Кіріспе

Ішкі құлақтың дыбысы. Отоакустикалық эмиссия (ОАЭ) – ішкі құлақтың ішінде пайда болатын дыбыс. 1948 жылы австриялық астрофизик Томас Голд болжағаннан кейін, оның бар екендігі алғаш рет 1978 жылы британдық физик Дэвид Кемп тәжірибе арқылы дәлелдеді. Содан бері отоакустикалық эмиссиялардың ішкі құлақтың әртүрлі жасушалық және механикалық себептерінен туындайтыны анықталды. Зерттеулер көрсеткендей, ішкі құлақ зақымданғаннан кейін ОАЭ жоғалады, сондықтан ОАЭ зертханада және клиникада ішкі құлақтың денсаулығын бағалау үшін жиі қолданылады. Отоакустикалық эмиссиялардың екі түрі бар: сыртқы тітіркендірусіз пайда болатын спонтанды отоакустикалық эмиссиялар (SOAEs) және тітіркендіру стимулы қажет болатын шақырылған отоакустикалық эмиссиялар (EOAEs).

Оқиғаның орын алу механизмі

ОАЭ кохлеяның күшейту функциясымен байланысты деп есептеледі. Сыртқы тітіркендіру болмаған кезде кохлеялық күшейткіштің активтілігі артып, дыбыс пайда болуына әкеледі. Көптеген зерттеулер көрсеткендей, сүтқоректілерде сыртқы шашты жасушалар кохлеяның сезімталдығы мен жиілік таңдауын арттырады, осылайша күшейту үшін энергия көзі ретінде қызмет етеді.

Өздігінен

Өздігінен отоакустикалық эмиссиялар (СОАЭ) – сыртқы тітіркендірусіз құлақтан шығатын және сыртқы құлақ жолындағы сезімтал микрофондармен өлшенетін дыбыстар. Халықтың шамамен 35–50% -ында кем дегенде бір СОАЭ анықталуы мүмкін. Бұл дыбыстар 500 Гц-тен 4500 Гц-ке дейінгі жиілікте тұрақты, ал дыбыс деңгейі 30 дБ SPL-ден +10 дБ SPL-ге дейін өзгеріп отырады. Көптеген адамдар СОАЭ бар екенін білмейді, бірақ 1–9% адамдар оны жағымсыз шу ретінде сезінеді. "Хум" құбылысы СОАЭ болуы мүмкін деген болжам бар.

Еске түсірілген

Шақырылған аудиоакустикалық эмиссиялар қазіргі уақытта үш түрлі әдістеме арқылы шақырылады. Стимул жиілігі ОАЭ (SFOAEs) таза тонды стимул қолданылған кезде өлшенеді және стимул толқыны мен жазылған толқын арасындағы векторлық айырмашылық арқылы анықталады (бұл стимул мен ОАЭ қосындысынан тұрады). Уақытша шақырылған ОАЭ (TEOAEs немесе TrOAEs) импульс (кең жиілік диапазоны) немесе тонды импульс (қысқа мерзімді таза тон) стимулы арқылы шақырылады. Импульстен туындаған жауап шамамен 4 кГц жиілік диапазонын қамтиды, ал тонды импульс таза тонның өзімен бірдей жиіліктегі аймақтан жауап береді. Бұрмалау өнімдері ОАЭ (DPOAEs) негізгі екі тонның белгілі бір қарқындылығымен (әдетте 65–55 дБ SPL немесе екеуіне де 65) және қатынасымен шақырылады. Бұл стимулдардан туындаған жауаптар негізгі жиіліктермен математикалық байланысты жиіліктерде пайда болады, ең маңыздысы екі: ең көп қолданылатын "кубтық" бұрмалау тоны (әсіресе естуді тексеру үшін), өйткені ол ең берік эмиссияны тудырады, және "квадраттық" бұрмалау тоны немесе қарапайым айырмашылық тоны.

Клиникалық маңызы

Отоакустикалық эмиссиялар клиникалық маңызға ие, себебі олар жаңа туған сәбилерде, сондай-ақ конвенциялық есту тестілері кезінде қатысуға жарамсыз немесе қатысуға ықыласы жоқ балалар мен ересектерде кохлеарлық есту қабілетінің жоғалуын анықтауға арналған қарапайым, инвазивті емес тесттің негізін құрайды. Сонымен қатар, ОАЭ өте сенімді, бұл оларды диагностикалық және скринингтік қолданыстар үшін қолайлы етеді. Көптеген батыс елдері қазір жаңа туған сәбилердің есту қабілетін тексеруге арналған ұлттық бағдарламаларды енгізді. Америка Құрама Штаттарында ауруханадан шығар алдында жаңа туған сәбилердің есту қабілетін тексеру мемлекеттік талап болып табылады. Периодты балалар есту қабілетін тексеру бағдарламалары да ОАЭ технологиясын пайдаланады. Юта штатының мемлекеттік университетіндегі Есту қабілетін бағалау және басқару ұлттық орталығының (NCHAM) ерте балалар есту қабілетін арттыру жобасы АҚШ-тағы жүздеген «Ерте бастау» бағдарламаларына ОАЭ скринингін және осы ерте балалар білім беру орталарындағы іс-практиканы енгізуге көмектесті. Негізгі скрининг құралы – «клик» арқылы шақырылған ОАЭ-нің болуын анықтау тесті. Отоакустикалық эмиссиялар кохлеарлық және жоғары деңгейдегі есту қабілетінің жоғалуын (мысалы, аудиторлық нейропатия) дифференциалдық диагнозына көмектеседі. Отоакустикалық эмиссия мен құлақ шуының (тиннитус) арасындағы байланыс зерттелді. Бірнеше зерттеулер бойынша, құлақ шуы және спонтанды отоакустикалық эмиссиясы (SOAE) бар қалыпты есту қабілетіне ие адамдардың шамамен 6-12%-ында SOAE құлақ шуына кем дегенде жартылай себеп болады. Зерттеулерде құлақ шуы бар кейбір адамдарда тербеліп тұратын немесе сыңғырлаған EOAE пайда болатыны анықталды, және мұндай жағдайларда тербеліп тұратын EOAE мен құлақ шуы эмиссияның құлақ шуының себебі емес, ортақ патологиямен байланысты деген гипотеза бар. Сондықтан, кейбір сыртқы түкті жасушалардың зақымдануы немесе жоғалуы аудиограммада көрінбей тұрып, ОАЭ-де көрінуі мүмкін. Олар шудың салдарынан есту қабілетінің төмендеуі эмиссиялардың ауқымы мен амплитудасының төмендеуімен байланысты ОАЭ-ге әкелетінін анықтады. Шуға ұшыраудың салдарынан эмиссиялардың төмендеуі көбінесе жоғары жиіліктерде байқалады және шуға ұшыраған топтарда шуға ұшырамаған топқа қарағанда айқын байқалады. ОАЭ шудың салдарынан кохлеарлық зақымдануды анықтау үшін таза тондық аудиометрияға қарағанда сезімтал екендігі анықталды. Бұл DPOAE шудың салдарынан есту қабілетінің төмендеуін ертерек анықтауға көмектесетінін көрсетеді. Әскери қызметшілер арасында аудиометриялық шекті және DPOAE өлшеу бойынша жүргізілген зерттеуде шуға ұшырағаннан кейін DPOAE төмендегені байқалды, бірақ аудиометриялық шектің өзгеруі байқалмады. Бұл дыбыс зақымдануының алғашқы белгілерін болжау үшін OAE-нің қолданылуын растайды.

Биометриялық маңыздылығы

2009 жылы Саутгемптон университетінің Стивен Биби атты ғылымыз қызметкері биометриялық идентификация үшін аудиоакустикалық эмиссияларды қолдануды зерттеді. Микрофонмен жабдықталған құрылғылар бұл дыбыс деңгейінен төмен шығатын сигналдарды анықтап, адамды сәйкестендіре алады, соның арқасында құрылғыға дәстүрлі пароль қажет болмайды. Дегенмен, суық тию, дәрі ішу, құлақтың шашын қырқу немесе сигналды жазып алып, микрофонға қайта ойнату арқылы идентификация процесін бұзуға болады деп есептеледі.

Құлақ аспаптарымен отоакустикалық эмиссияны өлшеу

Жоғары сапалы жекелендірілген құлақ аспаптары (мысалы, Nuraphone) OAE (объективті акустикалық эмиссия) өлшеуге және тыңдаушының әртүрлі дыбыстық жиіліктерге сезімталдығын анықтауға арналған. Бұл ақпарат әрбір тыңдаушы үшін аудио сигналды жекелендіру үшін қолданылады. 2022 жылы Вашингтон университетінің зерттеушілері смартфонға қосылған стандартты құлаққаптар мен микрофондарды пайдалана отырып, акустикалық эмиссияны сенімді түрде анықтайтын төмен құнмен жасалған прототип құрылғысын жасады. Бұл прототип құлаққаптың әрбір құлағына екі жиілікті тон жібереді, кохлеяда пайда болатын бұрмалау өнімдерін анықтап, микрофон арқылы жазады. Мұндай төмен құнмен жасалған технологиялар әлем бойынша жаңа туған нәрестелердің есту қабілетін тексеруді кеңейтуге бағытталған ірі жобаларға көмектеседі.