בדיקת ABR (באנגלית: Auditory Brainstem Response audiometry; בעברית: רישום פוטנציאלים מעוררים מעצב השמע וגזע המוח), היא בדיקה להערכת התפקוד העצבי של מערכת השמיעה מהאוזן הפנימית ועד גזע המוח. בדיקה זו מאפשרת הערכה של ספי השמיעה (רגישות שמיעתית) בתדרים שונים והערכת אופי הליקוי השמיעתי וחומרתו.
הבדיקה מתבצעת על ידי מדידת אותות חשמליים בגזע המוח כתגובה לגירוי קול המגיע אליו באמצעות עצב השמיעה, ומשתייכת לקבוצת בדיקות לאבחון הפעילות החשמלית הספונטנית במוח, בדומה לבדיקת EEG. הבדיקה מפיקה רישום תנודות עצביות המכונות "גלי מוח". ברישום מתקבלים מספר גלים המייצגים את פעילות עצבי הגולגולת האחראים על השמיעה.
פריצת הדרך בחקר המוח אשר הובילה להמצאת בדיקת ABR היא גילוי הפעילות החשמלית של המוח. בהמשך שוכללו השיטות למדידת פעילות זו ובתוך כך הומצאה בדיקת ה-ABR.
1875 - עדות ראשונה לתופעה חשמלית בהמיספירות של המוח הגדול (צרברום) בארנבים ובקופים, שהתגלתה על ידי הרופא ריצ'רד קטון (1842–1926).[1]
1890 - פרסום מחקר אודות פעילות חשמלית ספונטנית במוחם של ארנבים וכלבים, בתגובה לגירוי חושי, על ידי הפיזיולוג היהודי-פולני אדולף בק (1863–1942). ממצאים אלו הובילו לגילוי גלי המוח.[2]
1924 - ביצוע רישום EEG ראשון באדם, על ידי הפיזיולוג והפסיכיאטר הגרמני הנס ברגר (1873–1941). ברגר, שהתבסס על מחקריו של קטון ואחרים, המציא את מכשיר ה-EEG electroencephalogram באופן שאנו מכירים אותו כיום וכן נתן לו את שמו.[3]
בדיקת ABR
בדיקת ABR מהווה רישום של פעילות מוחית חשמלית באופן לא פולשני, באופן דומה לבדיקת EEG אשר קדמה לה והיוותה את הבסיס להמצאתה, כאשר דגש הגירוי בבדיקה זו הוא שמיעתי.
1967 - רישום ראשון של ABR בבני אדם באמצעות אלקטרודות המונחות על העור, בוצע על ידי חיים סומר ומשה פיינמסר מהאוניברסיטה העברית. בבדיקה הראו שניתן למדוד פוטנציאלים בתאי השבלול באופן לא פולשני.[4]
1971 - Jewett and Williston ניסחו תיאור פשוט של בדיקת ABR וניבאו נכונה שמקורם של הגלים המאוחרים יותר הוא בגזע המוח. הם עשו שימוש במחשב על מנת לזקק את התגובות השמיעתיות של גזע המוח מתוך פעילות רשמת מוח (electroencephalogram). ז'ווט היה הראשון לזהות שבע סטיות, והציע שהן מייצגות אירועים אלקטרוניים שמקורם בחלקים העמוקים של גזע המוח.[5]
1973 - שימוש ראשון בטכניקת ABR לאבחון של בעיות שמיעה בוצע בישראל על ידי פרופ' סומר. מטרתו הייתה להציג שיטה לביצוע בדיקת שמיעה בקרב תינוקות. במחקרו הוא הבחין שתגובות ABR שהתקבלו מילדים בעלי לקויות שמיעה התאפיינו בשהיות ממושכות בין שיאי העקומה, משרעת (אמפליטודה) מוגבלת וסף גירוי גבוה.[6]
יישומים נוספים של בדיקת ABR
מספר מחקרים שנערכו בשנות ה-70' הוכיחו את יעילות בדיקת ABR הן באבחון בעיות שמיעה והן בתחומים נוספים.
1974 - שימוש ראשון ב-ABR לאבחון של בעיות נוירולוגיות על ידי סומר ושותפיו. מחקר המשך שמטרתו הייתה לשכלל את היכולות האבחנתיות של בדיקת ABR הראה כי הבדיקה יכולה לשמש לשתי מטרות עיקריות:
אבחון שמיעה אצל אוכלוסיות שאינן יכולות להגיב בבדיקות שמיעה סטנדרטיות, כמו תינוקות.
מיפוי נגעים בגזע המוח, כתוצאה מטראומה, שבץ וכדומה.
1975 - נמצא שבדיקת ABR יעילה בהערכת מצבם של חולים עם מחלות נוירולוגיות, ובייחוד כאלה עם פגיעה בעצבים השמיעתיים כתוצאה מגידולים, בעיות במיאלינציה או בעיות במחזור הדם.
1977 - מחקרים העלו ממצאים משמעותיים אודות הקשר בין השהיות ממושכות בין שיאי העקומה של בדיקת ABR לבין המצאות גידולים.
1984 - דיווח ראשון על בדיקת ABR לא תקינה בקרב אלכוהוליסטית ששוקמה מתסמונת היפוונטילציה נרכשת. השערת המחקר הייתה שגזע המוח של המטופלת ניזוק כתוצאה מהאלכוהול.
פיזיולוגיה
רקע על מערכת השמיעה
מסלול הקול במוח
השמיעה האנושית מבוססת תרגום חשמלי של גירוי על בסיס אוויר שנעשה בקרבת האוזן החיצונית. התרגום מתאפשר בזכות התאמה בין מבנה האוזן לתפקידה. האוזן הפנימית מכילה ממברנות לצורך העברת רטט האוויר לאורך חלל האוזן, לצד סיבי עצבים קרניאלים המוליכים את האות למוח, שם מבוצע תרגום מרטט לקול.
מסלול השמע לפי מבנה האוזן
באוזן החיצונית (האפרכסת) מתבצעת הקליטה הראשונה של גלי הקול (שינוי בלחץ האוויר בצמוד לאוזן), משם הם עוברים אל תעלת האוזן וגורמים לרעידות בעור התוף.
רעידות אלו מרעידות את עצמות השמע שבאוזן התיכונה (עצם הפטיש מרעידה את הסדן שמרעיד את הארכוף).
הארכוף אשר מחובר לשבלול בחלון האליפטי, גורם ליצירת גל בנוזל שבתוך השבלול שבאוזן הפנימית.
הנוזל בשבלול נע סביב איבר הקורטי (איבר השמיעה, Organ of Corti) אשר מכיל מכנורצפטורים המוכרים כתאי השיער (Hair Cells). תנועת השיערות מובילה לשחרור סידן ואשלגן לתוך התאים באמצעות תעלות מתאימות, וכן גורמת לתא השיער לשחרר נוירוטרנסמיטר לסינפסות עם דנדריטים של תא עצב השוכן בגנגליון הספירלי.
תא זה בא במגע עם תאי העצב של שיווי המשקל והם הופכים לתא העצב הקרניאלי מספר 8, עצב השמיעה ושיווי המשקל (באנגלית: Vestibulocochlear nerve).
תא עצב זה נכנס לגולגולת דרך פתח השמיעה הפנימי - Internal auditory meatus אל הפונס, אשר מעביר דחף חשמלי לתלמוס.
גירוי אוויר מול גירוי עצם לפי נקודת תחילת הגירוי באוזן
בבדיקת ABR נעשה שימוש בשני סוגי גירויים למערכת השמיעה, המבוססים על מסלולי הנעה שונים של השבלול באוזן הפנימית. גירויים אלה נקראים גירוי אוויר וגירוי עצם.
גירוי אוויר הוא גירוי המבוסס על מסלול השמע דרך האוזן החיצונית. הגירוי מתקבל באמצעות הרעדת האוויר בסמוך לאוזן (בדרך כלל באמצעות אוזניות) ומוביל לשרשרת רעידות בתוך האוזן התיכונה והאוזן הפנימית עד לתרגום רעד לצליל בתוך השבלול. גירוי זה הוא הגירוי הנפוץ יותר בשימוש שכן הוא מאפשר בחינת שמע בסיסית.[7]
גירוי עצם הוא גירוי העובד על עצם הגולגולת.[8] הגירוי מתקבל באמצעות הרעדת האוויר על עצם המסטואיד (מאחורי האוזן) שמוביל לגירוי ישיר של השבלול, ללא צורך במעבר באוזן החיצונית והתיכונה.[9] גירוי זה לא בהכרח מוביל לתרגום רטט לצליל, אך מאפשר לבחון את תפקוד השבלול וכן את אופי לקות השמיעה.[10][11] השימוש בשיטה זו נעשה בדרך כלל לאחר שבבדיקה על בסיס גירוי אוויר מתקבל רישום גבוה מהנורמה.
בבדיקות שמיעה אצל מבוגרים בדרך כלל נעשה שילוב של שתי הבדיקות במטרה לבחון אם המקור ללקות השמיעה הוא באזור האוזן החיצונית והתיכונה או מגורם עצבי.
הבדלים בין השיטות :
הרישום המתקבל בגירוי עצם קצר יותר ביחס לגירוי אוויר מאחר שמסלול המעבר קצר יותר, וכן מאחר שהעצם קולטת תדרים נמוכים יותר ביחס לאוויר.[12]
צורת הגלים בגירוי עצם היא עגולה יותר.
הגל החמישי בעל המתאר השונה ביותר בין שני סוגי הגירויים, גם אצל יילודים וגם אצל מבוגרים.[13]
גירוי עצם מורכב יותר לביצוע מאחר שדורש מגע מדויק בין עצם המסטואיד למכשיר.
בדיקת גירוי אוויר קצרה יותר וחסכונית יותר.
טכניקות ושיטות מדידה
תהליך הבדיקה
בדיקה זו משמשת בדרך כלל כבדיקה נוספת לבדיקות שמיעה התנהגותיות. הבדיקה נעשית באמצעות מערכת לרישום פוטנציאל מעורר שמיעתי. המערכת מורכבת מתכנת מחשב ייעודית, חיישנים ואוזניות[16]:
ישנם שלושה חיישנים (אלקטרודות) הממוקמים על המצח ובצמוד לתנוך כל אחת מהאוזניים, אשר תפקידם לבצע את רישום הפעילות החשמלית. לעיתים מוסיפים גם חיישן רביעי באזור האף שמטרתו צמצום רעשי רקע.
האוזניות מעבירות צלילים לפי הגדרת ספים מוגדרים מראש במערכת הממוחשבת.
הקול המופק באוזניות, מוביל לרצף של פעולות במערכת השמע הנקלטות על ידי החיישנים, והללו מתרגמים את הפעילות החשמלית לרישום של "גלי מוח".
על מנת להפחית רעשי רקע הבדיקה נעשית בחדר אטום לרעש ומתאימה את צורת הבדיקה למטופל, כך שירגיש נינוח בהמלכה, למשל: בשכיבה נינוחה במבוגרים, בזמן שינה טבעית אצל תינוקות עד גיל 3 חודשים ותחת הרגעה (טשטוש) או הרדמה בתינוקות ובילדים.
מנגנון הפעולה ושיטות גירוי
בדיקת ABR היא אחת מתוך בדיקות רבות אשר נמדדות לאחר ייצור פוטנציאל פעולה באזור המוח. החיישנים המונחים על פני המטופל מודדים את הפרש האותות אשר מתקבלים מכל חיישן. חיישן אחד יונח באזור בו ישנה פעילות גבוהה וחיישן שני יונח באזור פעילות נמוכה. כאשר החיישנים פוגשים במטענים שונים הנוצרים בשל כניסה ויציאה של נתרן ואשלגן לתאי השיערה, במכשיר הABR נרשמים לגלים עולים ויורדים.
חלקו העולה של הגל יתקבל בעת כניסת מטען חיובי כגון נתרן לפנים התא, ואילו חלקו היורד של הגל יתקבל בעת יציאת מטען חיובי כגון אשלגן מפנים התא. צורת ה"וי" (V) המתקבלת בבדיקה נובעת עקב מרחקן של האלקטרודות אחת מהשנייה וחזרת מדידת פוטנציאל הפעולה לאפס בין האלקטרודות.
בעת שליחת קול אל האוזן, תתקבל במכשיר הABR קליטה של רכיב אות ורכיב רעש. אותות עם רעשים גדולים יפסלו בבדיקה ואילו אותות המכילים כמות קטנה של רעש יקבלו משקל רב יותר בטכניקה הנקראת Bayesian weighting.[17] בבדיקת EEG למשל, מתבצעת קליטה רחבת טווח של אותות מהמוח. אולם, בבדיקת ABR יפסלו אותו מסוימים העלולים לפגוע בפירוש הבדיקה. מדובר למעשה באותות EEG אשר נפסלים, הן על פי טווח התדרים הרלוונטי לבדיקת ABR, והן לפי עוצמת רכיב הרעש ורכיב האות.
על מנת ליצור בדיקת ABR מהימנה, נקבע ערך המביע את היחס בין רכיב האות לרכיב הרעש, ערך זה נקרא FMP. ערך FMP גדול מ-7 בקרב תינוקות או גדול מ-3.1 בקרב מבוגרים יאפשר בדיקה מדויקת ב-99%.[18] ערך ה-FMP נקבע בבדיקה מקדימה לבדיקה עצמה ובה יקבע היחס בן האות לרעש הנקרא הרעש הנותר (Residual noise באנגלית).
כמו כן, מתבצע סינון אותות שונים הקיימים במוח אשר אינם חלק מבדיקת ABR. על כן, משתמשים בטכניקת "Signal filtering", אשר מסננת אותות בתדרים נמוכים מאזור הפעילות של ABR ואף תדרים גבוהים מאזור פעילות זה. טווח קליטת התדרים בבדיקה נקרא "window of acceptance".
בבדיקה זו, הגירוי נעשה לרוב בתצורה של קול (ראו הרחבה תחת סוגי גירויים). בבדיקת ABR, מתקבלים שבעה גלים שונים אשר מיוצרים כתגובה של חלקים שונים במוח. שלושת הגלים הראשונים נובעים מאזור שבלול האוזן והעצב האקוסטי (עצב קרניאלי מספר 8), ואילו גלים 4 ו-5 נובעים מגזע המוח כאשר גל מספר 5 הוא החשוב ביותר מבחינה קלינית לקביעת סף שמיעה. שני הגלים האחרונים אינם משמשים כיום לניתוח תוצאות בדיקת ABR כיוון שאינם בעלי משמעות קלינית.
בבדיקות רבות שיטת הגירוי הנפוצה ביותר לשימוש היא על ידי השמעת תדר ספציפי הנקראת צליל נקי. אולם, גירוי זה אינו מתאים לשימוש בבדיקת ABR. על כן, נעשה שימוש בגירויים מסוגים שונים היוצרים טווח תדרים:
מבחן נקישות – שיטה בה מייצרים גירוי בטווח רחב של תדרים, החל מ-250 Hz ועד 4000 Hz. בדיקה זו מסוגלת לייצר ABR בטווח רחב אך אינה מדויקת לתדר ספציפי. בבדיקה זו נשלחים מספר רב של תדרים אל האוזן בבת אחת.
CE chirp - שיטה נוספת אשר מייצרת גירוי בטווח תדרים רחב, אך בשונה משיטת click stimulation, שיטה זו מסוגלת לארגן מחדש את התדרים באזור הגירוי עצמו כך שיתאים לעיכוב נדידת הגל לאורך שבלול האוזן. בשיטה זו התדרים הנמוכים ייצאו אל תוך האוזן ראשונים והתדרים הגבוהים אחרונים. זמן המחזור של תדרים נמוכים הוא ארוך יותר, ובשיטה זו יקבלו התדרים הנמוכים את הזמן המרבי כדי להגיע ליעדם. שיטה זו מסוגלת לייצר גירוי חזק פי שניים.[19]
אולם, בדיקת ABR משמשת כדי למדוד תגובה מגובה תדר ספציפי ולא מטווח רחב של תדרים ועל כן נעשה שימוש בשיטות גירוי נוספות.
Tone burst ABR - שיטת גירוי אשר מייצרת טווח מצומצם יותר של תדרים אך מייצרת גל פחות מדויק בתוצאות ה-ABR.[16]
NB CE chirp - שיטה זו מעט רחבה יותר מבחינת טווח התדרים שלה בהשוואה לTone burst, אולם מייצרת משרעת ברורה יותר המתבטאת בגל מספר 5 גדול יותר.
כיום השיטות הנפוצות ביותר אשר בשימוש הן CE Chirp ו-NB CE chirp.[19]
פירוש תוצאות
כל גל ABR נוצר על ידי הפעלה של רכיב שונה במסלול השמיעה. הגלים יוצרים זמן הופעה מתחילת הגירוי, המכונה זמן השהיה מוחלט. הפרש הזמן בין הופעת כל גל נקרא טווח או השהיה בין טווחית. לפיכך, הפרשנות של ABR נעשית על ידי ניתוח השהיות המוחלטות, מרווחי השיא, המורפולוגיה והמשרעת של הגלים שנוצרו.[20]
גל מספר 5 הוא המרכיב החשוב ביותר בתוצאות בדיקת ABR ומקורו בגזע המוח אך תלוי בתהליכים היקפיים בעצב השמיעה ושבלול האוזן. הסממן המהימן ביותר לפגיעה שמיעתית הוא הבדל בזמני השהיה של הופעת גל 5 כאשר באוזן פגועה זמן השהיה של גל 5 יתארך.[21][22][23]
טרם פירוש התוצאות, בעת הסתכלות על תוצאות ממכשיר הABR, תחילה יש לקבוע האם גל מספר 5 קיים בבדיקה, האם זמן ההשהיה של גל מספר 5 תואם את גיל המטופל וכי האמפליטודה תואמת לגודל בדיקת ABR (כ-0.1 מיקרו וולט). שנית, יש לבדוק כי הבדיקה חוזרת על עצמה על ידי ביצוע בדיקה נוספת. לבסוף, יש לוודא כי היחס בין רכיב האות לרכיב הרעש (FMP) עומד בקריטריונים לבדיקת ABR תקינה.
כדי לקבוע את סף השמיעה של מטופל יש לקבל מספר מדדים בתוצאות הABR. הבדיקה עצמה תתבצע בקביעת עוצמות שונות של צליל אשר יושמעו למטופל. עוצמה ראשונית סטנדרטית היא 40db מעל הסף החשוד. יש לקבל מדד Clear response מעל הסף החשוד, בו יוצג גל 5 ברור אשר עומד בקריטריונים לבדיקה תקינה. לאחר מכן, יש למצוא את מדד Response absent מתחת לסף החשוד, בו יוצג במכשיר הABR קו ישר ללא גלים ברורים.[24]
במקרים בהם בדיקת ABR אינה תקינה ניתן לבצע בדיקות נוספות כגון CT (טומוגרפיה ממוחשבת של אזור האוזן והמוח) או בדיקות MRI של המוח במקרים מורכבים.[25]
מגבלות הבדיקה
הבדיקה מסייעת באבחון היכולת של מערכת השמיעה הפריפרית, קרי עצבי השמיעה בגזע המוח. כך שמנקודת מבט נוירולוגית, ABR הוא כלי שימושי רק במטופל עם שבלול ועצבי שמיעה מתפקדים. בשל הכוונת הבדיקה למערכת העצבית, האבחון באמצעותה מוגבל מסיבות שונות, להלן :
הבדיקה מושפעת מהסביבה בה היא מבוצעת, ולכן עלולה להיפגע מרעשי רקע שונים.[26][27][28]
הבדיקה מדויקת בעיקר אצל מבוגרים, ואצל תינוקות מושפעת מנפח תעלת האוזן ומצב גדילת העצם בגולגולת.
ממספר מחקרים עולה כי יעילות הבדיקה מוגבלת אצל נבדקים בעלי חירשות מוכרת.[30]
התאמת מכשירי שמיעה
בדיקות שמיעה שונות מאפשרות לקבוע את ספי השמיעה התחתונים, המהווים את עוצמת הקול הנמוכה ביותר אליה מגיב הנבדק. כאשר הסף התחתון נמוך מסף הנורמה מתאימים לנבדק מכשיר שמיעה, שישמש על פי רוב להגברה של התדרים הנמוכים.
במקרים מסוימים כאשר לא ניתן לקבוע סף התנהגות, סף ABR יכול לשמש להתאמת מכשירי שמיעה. סף התנהגות הוא מדד שמיעתי שנבחן באמצעות תגובת הנבדק להשמעת קול. סף זה נמוך יותר ביחס ל-ABR, המתאר קשרים עצביים דומים לו, ולכן מתאפשר מעבר בין הספים.[31] המעבר נעשה באמצעות מספר רב של פקטורי תיקון לאור טווח לקויות השמיעה הרחב.
לדוגמה, סט מסוים של פקטורי תיקון מנמיך את סף ה-ABR מאזור Hz 4,000 לאזור 500 Hz המתאים לטווח של סף התנהגות.[32]
בשלבים מוקדמים יותר, מבחני שמע מגזע המוח נשענו על השוואת משרעות נורמליות (ללא לקות שמיעה) אל מול משרעות פתולוגיות במטרה למצוא את נקודת הגברת השמע המתאימה.[33] שיטה זו מבוססת על ההנחה כי משרעת פוטנציאל הפעולה בגזע המוח קשורה באופן ישיר לתפישת עוצמת הקול. כלומר לפי הנחה זו, כאשר גזע המוח מקבל גירוי באמצעות מכשיר השמיעה, המשרעת שתתקבל תהיה קרובה למשרעת אצל אדם ללא לקות שמיעה.
סף ABR לא בהכרח משתפר באמצעות מכשיר השמיעה,[34] וכן לא מהווה בהכרח כלי מדויק להתאמת מכשיר שמיעה, בשל הקושי לעבד מספר רב של גירויים מעוררי תגובה.
