Weighted DPOAE Input/Output-functions: A tool for automatic assessment of hearing loss in clinical application

• Published in: Zeitschrift für medizinische Physik Vol. 13; no. 2; pp. 93 - 98
• Main Authors: Oswald, Johann A., Janssen, Thomas
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Germany Elsevier GmbH 2003
• Subjects: Audiology - methods; Auditory Threshold - physiology; cochlear amplifier; DPOAE; Evoked Potentials, Auditory - physiology; Hearing Loss, Sensorineural - diagnosis; Hearing Loss, Sensorineural - physiopathology; Humans; kochleärer Verstärker; objective hearing threshold estimation; objektive Hörschwelle; Predictive Value of Tests; Reference Values; Regression Analysis; objektive Hörschwelle; objective hearing threshold estimation; DPOAE; kochleärer Verstärker; cochlear amplifier
• ISSN: 0939-3889; 1876-4436
• DOI: 10.1078/0939-3889-00148

2f1 – f2 distortion product otoacoustic emission (DPOAE) input/output functions were recorded in 796 ears with sensorineural hearing loss at up to 50 frequencies between 500 Hz and 8 kHz in a wide level range from L2 = 20 to L2 = 65 dB SPL at up to 10 levels (“scissor paradigm”, L1 = 0.4L2 + 39, f2/f1 = 1.2). DPOAEs were accepted as valid for signal-to-noise ratios (SNR) only if they exceeded 6 dB. To assess the DPOAE threshold, DPOAE input/output functions (L2 – DPOAE sound pressure diagram) were subject to linear regression and extrapolation; the point of intersection with the L2 coordinate was then interpreted as DPOAE threshold [1]. The linear fit of the function pDP (L2) = a + bL2 (whereby a and b represent the threshold and the slope of the DPOAE growth, respectively), reflects compression and sensitivity of the cochlear amplifier. Using a weighted least mean square error (LMSE) regression, more than 70 % of the DPOAE I/O functions of the data set can be used for the threshold estimation. High correlation and relatively small differences between objectively estimated DPOAE threshold and subjectively determined hearing threshold of pure-tone audiograms prove that the weighted extrapolation of DPOAE I/O functions can be a valuable clinical tool for the objective assessment of cochlear hearing loss. In 796 Ohren mit Innenohrschwerhörigkeit wurde das Distorsionsprodukt otoakustischer Emissionen (DPOAE) der Frequenz 2f1 – f2 an bis zu 50 Frequenzen mit bis zu 10 Pegeln in einem weiten Pegelbereich von L2 = 20 bis L2 = 65 dB SPL gemessen (“Pegelschere”, L1 = 0,4L2 + 39). Nur DPOAEs mit Signal-zu-Rausch-Abstand (SNR) größer als 6 dB wurden in die Untersuchung einbezogen. Zur Ermittlung der DPOAE-Schwelle wurden DPOAE-Input/Output-Funktionen (L2 – DPOAE-Schalldruck-Diagramm) linear gewichtet, extrapoliert und der Schnittpunkt mit der L2-Achse als DPOAE-Schwelle interpretiert [1]. Die lineare Regressionsgerade der Form pDP (L2) = a + bL2 spiegelt mit den Parametern a und b die Steigung sowie den Offset der Wachstumsfunktion und somit die Kompression und Sensitivität des kochleären Verstärkers wider. Durch gewichtete Least-Mean-Square-Error (LMSE)-Regression eignen sich mehr als 70 % der aufgezeichneten DPOAE-I/O-Funktionen des Datensatzes für die Schwellenschätzung. Eine hohe Korrelation sowie relativ kleine Abweichungen zwischen objektiv geschätzter DPOAE-Schwelle und subjektiv ermittelter Hörschwelle des Reintonaudiogramms lassen den Schluss zu, dass die gewichtete Extrapolation von DPOAE I/O-Funktionen ein wertvolles Werkzeug im klinischen Alltag zur objektiven Erfassung kochleärer Schwerhörigkeit werden kann.