Mikrophonpotentiale (MP) des menschlichen ohres

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    10-Aug-2016

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  • Archiv klin. exper. 0hren-, Nasen- und Kehlkopfheilk. 190, 229--243 (1968)

    Mikrophonpotentiale (MP) des menschlichen Ohres

    1V[. FLACll und P. S:EIDEL

    Klinik fiir Hals-, Nasen-, Ohrenkrankheiten der Medizinischen Akademie ,,Carl Gustav Carus" Dresden (Direktor: Prof. Dr. med. F. GffNNEL)

    Eingegangen am 3. Oktober 1967

    Microphonics (MP) /rom the Human Ear Summary. From the submitted studies it is evident that microphonics (DIP)

    can be obtained from the human ear. During an operation or with microscopic ear examination of patients with perforated drum membranes mierophonics can be derived from the thick osseous eapsula surrounding the labyrinth at the round window only. Transmission from the promontory proved to be impossible. Intensity of human microphonics at high sound densities is substantially lower than levels found with animals used for electrophysiological experiments (guinea pigs, cats, etc.). Highest intensity levels have been found at 2000 cps. It should be pointed out, however, that pronounced haemorrhage, secretion, or gramllation in the middle ear results in a shunting action which prevents accurate measurement. From the studies it can be seen that a relationship exists between the intensity of the follow-up current after stimulation and the hearing capacity determined through audiometer threshold measurements which is significant for mathematical and statistical evaluation. Due to the high scatter in results, however, it proved impossible to achieve proper assignment between the potential level and a certain db-value within the usual error limits encountered in audiometer threshold meas- urement. In consequence, microphonics transmission can be used with advantage only for relative measurements on one and the same patient. Furthermore, it was possible to achieve an improved objective assessment of the hearing capacity during the Stapes operation by supervising the rise of intensity.

    Zusammen]assung. MSt den vorliegenden Untersuchungen wurde gezeigt, dai~ sich vom menschlichen Ohr Milu'ophonpotentiale (MP) ableiten lassen. Die Ablei- tung erfolgte bei operativen Eingriffen und w~hrend mikroskopischer Ohrunter- suchungen bei Patienten mit Trommelfellperforationen. Die einzig mSgliche Ablei- tungsstel]e ist bei dem yon einer dicken knSchernen Kapsel umgebenen mensch]ichen Labyrinth das runde Fenster. Eine Ableitung yore Promontorium ist nieht m5glich. Die bei hoher Schallsti~rke erreichten Intensit~ten der mensehlichen Mikrophon- potentiale sind wesent]ich niedriger als bei denjenigen Tierspecies, die fiir tierexperi- mentelle elektrophysiologische Untersuchungen verwendet werden (Meerschwein- ehen, Katzen usw.). Die h6chsten Intensit~ten wurden bei 2000 Hz gefunden. Bei st~rkerer Blutung, Sekret oder Granulationen in der PaukenhShle sind durch elek- trische NebenschluBwirkungen keine positiven Ableitungsergebnisse zu erwarten. Es zeigte sich, dab zwischen der Intensit~t des Reizfolgestromes und dem schwellen- audiometriseh bestimmten H6rvermSgen ein Zusammenhang besteht; diese Be- ziehungen sind mathematisch-statistisch signifikant. Infolge der starken Streuung ist jedoeh eine feste Zuordnung einer Potentialinteusit~t zu einem bestimmten schwellenaudiometrischen dB-Wert innerhalb der iibliehen audiometrisehen Fehler- breite nicht m6glieh. Die Potentialableitungen eignen sich nur fiir Relativmessungen

    16 Arch. klin. exp. Ohr.-, Nas.- u. Kehlk.Heilk., Bd. 190

  • 230 M. FnAetr und P. SEIDEL:

    bei ein und demselben Patienten. Es gelang, die w~hrend der StapesfuBplatten- plastik eintretende Verbesserung des HSrvermSgens dureh einen Intensit~tsanstieg des Mikrophonpotentials zu objektivieren.

    Einleitung In dem umfangreichen Schrffttum fiber Potent ia lable i tungen yon der

    Cochlea wird f iberwiegend Yon Tierversuehen berichtet, mit denen auBer elektrophysiologisehen Fragestel lungen aueh zahlreiehe klinische Pro- bleme (z.B. hinsichtl ieh L/~rmseh/idigungen, Streptomycinsch/ iden u.a.) untersucht werden konnten. Microphonicsableitungen vom ~enschen wurden nur ganz vereinzelt vorgenommen.

    Tabelle 1. Ubersicht iiber ver6/]entlichte Potentlalableitungen beim Menschen

    Autoren Jahr GrSBe des Positive Intensitiiten Beobach- I~esultate tungs- materials

    F~OMM, NYLEN u. ZOTTEI~- 1935 ? 3 keine Messungen 1VIAN

    ANDREEV, ARA]~OVA u. 1938 ? 20 1--25 MV GEI~SUNI

    PEI~LMAN U. CASE 1941 ? 9 keine Messungen

    LEMPEI~T, WEVEI~ U. 1947 (11) (4) LAWRENCE 1950 32 13 bis 25 tLV

    9 3

    KI~EJCI 1949 ? 3 keine Angaben

    B~ng~MAN u. TOOK 1951 9 7 nur subjektive Beurteilung fiber Kopfh5rer

    I~UBEN U. BOm)LEY 1959 ? (1) 1960 (16) (11) bis 63 ~V 1961 32 28 i964 61 ?

    Eigenes Beobachtungsmaterial 1967 33 26 bei 2000 Hz durehschniStlich 22,3 ~v

    Uberbl ickt man das gesamte verff igbare Sehri fttum, das sich mit Mikrophonpotent ia lable i tungen veto Mensehen befagt (Tab. 1), so muB man feststellen, dab auBer den historisehen Versuchen yon FlzoM~, NYLEN u. ZOTTE~MAN (1935), ANDI~EEV, AtCAFOVA U. GE~SUNI (1939), P]~RLMAN U. CASE (1941) und der zu keinem posit iven Resul tat kommen- den Autorengruppe um LEMPE~T et al. (1950) in den letzten 15 Jahren nur yon B~I~cK~A~ u. TOLK (1961) und yon der amerikanischen Forseher-

  • Mikrophonpotentiale (MP) des menschlichen Ohres 231

    gruppe um Ru~wN et al. (1954--1964) Ergebnisse publ iz iert wurden. Im Gegensatz zu den zahlreichen t ierexperimentel len Untersuchungen, die unsere theoretisehen Kenntnisse fiber die Elektrophysiologie des HSrvor- gangs wesentlich erweitert haben und auch teilweise gewisse k]inische Schlul]folgerungen erbrachten~ existieren im deutsehen Schr i f t tum keine ni~heren Mittei lungen fiber die Ablei tung yon Potent ia len vom menseh- l ichen Ohr.

    KEIDEL (1964) n immt zu diesem Problem Stellung. Er vert r i t t im Handbueh fiir Hals-Nasen-Ohrenhei lkunde die Auffassung, da~ das vom runden Fenster abgeleitete Mikrophonpotent ia l a]s Summenbi ld aus 3500 inneren und 20 000 ~ul~eren Haarzel len aufzufassen sei, also ein kompli- ziertes Ortsintegral mit Betrag und Richtung tines Vektors darstelle. ]~eim Menschen sollen sich die einzelnen Komponenten dieses Vektors so zusammensetzen, da[~ seia Betrag fast Nul l sei (RANK]], KEIDEL U. W~SC~K~, 1953). K~D~n erklrt damit die erschwerte Situation, die sieh bei der Ablei tung yon Mikrophonpotent ia len vom Mensehen ergibt.

    Es war erforderlich, die in der deutsehen Fachl i teratur bestehende Lficke zu schlie~en und zu fiberprfifen, ob eine routinemiil~ige Potential - ableitung vom menschliehen Ohr mit dem Ziel einer objekt iven Funk- t ionsprfifung unter best immten Bediagungen mSglich ist.

    Methodik Der fiir die Potentialableitung yon uns verwendete Verst~Lrker hat einen Ein-

    gangswiderstand yon i00 M~; die Verst~rkung ist stufenweise einstellbar (46 bis 106 dB). Beim hSchsten Verst~rkungsgrad liegt die maximal zul~ssige Eingangs- spannung bei 5 ~V. Ein akustisch abgeschirmter MeBkopf enth~i]t die erste Ver- st~rkerstufe und ist r~umlich yore Itauptger~t ge~rennt. Dadurch konnte man nahe an das MeBobjekt herangehen und die Elektrodenzuleitung relativ kurz halten. An den Verst~rkerausgang war ein auf verschiedene Frequenzbereiche umschaltbares Bandfilter angeschlossen, das nach dem Prinzip eines Selektivverst~rkers arbeitet. Die Mittenfrequenzen stimmten mit den in der Audiometrie iiblichen MeBfrequenzen iiberein. Bei unseren Messungen beschriinkten wir uns zun~chst auf die Frequenzen 1000, 2000 und 4000 Itz, um die zur intraoperativen Messung erforderliche Zeit mSglichst kurz zu halten. Wenn ein geeigneter Pegelschreiber mit gekoppeltem Schwebungssummer und Filter verffigbar ist, kSn~en die Mikrophonpotentiale im ganzen Frequenzbereich bis 8 kHz mit geringem zeitlichen Aufwand gemessen und reglstriert werden. Wir s~ellten die Potentiale auf einem Oscillographen (Typ EO 1/71a) dar. Als Tonffequenzgenerator diente der Schwebungssummer SSU 2. Als Schallgeber wurde ein geeigneter HSrer, der mit einem geerdeten Leichtmetall- mantel elektrisch vollsti~ndig abgeschirmt war, verwendet; die entstehenden TSne warden einem Schalltrichter zugeleitet. Der auf einen Stander montierte Schallgeber wurde so aufgestellt, dab der Trichterausgang sich 30 cm yore Ohr des Patienten entfcrnt befand, womit das Ohr im akustischcn Nahfeld des Schallgebers lag. Der Schalldruckpegel betrug bei den Ableitungen am Patientenohr etwa 100 dB (bezogen auf 0,0002 dyn/cm2).

    Als Ableitungselektrode benutzten wir einen 5--6 cm langen Sflberdraht mit einem Durchmesser yon 0,3 ram, dessen Ende zu einer Kugel (Durchmesser 0,5 mm) geschmolzen war. Das Zuleitungskabel bestand aus einem 1 m langen abgeschirmten

    16"

  • 232 M. FLACH und P. S~L:

    ~ ~ I ~ ~ ~ I ~ ~ ~ ~

    CD

    t~ CD

    ~m

    ~D ~D CD

    ~D CD

  • Mikrophonpotenti~le (MP) des menschlichen Ohres 233

    ~ ~ ~ ~oe~ ~ ~ i ~ I ~ ~

  • 234 M. FLAC~ und P. SEIDEL:

    Koaxialdraht. Als Haltegriff wurde ein abgesehnittener Haltegriff eines ZSllnerschen Stapesinstrumentes an der Absehirmung, nahe der Sflberelektrode, angebracht; da- durch kann man intraoperativ die Elektrodenspitze exakt an bestimmte Stellen der PaukenhShle bringen und in dieser Stellung bei der Messung verbleiben. [Auf eine spezielle Fixationseinriehtung mit Mikromanipulator, wie sie von RVB]~ u. BO~D- LE (1961) angegeben ist, wurde verziehtet; aueh RvBE~ u. BORDLEY (1965) sind davon wieder abgekommen.] Die Ableiteelektrode ist mit Ausn~hme der kugelfSrmi- gen Spitze mit einem ~berzug yon Isoperlonlack iso]iert. Die Sterilisation der Elek- trode erfolgt durch Auskochen, wobei das gesamte Zuleitungskabel einschlieB]ich Steeker mitgekoeht wird. Durch mehrfache Messungen fiberzeugten wir uns davon, dab durch die Sterilisation keine Veranderungen am Isolationswiderstand zwischen Absehirmung und Elektrode eintreten. In Zweifelsfallen wurde der Widerstand un- mittelbar vor der intraoperativen Ableitung fiberprfift. A]s indifferente Elektrode verwendeten wit eine retroaurieul~r eingestoehene Injektionskanfile. Bei mikresko- pischen Ohruntersuchungen bekamen die Patienten einen Metallstab als indifferente Elektrode in den Mund.

    Die Ableitung erfolgte bei operativen Eingriffen am Ohr (Stapesplastik, Probe- tympanotomie usw.) und bei mikroskopisehen Ohruntersuchungen yon Patienten mit Trommelfellperforationen. Bei den Operationen wurden keine Manipulationen vorgenommen, die fiber den normalen Op.-Ver]auf hinausgingen. Eine strenge Asep- sis blieb bei dem Hantieren mit der Elektrode stets gewahrt. Die Ableitungen erfolg- ten vom runden Fenster. Um die EIektrode im Hinblick auf eventuelle Verletzungen nicht direkt an die runde Fenstermembran zu bringen, legten wir ein entspreehend kleines Stiickchen Gelatineschwamm, das mit physiologischer Koehsalz]6sung etwas angefeuehtet war, in die Nische und braehten das kugelfSrmige Ende der Elektrode darauf.

    Ergebnisse

    1. Mit der angegebenen Methodik konnte nachgewiesen uud besti~tigt werden, dab sieh vom menschl iehen Ohr Mikrophonpotent ia le ableiten ]asseI1.

    Wit sieherten uns gegen Feblresultate stets dadurch, dab der Reizton drei- bis viermM an- und abgeste]lt wurde, wobei die Elektrode am runden Fenster verblieb ; bei ausgesehaltetem Ton sind keine Schwingungen am Oscillographen sichtbar; bei Tonreizung mfissen sic jedesmal in gleicher Weise auftreten. I)anach wird die Elek- trode zum AusschluB elektrischer Einstreuung auf Bindegewebe gesetzt. Bei ein- gesehaltetem Ton dfirfen jetzt keine fiber der Stbrspannung liegenden Sehwingungs- intensit~ten am Oscillographen nachweisbar sein.

    In Tab. 2 werden die bei den Potent ia lable i tungen erzielten Intensi- t~ten in Mikro-Volt (~V) angefi ihrt (Spitze-Spitzen-Wert). Insgesamt lie~en sich bei 26 yon 33 Pat ienten eindeutig fiber dem Stbrpegel ]iegende Potent ia le ableiten.

    2. Eine Able i tung yon M_ikrophonpotentialen ist beim menschl iehen Ohr yore runden Fenster mbglich. Am Promontor ium und anderen Stellen des Mittelohres lassen sich keine Potent ia le ableiten. F inden sich in der Paukenh6hle (besonders in der Gegend des runden Fensters) Granulat io- hen oder st~rkere Fl f iss igkeitsansammlungen (Blut, Sekret u. a.), sind die Ablei tungen negativ. Diese Tatsache schr~nkt die Anwendbarke i t des Verfahrens bei der Tympanop last ik wesentl ich ein.

  • Mikrophonpotentiale (MP) des menschlichen 0hres 235

    3. N i t der angegebenen Metho- d ik wurden bei den Frequenzen 2000 und 4000 Hz wesentlich st/~r- kere Potent ia l intensi tgten als bei Frequenzen bis 1000 I Iz gefunden. Als Nittelwerte. der Potent ial - intensitgten aller posit iven Ab- leitungen unseres Untersuehungs- mater ia ls ergeben sich ffir 1000 I Iz 3,2 ~V, fiir 2000 Hz 22,3 FV und fiir 4000 I-Iz 11,9 ~V. Bei 2000 Hz fanden wit also durch- sehnitt l ich die h6chsten Intensi- t/~ten. Die gr6Bten Einzelwerte lagen ebenfalls bei 2000 I Iz.

    Setzt man den Prozentsatz der posit iven Ablei tungsresultate in Beziehung zu den schwellenaudio- metr isch best immten H6rver- lusten, ergibt sich das fia Abb. 1 angef/ihrte gesu l tat . Bei einem tt6rver lust yon 90 dB oder mehr l iegen sieh bei allen F/fllen keine

    dB a 20-

    40-

    x

    60- x

    80 -x~

    100 - r 1

    dB 2o b

    40

    60-

    x

    80 -

    x

    xx

    100 -*~ F 1

    x

    x x x x~ x x x

    x x x

    x x

    x x x

    x x x

    xx

    l,rlll IT P I IIIfl 2 3 456 810 20 30~0 5080100uV

    l

    X

    XX X

    .X

    X

    X ~ X

    X >C< X

    X X

    X

    X X X

    X

    X

    X

    l [ I I I fF l [ I T[ 2 3 455 810 20 30~0 50B0100~V

    Abb.2a--d. MP-In~nsit~t (Abszisse) im Verhgltnis zum Schwellenaudiogramm (Ordinate). a Luftleitungswerte, 2000 Hz; b Luftleitungswerte, 4000 tIz; e Differenz zwischen Luft- und Knochenleitung, 2000 Hz; d Differenz zwisehen Luft- und

    Kaoehenleitung, 4000 Hz

    Potent ia le ableiten. Diejenigen

    x x

    [; 2 k . . . . . . x ~ x xx

    30 60 1 { 111 I I I TI I t 3 456 I]10 2 /4 0B0100

    20 dBI~ lo io d xx x

    20 ~ ** 0 #90 ~80 ~70 ~60 # 50 dB ~o~ x 30 ** Abb. 1. Prozentsatz der positiven Ab- , 40 ~ * leitm~gsresultate in Abh~ngigkeit yon .

    den schwellertaudiometrischen ttSr- 50 verlustwerten tir Luftleitung in dB. 60" I I I t I I I I 1 I I I I I I

    Schraf f ier te S~ulen = 2000 Hz , 1 2 3 ~ 56 I]10 20 30 ~0 6080100

    schwarze S~ulen = 4000 Hz Abb. 2

  • 236 M. I~LAe~ und P. SEIDEL:

    Beobachtungen, bei denen der GesamthSrverlust 60 dB oder mehr betrug, zeigten ffir 2000 bzw. 4000 Hz in 360/0 bzw. 47o/0 ein positives Ableitungsergebnis. Bei Patienten mit einem HSrverlust yon nur 45 dB oder weniger batten fiir 2000 und 4000 Hz alle Ableitungen ein positives Ergebnis, wenn meht die unter Punkt 2 genannten Faktoren (Granula- tionen u.a.) eine Potentialableitung unm6glieh maehten.

    Bringt man yon s~mtlichen auswertbaren Ergebnissen die MP-Inten- sit5ten der Frequenzen 2000 und 4000 Hz in Beziehung zu den entspre- chenden HSrverlustwerten im Schwellenaudiogramm, zeigt sich das in den Diagrammen (Abb. 2) dargestellte Verhalten. Jeder Punkt bedeutet darin einen in der Tab. 2 angegebenen Wert. Auf der Ordinate ist der schwellen- audiometrisch ermittelte ttSrverlust (Luftleitungskurve b...