Отоларингология

У взрослого человека барабанное отверстие находится приблизительно на 2 см выше глоточного, вследствие чего слуховая труба направлена книзу, кнутри и кпереди в сторону глотки. Длина трубы 3,5 см. У детей она шире, прямее, короче чем у взрослых и расположена более горизонтально.

Тимпанальная часть слуховой трубы, составляющая ее 1/3, - костная, а глоточная - перепончато-хрящевая. Хрящ имеет вид желоба, к которому изнутри плотно прилегает подвижная соединительнотканная мембрана. Стенки трубы в перепончато-хрящевой части находятся в спавшемся состоянии. В месте перехода костной части в перепончато-хрящевую имеется перешеек диаметром 2-3 мм.

Во время глотательных движений, жевания и зевания слуховая труба открывается благодаря сокращению мышц, напрягающей нёбную занавеску, m.tensoris veli palatini и поднимающей мягкое небо, m.levator veli palatini. Мышцы прикрепляются к соединительнотканной мембране, составляющей латеральную стенку перепончато-хрящевой части трубы. В раскрытии просвета трубы так же принимает участие трубно-глоточная мышца, m.salpingopharyngeus, прикрепляющаяся в области глоточного отверстия трубы. Нарушение проходимости трубы, ее зияние, развитие клапанного механизма и др. приводит к стойким функциональным расстройствам.

Слизистая оболочка слуховой трубы выстлана мерцательным эпителием и имеет большое количество слизистых желез. Движение ресничек направлено в сторону носоглотки. Все это обеспечивает защитную функцию. Тем не менее, слуховая труба является основным путем инфицирования уха.

Кровоснабжение среднего уха осуществляется из системы наружной и отчасти - внутренней сонной артерий.

К бассейну наружной сонной артерии относятсяся: a.stylomastoidea, a.tympanica anterior из a.maxillaris, a.tympanica inferior a.pharingea ascendens, ramus petrosus и a.tympanica superior - ветви a.meningeae mediae от a.maxillaris. От внутренней сонной артерии ответвляются a.a.caroticotympanicae.

Венозный отток осуществляется в plexus pterigoideus, sinus petrosus superior, v.meningea media, bulbus v.jugularis и plexus caroticus.

Лимфа дренируется в nodi lymphatici retropharyngeales, nodi lymphatici parotidei и nodi lymphatici cervicales profundi.

Иннервация среднего уха. В слизистой оболочке барабанной полости имеется барабанное сплетение, plexus tympanicus, распространяющееся в слизистую оболочку слуховой трубы и сосцевидной пещеры. Это сплетение образовано чувствительными разветвлениями барабанного нерва, n.tympanicus, - ветви языкоглоточного нерва, n.glossopharingeus (IX пара), содержащего так же вегетативные (секреторные) волокна. Последние выходят из барабанной полости под названием малого каменистого нерва, n.petrosus minor, через одноименную расщелину. Они прерываются в ушном узле, ganglion oticum, и иннервируют околоушную слюнную железу. В образовании барабанного сплетения также участвуют соннобарабанные нервы, n.n.caroticotympanici, отходящие от симпатического сплетения внутренней сонной артерии. M. tensor tympani иннервируется одноименным нервом от третьей ветви тройничного нерва (V пара). Стременная мышца получает иннервацию от лицевого нерва (VII пара).

Лицевой нерв, n. facialis, (VII пара) имеет сложный ход в височной кости (рис. 1.1.3, 1.1.4) и снабжает двигательной иннервацией стременную мышцу и мимическую мускулатуру лица. С ним в височной кости проходит промежуточный нерв, n.intermedius (XIII пара), обеспечивающий вкусовую чувствительность передних 2/3 языка. В мостомозжечковом углу нервы входят во внутренний слуховой проход и следуют до его дна всместе с n. vestibulocochlearis (VIII пара). Далее 3 мм они идут внутри пирамиды височной кости рядом с лабиринтом (лабиринтный отдел). Здесь от секреторной порции лицевого нерва отходит большой каменистый нерв, n.petrosus major, иннервирующий слезную железу, а также слизистые железы полости носа. Перед выходом в барабанную полость имеется коленчатый ганглий, ganglion geniculi, в котором прерываются вкусовые чувствительные волокна промежеточного нерва. Место перехода лабиринтного отдела в барабанный обозначается как первое колено лицевого нерва. В барабанной полости (барабанный отдел) 10-11 мм лицевой нерв вместе с промежуточным следуют в тонкостенном костном фаллопиевом канале сначала горизонтально спереди назад по медиальной стенке барабанной полости, а затем изгибаются вниз к пирамидальному выступу и переходят на заднюю стенку барабанной полости. В этом втором колене нервный ствол лежит непосредственно под нижнемедиальной стенкой входа в пещеру. Здесь он чаще всего травмируется при операциях. Нисходящий участок канала от пирамидального выступа до шилососцевидного отверстия, foramen stylomastoideum (сосцевидный отдел) имеет длину 12-13,5 мм. В пирамидальный выступ к стременной мышце от лицевого нерва отходит n.stapedius, а ниже его в барабанную полость входит барабанная струна. В составе барабанной струны, chorda tympani, идут промежуточный нерв и секреторные парасимпатические волокна лицевого нерва для подчелюстной и подъязычной слюнных желез. После выхода из шилососцевидного отверстия, лицевой нерв распадается на конечные ветви в виде “гусиной лапки”, pes anserinos, и иннервирует мышцы лица.

Знание уровня отходждения веточек лицевого и промежуточного нервов позволяет проводить топическую диагностику их поражения. Периферический паралич лицевого нерва отмечается при его патологии ниже уровня отхождения барабанной струны (I). При повреждении барабанной струны (II) нарушается вкус на передних 2/3 языка и уменьшается выделение слюны. Повреждение лицевого нерва над пирамидальным выступом (III) к этим симптомам добавляет слуховую гиперэстезию - гиперакузис. Поражение лабиринтного отдела (IV) дополнительно обусловливает сухость глаза. Сдавление пучка невриномой VIII нерва во внутреннем слуховом проходе (V) наряду со всеми указанными симптомами ведет к снижению слуха и вестибулярным рассторойствам, но без гиперакузиса, так как он не проявляется при пониженном слухе.

При центральном надъядерном парезе лицевой мускулатуры в отличие от периферического страдают не все мимические мышцы. Верхние мимические мышцы (m.frontalis, m.orbicularis oculi et m.corrygator supercilii) почти не страдают, так как верхние отделы двигательных ядер лицевого нерва получают двустороннюю корковую иннервацию, а нижние - лишь с противоположного полушария. Следовательно, при центральном параличе страдают нижние мышцы лица и сохраняется функция верхних мышц.

ВНУТРЕННЕЕ УХО

Внутреннее ухо, auris interna, или лабиринт, labirinthus, находится в глубине пирамиды височной кости и представляет собой несколько сообщающихся между собой сложно устроенных полостей и каналов. Выделяют костный лабиринт или лабиринтную капсулу и заключенный в нем соединительнотканный, или перепончатый лабириант.

Костный лабиринт, labyrinthus osseus, имеет стенки, состоящие из компактного костного вещества, толщиной 2-3 мм. Данное вещество отличается особой твердостью по сравнению с окружающей костной тканью пирамиды, поэтому его можно извлечь из височной кости как отдельную структуру. Макроскопически система полостей костного лабиринта разделена на три отдела: центральный - преддверие, передний - улитку и задний - полукружные каналы.

Преддверие, vestibulum, и основной завиток улитки составляют медиальную стенку барабанной полости. Преддверие сообщается с последней при помощи овального и круглого окон.

Полукружные каналы, canales semicirculares ossei, расположены примерно в трех взаимно перпендикулярных плоскостях: латеральный, canalis semicircularis lateralis - в горизонтальной; передний, canalis semicircularis anterior - во фронтальной и задний, canalis semicircularis posterior - в сагиттальной. Латеральный канал приподнят по отношению к горизонтальной плоскости на 30⁰. Передний и задний каналы образуют с фронтальной и сагиттальной плоскостями угол 45⁰. Передний канал одной стороны и задний - противоположной стороны, лежат в одной плоскости. Каждый канал имеет простую гладку ножку , crus osseum simplex, и расширенный ампулярный конец, ampulla ossea. Простые концы переднего и заднего полукружных каналов сливаются в общую ножку с единым каналом. Диаметр костных полукружных каналов 1,5 мм, длина - 12-18 мм.

Улитка, cochlea, состоит из спирально завитого вокруг стержня, modiolus, канала длиной 28-30 мм, который у человека представляет 2¹/₂-2³/₄ оборота. На разрезе улитка имеет вид усеченного конуса с шириной основания около 9 мм и высотой 5 мм. От стержня отходит в глубь костного канала поперечная костная пластинка, завернутая вокруг него в виде спирали - lamina spiralis ossea. У основания спиральной пластинки имеется канал, в котором помещается спиральный ганглий - первый биполярный нейрон слухового тракта.

Перепончатый лабиринт, labyrinthus membranaceus, представляет собой замкнутую систему полостей и каналов, укрепленных в костной лабиринтной капсуле соединительнотканными тяжами. Он состоит из двух мешочков преддверия, трех перепончатых полукружных каналов, перепончатой улитки и эндолимфатического протока с эндолимфатическим мешком. Полости перепончатого лабиринта заполнены жидкостью - эндолимфой, endolympha, а в пространствах между костным и перепончатым лабиринтами содержится перилимфа, perilympha. В мешочках преддверия и полукружных каналах находится орган равновесия, а в улитке - орган слуха.

В костном преддверии находятся два перепончатых образования - маточка, utriculus, и мешочек, sacculus. Оба мешочка соединены между собой тонким каналом - ductus utriculo-saccularis, который продолжается в эндолимфатический проток, ductus endolymphaticus. Последний помещается в костном канале - водопроводе преддверия, aquaeductus vestibuli, и заканчивается расширением - эндолимфатическим мешком, saccus endolymphaticus, лежащим в дупликатуре твердой мозговой оболочки на задней поверхности пирамиды височной кости.

В утрикулюсе и саккулюсе есть статические пятнышки, macula statica. Macula utriculi расположено на внутренней сферической поверхности дна маточки, а macula sacculi - на внутренней сферической поверхности медиальной стенки мешочка. Статические пятнышки содержат опорные и рецепторные нейроэпителиальные волосковые клетки. Рецепторная клетка на апикальной части имеет много коротких волосков - стереоцилий и один длинный волосок - киноцилию. Киноцилии заключены в эластическую субстанцию, на которой покоится отолитовая мембрана (от греч. otos-ухо, litos-камень) с входящими в ее состав кристаллами карбоната кальция. От названия этой мембраны происходит термин - отолитовый аппрат. Благодаря массе отолитов, большей чем масса эндолимфы, отолитовый аппарат раздражается при изменении положения головы в пространстве и линейных ускорениях.

Перепончатые полукружные каналы расположены внутри костных и в ножках прилежат к одной из их стенок. Ампулярные концы перепончатого лабиринта почти целиком заполняют костные раширения. В них находятся ампулярные гребешки, cristae ampullares, на которых размещены опорные и рецепторные нейроэпителиальные волосковые клетки, имеющие как и в отолитовом аппарате стереоцилии и киноцилию. Киноцилии склеены между собой эластической субстанцией и образуют заслонку - купулу, cupula. Купула почти полностью перекрывает просвет ампулы, поэтому любое перемещение эндолимфы в канале вызывает ее отклонение и раздражение рецепторных клеток

Ампулярные и отолитовые рецепторные образования относятся к органу равновесия - вестибулярному аппарату.

Рецепторные клетки вестибулярного аппарата являются специализированными вторичночувствующими волосковыми клетками, которые контактируют с синаптическими окончаниями периферических отростков биполярных нейронов вестибулярного ганглия, ganglion vestibularae (I нейрон), расположенного на дне внутреннего слухового прохода. Центральные отростки клеток вестибулярного ганглия образуют преддверный корешок, radix vestibularis, преддверно-улиткового нерва. Во внутреннем слуховом проходе он соединяется с улитковым корешком этого же нерва и в области мостомозжечкового угла внедряется в вещество мозга (моста).

В мосту волокна преддверного корешка делятся на восходящие и нисходящие пути и направляются к вестибулярным ядрам, расположенным в самом латеральном углу ромбовидной ямки, в вестибулярном поле, area vestibularis (II нейрон). Восходящие волокна заканчиваются синапсами на клетках верхнего вестибулярного ядра, nucl.vestibularis superior (Бехтерева), нисходящие - на клетках медиального вестибулярного ядра, nucl.vestibularis medialis (Швальбе), латерального вестибулярного ядра, nucl.vestibularis lateralis (Дейтерса) и нижнего вестибулярного ядра, nucl. vestibularis inferior (Роллера).

Аксоны клеток вестибулярных ядер формируют несколько пучков (трактов), которые направляются в кору головного мозга, спинной мозг, мозжечок, в состав медиального и заднего продольных пучков.

Вестибуло-кортикальный путь, tr. vestibulo-corticalis (вестибулярный сенсорный тракт), переключается в таламических ядрах (III нейрон) и заканчивается на клетках височно-теменной области коры головного мозга (IV нейрон). Этот сенсорный путь получил название вестибулярного анализатора (по И.П.Павлову) или вестибулярной сенсорной системы.

Преддверно-спинномозговой путь, tr.vestibulospinalis, посегментно заканчивается на клетках двигательных ядер передних рогов спинного мозга, осуществляя проведение двигательных импульсов к мышцам шеи, туловища и конечностей. Он обеспечивает безусловнорефлекторное поддержание равновесия тела.

Преддверно-мозжечковый афферентный путь, tr.vestibulocerebellaris, проходит через нижние ножки мозжечка и заканчивается на клетках коры червя мозжечка. Посредством мозжечково-преддверного эфферентного тракта, tr.cerebellovestibularis, через ядро Дейтерса мозжечок оказывает коррегирующее влияние на спинной мозг.

Связи вестибулярных ядер через медиальный продолный пучок, tractus vestibulolongitudinalis, с ядрами глазодвигательного, блокового и отводящего нервов (III, IV, VI пары) обеспечивают компенсатоный поворот глаз при изменении положения головы и медленный компонент вестибулярного нистагма.

Часть аксонов клеток ядра Дейтерса вступает в состав заднего продольного пучка. Посредством этого ассоциативного тракта, соединяющего задние гипоталамические ядра с вегетативными ядрами глазодвигательного, лицевого, языкоглоточного и блуждающего нервов (III, VII, IX, Х пары), а также с симпатическими и парасимпатическими центрами спинного мозга, реализуются вегетативные реакции при раздражении вестибулярного аппарата. Гуморальные вестибулярные реакции гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы, запускаются, вероятно, благодаря вестибуло-таламо-гипоталамическим связям.

Слуховая часть перепончатого лабиринта представлена улитковым протоком, ductus cochlearis, помещающимся в костной улитке. Перепончатая улитка представляет собой трубку, сообщающуюся с саккулюсом и заканчивающуюся в верхушечном завитке слепым выпячиванием.

Улитковый проток не заполняет полностью просвета костной улитки. На поперечном срезе костной улитки различаются три пространства. Поскольку они поднимаются по завиткам улитки, их называют лестницами. Улитковый проток соответствует треугольной срединной лестнице, scala media, заполненной эндолимфой. Дно протока представлено основной или базилярной мембраной, соединяющей край костной спиральной пластинки модиолюса с противоположной стенкой костной улитки посредством спиральной связки, lig.spirale. Верхняя часть этой связки, прилежащая к стенке костной улитки, называется сосудистой полоской, stria vascularis, так как она богата кровеносными сосудами. Крышей улиткового протока является преддверная (Рейснерова) мембрана, membrana vestibularis, состоящая из двух слоев плоских эпителиальных клеток. Треугольник улиткового протока разделяет два перилимфатических пространства или лестницы. Выше улиткового протока над Рейснеровой мембраной находится лестница преддверия, scala vestibuli, а ниже под базилярной мембраной - барабанная лестница, scala tympani. Они сообщаются друг с другом посредством отверстия на верхушке улитки, которое называется геликотремой, helicotrema.

На расположенной спиралевидно вдоль всего хода улиткового протока базилярной мембране лежит орган слуха - спиральный орган или кортиев орган, organum spirale seu organum Corti. У внутренней стороны кортиева органа надкостница верхней поверхности костной спиральной пластинки утолщена и образует возвышение - спиральный лимб, limbus spiralis, который вдается в просвет улиткового протока. От верхней губы лимба тянется тонкая желеобразная покровная мембрана, membrana tectoria, лежащая над волосковыми клетками кортиева органа и соприкасающаяся с ними. Кортиев орган состоит из одного ряда внутренних волосковых клеток, трех рядов наружных волосковых клеток, опорных клеток, а также столбовых клеток. Между наружными волосковыми клетками расположены опорные клетки Дейтерса, а кнаружи от них - опорные клетки Гензена и Клаудиуса. Столбовые клетки образуют туннель кортиева органа.

Базилярная мембрана состоит из 2400 поперечно расположенных волокон - слуховых струн. Они наиболее длинные и толстые у верхушки улитки, а короткие и тонкие - у ее основания. Волокна улиткового нерва контактируют с внутренними (4000) и наружными (20000) волосковыми клетками, которые как и в вестибулярном аппарате являются вторичночувствующими механорецепторными клетками, имеющими около 50 коротких волосков - стереоцилий и один длинный - киноцилию. Волосковые клетки улиткового протока омываются особой жидкостью - кортилимфой.

Волосковые клетки через синаптически связаны с периферическими отростками биполярных клеток спирального ганглия, ganglion spirale, расположенного в спиральном канале костной улитки (I нейрон). Центральные отростки биполярных нейронов составляют улитковый корешок, radix cochlearis, преддверно-улиткового нерва (VIII), проходящего во внутреннем слуховом проходе височной кости. В мостомозжечковому углу волокна улиткового корешка вступают в вещество мозга (моста) и заканчиваются в латеральном углу ромбовидной ямки на клетках вентрального улиткового ядра, nucl.cochlearis ventralis и дорсального улиткового ядра, nucl.cochlearis dorsalis (II нейрон).

От нейронов вентрального ядра аксоны делятся на два пучка: большая часть их (70%) переходит на противоположную сторону моста и заканчивается в медиальном добавочном оливном ядре и трапециевидном теле, corpus trapezoideum (III нейрон). Меньшая часть волокон идет к таким же образованиям на своей стороне. Аксоны верхней оливы и ядер трапециевидного тела формируют латеральную петлю, lemniscus lateralis, которая поднимается вверх и оканчивается в нижних холмиках крыши среднего мозга и в медиальном коленчатом теле, corpus geniculatum mediale (IV нейрон). В латеральную петлю поступает и часть нейронов вентрального и дорсального улитковых ядер, проходя транзитом через трапециевидные ядра. Аксоны верхней оливы и ядер трапециевидного тела представляют подкорковые слуховые центры. Нижние холмики выполняют важную роль в пространственном слухе и организации ориентировочного поведения.

Аксоны клеток заднего трапециевидного тела идут в дне ромбовидной ямки и на уровне срединной борозды погружаются в глубь моста и частично переходят на противоположную сторону, составляя striae acusticae, а затем присоединяются к латеральной петле, контактируя с нейронами нижних холмиков крыши среднего мозга и медиального коленчатого тела. Таким образом, в латеральной петле имеются слуховые пути от обоих ушных лабиринтов.

От клеток медиального коленчатого тела аксоны проходят в составе задней ножки внутренней капсулы, затем в виде radiatio acustica направляются в среднюю часть верхней височной извилины (извилину Гешля) коры головного мозга (V нейрон). В корковый центр слуха поступает информация преимущественно из противоположного уха. Слуховая кора имеет ассоциативные связи с другими областями коры мозга: задним речевым полем, зрительной и сенсомоторной зонами. Волокна, соединяющие правое и левое слуховые поля полушарий проходят в мозолистом теле, corpus collozum, и передней комиссуре.

Кроме сенсорного тракта слуховую систему представляют эфферентные волокна на различных ее уровнях. От коры головного мозга идунисходящих пучка нервных волокон. Более короткие проводники оканчиваются в медиальном коленчатом теле и нижних холмиках, а более длинные - в верхнем ядре оливы. От последнего к улитке проходит оливо-улитковый путь, tr. olivocochlearis, содержащий прямые и перекрещенные волокна. Они достигают волосковых клеток спирального органа. Аксоны клеток ядра нижнего холмика через интеграционный центр среднего мозга, расположенный в верхнем холмике, посредством покрышечно-спиномозгового и покрышечно-ядерного трактов идут к двигательным ядрам передних рогов спинного мозга, черепных нервов (лицевого, отводящего) и ретикулярной формации. Благодаря этим проводникам осуществляются безусловнорефлекторные двигательные реакции мускулатуры тела, конечностей, головы и глаз на внезапные звуковые раздражения. Клетки ядра нижнего холмика имеют связи с клетками двигательных ядер тройничного и лицевого нерва, обеспечивающих аккомодационно-защитный механизм слуховых мышц.

Слуховая система обеспечивает восприятие звуковых колебаний, проведение нервных импульсов к слуховым нервным центрам, анализ информации и организацию эффекторных адаптационных и защитных реакций.

Кровоснабжение лабиринта. Артерии внутреннего уха происходят из артерии лабиринта, a.labyrinthi (r.meatus acustici interni), которая является ветвью основной артерии, a.basilaris. Артерия лабиринта, вступая вместе с преддверно-улитковым нервом во внутренний слуховой проход, делится на три ветви: преддверную, улитковую и преддверноулитковую артерии.

Преддверная артерия, a.vestibularis, питает задний отдел мешочка и задний отдел маточки вместе с ампулами и ножками полукружных каналов. Улитковая артерия, a.cochlearis, предназначена для питания улитки. Преддверно-улитковая артерия, a.vestibulocochlearis, в области основного завитка анастомозирует с улитковой артерией, а также снабжает кровью самый нижний отдел улитки и задне-нижний отдел преддверия с соответствующими ножками полукружных каналов.

Вены преддверия и полукружных каналов собираются в вену водопровода преддверия, v.aqueductus vestibuli, вливающуюся в поперечный синус, sinus transversus или в сигмовидный синус, sinus sigmoideus. Вены улитки впадают в вену улиткового канальца, v.canaliculi cochleae, вливающуюся в нижний каменистый синус, sinus petrosus inferior.

1.2 ФИЗИОЛОГИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СЛУХА

Слуховая система обеспечивает проведение звуковой волны, преобразование ее в нервные импульсы, передачу их в слуховые центры, анализ и интеграцию звуковой информации. Дифференцируются частота, сила и тембр звуков. С помощью речи происходит общение людей. Благодаря слуховой памяти можно узнать принадлежность голоса определенному человеку, животному или звука - предмету. Слуховая система обеспечивает настройку среднего уха и чувствительных клеток спирального органа на звуки определенной силы и частоты. При сильных звуках она, до определенной степени, понижает звукопроведение, выполняя защитную функцию. С помощью органа слуха, при внезапном сильном звуке, реализуются защитные и ориентировочные реакции организма: мигание (кохлеопальпебральный рефлекс Бехтерева), сужение зрачка (кохлеопупиллярный рефлекс Шурыгина), поворот головы в сторону источника звука.

Адекватным раздражителем органа слуха является звук, который представляет собой колебательные движения частиц упругой среды, распространяющиеся в виде волн в воздухе, жидкостях и твердых телах.

Звуки одной частоты или чистые звуки (тоны камертона, аудиометра) в природе встречаются редко. Они характеризуются синусоидальными, то есть периодическими колебаниями. Чаще нас окружают сложные звуки и шумы с обертонами и апериодическими колебаниями.

Параметрами звуковых волн являются амплитуда, частота, фаза, длина, период, длительность, спектр и другие.

Звук при распространении в среде представляет собой волну с фазами сгущения (повышения атмосферного давления) и разрежения (понижения атмосферного давления) её частиц. Расстояние между средним и крайним положением колеблющегося тела называется амплитудой колебаний. Амплитуда периодических колебаний давления распространяющейся волны называется звуковым давлением. Длина волны - расстояние между двумя областями сжатия или разрежения её, а частота - число колебаний (сжатий или разрежений) в секунду. Единицей измерения длины волны является 1 м, а частоты - герц (Гц), то есть одно колебание в секунду. Время, в течение которого звуковая волна совершает полное колебание, называется периодом колебания. Скорость распространения акустических волн в воздухе 343 м/с, воде - 1480 м/с и твёрдых телах - 2000 м/с при температуре 20⁰ С.

Абсолютной единицей измерения акустической величины по звуковому давлению является Паскаль (Па). 1Па=1H^.м^-2. Абсолютный порог слышимости человека на частоте 1000 Гц составляет 2^.10^-5 Па, который принят за стандартное звуковое давление (р₀ ).

Относительная единица измерения характеризуют, насколько значение данной акустической величины превышает стандартное её значение. В качестве относительных единиц приняты Бел и децибел (дБ).

Звуковое давление, выраженное в децибелах относительно 2^.10^-5 Па, называется уровнем звукового давления (УЗД) или SPL (Sound Pressure Level), который вычисляется с помощью логарифма по формуле:

УЗД = к ^. Lg р/р₀

При к = 2 единицей УЗД является Бел, а при к = 20 - децибел / дБ/.

Относительная энергетическая единица измерения звуковой волны вычисляется с помощью уровня интенсивности (L).

L = к ^. Lg I/I₀

Зa пороговую интенсивность (I₀) принят энергетический порог слышимости звука в Ваттах на частоте 1000 Гц, который равен 10^-12Вт^.м^-2. При к = 1 единицей уровня интенсивности является Бел, а при к = 10 - децибел (дБ). Три величины: p = 2^.10^-5 Па; I = 10^-12 Вт^.м^-2 и L = 0 дБ характеризуют один и тот же звук, то есть, по существу, соответствуют порогам слышимости по звуковому давлению, мощности и уровню интенсивности звука.

В аудиометрии принято измерение относительных порогов слышимости (HL) от нулевой изолинии, полученной в результате средних порогов слуха молодых здоровых людей. Hearing Level (HL) - уровень слуха. На заводе аудиометры специально настраиваются на исходный уровень 0 дБ (рис. 1.2.3.) как минимальное слуховое ощущение на каждой частоте. Нулевой уровень аудиометра не соответствует уровню абсолютных порогов слуха.

Относительная пороговая изолиния слуха в виде прямой нулевой линии и соотношение её с абсолютными порогами (пунктир). Нижняя пунктирная кривая отражает максимальный уровень интенсивности воздушной проводимости на аудиометре, где средние частоты (1000 - 4000 Гц) имеют больший звуковой диапазон, чем низкие и высокие частоты.

Sensation Level (SL) - индивидуальный пороговый уровень слуха пациента от аудиометрического нуля на соответствующей частоте.

SPL, HL и SL являются терминологией Европейского сообщества (ЕС).

Наряду с физическими / объективными / понятиями о звуке существуют соответствующие им психофизиологические понятия: интенсивность - громкость, частота - высота, спектр - тембр и другие, которые связаны со слуховыми ощущениями человека и имеют другие единицы измерения (фон, мел и др.).

К важным свойствам звука относятся явления резонанса, отражения, дифракции и прочие. Резонанс - свойство звука вызывать звуковые колебания другого предмета. Резонанс имеет значение в механизме звукопроведения в наружном, среднем и внутреннем ухе. Собственная частота колебаний звукопроводящего аппарата находится около 1000 Гц. На этой частоте отмечается повышенная чувствительность уха вследствие резонанса.

Способность звуковой волны огибать препятствия называется дифракцией. Низкие звуки обладают лучшей дифракцией. Отражение звуковой волны от препятствий в открытой атмосфере является эхом (в лесу, горах), а в закрытом помещении - реверберацией. В результате встречи в помещении: действующей и отраженной волн возникает их взаимодействие, которое называется интерференцией, при этом звук усиливается или ослабляется.

Средняя длительность акустического сигнала, которую воспринимает ухо человека, равняется 0,001 с. Звуковое впечатление сохраняется в ухе в течение 0,009-0,1 с. Латентный период реакции пациента зависит от частоты и интенсивности тона: для высоких тонов он короче и обратно пропорционален интенсивности.

Человеческое ухо способно воспринимать звуки от 16 до 20000 Гц. Колебания с частотою меньше 16 Гц относятся к инфразвукам, а с частотой больше 20000 Гц - к ультразвукам. Однако Б.М.Сагалович (1968) отмечает, что человек может воспринимать звуки от 1 Гц до 225 000 Гц, поэтому их деление на слышимые и неслышимые несколько условно. Комфортные для нашего уха звуки (шум леса, дождя, моря) находятся в диапазоне около 1000 Гц. Острота слуха человека наиболее выражена в возрасте 15-30 лет. Диапазон воспринимаемых ухом частот делится на три части: тоны до 500 Гц называются низкочастотными, от 500 до 3000 Гц - среднечастотными от 3000 до 8000 Гц - высокочастотными и выше 8000 Гц - сверхчастотными. Зона речевых частот расположена в области 500 - 4000 Гц.

Слуховая система включает в себя звукопроводящий и звуковоспринимающий отделы. К звукопроводящему аппарату относятся наружное и среднее ухо, пери- и эндолимфа, основная мембрана, покровная и рейснерова мембраны. Звуковосприятие начинается с рецепторных клеток кортиева органа и включает слуховые центры различных уровней ЦНС.

Физиология звукопроведения

Проведение звуков в ухе является механическим процессом (рис. 1.2.5).

Звуковая волна, улавливаемая ушной раковиной, попадает в наружный слуховой проход, вызывает вибрацию барабанной перепонки и слуховых косточек. Колебание стремени в овальном окне возбуждает жидкости ушного лабиринта. Звуковая волна распространяется по лестнице преддверия улитки к геликотреме и через нее в барабанную лестницу - к мембране круглого окна. Колебания перилимфы передаются на эндолимфу и перепончатый лабиринт.

Распространение звуковой волны в перилимфе возможно благодаря наличию вторичной мембраны круглого окна, а в эндолимфе - вследствие эластичного эндолимфатического мешка, сообщающегося с эндолимфатическим пространством лабиринта через эндолимфатический проток.

Движение жидкостей лабиринта вызывает колебания базилярной мембраны перепончатого лабиринта, на которой находится кортиев орган с чувствительными волосковыми клетками.

Ушная раковина имеет значение в ототопике, концентрации звуковой энергии и согласовании импедансов (сопротивлёний) звуковой волне свободного акустического поля и наружного слухового прохода. Ушная раковина и наружный слуховой проход имеют собственную резонансную частоту (3 и 5 кГц). В частности, усиление слуховым проходом звуков 3 кГц на 10-12 дБ происходит за счет соответствия длины слухового прохода 1/4 длины волны этой резонансной частоты, что улучшает восприятие речи.

Таким образом, наружное ухо играет роль в усилении высокочастотных звуков и локализации источника звука в пространстве.

Энергия звуковой волны теряется при переходе из воздушной среды в жидкую (ушную лимфу) на 99,9% вследствие более высокого импеданса пери- и эндолимфы и отражения её, что составляет около 30 дБ. Однако возможные потери звуковой энергии компенсируются другими механизмами.

Площадь барабанной перепонки человека составляет около 85 мм², из которых лишь 55 мм² вибрируют под влиянием звуковой волны. Площадь же подножной пластинки стремени около 3,2 мм² .Разница этих площадей обеспечивает усиление давления на подножную пластинку стремени в 17 раз, что составляет 24,6 дБ, то есть импедансная потеря звуковой энергии компенсируется почти полностью.

Кроме этого, слуховые косточки действуют по закону рычажной системы, что создаёт положительный эффект усиления с коэффициентом 1,3. Дополнительное увеличение энергии на подножную пластинку стремени обусловливается конической формой барабанной перепонки, при вибрации которой возрастает давление на молоточек в два раза.

Таким образом, звуковая энергия, приложенная к барабанной перепонке, усиливается на подножной пластинке стремени в 17 ^. 1,3 ^. 2 = 44,2 раза, что соответствует 33 дБ и компенсирует импедансные потери энергии.

Усиление давления звуковой волны зависит и от частоты стимуляции. Так, на частоте 2500 Гц давление увеличивается на 30 дБ, а выше этой частоты коэффициент усиления уменьшается.

Под влиянием низких звуков перепонка при вибрации колеблется в сторону барабанной полости до 0,5 мм, а под воздействием высоких звуков - в пределах долей микрона. Наибольшая вибрация перепонки отмечается в задненижних отделах. Стремя совершает перемещения в овальном окне 3^-7 мм при уровне звукового давления 80 дБ, на частоте 1000 ГЦ. На подножную пластинку стремени звуковая волна оказывает давление в 60 раз сильнее, чем на круглое окно, поэтому она распространяется от овального окна к круглому, а не наоборот. Благодаря трансформационному механизму среднего уха давление звуковой волны в ушной лимфе становится в 36 раз больше, чем в воздухе.

Кроме этого, звуковая волна поступает на лабиринтные окна в неодинаковых фазах при максимальной разнице давления на них. В фазе сгущения мембрана овального окна колеблется внутрь вестибулярной лестницы со сдвигом перилимфы, а мембрана круглого окна, находясь в фазе разрежения, - в сторону барабанной полости, а при смене фаз - наоборот. Скорость распространения волны в вестибулярном канале постоянна и равна скорости звука в воде, а в тимпанальном канале волна распросраняется с резким замедлением вследствие больших градиентов давления со стороны базилярной мембраны. Объемные смещения окон одинаковые, однако звуковое давление в вестибулярной и барабанной лестницах разное, что является необходимым условием движения жидкости в лабиринте и возбуждения слухового рецептора.

Одним из условий нормального функционирования звукопроводящего аппарата является хорошая подвижность его и особенно мембран овального и круглого окон при максимальной разнице давления на них. При полном дефекте барабанной перепонки, когда разница звукового давления на лабиринтные окна минимальная, слух понижается на 45 - 50 дБ, а при разрушении цепи слуховых косточек - на 50-60 дБ.

Морфологические изменения и нарушения подвижности звукопроводящей системы являются причинами кондуктивной тугоухости различной этиологии.

При кондуктивной тугоухости (гнойный средний отит, дефект барабанной перепонки, адгезивный средний отит, отосклероз и другие) производятся различные варианты слуховосстанавливающих операций с целью улучшения трансформационного механизма среднего уха.

Мышцы барабанной полости (натягивающая барабанную перепонку и стременная) выполняют аккомодационную и защитную функции. Они регулируют передачу звуков разной частоты и интенсивности за счёт изменения напряжения цепи слуховых косточек. При воздействии на ухо сильных звуков (80 дБ) обе мышцы приходят в состояние тетанического сокращения и защищают внутреннее ухо от звуковой травмы. За счёт сокращения мышц и эластичности связок слуховых косточек осуществляется аккомодационная функция для ограничения искажений (нелинейностей) в среднем ухе.

Костно-тканевая проводимость. Кроме воздушного звукопроведения колебания волн передаются к кортиевому органу тканевым путём - через кости черепа (Куликовский Г. Г., 1935). Различают инерционный и компрессионный типы костно-тканевой проводимости. При низких звуках череп колеблется как целое и благодаря инерции цепи слуховых косточек получается относительное перемещение стремени по отношению к капсуле лабиринта (инерционный тип). При высоких звуках получается как бы периодическое сжатие волной капсулы лабиринта и возбуждение кортиева органа за счет разницы давления жидкостей изнутри на овальное и круглое окна (компрессионный тип). Следовательно, как воздушная проводимость так и инерционный тип костно-тканевой проводимости нуждаются в нормальной подвижности мембран обоих окон. При компрессионном же типе костно-тканевой проводимости достаточно подвижности одной мембраны (например, мембраны круглого окна).

В основе некоторых заболеваний (болезнь Меньера, сенсоневральная тугоухость и др.) лежит нарушение циркуляции жидкостей лабиринта. Считается, что эндолимфа продуцируется сосудистой полоской, а всасывается в эндолимфатическом мешке, в который она притекает по эндолимфатическому протоку. Причиной повышения внутрилабиринтного давления и скальной кондуктивной тугоухости может явиться избыточное продуцирование эндолимфы сосудистой полоской, ухудшение ее резорбции в эндолимфатическом мешке, а так же избыток перилимфы при повышении ликворного давления. Последнее возможно из-за наличия связи перилимфатического пространства барабанной лестницы посредством улиткового протока с субарахноидальным пространством.

Слуховая труба выполняет вентиляционную, дренажную, защитную функции и барофункцию.

Согласно теории В.И.Воячека механизм вентиляции барабанной полости состоит в том, что при пороговом понижении давления воздуха (1-5 мм рт.ст.) в барабанной полости перепонка слегка втягивается, происходит сдавление барабанной струны между рукояткой молоточка и длинным отростком наковальни, вследствие чего стимулируется слюновыделительная функция и осуществляется акт глотания слюны. В момент глотания открывается носоглоточное устье слуховой трубы, и необходимое количество воздуха из носоглотки поступает в барабанную полость. Таким образом, восстанавливается одинаковое давление воздуха в барабанной полости с атмосферой, что является необходимым условием нормальной функции звукопроводящего аппарата.

Вентиляционная функция может происходить так же при сморкании, чихании или кашле ввиду повышения воздушного давления в носоглотке.

При нарушении вентиляционной функции слуховой трубы в барабанной полости возникает отрицательное давление, барабанная перепонка втягивается, повышается внутрилабиринтное давление жидкости вследствие вдавления стремени в овальное окно, что приводит к нарушению звукопроведения и снижению слуха в области низких частот до 20-30 дБ.

Бароаккомодацией уха называется способность к выравниванию давления воздуха в барабанной полости при апериодических колебаниях давления внешней среды, особенно значительных и резких. При перепадах атмосферного давления (30-60 мм рт.ст.) появляются симптомы баротравмы в виде гиперемии перепонки, кровоизлияний, а перепад давления в 0,3 атмосферы угрожает разрывом её. Баротравма уха также является причиной кондуктивной тугоухости.

Дренажная функция слуховой трубы заключается в оттоке секрета из барабанной полости в носоглотку. Защитную функцию слуховой трубы выполняет мерцательный эпителий, движения ресничек которого направлены в сторону носоглотки.

Физиология звуковосприятия

Звуковосприятие начинается с рецепторных клеток кортиева органа, которые, являясь вторичночувствующими волосковыми механорецепторными клетками, преобразуют механические звуковые колебания в электрические нервные импульсы. Звуковосприятию соответствуют понятия слухового анализатора (по И.П.Павлову) и слуховой сенсорной системы, объединяющие слуховые рецепторы, проводящие пути и слуховые центры различных уровней ЦНС, включая кору височной доли головного мозга.

Существуют различные теории слуха, объясняющие механизм звуковосприятия в спиральном органе - рецепторе слуховой системы.

Теории периферического анализа звука.

- резонансная теория (Гельмгольц, 1863)

- гидродинамические теории:

бегущей волны (Бекеши, 1960)

столба жидкости (Роаф-Флетчер, 1930)

теория Флока (1977)

теория Ухтомского (1945)

2. Теории центрального анализа звука.

телефонная (Резерфорд, 1886)

стоячих волн (Эвальд, 1899)

Дуалистическая теория (Ребул, 1938)

Теории периферического анализа звука предполагают возможность первичного анализа его свойств в улитке, благодаря ее анатомо-функциональным особенностям.

Резонаторная теория Гельмгольца заключается в том, что базилярная мембрана представляет собой набор "струн" разной длины и натянутости подобно музыкальному инструменту (например, роялю). "Струны" резонируют и реагируют на соответствующие им частоты звуковой волны, как, например, открытый рояль на человеческий голос. Теория Гельмгольца подтверждается морфологическим строением основной мембраны - у основания улитки струны короче (0,16мм), резонируют на высокие звуки, а у верхушки - они длиннее (0,52 мм) и реагируют на низкочастотные сигналы. При подаче сложных звуков одновременно колеблется несколько участков основной мембраны, чем объясняется тембр. От амплитуды колебаний мембраны зависит сила восприятия звука. Теория Гельмгольца впервые позволила объяснить основные свойства уха - определение высоты, силы и тембра звука, но она не объясняет явление маскировки высоких звуков низкочастотными звуками. Вместе с тем, современные знания не подтверждают возможность колебания отдельных “струн” основной мембраны, как и наличие их огромного числа на мембране длиной 35 мм, воспринимающей частоты в диапазоне 0,2-20 кГц.

По гидродинамической теории Бекеши звуковая волна, проходя в перилимфе обеих лестниц, вызывает колебания основной мембраны в виде бегущей волны. В зависимости от частоты звука происходит максимальный изгиб мембраны на ограниченном её участке. Низкие звуки вызывают бегущую волну по всей длине основной мембраны, вызывая максимальное смещение её около верхушки улитки. Среднечастотные тоны максимально смещают середину основной мембраны, а высокие звуки - в области основного завитка спирального органа, где базилярная мембрана более упругая и эластичная.

Гидродинамическая теория Роафа - Флетчера, построенная на опытах Лутца с U - образными трубками и жидкостью, подтверждает выводы Бекеши о том, что звуковые волны с высокой частотой распространяются вблизи основного завитка улитки, а с низкой частотой - до геликотремы.

Флок (1977) считает, что в формировании частотной избирательности главную роль играет базилярная мембрана с наружными волосковыми клетками, а не внутренними, как думают многие авторы. Эти клетки имеют эфферентные связи. Цилии их расположены в виде жесткой на изгиб W-конструкции, поэтому любые изменения длины клетки под воздействием разницы потенциалов будут приводить к смещению базилярной мембраны. В структуре наружных волосковых клеток найдены актин и миозин, необходимые компоненты любой сократительной системы. Биоэлектрическая активность наружных волосковых клеток в механическом раскачивании базилярной мембраны подтверждена опытами W.Brownell, G.Bander et al. (1985). В настоящее время имеются математические и физические модели гидродинамики улитки, включающие нелинейные и активные механизмы (Шупляков B.C. с соавт., 1987; Zwicker E.,1986).

Теория "физиологического резонанса клеток" Ухтомского заключается в неодинаковой физиологической лабильности волосковых клеток, которые избирательно реагируют на разные частоты звуковых волн. При большой лабильности волосковых клеток, они реагируют на высокочастотные звуки и наоборот, что напоминает физиологический резонанс.

Центральные теории Резерфорда и Эвальда в отличие от предыдущих отрицают возможность первичного анализа звука в улитке.

По телефонной теории Резерфорда основой передаточного механизма для всех частот является кортиева покрышка наподобие телефонной мембраны с микрофонным эффектом. При давлении на волосковые клетки мембрана передаёт микрофонные потенциалы в синхронные по частоте сигналы в центры головного мозга, где происходит их анализ. Игнорируется роль механических колебаний основной мембраны.

По теории Эвальда под влиянием звука на основной мембране устанавливаются "стоячие" волны наподобие фигур Хладни (звуковые образы), которые анализируются в мозговых центрах, как соответствующие разнообразные слуховые ощущения.

Дуалистическая теория Ребула состоит в попытке соединить пространственную теорию с телефонной теорией. По его мнению, низкочастотные звуки передаются сразу в высшие слуховые центры, а высокие звуки имеют свою точную локализацию в определённом месте основной мембраны. Это противоречит фактам, так как импульсы высших отделов ЦНС не соответствуют частоте и характеру звуковой волны. Например, частота тонов круглого окна улитки составляет 16000 Гц, слухового нерва - 3500 Гц, продолговатого мозга - 2500 Гц и слуховой коры головного мозга - 100 Гц.

В колебательном процессе и раскачивании основной мембраны, возможно, имеет значение и отоакустическая эмиссия (Kemp D., 1978; Kemp D., Chum R., 1980). Она состоит в генерации акустических сигналов в улитке без звуковой стимуляции или после неё, которые регистрируются с помощью миниатюрного и высокочувствительного низкошумящего микрофона в наружном слуховом проходе. Эти сигналы - различные по частоте и форме волн у разных людей. Индивидуальная картина эмиссии может соответствовать ндивидуальным отклонениям аудиограммы. При патологии внутреннего уха меняются "пороги" эмиссии. Спонтанной эмиссии, возникающей без акустической стимуляции, приписывают роль в острой частотной настройке улитки и активности слуховых рецепторов. Возможно, осуществляется одновременное влияние бегущей волны и резонанса на основную мембрану за счёт отоакустической эмиссии.

В спиральном органе механический процесс звукопроведения трансформируется в электрофизиологический механизм звуковосприятия.

Во время функционального покоя между наружной и внутренней сторонами клеточной мембраны существует мембранный потенциал рецепторной клетки или потенциал покоя (ПП), обусловленный неравномерным распределением ионов натрия и калия между цитоплазмой и окружающей средой. Внутренняя сторона мембраны заряжена отрицательно по отношению к наружной. Максимальный потенциал покоя внутренних волосковых клеток -42 мВ в апикальной части улитки (Dallos P., 1985) и -55 мВ - в ее базальной части (Rassel J., 1985), а наружных волосковых клеток - соответственно -71 мВ и -100 мВ. Таким большим потенциалом покоя не обладают другие клетки организма.

Вибрация ушной лимфы вызывает смещение основной мембраны бегущей волной и сгибание стереоцилий волосковых клеток. В результате этого в апикальной части клетки происходит деполяризация ее мембраны. При уменьшении ПП на 10-20% возникает градуальный рецепторный потенциал (РП), который с дектрементом затухания распространяется к основанию клетки и приводит к выбросу медиатора в синаптическую щель. На постсинаптической мембране нервного окончания слухового нерва возникает генераторный потенциал (ГП). Его величина тоже прямо пропорциональна силе раздражителя. ГП электротонически достигает электрогенного участка постсинаптической мембраны нерва, на котором периодически, при достижении ГП критического уровня, возникает потенциал действия (ПД), именуемый во вторичночувствующих рецепторах возбудительным постсинаптическим потенциалом (ВПСП). Он подчиняется закону “все или ничего”. Амплитуда его выше амплитуды ПП нерва. Возникновение ПД связано с устремлением ионов натрия в клетку при ее возбуждении. Нисходящая фаза поляризации зависит от потока ионов калия из клетки и исходный заряд восстанавливается. Нервные импульсы по проводящим путям слуховой системы достигают коркового центра слуха височной доли мозга.

Кроме электрических потенциалов рецепторных клеток и слухового нерва, выделяют микрофонный, суммационный и эндокохлеарный электрические потенциалы улитки.

Микрофонный потенциал (МП) представляет собой переменные электрические колебания в жидких средах улитки, повторяющие форму звуковой волны. Впервые их зарегистрировали в 1930 г. Уивер и Брей (Wever E., Bray C), а в 1937 г. - Г.В.Гершуни и ВФ.Ундриц. Эти потенциалы отводятся электродами из улитки, от круглого окна или от стенки наружного слухового прохода, барабанной перепонки. Они отражают функцию волосковых клеток, больше наружных, и подобны техническому микрофону, преобразующему импульсы давления в электрические сигналы.

Суммационный потенциал (СП), связанный с акустической стимуляцией, является постоянным и не воспроизводит форму звуковой волны. Он имеет небольшую величину и не зависит от кислородного обеспечения улитки и других факторов, влияющих на микрофонный эффект.

Эндокохлеарный потенциал (ЭКП) или эндолимфатический потенциал покоя обнаружен Бекеши (Bekesy G., 1952). Он не зависит от стимуляции и составляет от +60 до +80 мВ. Тасаки (Tasaki J., 1960) связывает его с функцией сосудистой полоски. Из всех жидкостей лабиринта по химическому составу одна перилимфа сходна с другими внеклеточными жидкостями, в частности со спинномозговой жидкостью и сывороткой крови, так как перилимфатическое пространство посредством улиткового протока (ductus cochlearis) сообщается с субарахноидальным ликворным пространством. В перилимфе высокая концентрация ионов натрия и низкая - калия. Эндолимфа резко отличается от других внеклеточных жидкостей, так как в ней высокий уровень содержания ионов калия и очень низкий - натрия. Благодаря такому ионному соотношению создается постоянный потенциал покоя, являющийся усилителем всех микроэлектрических процессов в спиральном органе. Так как спиральный орган не имеет сосудов, сосудистая полоска обеспечивает его трофику, насыщая эндолимфу кислородом. Кортилимфа, находящаяся в туннеле и омывающая волосковые клетки и их нервные окончания, богата натрием. Она изолирована от эндолимфы кутикулярной пластинкой. Источником образования кортилимфы, вероятно, является капиллярная сеть, расположенная под базилярной мембраной. Гомеостаз внутрилабиринтных сред зависит от состояния гематолабиринтного барьера.

По мнению В.О.Самойлова (1986), ЭКП возникает благодаря активному транспорту водородный ионов (Н+) в эндолимфу из матрикса митохондрий маргинальных клеток. ЭКП имеет важное значение для нормального функционирования слухового рецептора. Он поддерживает большую разность потенциалов (до 150 мВ) между эндолимфой и цитоплазмой волосковых клеток у основания стереоцилий. Эта разность потенциалов возникает от суммирования положительного ЭКП с отрицатеьным потенциалом покоя рецепторной клетки. Падение его наблюдается при нарушении кислородного снабжения сосудистой полоски (Ланцов А.А., 1982).