Determinação automática de critério de parada para testes repetitivos
usando a Medida de Sincronismo de Componente Múltipla
Abstract Detection of Auditory Steady-State Responses has been
used in the estimation of comprehensive physiological audometric
profiles, benefiting patients with cognitive problems. In clinical
tests, where the minimum test time is required, objective response
detection can be applied while the signal acquisition is performed.
However, the repetitive use of the detection technique can lead to an
increase in the false positive rates. An alternative approach to solve
this problem is to define the presence of responses, when it detects
response, without a break, for a number of consecutive tests. The
objective of this study was to determine the number of consecutive
tests, with a significance level of 5%, as function of the maximum
number of objective response tests. The chosen detection technique was
the so-called Multiple Component Synchrony Measure. To estimate such a
number the Monte Carlo Method (10,000 interactions) was used. The
results showed that number of consecutive tests can be estimated by a
linear equation with adjusted coefficient of determination of 0.9961.
Keywords : EEG, ASSR, MSC, Detection, Stopping
criterea
Resumo A detecção das Respostas Auditivas em Regime Permanente
tem sido utilizada na estimação de um perfil audiométrico fisiológico
abrangente, beneficiando pacientes com problemas cognitivos. Em exames
clínicos, deseja-se um tempo mínimo de exame e, para isso pode-se
utilizar as técnica de detecção objetivas enquanto a coleta de sinais é
realizada. No entanto a utilização repetitiva das técnicas de detecção
durante o exame pode levar ao aumento da taxa de falsos positivos em
relação à aplicação de uma única vez da técnica. Uma alternativa para
contornar esse problema, é definir a presença de resposta, quando a
técnica de detecção inferir a presença de resposta num quantidade fixa
de consecutivos testes. Assim, o objetivo desse trabalho foi determinar
o valor de testes seguidos que assegure um nível de significância igual
5%, em função do número máximo de vezes que se aplicará a técnica de
detecção. A técnica de detecção utilizada foi a Medida de Sincronismo de
Componentes Múltipla e para estimar tal número utilizou-se o método de
Monte Carlo (10.000 interações). Os resultados obtidos mostraram que o
número de testes seguidos pode ser determinado por meio de uma equação
linear, com coeficiente de determinação ajustado de 0,9961.
Palavras-chave EEG, ASSR, MCSM, Detecção, Protocolo de parada
1 Introdução
A Resposta Auditiva em Regime Permanente (Auditory Steady-State
Response– ASSR) é um tipo de potencial evocado auditivo, no qual os
estímulos sonoros são apresentados com uma taxa de repetição
suficientemente alta, i.e. forma que as resposta dos estímulos se
sobrepõem, e as componentes espectrais discretas da respostas apresentam
amplitude e fase constantes (Picton et al., 2003; Venema, 2004;
Chiappa, 2006; Felix, 2006).
Em aplicações clínicas as ASSRs, podem ser coletadas por meio de
eletrodos posicionados no escalpo (sinais de eletroencefalograma – EEG)
(Lins, 2002), sendo utilizadas para estimação do limiar auditivo
fisiológico, beneficiando pacientes com problemas cognitivos, ou que não
querem responder, ou que não podem responder (e.g. neonatos)
(Korczak et al., 2012; Resende et al., 2015). Assim as
ASSRs podem ser incluídas em programas de triagem de perda auditiva
(Stapells, 2011; Resende et al., 2015) como uma técnica
suplementar ao Potencial Evocado de Tronco Encefálico (Brainstem
Evoked Response Audiometry - BERA).
Os registros das ASSRs estimuladas por um tom modulado em amplitude,
apresentam uma energia no bins da frequência da moduladora e seus
harmônicos. Assim, as ASSRs podem ser inferidas usando as Técnicas de
Detecção Objetivas de Respostas (Felix, 2006; Korczak et al.,
2012), e os resultados interpretados de maneira automático para cada
frequência e sem interferências subjetivas dos pacientes e dos
avaliadores (Miranda de Sá e Felix, 2002; Lin et al., 2009;
Korczak et al., 2012).
As técnicas de detecção objetivas são métodos estatísticos, que se
baseiam na rejeição da Hipótese Nula (\(H_{0}\)) para inferir a presença
ou não de resposta (Picciotti et al., 2012). Considera-se a
resposta presente quando os valores da estimativa a partir das técnicas
de detecção excedem o valor crítico obtido da distribuição de
probabilidades para \(H_{0}\) e α nível de significância.
Na maioria dos equipamentos comerciais utilizados para estimação do
limiar auditivo fisiológico, as técnicas de detecção são aplicadas,
apenas no final da coleta dos sinais (D’haenens et al., 2010).
Porém, pode ser que seja possível inferir a presença de resposta durante
a coleta dos sinais, reduzindo o tempo de exame. Para isso, é necessário
aplicar as técnicas de detecção objetivas na medida em que se coletam os
sinais do paciente. No entanto, a realização repetitiva das técnicas de
detecção, aumenta a taxa de falsos positivos em relação à aplicação de
uma única vez do teste (Luts et. al., 2008; D’haenens et
al., 2010; Wilding et al., 2012;). Uma forma de contornar esse
problema é adotar o critério de parada, o qual a resposta é definida
como presente, quando NT consecutivos teste de hipótese
rejeitam \(H_{0}\) (D’haenens et al., 2010; Wilding et
al., 2012; Luts et. al., 2008).
O presente estudo investiga o valor de NT que assegure um
nível de falsos positivos igual a 5%, para um exame que realizará uma
quantidade máxima de testes estatísticos iguais a \(NT_{\text{MAX}}\).
Como técnica de detecção foi utilizada a Medida de Sincronismo de
Componentes Múltipla (MCSM), a qual utiliza a informação de N
derivações. Com isso, pode-se utilizar o valor de NT no
critério de parada de exame, em dispositivos que utilizam a MCSM de
maneira online.
2 Materiais e métodos
2.1 Medida de Sincronismo de Componentes Múltipla (MCSM)
A Medida de Sincronismo de Componentes Múltipla (MCSM), proposta por
Miranda De Sá e Felix (2003), mede o sincronismo devido a uma
estimulação rítmica somente considerando os ângulos de fase médio,
janela da Transformada de Fourier de N derivações EEG (Felix et
al., 2007). Para a obtenção da fase média da \(i\)-ésima janela,
utiliza-se os resultados de Mardia e Jupp (2002):