Audiometri 1(1)
Uppsala universitet
Inst. för Neurovetenskap, enheten för Fysiologi
VT 07, GS, LP
För Neural reglering och rörelse
Laboration Audiometri
Avsikten med laborationen är
1. Att klargöra hur enkel klinisk audiometri utförs och
dokumenteras, samt något om tolkningen.
2. Att uppleva patientens situation under audiometri.
3. Att illustrera Rinnes och Webers stämgaffelstest
4. Att illustrera equal-loudnessdiagrammets egenskaper.
Teori
Enheter för ljuds styrka
Den totala kraften hos en ljudkälla anges enklast som den effekt (energi
per tidsenhet) som den avger i form av ljud, och mäts alltså i W. Men
ljudstyrkan uppfattas ju som svagare ju längre bort från ljudkällan man
befinner sig, eftersom effekten sprids ut över en större yta ju längre bort
från ljudkällan det kommer. Ljudets intensitet när det når örat anges
därför i W / m2. Intensiteten betecknas i formler vanligen med I.
Det kan tyckas ligga närmare till hands att ange styrkan hos ett ljud som
amplituden på de tryckvariationer som utgör ljudet. Det kan man också
göra, men det har den nackdelen att tryckamplituden förändras när ljudet
passerar från ett medium till ett annat (t ex från luft till vätska). Det gör
(bortsett från att en del ljud kan reflekteras) inte intensiteten, i enlighet
med energiprincipen. I ett givet medium är intensiteten proportionell mot
kvadraten på ljudamplituden.
Skillnaden i ljudintensitet mellan ett nätt och jämt hörbart ljud och ett
outhärdligt starkt är mycket stor, upp till ca 1013 gånger. Intensiteten är
dessutom i regel mindre än 1 W / m2. Eftersom många inte är så vana vid
att hantera negativa 10-potenser använder man ofta intensitetens
logaritmiska motsvarighet ljudnivå. Ljudnivå mäts i bel, eller vanligare i
decibel (dB). Den ljudnivå som motsvarar en intensitet I definieras av
formeln
dB = 10 log (I / I0)
Audiometri 2(2)
där I0 är en referensintensitet. För dB utan närmare specifikation är I0 =
10-12 W/m2, oberoende av ljudets frekvens. Detta för att de flesta hörbara
ljud är starkare än så, så att man slipper röra sig med negativa dB-tal.
Detta val av referensnivå är dock det enda som ljudnivå har med hörseln
att göra; det är en fysikalisk storhet, inte en fysiologisk.
dB kan också definieras utifrån tryckamplituden P: dB = 20 log (P / P0). Förstår
du varför det blir 20 i stället för 10?
dB kan uppföra sig på sätt som man inte intuitivt väntar sig. Se
övningsuppgifterna!
Vid audiometri brukar man närma sig örats egenskaper ett steg genom att
ta hänsyn till hörseltröskeln, dvs intensiteten hos det svagaste ljud som
går att uppfatta. Hörseltröskeln är som bekant olika för olika arter, för
olika individer och för olika frekvenser på ljudet (ljud över 20 kHz har ju
t ex oändligt hög hörseltröskel för människor). Det finns “officiella”
hörseltrösklar fastställda för normalpersonen vid olika frekvenser. De
framgår av nedersta kurvan i Figur 1. Vid audiometri brukar man i
formeln för dB använda just hörseltröskeln som I0, som alltså blir
frekvensberoende. dB uträknat på detta sätt betecknas dB HL, där HL
(något förvirrande om man jämför med hörnivå nedan) står för “hearing
level”.
I andra sammanhang förkommer ytterligare varianter på val av I0, t ex
dB(A), dB(B) och dB(C) som förekommer i samband med bullermätning.
Audiometri 3(3)
Ljudnivå (dB)
130
120
110
100 phon
100
90
80
80
70
60
60
50
40
40
30
20
20
10
0 = tröskel
0
-10
16
31.5
63
125
250 500 1000 2000 4000 8000 16000
Frekvens (Hz)
Figur 1. Equal-loudness-kurvor enligt ISO 226
Man skulle kunna vänta sig att ljud med samma dB HL men olika
frekvens skulle låta lika starkt, men fullt så enkelt är det inte. Figur 1
visar “equal loudness curves”. Ljud på samma kurva uppfattas alltså som
lika starka av normalpersonen (och under diverse andra förutsättningar).
Om kurvorna vore parallella med hörseltröskelkurvan (den nedersta),
skulle dB HL direkt svara mot uppfattad styrka, men det är de som synes
inte.
Ett mera fysiologiskt mått på ljud är därför hörnivå, som mäts i phon.
Det är grundat på hur ett ljud ligger i förhållande till kurvorna i figur 1.
Alla ljud som ligger på den näst nedersta kurvan har 20 phon, de på den
där ovanför 40 phon etc. Som synes passerar kurvorna vid 1000 Hz 20
dB, 40 dB etc. För ett ljud på 1000 Hz är alltså phon = dB.
Ett ännu mer fysiologiskt mått är hörstyrka, som mäts i son. Det är
definierat som exponentiellt i förhållande till phon, så att 40 phon = 1
son, 50 phon = 2 son, 60 phon = 4 son, 70 phon = 8 son etc. I motsats till
phon är son ungefär proportionellt mot hur starkt ljudet uppfattas. Ett ljud
på 6 son låter alltså ungefär dubbelt så starkt som ett på 3 son.
Audiometri 4(4)
Teoretiskt sett är alltså son och phon relevantare storheter ur funktionell
synpunkt, men de är i vissa avseenden svårhanterliga, varför man vid
audiometri vanligen använder dB HL. Apparaturen har hörseltröskeln
enligt fig 1 (och även andra hörseltröskelkurvor för andra förutsättningar)
inprogrammerad.
Sist i detta kompendium finns några övningsuppgifter som kanske kan
bidra till förståelsen av dessa begrepp.
Audiometri
Under termen audiometri sammanfattas ett stort antal metoder för
objektiv mätning av örats känslighet för ljudstimuli. Den vanligaste
varianten (den enda som ingår i laborationens obligatoriska del) är
luftledningsaudiogram med rena toner (sinustoner).
Vid denna standardundersökning används alltså rena toner med en oktav
emellan, med frekvenser 125, 250, 500 etc upp till 8000 Hz. Audiometern
gör det möjligt att ge dessa ljud med olika intensiteter. Våra audiometrar
kan ge ljud med bara 1 dB skillnad, men normalt försöker man inte uppnå
finare precision än 5 dB. Det är bara hörseltröskeln man mäter. I vissa
sammanhang är detta otillräckligt och man behöver veta också om andra
av patientens equal-loudness-kurvor avviker från normen i fig 1, men
sådana undersökningar är att betrakta som avancerade.
Apparaturen har också kapacitet för ett antal mera avancerade varianter
som det går bra att bekanta sig med i mån av tid, varav
benledningsaudiogram är den mest förekommande.
Vid luftledningsaudiogrammet ges ljudstimuli den normala vägen. Om
det avslöjar en hörselnedsättning kan den bero på problem antingen i
hörselgång + mellanöra eller i innerörat. För att skilja på dessa alternativ
kan man behöva göra ett benledningsaudiogram, där ljudet leds via
skallskelettet till innerörat så att skador där kan studeras för sig.
Luftledningsaudiogrammets rena sinustoner är väldefinierade men
artificiella stimuli. Talaudiogram är en mera avancerad variant med mer
naturliga ljud.
Audiometri 5(5)
Eftersom ett ljudstimulus i större eller mindre utsträckning når båda
öronen (överhörning) och patienten inte alltid kan urskilja vilken sida
som stimuleras, kan audiometriska undersökningar på ett öra störas
genom stimulering av det andra örat. Vid luftaudiogram brukar det bara
bli problem om testörat är minst 40 dB sämre än andra örat. Vid
benledningsaudiogram är däremot problemet ständigt närvarande.
När överhörning är ett problem måste man "maskera" det andra örat
genom att ge det ett störningsljud, så att det örat kommer upp på en
flackare del av kurvan över objektiv kontra subjektiv intensitet (minns du
Weber-Fechners lag?).
Apparaten är utrustad med maskeringsmöjlighet som kan utnyttjas
alltefter behov och nyfikenhet. Det kan dock bara bli som orientering,
eftersom korrekt maskering är en svår konst.
Stämgaffeltest
Medelst en rejäl stämgaffel, helst med frekvens ca 500 Hz, kan man
utföra två kliniska test som bygger på benledning genom att trycka
stämgaffeln mot skallbenet.
Med Rinnes test undersöker man, för ett öra i taget, om luftledningen är
(som den normalt skall vara) bättre än luftledningen. Det har dock
minskat i praktisk betydelse eftersom det kräver ganska tyst miljö.
Vid Webers test placerar man stämgaffeln mitt på skallen så att båda
inneröronen stimuleras lika. Om trots det ena innerörat reagerar mer på
ljudet, kommer patienten att ange att ljudet hörs från den sidan.
Utrustning
Laborationen utförs med en klinisk audiometer av modell AD226. Till
denna hör en manual, som ni skall sätta er in i och utnyttja. Nedanstående
anvisningar ersätter den inte.
Audiometerhytt
För utförande av hörtröskelundersökning är det av väsentlig betydelse att
patienten inte utsätts för störande ljud. Varje bakgrundsljud verkar
Audiometri 6(6)
störande. För laborationen har valts dels ett relativt tyst rum inom BMC
dels att fp placeras i en audiometerhytt, som är konstruerad som en
ljudisolerande bur. Isoleringen är ingalunda fullständig, men dämpar
väsentligt. Exempelvis må nämnas att i oktavbandet 600 – 1 200 Hz är
dämpningen 47 dB; i oktavbandet 2 400 – 4 800 Hz är dämpningen 58
dB.
Under försöket sitter fp i audiometerhytten och fl utanför. Fp kan ge
tecken åt fl genom ett fönster. Det kan vara väsentligt för fp att veta att
han/hon inte kan låsas in i hytten. Stängningsanordningen är sådan att fp
alltid kan gå ut när han/hon vill. I audiometerhytten finns strömbrytare
för belysning och för en ventilationsfläkt. Vid prövning av vissa
frekvenser kan fläktljudet verka irriterande. Fp bör då tillfälligt stänga av
fläkten.
Utförande
Nedanstående moment skall utföras av båda laboranterna.
A. Illustration av equal-loudness-kurvorna.
1. Ge försökspersonen i så tät följd som möjligt, två stimuli med
intensitet 50 dB och frekvens 125 resp 1000 Hz. Vilket av dem upplevs
som starkast? Upprepa eventuellt om försökspersonen har svårt att
bestämma sig.
B. Ordinärt luftledningsaudiogram (sid 6 i manualen) på ett
friskt och ett (simulerat) sjukt öra.
1. Såvida inte försökspersonen händelsevis har en känd
hörselnedsättning skall en hörselskada simuleras på ena örat. Enklast görs
detta genom att sätta i en öronpropp, men hitta gärna på något
fantasifullare. Kolla dock med handledaren först!
2. Sätt på försökspersonen headsetet och stäng noga burdörren.
3. Börja med det friska örat.
4. Ge ca sekundlånga ljudstimuli. Börja med 1000 Hz, 40 dB. Sänk
ljudstyrkan successivt tills fp inte längre svarar. Sänk i stora steg i början,
och övergå till mindre steg när hörtröskeln närmar sig. Den lägsta
ljudstyrkan (dB) som fp hör markeras i diagrammet. Prova på samma sätt
ut hörseltröskeln för frekvenserna 125, 250, 500, 2000, 4000, 6000 och
8000 Hz. (Se även sidan 6 i manualen)
5. För in resultaten i diagrammet.
Audiometri 7(7)
6. Upprepa proceduren med det "sjuka" örat.
7. För in resultaten i samma diagram och jämför de två öronens
resultat.
C. Metodtest.
1. Bestäm hörseltröskeln vid en hög och en låg frekvens men visa
försökspersonen, t ex genom att lyfta ett finger, när stimulus ges. Jämför
med de föregående resultaten.
2. Bestäm hörseltröskeln vid en hög och en låg frekvens med
burdörren öppen. Jämför med de föregående resultaten.
3. Stäng buren igen. Bestäm hörseltröskeln vid en hög och en låg
frekvens med kortare ljudstimuli, ca ¼ sekund. Jämför med de
föregående resultaten.
D. Stämgaffeltest.
1. Utför Webers test genom att slå an en stämgaffel och hålla den
mitt på försökspersonens hjässa. Fråga från vilket håll ljudet tycks
komma.
2. Utför Rinnes test genom att hålla en stämgaffel mot skallen
bakom örat på försökspersonen. När tonen ej hörs längre placeras
stämgaffeln vid hörselgångsmynningen. Ljudet skall då komma tillbaka
om hörseln är normal. Rinnes test utfaller då alltså positivt.
E. I den mån tiden medger
Utför ytterligare någon av de undersökningar som beskrivs i
manualen (benledningsaudiogram, ABLB, SISI t.ex.)
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
dB
0
50
125
250
500
1000
2000
4000
8000 Hz
Audiometri 8(8)
Audiometri 9(9)
Övningsuppgifter
1. Vilken intensitet har ett ljud på 67 dB?
2. I ett rum finns tre likadana maskiner som var och en för sig
åstadkommer en ljudnivå på 73 dB i rummet. Vilken ljudnivå kan man
förvänta sig om alla tre är i gång samtidigt?
3. Bullret i en lokal kan minskas från 70 till 60 dB genom att en maskin
avlägsnas. Hur stor är denna maskins bullernivå? Försök gärna gissa
svaret först!
4. Hur många dB HL har ett ljud med ljudnivån 60 dB och frekvensen
125 Hz?
5. Vilken hörnivå (phon) har ett ljud med ljudnivån 60 dB och frekvensen
250 Hz?
6. Och vilken hörstyrka (son) har samma ljud?
Audiometri 10(10)
Svar
1. 5.10-6 W/m2.
106.7 = I / 10-12
2. 78 dB.
Varje maskin ger ljudintensiteten 107.3/10-12 = 2.10-5 W/m2.
Tillsammans alltså 6.10-5 W/m2. dB = 10 log ( 6.10-5 / 10-12 ) = 78.
En liten genväg: Ljudet blir 3 gånger starkare. Multiplikation på
linjär skala motsvarar addition på logskalan. Ökning i dB alltså 10 log 3 =
4.7 dB. 73 + 4.7 = 78 dB.
3. 69.5 dB.
70 dB = > 107/10-12 = 10-5 W/m2 med apparaten på. 60 dB = >
106/10-12 = 10-6 W/m2 utan apparaten. Skillnaden, 9.10-6 W/m2, beror alltså
på apparaten och motsvarar 10 log (9.10-6 / 10-12 ) = 69.5 dB.
4. 40 dB HL, eftersom hörseltröskeln enligt fig. 1 är ca 20 dB vid denna
frekvens.
5. ca 50 phon, eftersom denna punkt ligger ungefär mitt emellan 40-phon
och 60-phon-kurvorna.
6. ca 2 son, motsvarar 50 phon enligt definitionen
