ФИЗИОЛОГИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СЛУХОВОГО АНАЛИЗАТОРА

4.92M

Category:

medicine

Физиология и методы исследования слухового анализатора

1. ФИЗИОЛОГИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СЛУХОВОГО АНАЛИЗАТОРА

Зав. Лабораторией слуха и речи
СПбГМУ им. акад. И.П. Павлова
д.м.н. Бобошко Мария Юрьевна

2.

Адекватный раздражитель слухового анализатора –
звук –
механические колебания среды , подчиняющиеся
законам волнообразного движения.
Скорость распространения звуковой волны зависит
от плотности среды:
в воздухе – 332 м/с; в воде – 1450 м/с.
Психо-акустические
Высота
Громкость
Тембр
–
–
–
–
Физические термины
частота
амплитуда
частотный спектр
Частота – число колебаний в секунду
(Герц, Гц)

3.

Высокий звук (3000 Гц)
Низкий звук (300 Гц)
Область звукового восприятия человека:
16 Гц – 20 000 Гц (10,5 октавы)
16 Гц – субконтроктава (C2)
32 Гц – контроктава (C1)
64 Гц – большая октава (С)
128 Гц – малая октава (с)
256 Гц – первая октава (c1 )
512 Гц – вторая октава (c2)
1024 Гц – третья октава (c3)
2048 Гц – четвертая октава (c4)
4096 Гц – пятая октава (c5)
Генрих Герц
1857 - 1894

4.

Чистый тон
i – интенсивность
p – период (время, в течение которого
совершается одно полное колебание
t – время
Музыкальный звук
Шум

5.

Интенсивность – средняя энергия, переносимая
звуковой волной к единице поверхности;
в значительной мере она определяется амплитудой
колебаний
Порог слышимости – минимальная интенсивность,
вызывающая ощущение слышимого звука.
В области 1000 – 4000 Гц порог слышимости равен 0,000204
бара (10-9 эрг), а максимальный уровень интенсивности
(порог боли) равен 640 бар (104 эрг).
1 дБ = 0,1 lg P1 / P0
Децибел – 0,1 десятичного логарифма отношения
силы данного звука к пороговому уровню

6.

Область, заключенная между порогом
слышимости и порогом боли называется
слуховым полем человека или областью
слухового восприятия

7.

Звукопроведение – доставка звуковой волны к
рецепторному аппарату улитки (наружное ухо; среднее
ухо; жидкостные среды и мембраны улитки).
Звуковосприятие – превращение энергии звуковых
колебаний в нервное возбуждение рецепторов
спирального органа, передающееся в кору головного
мозга (волосковые клетки кортиева органа, проводящие
пути слухового анализатора, слуховая кора).

8.

Наружное ухо
1. Ушная раковина
2. Наружный слуховой проход
1) защитная функция;
2) трансмиссионная функция
(проведение звуков к барабанной перепонке)
3) усиление высокочастотных звуков:
резонансная частота ушной раковины 5000 Гц,
наружного слухового прохода – 2500 Гц
для 3000 Гц суммарное усиление составляет 20дБ;
4) локализация источника звука (ототопика)

9.

Ототопика
1. Разница в силе звука,
воспринимаемой обоими ушами
(для частот более 500 Гц)
2. Разность фаз, с которой
звуковая волна поступает в
одно и другое ухо
3. Разница во времени
поступления звука в одно и
другое ухо
Человек способен различать временные промежутки,
составляющие 13 мкс (13 • 10-6 сек) – 1-2° во фронтальной
плоскости

10.

Среднее ухо
1. Барабанная полость
2. Ячейки сосцевидного отростка
3. Слуховая (Евстахиева) труба
Барабанная перепонка и
цепь слуховых косточек –
1) трансмиссионная функция; 2) трансформационная функция:
разность площадей (площадь активной части барабанной
перепонки 55 мм2, а площадь подножной пластинки стремени
3,2 мм2, что дает усиление звука в 17 раз);
рычажный механизм сочленения косточек
(усиление в 1,3 раза);
коническая форма барабанной перепонки
(усиление в 2 раза).
Общее усиление составляет 44,2 раза (33 дБ)

11.

Слуховые мышцы:
1.Аккомодационная функция
2. Защитная функция
мало эффективна для
частот выше 1000-2000Гц;
не эффективна для
импульсного шума (орудийная
стрельба и т.п.)

12.

Слуховая (евстахиева) труба
Слуховая (Евстахиева) труба:
1.Вентиляционная функция (выравнивания давления)
2. Дренажная функция
3. Защитная функция
4. Акустическая функция

13.

Костно-тканевая
проводимость
1. Компрессионный механизм (звуковая волна,
распространяясь по кости до жидких сред внутреннего
уха, в фазе давления выпячивает мембрану круглого
окна в большей степени, чем основание стремени).
2. Инерционный механизм (при проведении звука
через кость колебания цепи слуховых косточек из-за
инерции и легкой смещаемости не совпадают с
колебаниями костей черепа, и подножная пластина
стремени перемещается относительно рамки овального
окна).

14.

Внутреннее ухо
(улитка)
Scala vestibuli (красные
стрелки показывают
распространение колебаний от
овального окна)
Scala tympani (cиние стрелки
показывают распространение
колебаний к круглому окну)
Ductus cochlearis

15.

Спиральный
(кортиев) орган

16.

Теории слуха:
1.Центральные
Звуковые колебания передаются на волосковые
клетки, где они превращаются в синхронные нервные
импульсы, которые поступают в головной мозг и
анализируются на уровне коры: W. Rutherford (1866)
; Troland (1929).
2. Периферические
Первичный анализ звуков осуществляется в
улитке.

17.

Резонансная теория Гельмгольца (1863)
Герман Гельмгольц
(1821-1894)
1. Улитка является тем звеном слухового анализатора, где
осуществляется первичный анализ звуков.
2. Каждому простому звуку соответствует определенный
участок базальной мембраны (тонотопическое
представительство звуков на базальной мембране).
3. Низкие звуки приводят в колебание участки базальной
мембраны у верхушки улитки, а высокие - у ее основания .

18.

Тонотопическое представительство звуков на базальной
мембране было доказано в экспериментах. Так, опыты
Л.А.Андреева (1941) показали, что избирательное
разрушение основания (или верхушки) улитки у собак с
предварительно выработанными условными рефлексами
вызывало выпадение рефлексов, соответственно, на
высокие (или низкие) звуки.
Однако
с
течением
времени
была
показана
невозможность резонирования отдельных «струн»
базальной мембраны. С учетом того, что человеческое
ухо различает больше 1500 градаций высоты, а длина
базальной мембраны составляет около 33 мм, зона
резонанса для каждой из частот должна быть не более
0,02 мм. Однако все три мембраны спирального органа
(основная, покровная и рейснерова) в той или иной
степени связаны между собой и не могут обеспечить
тонкого локального возбуждения, соизмеримого с
расположением нескольких сенсорных клеток.

19.

Гидродинамическая теория –
теория бегущей волны:
A. Hurst (1894);
G.Bekesy (1930-е гг.),
в 1961 Бекеши присуждена
Нобелевская премия
Георг фон Бекеши
(1899- 1972)
теория стоячей волны: звуковая волна, пройдя всю улитку,
отражается от вторичной мембраны круглого окна, бежит
обратно и, встречаясь с вновь поступающей волной, формирует
при сложении фаз стоячие волны J.R.Evald (1898);
акустико-волновая модель слуха Е.Л.Овчинникова (2000).

20.

Гипотеза М.С.Плужникова (1975):
В качестве первичного резонатора предлагается
рассматривать дискретные структуры кортиева
органа – так называемые «ауроны».
«Аурон» представляет
собой опорную клетку
Дейтерса, длинный
отросток которой
крепится к кутикуле
волосковой клетки
кортиева органа.
Проф. М.С.Плужников
(1938 – 2008)

21.

Теории преобразования биомеханических
процессов , возникающих в спиральном
органе, в нервно-электрические импульсы
Механо-хеморецепторная теория
Я.А.Винникова и Л.К.Титовой (1961) –
в
исследованиях на животных было показано, что после
звуковой нагрузки наблюдались гистохимические
изменения в соответствующих частоте стимула
участках спирального органа (выброс ацетилхолина;
уменьшение запасов гликогена в волосковых клетках;
изменение структуры ядерной ДНК и др.)
Механо-электрическая теория Дэвиса
(H.Davis, 1965)

22.

Электрофизиология улитки
Потенциал покоя – постоянный ток, обусловленный
поляризацией различных структур улитки: потенциал
срединной лестницы (+80 мВ) и потенциал волосковой клетки
(-40 мВ) обеспечивают разницу в напряжении по обе стороны
апикальной мембраны волосковой клетки, равную 120 мВ.
Рецепторный потенциал формируется в волосковых клетках
при прогибах мембран улитки, когда при смещении
стереоцилий открываются катионные каналы, ионы калия
поступают внутрь клетки и деполяризуют ее.

23.

Микрофонный потенциал –
потенциал с наружных волосковых
клеток (он отводится с круглого окна
и представляет собой аналог
первичного сигнала).
Суммационный потенциал –
отводится с внутренних
волосковых клеток (содержит
не детальную, а общую
информацию о сигнале).
Акционный потенциал –
отводится с волокон слухового
нерва (закодированный
нервный импульс)

24.

Проводящие пути слухового анализатора

25.

Методы исследования слуха:
1. Психоакустические
акуметрия (основана на использовании живой
речи и камертонов);
аудиометрия .
2. Объективные
рефлекторная аудиометрия;
электрофизиологические методики;
электроакустические методики.

26.

Акуметрия
Слуховой паспорт
Цель исследования:
1. Оценка остроты слуха
2. Топическая диагностика поражения слуха

27. Экспертиза односторонней глухоты

Опыт Кутурского
Уловка Маркса
Опыт Штенгера
Методы объективной аудиометрии

28. Экспертиза двусторонней глухоты

Опыт Ломбарда
Опыт Говсеева
Методы объективной аудиометрии

29.

Аудиометрия:
тональная пороговая аудиометрия,
надпороговая аудиометрия,
речевая аудиометрия.
Тональная пороговая аудиометрия
Аудиограмма нормально слышащего человека

30.

Аудиограмма больного
с нарушением
звукопроведения
(кондуктивная тугоухость:
есть костно-воздушный
разрыв)
Аудиограмма больного
с нарушением
звуковосприятия
(сенсоневральная тугоухость)
Степень тугоухости определяется как среднее
арифметическое порогов воздушной проводимости на
речевых частотах: 500, 1000, 2000 и 4000 Гц

31.

Аудиограммы людей различного возраста

32.

Тональная надпороговая аудиометрия
Цель исследования – выявление феномена
ускоренного нарастания громкости (ФУНГ),
характерного для поражения нейроэпителиальных
структур кортиева органа. Его называют также
феноменом «слуховой гиперпатии».
Наиболее распространенные методики:
тест Фоулера (при односторонней тугоухости);
тест Люшера (ДПС);
определение индекса чувствительности к малым
приращениям интенсивности (ИМПИ) или
SISI – short increment sensitivity index)

33.

Речевая аудиометрия
Голубая кривая – норма
Красная кривая – сенсоневральная тугоухость

34.

Рефлекторные методы
объективной аудиометрии
1. Безусловно-рефлекторная аудиометрия
ориентировочный рефлекс;
кохлео-пальпебральный рефлекс В.М.Бехтерева
(мигательный);
кохлео-пупиллярный рефлекс Н.А.Шурыгина
(зрачковый);
кожно-гальваническая реакция (КГР) И.Р.Тарханова
изменение частоты дыхания, сердцебиения.
2. Условно-рефлекторная аудиометрия

35.

Игровая аудиометрия

36.

Электрофизиологические методы
объективной аудиометрии –
регистрация слуховых вызванных потенциалов
(СВП)
1.Электрокохлеография – регистрация
электрической активности улитки и слухового нерва.
2. Регистрация коротколатентных СВП (КСВП),
отражающих электрическую активность слухового
нерва и структур ствола мозга
(1-15 мс после предъявления стимула).
3. Регистрация длиннолатентных СВП (ДСВП),
отражающих активацию слуховой коры
(50-400 мс после предъявления стимула).

37.

Электрокохлеография
Расположение электродов: 1) транстимпанальное;
2) экстратимпанальное

38.

Регистрация слуховых
вызванных потенциалов
1. КСВП: волны I – V
2. ДСВП: волны P1; N1; P2

39.

Электроакустические методы
объективной аудиометрии
1. Регистрация отоакустической эмиссии
(ОАЭ) – открытие Д.Кемпа (1978).
2. Импедансная аудиометрия.

40.

ОАЭ – очень слабые звуковые колебания,
генерируемые в улитке и регистрируемые в
наружном слуховом проходе с помощью
высокочувствительного микрофона.
Эти колебания являются следствием активного
сокращения (мотильности) наружных волосковых
клеток.

41.

Отоакустическая эмиссия
1. Спонтанная
2. Вызванная:
задержанная вызванная ОАЭ (ЗВОАЭ);
ОАЭ на частоте продукта искажения
(DPOAE – Distortion Product Otoacoustic Emission);
ОАЭ на частоте стимуляции
(Stimulus-Frequency Otoacoustic Emission).

42.

Задержанная вызванная
ОАЭ
ОАЭ на частоте
продукта искажения

43.

Импедансная аудиометрия
Акустический импеданс – сопротивление, которое
встречает на пути своего распространения звуковая
волна (измеряется в ак.Омах).
Акустическая проводимость (податливость) –
величина, обратная импедансу (измеряется в
относительных единицах объема).
1.Тимпанометрия – регистрация изменения
податливости структур среднего уха в зависимости от
изменения давления в наружном слуховом проходе.
2.Акустическая рефлексометрия – регистрация
изменения импеданса среднего уха при сокращении
внутрибарабанных мышц в ответ на акустическую
стимуляцию.

44.

Классификация тимпанограмм по Джергеру

45.

Параметры акустического рефлекса (АР):
порог АР – минимальная интенсивность
звуковой стимуляции, приводящая к
сокращению стременной мышцы (в норме –
70-90 дБ над порогом слышимости);
амплитуда АР – величина, на которую
изменяется импеданс уха в результате
сокращения стременной мышцы;
временные характеристики (латентный
период; периоды нарастания, активного
действия и релаксации).

46.

Методы исследования функции
слуховой трубы
1.
Аускультация и продувание слуховых труб
простое глотание;
глотание с зажатым носом (проба Тойнби);
надувание (усиленный выдох) с плотно закрытым
ртом и носом (проба Вальсальвы);
продувание по Политцеру;
катетеризация слуховых труб.
2. Ушная манометрия.
3. Импедансная аудиометрия (тимпанометрия).