Danielson, R.

Ebert, D.

Gianoli, G.

Ploutz-Snyder, R.

Soileau, J.

NASA Technical Reports Server

D. Ebert, G. Gianoli, J. Soileau, R. Ploutz‐Snyder, and R. Danielson
2/13/2014 1HRP IWS 2014
The EAR and
BALANCE INSTITUTE
https://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=20140012867 2019-08-31T18:29:35+00:00Z
2/13/2014 2HRP IWS 2014
 Visual impairment / intracranial pressure 
(VIIP) is a top risk for human spaceflight
 Currently no reliable means to monitor 
intracranial pressure (ICP) noninvasively
 The Cerebral and Cochlear Fluid Pressure 
(CCFP) Analyzer may be a viable option
 Additional validation required
2/13/2014 3HRP IWS 2014
 The Ear and Balance Institute (Covington, LA) 
has used the CCFP as a screening tool for over 
10 years
 Extensive clinical record database that 
includes lumbar puncture (LP) data
 retrospective clinical study was designed
vh3
Slide 3
vh3 Capitalize the "R"
vhurst, 2/4/2014
2/13/2014 4HRP IWS 2014
Figure from: Marchbanks,  R.J.  and  Reid,  A. Cochlear  and  cerebrospinal  fluid  pressure:  their  interrelationships  and  control  
mechanisms.  British  Journal  of  Audiology, 1990; 24: 179‐187.
Tympanic membrane 
displacement (TMD)
concept: the cochlear 
aqueduct connects the 
subarachnoid space to 
the perilymph and 
causes changes in ICP 
to be manifest as 
changes in the resting 
position of the stapes in 
the oval window.
vh4
Slide 4
vh4 Should this be in bold like the words before it?
vhurst, 2/4/2014
2/13/2014 5HRP IWS 2014
 Stapes resting position is affected by 
ICP
 In response to a 1KHz tone, the 
acoustic reflex changes stapes position 
and moves the tympanic membrane
 Volume change (tympanic membrane 
displacement) is measured  in external 
ear canal (Ttm, measured in nL)
 Inward motion  ‐Vtm (panel a)
 Outward motion  + Vtm (panel b)
 Direction and magnitude indicate ICP 
changes
2/13/2014 6HRP IWS 2014
From: Philips, A.J. and Marchbanks RJ. Effects of posture and age on tympanic membrane displacement measurements. 
British Journal of Audiology, 1989, 23: 279‐284.
High ICP
Low ICP
Normal/Low ICP
2/13/2014 7HRP IWS 2014
*Figure 8 from: Samuel M, Burge DM, Marchbanks RJ. Tympanic membrane displacement testing in regular assessment of 
intracranial pressure in eight children with shunted hydrocephalus. J Neurosurg 1998;88:983‐95.
2/13/2014 8HRP IWS 2014
 Passive recording of tympanic membrane movement 
Data from a 15 year old idiopathic intracranial hypertension (IIH) patient; From: Measurement of inner ear fluid pressure and
clinical applications. Marchbanks RJ (2003) Chapter 17, pp 289‐307. In 'Textbook of Audiological Medicine: Clinical aspects of
hearing and balance'. Ed L. Luxon. Martin Dunitz Ltd. 2003, ISBN 1‐90186‐534‐7.
2/13/2014 9HRP IWS 2014
 CCFP and LP measures within several days, with 
CCFP occurring first
 No medical interventions between measures
 Medication changes, surgery 
 Existing stable medication was not an exclusion
 LP‐CCFP data pairs included:
 29 without superior semicircular canal dehiscence (SSCD) 
 35 with SSCD
2/13/2014 10HRP IWS 2014
 LP and CCFP data not collected at the same 
time
 ICP variability 
 Patient medication compliance
 All subjects have some pathology, most are 
ear related
 SSCD (~50%)
 and perilymph fistula (~65%) 
2/13/2014 11HRP IWS 2014
Image from http://vestibular.org/superior‐canal‐dehiscence‐scd
 LP opening pressures taken in lateral 
decubitus
 CCFP taken from ear with better hearing and 
and middle ear measures
 When multiple dB levels of test data were 
available, higher results were used
 maximizes saturation of the acoustic reflex
2/13/2014 12HRP IWS 2014
2/13/2014 13HRP IWS 2014
 47 parameter fields
 clinical data‐ not all fields had available data
 many fields used for subject sorting and 
verification of valid LP‐CCFP paired data
 Primary analysis focused on: LP, Vm (seated 
and supine), pulse amplitude (seated and 
supine), air conduction audiometric threshold 
at 1kHz, middle ear peak pressure and 
compliance, and age at time of test 
2/13/2014 14HRP IWS 2014
 Interactive graphs
 courtesy of James Fiedler of the JSC Biostatistics 
Laboratory
 Note to reviewers: the following 2 slides are 
screenshots of the interactive graphs that will be 
demonstrated during this portion of the 
presentation 
2/13/2014 15HRP IWS 2014
2/13/2014 16HRP IWS 2014
2/13/2014 17HRP IWS 2014
 Somers’ D: LP vs Vm
 Assumption‐free
 Allows for data clustering (multiple measures per person)
 SSCD Subjects
 Seated: Coefficient= ‐.109, std err =.147, p=.460 
 Supine: Coefficient= ‐.037, std err =.162, p=.819 
 Non‐SSCD Subjects
 Seated: Coefficient= ‐.323, std err =.114, p=.004 
 Supine: Coefficient= ‐.339, std err =.118, p=.004 
2/13/2014 18HRP IWS 2014
 Mixed‐effects regression‐ LP compared to:
 Vm
 Days between LP and CCFP
 Pulse amplitude
 Untransformed data
 ln(LP) similar results 
2/13/2014 19HRP IWS 2014
 Non‐SSCD Subjects
 VmSeated: Coefficient= ‐.0084, std err =.0026, p=.001 
▪ No significant effect of days between tests and pulse 
amplitude 
 Supine model did not fully converge
▪ VmCoefficient= ‐.0053, std err =.0029, p=.068 
▪ Pulse Amplitude Coefficient= ‐.0074, std err =.0046, p=.104 
▪ No significant effect of days between tests 
2/13/2014 20HRP IWS 2014
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00
10 20 30 40 50 60 70 80 90
d
e
l
t
a
 
V
m
/
V
m
Age (years)
delta Vm/Vm (patency estimate) vs. age (all patients)
delta Vm/Vm > 0.1 indicates patent cochlear aqueduct
2/13/2014 21HRP IWS 2014
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0‐10 10‐20 20‐30 30‐40 40‐50 50‐60 60‐70 70‐80 80‐90
F
r
e
q
u
e
n
c
y
years
Age and Patency Distribution
Age Frequency
Patency Frequency
Age group 0‐10 10‐20 20‐30 30‐40 40‐50 50‐60 60‐70 70‐80 80‐90
Patency rate (%) ‐ 100 100 86 77 86 100 100 ‐
Patients are in lateral decubitus position for both measures
Patients are being closely monitored by anesthesiologist; not likely a hypoventilation effect
2/13/2014 22HRP IWS 2014
LP (cm H2o)
wake sleep delta
25 43 18
18 27 9
23 28 5
16 19 3
17 25 8
15 32 17
Average 19 29 10
vh5
Slide 22
vh5 Captilize
vhurst, 2/4/2014
 There is a significant correlation of LP and seated Vm in 
the non‐SSCD subjects  in this population
 There is trending of LP with seated Vm and seated pulse 
amplitude in the non‐SSCD subjects in this population
 Clinical factors such as hearing loss likely affect 
repeatability and reliability, although specific contribution 
levels could not be identified within this data set
 In this population, cochlear aqueduct patency rates are 
high and do not appear to decline with age
 Considering the limitations associated with this clinical 
data set, results are highly encouraging as to the utility of 
the CCFP as an ICP screening tool
2/13/2014 23HRP IWS 2014
 Rachel Brady – spreadsheet work
 James Fiedler‐ interactive graphing software
2/13/2014 24HRP IWS 2014
2/15/2012 25HRP IWG 2012
Discussion
The EAR and
BALANCE INSTITUTE


Analysis of Clinical Records as a Means to Validate Non-Invasive Assessment of Intracranial Pressure Using the Cerebral and Cochlear Fluid Pressure (CCFP) Analyzer

Analysis of Clinical Records as a Means to Validate Non-Invasive Assessment of Intracranial Pressure Using the Cerebral and Cochlear Fluid Pressure (CCFP) Analyzer

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

NASA Technical Reports Server