职业噪声暴露人群听力学特征分析

王曦 赵乌兰 徐飞 张美辨 邱伟

动物实验的结果表明，小鼠暴露于强度为100 dB的白噪声2小时，只产生暂时性听力阈移，然而却导致了耳蜗内毛细胞(inner hair cell，IHC)与蜗神经I型传入纤维之间的部分突触的永久性损伤[1，2]。最主要的损伤机制是I型传入纤维中低自发放电率、高阈值纤维的损伤[3，4]。该纤维有拓展听觉动态范围和增强噪声环境下的言语分辨能力的作用。但由于高自发放电率、低阈值纤维并没有受损，因而并不影响对声音的灵敏度[5]，因此，常规纯音听力测试并不能检测到耳蜗突触的损失，所以这种听力损失称为隐性听力损失（hidden hearing loss，HHL）。HHL在临床上表现为常规频率听阈正常，但在复杂环境存在聆听困难[2，6，7]。

本研究通过对有无噪声暴露史的健听青年人群进行扩展高频（extended high-frequency，EHF）、DPOAE、噪声下言语测听（speech in noise，SIN）、click-ABR、s-ABR测试，探讨职业噪声暴露人群的听力学特征并分析其原因，从而探究用以上听力检查方法诊断职业噪声暴露人群可能存在HHL的可行性。

1 资料与方法

1.1 对象与分组

选取20～39 周岁无噪声暴露史、健听男青年37例（26.50±0.95岁）作为对照组；选取 20～39 周岁有噪声暴露史（噪声暴露时间为每个工作日≥8小时，工龄 1～20年，平均6.74±0.5年，接噪强度为 90.28±1.05 dB（A）、健听男性工人37例（28.70±0.76岁）。纳入标准：无精神方面疾病、智力障碍，无耳科疾病和耳毒性药物用药史，右利手，常频纯音测听0.25～8 kHz气导平均听阈≤ 20 dB HL，鼓室图为A型，声反射正常。

1.2 实验方法

所有测试均在本底噪声<30 dB (A)隔声室中进行，根据受试者的平均纯音听阈值选出较优耳为测试耳别，如双耳平均听阈相同或相差 5 dB 以内，则测试耳为右耳。

1.2.1 常频及EHF测听 采用Interacoustic AD629纯音测听力计，进行0.25、0.5、1、2、3、4、6、8 kHz的常频测试和9、10、11.2、12.5、14、16、18、20 kHz的EHF测听。超出仪器最大输出无反应，表示未引出。

1.2.2 DPOAE测试 采用Interacoustic Titan耳声发射仪，以两个强度分别为L1=65 dB HL，L2＝55 dB HL的纯音信号、频比关系为f1/f2＝1：1.22的探测声，在0.5、1、2、3、4、6、8、9、10 kHz频率上进行DPOAE测试，记录每个频率的信噪比。

1.2.3 SIN测听 采用Interacoustic AD629 纯音测听力计及汉化的BKB 语句测试（bamford-kowal-bench speech in noise，BKB-SIN），在70 dB强度下，以5 dB为步阶自适应改变信噪比，播放测试词表，要求受试者复述听到的内容，并记录复述正确的词数，计算出信噪比损失。信噪比损失越大，表明正确识别率越低。

1.2.4 近鼓膜click-ABR测试 采用美国Intelligent Hearing Systems公司生产的Smart EP诱发电位仪，记录电极采用 Lilly TM -Wick Electrode电极置于测试耳近鼓膜处，接地电极置于对侧脸颊，参考电极置于额顶。要求近鼓膜处电极阻抗<10 kΩ，其余电极电阻<5 kΩ，电极间电阻<3 kΩ。通过EAR-3A插入式耳机给声，刺激声为交替短声，刺激声强度为90 dB nHL，采样重复率11.1次/秒，记录分析时间为25 ms，叠加次数为2000次，带通滤波为30～3000 Hz。标记I波和V波的幅值和潜伏期，并进一步分析I-V平均峰间间隔和V/I幅值比。

1.2.5 s-ABR测试 使用Intelligent Hearing Systems公司的Smart EP诱发电位仪，在声电屏蔽室内（GB/T 16926.1-2018）进行 s-ABR 测试。使用75%酒精棉球在贴电极片处进行除脂后贴上氯化银电极。测试为安静环境下，让受试者采取平卧四肢及全身保持放松状态。记录电极置于受试者额顶处，参考电极置于同侧乳突，地极电极置于对侧脸颊。电阻≤5 kΩ，且在两个电极间的电阻≤3 kΩ；通过 EAR-3A 插入式耳机给声，刺激声为40 ms/da/，刺激声强度为80 dB nHL，刺激速率为10.9 次/s，叠加次数为3000次，开窗时间为80 ms，带通滤波为30～3000 Hz。在测试时，记录两次波形以查看测试重复情况，并标记各波，标记方法：V波位于在6.5 ms左右处紧跟一负波前的最大幅值波处；而A波位于紧跟V波其后的波谷；C、D、E、F、O波分别约在18 ms、22 ms、32 ms、42 ms、48 ms附近的最大负波处。在标注各波时，如果存在具有相同振幅两个邻近的点，取前者标定；若是波峰或波谷有3个点以上具有相同振幅时，则取中间的点进行标定[8]。

1.3 统计学方法

采用SPSS 24.0对实验数据进行统计学处理。通过将扩展高频听力阈值在9～14 kHz处平均，计算每个参与者的纯音阈值平均值（pure-tone threshold average of extended high frequency，PTAEHF），对所有频率（1.5～10 kHz）上的DPOAE的振幅（信噪比，dB）计算DPOAE的平均值（DPOAEmean）。对照组和接噪组的各数据均采用独立样本t检验方法分析；计量资料均采用±s 表示；采用pearson对各项测试进行相关性分析。以P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 EHF测听

接噪组的检出率随着频率增高而降低；接噪组12.5、14、16、18、20 kHz的平均听阈显著高于对照组（P<0.05），见表1。

表1 对照组和接噪组9-20 kHz各频率平均听阈及检出率对比[（dB HL，±s）（%）]

表1 对照组和接噪组9-20 kHz各频率平均听阈及检出率对比[（dB HL，±s）（%）]

*P<0.05

组别 9 k 10 k 11.2 k 12.5 k 14 k 16 k 18 k 20 k对照组 2.11±1.59(100)-11.76±0.62*（29.73)接噪组 3.89±1.73(100)8.08±1.81(100)7.84±1.93(100)7.84±2.83*(100)12.43±2.96*(100)28.65±3.91*(75.68)7.57±2.10*(45.95)-9.73±0.51(24.32)P 0.451 0.456 0.198 0.044 0.017 0.043 0.010 0.014 9.97±1.77(100)11.62±2.18(100)16.22±2.96(100)24.05±3.75(100)38.38±2.64(72.97)13.78±0.98(43.24)

2.2 DPOAE测试

接噪组和对照组的各频率信噪比均在正常范围，且接噪组的各频率信噪比均低于对照组。接噪组的4、5、6、7、8、9、10 kHz频率信噪比显著低于对照组（P<0.05），见表2。

表2 对照组和接噪组DPOAE各频率信噪比对比（dB HL，±s）

表2 对照组和接噪组DPOAE各频率信噪比对比（dB HL，±s）

*P<0.05

组别 0.5 k 1 k 1.5 k 2 k 3 k 4 k对照组 10.54±0.58 18.10±0.99 22.68±0.87 21.73±1.06 22.84±1.10 25.97±0.99*接噪组 8.84±0.74 16.63±0.88 22.90±0.96 20.74±0.88 20.22±0.87 22.33±0.94 P 0.079 0.272 0.866 0.471 0.067 0.009组别 5 k 6 k 7 k 8 k 9 k 10 k对照组 28.72±0.95* 30.60±0.77* 30.06±1.03* 24.28±1.10* 24.06±1.14* 21.58±1.31*接噪组 25.97±0.86 24.47±1.25 26.46±1.11 20.73±1.14 20.07±1.31 17.75±1.30 P 0.035 0.000 0.020 0.028 0.025 0.042

2.3 SIN测听

接噪组的信噪比损失（平均值为2.97±0.58）大于对照组（平均值0.04±0.38），差异具有统计学意义（P=0.000）。

2.4 近鼓膜click-ABR测试

对照组和接噪组click-ABR测试的波I、波V均在正常范围,且波V潜伏期及幅值不存在显著差异（P>0.05）；但接噪组波I的潜伏期较对照组延长，幅值较对照组降低（P<0.05）；接噪组的I-V的平均峰间间隔较对照组缩短、V/I幅值比大于对照组（P<0.05），见表3。

表3 对照组和接噪组click-ABR的波I、V潜伏期及幅值、I-V平均峰间间隔、V/I幅值比对比（±s）

表3 对照组和接噪组click-ABR的波I、V潜伏期及幅值、I-V平均峰间间隔、V/I幅值比对比（±s）

*P<0.05

组别 I V I-V 平均峰间间隔（ms）V/I 幅值比（μV）潜伏期（ms） 幅值（μV） 潜伏期（ms） 幅值（μV）对照组 1.49±0.02* 1.16±0.09* 5.65±0.04 0.52±0.04 4.16±0.05* 0.54±0.06*接噪组 1.60±0.05 0.87±0.09 5.60±0.07 0.51±0.05 4.00±0.06 0.90±0.17 P 0.040 0.027 0.510 0.795 0.048 0.046

2.5 s-ABR测试

由表4可见，接噪组的波A、C、D、O潜伏期较对照组有明显延长（P<0.05）；接噪组与对照组的各波幅值均无显著差异（P>0.05）。由表5可见，对照组和接噪组的V/A斜率、波间期V-A、D-E、E-F、D-F不存在显著差异（P>0.05）。

表4 对照组和接噪组s-ABR各波潜伏期及幅值对比（±s）

表4 对照组和接噪组s-ABR各波潜伏期及幅值对比（±s）

*P<0.05

组别 V A C D E F O潜伏期（ms）对照组 7.20±0.08 8.57±0.10* 18.54±0.16* 23.60±0.16* 33.16±0.31 41.63±0.22 48.82±0.14*接噪组 7.38±0.06 9.04±0.19 19.27±0.12 24.11±0.14 33.61±0.18 41.85±0.20 49.34±0.12 P 0.065 0.039 0.001 0.019 0.220 0.466 0.006幅值（μV）对照组/0.27±0.02 0.18±0.03 0.22±0.02 0.42±0.04 0.22±0.03 0.27±0.02接噪组/0.31±0.02 0.20±0.12 0.22±0.02 0.48±0.04 0.26±0.03 0.28±0.02 P/0.173 0.758 0.890 0.209 0.341 0.680

表5 对照组和接噪组s-ABR波间期、V/A斜率对比（±s）

表5 对照组和接噪组s-ABR波间期、V/A斜率对比（±s）

组别 V/A V-A D-E E-F D-F对照组 -0.23±0.02 1.37±0.09 9.57±0.30 8.47±0.36 18.04±0.30接噪组 -0.22±0.02 1.66±0.17 9.50±0.24 8.24±0.23 17.74±0.25 P 0.802 0.143 0.867 0.587 0.443

2.6 相关性分析

各项测试相关性分析结果为DPOAEmean 与PTAEHF具有相关性（r=-0.405，P=0.000）；DPOAEmean与BKB-SIN的信噪比损失具有相关性（r=-0.231，P=0.049）；PTAEHF与s-ABR的C、O波潜伏期具有相关性（分别为r=0.249，P=0.032；r=0.374，P=0.001）；ABR波I的潜伏期与s-ABR的D波潜伏期具有相关性（r=0.271，P=0.002）；ABR波V的潜伏期与s-ABR的V波潜伏期具有相关性（r=0.329，P=0.004）；ABR波V的幅值与s-ABR的V/A斜率、波A、波F的潜伏期具有相关性（r=-0.479，P=0.000；r=-0.392，P=0.001；r=-0.253，P=0.003）。

3 讨论

对于噪声性HHL的机制目前有多种解读[9]，噪声引起耳蜗突触病变在许多动物实验中已证实，但在人体研究方面由于没有直接证据，使耳蜗突触病变的临床检测十分困难。近年来，研究人员对暴露于噪声的人群进行了各种临床听力测试，其结果并不一致。然而，多数HHL流行病研究报告中，接噪组常规听力阈值正常，而扩展高频听阈上升及检出率下降是普遍现象[10，11]，本研究结果亦如此。本研究接噪组的扩展高频12.5～20 kHz频率听阈高于对照组，且随着频率增大检出率降低。表明接噪组的耳蜗底部外毛细胞（outer hair cell，OHC）可能存在损害，导致听觉功能可能受损。

DPOAE测试主要反映OHC功能。本研究结果显示，虽然两组的DPOAE的信噪比都在正常范围内，但接噪组在4～10 kHz的信噪比显著低于对照组（P<0.05）。表明噪声暴露可减弱OHC的功能，最早可作用在耳蜗最底部区域的OHC上。而接噪组工人扩展高频纯音听阈的显著上升，DPOAEmean与PTAEHF的相关性进一步印证了接噪组的耳蜗底部OHC存在损害。由于这部分的OHC损失不能用常规听力测试方法检测，因此，HHL很可能包含了扩展高频区域的OHC损失。OHC的功能异常可引起其对IHC驱动效应的失调，导致IHC及其传入通路受损后在强噪声的持续刺激下可过度释放谷氨酸，引起谷氨酸堆积产生突触后兴奋性毒性，产生突触病变[12]。因此，EHF和DPOAE检测的组合可能是检测早期HHL有效及便利的临床诊断方法。

言语测听主要用于评估整个听觉通路及大脑皮层对言语信号的处理能力[11]。噪声下言语测听通过增加噪声干扰，模拟更实际的交流环境评估言语听觉功能。本研究采用BKB-SIN测试材料，以信噪比损失衡量噪声下言语识别能力。接噪组的信噪比损失大于对照组（P<0.05），表明接噪组的噪声下言语识别能力下降。有研究表明，有噪声暴露和没有噪声暴露的个体在SIN表现上存在差异[10]，但也有研究发现它们与暴露史无关[13]。本研究结果支持噪声暴露能够导致SIN表现上的变差。Zadeh等[14]研究表明，扩展高频区域的声音能量有助于在噪声中感知言语。本研究观察到SIN得分与DPOAEmean具有相关性，且根据DPOAEmean与PTAEHF相关性，表明早期噪声暴露减弱耳蜗最底部区域的OHC功能将会影响BKB-SIN测听结果。SIN的表现还受到其它因素影响，如记忆力、注意力和语言能力等。

ABR记录刺激声诱发从听神经到脑干水平的听觉传递通路上的电活动，能客观反应听觉功能[15]。ABR波I成分主要来源于耳蜗听神经；波V来源于下丘。动物实验发现[1]，噪声暴露后的小鼠其阈值经过恢复正常后，其ABR表现为波I幅值下降。波I的潜伏期体现耳蜗听神经处听觉信息传递情况，而波I的幅值体现与IHC形成突触连接的初级传入神经对声刺激的总和反应能力[16]。由于传统ABR的电极收集到的波I幅值较低，且存在较大个体差异，所以本研究采用在近鼓膜处的耳道电极。通过阈上强度刺激，接噪组工人Click-ABR波I的潜伏期较对照组延长，波I的幅值较对照组显著降低（P<0.05）。Bramhall等[17]发现，与噪声暴露较少的对照组相比，噪声暴露水平较高的退伍军人ABR波I幅值有明显降低；Valderrama等[18]报道暴露噪声的增加与ABR波I幅值下降存在着显著关系。本研究结果与上述两项研究的结果相符。表明接噪组工人可能存在与IHC相联的初级传入神经损伤，导致总和反应降低，因而波I的幅值降低。所以推测接噪组工人可能存在耳蜗突触损失。此外，本研究发现接噪组工人的V/I幅值比大于对照组，I-V的平均峰间间隔较对照组缩短。据Salvi等人的动物实验[19]表明，当IHC及其连接的I型纤维受损或者产生耳蜗突触损失时，听觉系统会增强中枢增益作为耳蜗突触丢失或传入神经受损后的一种补偿机制，从而导致V/I的幅值比大幅增加，本研究结果印证了这一现象。据Sturzebecher等研究[20]感音神经性听力损失的患者中，I-V的平均峰间间隔明显短于健听者，上限为0.3 ms；与本研究结果相符，提示接噪组存在感音神经性听力损失，这可能与扩展高频区域的OHC损失有关，也可能与耳蜗突触的损失有关。

s-ABR是用合成言语声刺激脑干神经元后，在一定潜伏期内出现的一系列反应波的听性脑干反应，主要用于研究脑干编码语言的功能，其反应包含瞬态和周期性反应,来源主要包括下丘、外侧丘系[21]。在s-ABR中各波的潜伏期及V/A斜率能反映脑干神经核团对声音同步反应的时间准确性，而各波的幅值反映脑干核团对于声音的反应能力[22]。本研究中接噪组s-ABR的A、C、D、O波潜伏期较对照组显著延长（P<0.05）；接噪组与对照组各波幅值不存在差异（P>0.05）。表明接噪组的脑干神经核团同步性差于对照组，接噪组和对照组的脑干核团的反应能力无差异性。听觉产生不仅依赖于耳蜗的换能和编码机制，更依赖于各级听觉中枢对声音信号的编码、识别及增益调节[3]，听觉中枢通过逐级向上的方式传递听信息。由此推测接噪组工人可能是耳蜗听神经功能受突触损失的影响，导致听觉中枢向上传递过程中产生影响，从而导致同步性反应时间延长。但由于突触的代偿功能传递，所以脑干核团对声音的反应能力影响不大。s-ABR瞬态性反应的V、A、C及O波主要反应高频、快速性变化的信息编码；周期性反应的D、E、F波主要反应低频、变化速度较慢的信息编码[23]。对快速信息的语频处理能力不足可能会导致在噪声下言语识别率降低[24]。本研究结果表明，接噪组工人对快速信息编码的言语信息准确性降低，而对低频、变化较慢信息部分的反应影响较小；从而表现为在SIN测听中噪声下言语识别能力降低。

Click-ABR和s-ABR的记录方法相同，只是刺激声不同，click-ABR是由短声刺激产生的脑干听性反应，而本研究s-ABR的刺激声是/da/，包含短暂不稳定的主要带有高频成分的辅音/d/和时长较长且稳定的元音/a/，在s-ABR中V波是起始反应，发生在6.5 ms前后，与click-ABR波V的产生时间接近。Hornickel等[25]发现click-ABR波V与s-ABR的波V存在相关性，本研究结果与此相符，表明两者V波的来源可能一致。本研究还发现ABR波I的潜伏期与s-ABR的D波潜伏期具有相关性，ABR波V的幅值与s-ABR的V/A斜率、波A以及波F的潜伏期具有相关性，表明s-ABR中对短辅音/d/的反应与click-ABR的反应具有相关性。但这两种检测方法对噪声性HHL的检测是否具有一致性，仍待数据验证。

综上，接噪组EHF测听的平均听阈升高，检出率下降，表明接噪组工人的耳蜗底回毛细胞受到损害；DPOAE测试信噪比降低，表明OHC功能受到影响；SIN测听的信噪比损失增大，表明噪声下言语识别能力降低；click-ABR的I波幅值降低及潜伏期延长，表明接噪组工人耳蜗初级传入神经出现异常；s-ABR的A、C、D、O波潜伏期延长，表明接噪组工人的同步性和对快速信息语频处理能力降低。由此可见，本研究接噪组工人可能存在HHL。据本研究测试结果推测HHL可能由以下3个原因导致：一是耳蜗基底膜底回部分OHC受到损伤，导致该区域OHC对IHC的调控放大失衡，最终导致IHC及其传导通路出现问题；二是IHC带状突触及其连接的低SR初级传入神经纤维受损，导致听觉传递速度下降或听觉神经传导通路异常，由此引发脑干神经核团的同步性降低或是言语信息编码受到影响，从而最终表现为听觉系统时间处理信息能力下降和噪声下言语识别率变差；三是高频区域OHC的丢失不但会减弱噪声中言语感知言语的能力，也会通过降低高频听神经纤维对ABR生成的贡献降低ABR 波I的振幅。

基于本研究的结果，EHF、DPOAE、SIN、click-ABR、s-ABR等5种临床测试能在一定程度上检测HHL，由于这5种测试存在一定相关性，它们结合应用可能更适用于隐性听力损失的早期诊断。由于本研究的样本数量较小，且受试者均为男性，因此本研究结果需更多的样本进行验证。