標(biāo)，即不遲于3-6個(gè)月大時(shí)為聽力損失提供干預(yù)，這一點(diǎn)很重要。普及聽力篩查的第一個(gè)關(guān)鍵步驟是對(duì)所有未通過(guò)初步篩查測(cè)試的嬰兒進(jìn)行后續(xù)診斷檢查，包括診斷性O(shè)AE測(cè)量、鼓室測(cè)量（鼓膜和中耳功能的測(cè)試）和聽覺(jué)腦干反應(yīng)的評(píng)估。這些分析需要昂貴的設(shè)備，以及在使用和解釋結(jié)果方面受過(guò)培訓(xùn)的專家。因此，測(cè)試需要在集中地點(diǎn)進(jìn)行，這對(duì)農(nóng)村兒童的后續(xù)聽覺(jué)測(cè)試提出了挑戰(zhàn)。在這方面，教育父母、照料者和保健提供者了解聽力對(duì)兒童發(fā)展的重要性至關(guān)重要，了解和解決阻礙后續(xù)行動(dòng)并影響聽力篩查和干預(yù)方案成功的具體因素-經(jīng)濟(jì)、保健和社會(huì)因素也至關(guān)重要。此外，對(duì)于被診斷為永久性聽力損失的嬰兒，需要提供適當(dāng)?shù)母深A(yù)措施（如人工耳蝸或使用助聽器）。但這些設(shè)備價(jià)格昂貴，需要配套的基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)進(jìn)行設(shè)備安裝、故障排除、調(diào)整和維護(hù)。該工作證明，負(fù)擔(dān)得起的技術(shù)可能會(huì)帶來(lái)階段性的成果。
參考文獻(xiàn)：
Chan, J., Ali, N., Najafi, A. et al. An off-the-shelf otoacoustic-emission probe for hearing screening via a smartphone. Nat. Biomed. Eng (2022).
https://doi.org/10.1038/s41551-022-00947-6
