Comparison of NB Chirp ABR and 40 Hz AERP in Normal Hearing Adults

doi:10.12116/j.issn.1004-5619.2024.240709

Abstract

Abstract:

Objective To investigate the relationship between the narrow band Chirp auditory brainstem response （NB Chirp ABR） response thresholds, 40 Hz auditory event related potential （40 Hz AERP） response thresholds and pure-tone audiometry （PTA） thresholds in normal hearing adults under sound stimulation of different frequencies. Methods A total of 100 ears of 50 normal-hearing adult subjects were selected as the experimental group. PTA, NB Chirp ABR and 40 Hz AERP tests were conducted at the frequencies of 0.5, 1, 2, and 4 kHz. The relationship between the NB Chirp ABR, 40 Hz AERP response thresholds and the PTA thresholds were analyzed using paired samples t-tests, Pearson correlation coefficients, and scatter plots. The mean differences between the response thresholds and the PTA thresholds at each frequency were calculated as the calibration values for our laboratory. Additionally, 22 ears of 11 normal-hearing adult subjects were selected as the validation group to evaluate the accuracy of predicting behavioral hearing thresholds using NB Chirp ABR, 40 Hz AERP, and their combined application, respectively. Mean absolute error （MAE）, mean square error （MSE）, root mean square error （RMSE）, and correlation coefficients were used as evaluation metrics. Results At the frequencies of 0.5, 1, 2, and 4 kHz, the correlation coefficients between the NB Chirp ABR response threshold and the PTA threshold were 0.601, 0.672, 0.805, 0.931, and the correlation coefficients between the 40 Hz AERP response threshold and the PTA threshold were 0.763, 0.737, 0.643, 0.580, respectively. The combined application of NB Chirp ABR and 40 Hz AERP, using laboratory calibration values established in this study, demonstrated the accuracy of predicting behavioral hearing thresholds with MAE, MSE, RMSE, and the correlation coefficient values of 2.216 dB nHL, 7.509 dB nHL, 2.740 dB nHL and 0.906, respectively. Conclusion NB Chirp ABR has application value in the assessment of hearing function. When combined with 40 Hz AERP, with 40 Hz AERP used at 0.5 and 1 kHz, and NB Chirp ABR used at 2 and 4 kHz, it can improve the accuracy of auditory function assessment.

Key words: forensic medicine, narrow band Chirp auditory brainstem response （NB Chirp ABR）, 40 Hz auditory event related potential （40 Hz AERP）, pure-tone audiometry （PTA）, auditory function assessment

CLC Number:

Yan GAO, Xia LIU, Fang CHEN, Xiao-ping YANG, Ze-yu WANG, Ya-ning SUN, Yan-liang SHENG, Wen-tao XIA. Comparison of NB Chirp ABR and 40 Hz AERP in Normal Hearing Adults[J]. Journal of Forensic Medicine, 2025, 41(6): 559-565.

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http://www.fyxzz.cn/EN/Y2025/V41/I6/559

Figures/Tables 3

Tab. 1 Comparison of NB Chirp ABR response thresholds， 40 Hz AERP response thresholds，and the mean differences of each with PTA thresholds at different frequencies

频率	NB Chirp ABR反应阈/（ $x ¯$ ±s，dB nHL）	40 Hz AERP反应阈/（ $x ¯$ ±s，dB nHL）	PTA阈值/（ $x ¯$ ±s，dB HL）	平均差值/［ $x ¯$ （95%CI），dB nHL］
频率	NB Chirp ABR反应阈/（ $x ¯$ ±s，dB nHL）	40 Hz AERP反应阈/（ $x ¯$ ±s，dB nHL）	PTA阈值/（ $x ¯$ ±s，dB HL）	NB Chirp ABR反应阈与PTA阈值	40 Hz AERP反应阈与PTA阈值
0.5 kHz	15.45±5.99^1）	18.55±5.65^1）	6.00±5.55	9.45（8.42，10.48）	12.55（11.78，13.32）
1 kHz	16.55±6.92^1）	26.75±6.87^1）	7.65±6.61	8.90（7.81，9.99）	19.10（18.13，20.07）
2 kHz	11.55±6.84^1）	27.90±6.82^1）	8.20±7.30	3.35（2.47，4.23）	19.70（18.51，20.89）
4 kHz	13.90±11.16^1）	37.35±9.78^1）	10.90±11.16	3.00（2.18，3.82）	26.45（24.53，28.37）

Tab. 1 Comparison of NB Chirp ABR response thresholds， 40 Hz AERP response thresholds，and the mean differences of each with PTA thresholds at different frequencies

频率	NB Chirp ABR反应阈/（ $x ¯$ ±s，dB nHL）	40 Hz AERP反应阈/（ $x ¯$ ±s，dB nHL）	PTA阈值/（ $x ¯$ ±s，dB HL）	平均差值/［ $x ¯$ （95%CI），dB nHL］
频率	NB Chirp ABR反应阈/（ $x ¯$ ±s，dB nHL）	40 Hz AERP反应阈/（ $x ¯$ ±s，dB nHL）	PTA阈值/（ $x ¯$ ±s，dB HL）	NB Chirp ABR反应阈与PTA阈值	40 Hz AERP反应阈与PTA阈值
0.5 kHz	15.45±5.99^1）	18.55±5.65^1）	6.00±5.55	9.45（8.42，10.48）	12.55（11.78，13.32）
1 kHz	16.55±6.92^1）	26.75±6.87^1）	7.65±6.61	8.90（7.81，9.99）	19.10（18.13，20.07）
2 kHz	11.55±6.84^1）	27.90±6.82^1）	8.20±7.30	3.35（2.47，4.23）	19.70（18.51，20.89）
4 kHz	13.90±11.16^1）	37.35±9.78^1）	10.90±11.16	3.00（2.18，3.82）	26.45（24.53，28.37）

Tab. 2 The correlation coefficients （ r ） between theresponse thresholds of NB Chirp ABR， 40 Hz AERP，and the PTA thresholds at different frequencies

频率	NB Chirp ABR	40 Hz AERP
0.5 kHz	0.601	0.763
1 kHz	0.672	0.737
2 kHz	0.805	0.643
4 kHz	0.931	0.580

Fig. 1 The correlation between the response thresholds of NB Chirp ABR， 40 Hz AERP，and the PTA thresholds at different frequencies

References 26

[1]	JERGER J， MAULDIN L. Prediction of sensorineural hearing level from the brain stem evoked response[J]. Arch Otolaryngol，1978，104（8）：456-461. doi：10.1001/archotol.1978.00790080038010 .
[2]	DAU T， WEGNER O， MELLERT V， et al. Auditory brainstem responses with optimized chirp signals compensating basilar-membrane dispersion[J]. J Acoust Soc Am，2000，107（3）：1530-1540. doi：10.1121/1.428438 .
[3]	KEESLING D A， PARKER J P， SANCHEZ J T. A comparison of commercially available auditory brainstem response stimuli at a neurodiagnostic intensity level[J]. Audiol Res，2017，7（1）：161. doi：10. 4081/audiores.2017.161 .
[4]	ROSA B C， CASTAN A T M， SILVEIRA SASSI T S DA. Standardization of latency and amplitude parameters on brainstem auditory evoked potential recording with narrow band Ichirp stimulus in normal hearing adults[J]. Audiol Commun Res，2020，25：e2268. doi：10.1590/2317-6431-2019-2268 .
[5]	PINTO J D， MOTTA FORNECK L L， FERREIRA L， et al. Auditory brainstem response with the iChirp stimuli in the infant’s audiological diagnosis[J]. Int J Pediatr Otorhinolaryngol，2022，154：111042. doi：10.1016/j.ijporl.2022.111042 .
[6]	世界卫生组织. 世界听力报告[M].韩德民，译. 北京：人民卫生出版社，2021：32，34.
	World Health Organization. World report on hearing[M]. HAN D M， transl. Beijing： People’s Medical Publishing House，2021：32，34.
[7]	刘博. 诊断听力学[M].北京：人民卫生出版社，2022：17.
	LIU B. Diagnostic audiology[M]. Beijing： People’s Medical Publishing House，2022：17.
[8]	中华医学会耳鼻咽喉头颈外科学分会听力学组. 中国听性脑干反应临床操作规范专家共识（2020）[J].中华耳鼻咽喉头颈外科杂志，2020，55（4）：326-331. doi：10.3760/cma.j.cn115330-20190609-00378 .
	Subspecialty Group of Audiology， Society of Otorhinolaryngology Head and Neck Surgery， Chinese Medical Association. China expert consensus on the clinical practice of auditory brainstem response （2020）[J]. Zhonghua Er Bi Yanhou Toujing Waike Zazhi，2020，55（4）：326-331.
[9]	刘霞，陈芳，杨小萍，等. 听力障碍的法医学评定标准解读[J].中国法医学杂志，2021，36（6）：581-584. doi：10.13618/j.issn.1001-5728.2021.06.007 .
	LIU X， CHEN F， YANG X P， et al. Interpretation of forensic medical assessment of the hearing disorders[J]. Zhongguo Fayixue Zazhi，2021，36（6）：581-584.
[10]	范飞，武娟，邓振华. 听力学客观检测技术在法医临床学中的应用进展[J].法医学杂志，2023，39（4）：360-366，372. doi：10.12116/j.issn.1004-5619.2023.230406 .
	FAN F， WU J， DENG Z H. Application progress of objective audiological detection techniques in forensic clinical medicine[J]. Fayixue Zazhi，2023，39（4）：360-366，372.
[11]	SZYFTER W， DAUMAN R， DE SAUVAGE R C. 40 Hz middle latency responses to low frequency tone pips in normally hearing adults[J]. J Otolaryngol，1984，13（5）：275-280.
[12]	陈芳，范利华，杨小萍，等. 3种频率特异性听觉诱发电位在听力正常人中的比较[J].法医学杂志，2012，28（2）：100-103. doi：10.3969/j.issn.1004-5619.2012.02.006 .
	CHEN F， FAN L H， YANG X P， et al. Comparisons among three frequency-specific auditory evoked potentials in normal hearing adults[J]. Fayixue Zazhi，2012，28（2）：100-103.
[13]	苏冬梅，许雪春，李雨铮，等. 40 Hz听觉诱发电位评估噪声作业工人听力应用价值[J].中国职业医学，2020，47（3）：319-323. doi：10.11763/j.issn.2095-2619.2020.03.015 .
	SU D M， XU X C， LI Y Z， et al. Application value of 40 Hz auditory event related potential in hearing assessment in noise-exposed workers[J]. Zhongguo Zhiye Yixue，2020，47（3）：319-323.
[14]	陈芳，杨小萍，范利华. 听觉诱发电位的研究进展[J].法医学杂志，2011，27（3）：211-215. doi：10.3969/j.issn.1004-5619.2011.03.015 .
	CHEN F， YANG X P， FAN L H. The progress in the study on auditory evoked potentials[J]. Fayi-xue Zazhi，2011，27（3）：211-215.
[15]	范利华，孙红，朱广友，等. 应用40 Hz听觉相关电位与听性脑干反应评估听阈[J].法医学杂志，2000，16（4）：193-195，257. doi：10.3969/j.issn.1004-5619.2000.04.001 .
	FAN L H， SUN H， ZHU G Y， et al. Evaluation of hearing thresholds of 40 Hz auditory event related potential and auditory brainstem response[J]. Fayixue Zazhi，2000，16（4）：193-195，257.
[16]	程荷英，张运阁，陈燕，等. 成人CE-Chirp ABR反应阈与纯音听阈相关分析与比较[J].法医学杂志，2024，40（1）：15-19. doi：10.12116/j.issn.1004-5619.2021.210101 .
	CHENG H Y， ZHANG Y G， CHEN Y， et al. Correlation analysis and comparison of adult CEChirp ABR response threshold and pure tone hearing threshold[J]. Fayixue Zazhi，2024，40（1）：15-19.
[17]	于文永，药蓉，康晓燕，等. 正常听力青年人不同刺激声下的听性脑干反应与纯音听阈测定的相关性[J].护理研究，2024，38（1）：182-184. doi：10.12102/j.issn.1009-6493.2024.01.032 .
	YU W Y， YAO R， KANG X Y， et al. Association between auditory brainstem response and pure tone hearing threshold in normal hearing young people under different stimuli[J]. Huli Yanjiu，2024，38（1）：182-184.
[18]	MATTIAZZI Â L， CÓSER P L， ENDRUWEIT BATTISTI I D， et al. Auditory Brainstem response electrophysiological thresholds with narrow band chirps stimuli in hearing infants[J]. Int J Pediatr Otorhinolaryngol，2023，164：111417. doi：10.1016/j.ijporl.2022.111417 .
[19]	赵金晓，罗玲，史文迪. 听力损失儿童倍频程CE-Chirp听性脑干反应与行为测听相关性分析[J].中国耳鼻咽喉头颈外科，2018，25（2）：83-85. doi：10.16066/
	j.1672-7002.2018.02.007.
	ZHAO J X， LUO L， SHI W D. Correlative analysis of octave band CE-Chirp ABR and behavioral auditory in children with hearing loss[J]. Zhongguo Er Bi Yanhou Toujing Waike，2018，25（2）：83-85.
[20]	RODRIGUES G R I， RAMOS N， LEWIS D R. Comparing auditory brainstem responses （ABRs） to toneburst and narrow band CE-chirp in young infants[J]. Int J Pediatr Otorhinolaryngol，2013，77（9）：1555-1560. doi：10.1016/j.ijporl.2013.07.003 .
[21]	STUART A， COBB K M. Effect of stimulus and number of sweeps on the neonate auditory brainstem response[J]. Ear Hear，2014，35（5）：585-588. doi：10.1097/AUD.0000000000000066 .
[22]	FERM I， LIGHTFOOT G. Further comparisons of ABR response amplitudes， test time， and estimation of hearing threshold using frequency-specific chirp and tone pip stimuli in newborns： Findings at 0.5 and 2 kHz[J]. Int J Audiol，2015，54（10）：745-750. doi：10.3109/14992027.2015.1058978 .
[23]	MÜHLER R， RAHNE T， VERHEY J L. Auditory brainstem responses to broad-band chirps： Amplitude growth functions in sedated and anaesthetised infants[J]. Int J Pediatr Otorhinolaryngol，2013，77（1）：49-53. doi：10.1016/j.ijporl.2012.09.028 .
[24]	FERREIRA L， GARDIN L， BARBIERI R B， et al. The influence of gender on brainstem auditory evoked potentials’ responses to different stimuli in newborns[J]. Audiol Commun Res，2020，25：e2152. doi：10.1590/2317-6431-2019-2152 .
[25]	程龙龙，罗方亮，熊妍荷，等. 正常青年人AEPs的频率特性及其反应阈与纯音听阈的比较[J].法医学杂志，2020，36（3）：305-310，315. doi：10.12116/j.issn.1004-5619.2020.03.003 .
	CHENG L L， LUO F L， XIONG Y H， et al. Frequency characteristics of AEPs in normal young adults and comparison of their response threshold and pure tone audiometry threshold[J]. Fayixue Zazhi，2020，36（3）：305-310，315.
[26]	张馨元，罗方亮，程龙龙，等. 不同频率ASSR、ABR和40 Hz AERP反应阈值的比较及其法医学应用[J].法医学杂志，2021，37（6）：813-816，824. doi：10.12116/j.issn.1004-5619.2020.200913 .
	ZHANG X Y， LUO F L， CHENG L L， et al. Comparison of ASSR， ABR and 40 Hz AERP response thresholds at different frequencies and their forensic applications[J]. Fayixue Zazhi，2021，37（6）：813-816，824.