Акустическая импедансометрия

24 Февраля в 21:48 6796 0


Акустический импеданс любой колеблющейся системы состоит из трех компонентов: массы, жесткости и трения. Компоненты массы и жесткости находятся в зависимости от частоты звука, действующего на данную систему. Чем выше частота, тем больше сопротивление, оказываемое ему данной массой. Компонент жесткости обратно пропорционален частоте. Акустический импеданс представляет собой векторную величину и как вектор имеет две составляющие - активную и реактивную.

Для измерения акустического импеданса должны быть известны либо обе составляющие, либо характеристика вектора импеданса. Эта характеристика складывается из амплитуды и фазы. Звуковые колебания, действующие на барабанную перепонку, вызывают ее вибрацию, частично проходят через нее и частично отражаются от ее поверхности. При этом отраженные звуковые колебания оказываются уменьшенными по амплитуде и сдвинутыми по фазе. Сдвиг фазы зависит от жесткости колеблющейся системы.

Таким образом, измеряя интенсивность (или амплитуду) и сдвиг фазы отраженного барабанной перепонкой звука, можно судить о величине акустического импеданса звукопроводящей системы. В нормальных условиях суммарная жесткость создается натяжением барабанной перепонки и других структур среднего уха - слуховых косточек, связок и мышц. Известное значение имеют натяжение кольцевой связки стремени и мембраны окна улитки, а также акустическое сопротивление жидкостей и тканей внутреннего уха.

Изменение некоторых составных частей простой механической системы, содержащей единичные элементы массы, эластичности и трения, ведет к изменению корреляции между проводимостью системы и равнозначными изменениями в трансмиссионных характеристиках (Moller, 1974). Как уже отмечалось, акустический импеданс состоит из резистентного и реактивного компонентов. Резистентность в основном определяется улиткой (Moller, 1974), в то время как реактивность - массой и жесткостью барабанной перепонки и слуховых косточек.

Когда резистентный и реактивный компоненты импеданса отображаются раздельно, выясняется, что разрыв наковальне-стременного сочленения больше воздействует на резистентный компонент, который приближается к нулю. Результаты этих измерений (Moller, 1974) указывают на то, что улитка оказывает большое влияние на компонент трения (резистентность) и незначительное - на реактивный компонент (жесткость и массу). Прямые измерения механического импеданса были проведены von Bekesy (1941) на трупах человека, а также Tonndorf, Khanna и Fingerhood (1966) и Khanna, Tonndorf (1971) на кошках.

Ряд приборов, предназначенных для измерения акустического импеданса, позволяют измерять не акустический импеданс, выраженный в акустических Омах, а податливость, выраженную в мл объема. Считается, что при низкой частоте звука величина податливости обратно пропорциональна величине акустического импеданса (его реактивного компонента).

Принципиальная схема акустического импедансометра
Принципиальная схема акустического импедансометра

Представлена принципиальная схема акустического импедансометра, в основе действия которого лежит использование электроакустического (акустического) моста. Зонд импедансометра, состоящий из 3 трубок, вводится в наружный слуховой проход исследуемого. Обязательным условием для проведения импедансометрии является герметизация наружного слухового прохода.

Через 1-ю трубку подается зондирующий тон (в различных приборах используются от одного до 3 и более частот зондирующего тона), интенсивность которого ниже интенсивности, вызывающей сокращение стременной мышцы. Через 2-ю трубку производится изменение давления в наружном слуховом проходе (в ручном или автоматическом режиме), а через 3-ю - звук, отраженный от барабанной перепонки, проводится к чувствительному микрофону.

Акустическая импедансометрия включает тимпанометрию, определение статической податливости, акустическую рефлексометрию (регистрацию рефлекса стременной мышцы) и определение физического объема.

Тимпанометрия

Тимпанометрия - это регистрация значений акустического сопротивления или акустической податливости при изменении давления воздуха в наружном слуховом проходе (обычно от +200 до -400 мм водн. ст.). Кривая, отражающая зависимость податливости от давления, называется тимпанограммой.



Тимпанограмма
Тимпанограмма

Податливость измеряется как относительное изменение в уровне звукового давления в герметизированном слуховом проходе при повышении и понижении в последнем давления. Когда звуковая волна попадает на барабанную перепонку, часть энергии отражается от нее, часть - проходит через систему среднего уха, а часть - поглощается.

При этом частота отраженной волны соответствует частоте зондирующего тона, но отличается по фазе и амплитуде. Величина этого различия определяется импедансными характеристиками барабанной перепонки и системы среднего уха. Точка максимальной податливости на тимпанограмме определяется, когда давление в барабанной полости соответствует давлению в обтурированном наружном слуховом проходе.

При повышении давления до +200 мм водн. ст. резко повышается жесткость барабанной перепонки (а также всей системы среднего уха), что сопровождается отражением большей части звуковой энергии: регистрируются наибольшие значения звукового давления. Затем давление уменьшается, что сопровождается повышением податливости барабанной перепонки и уменьшением значений регистрируемого звукового давления.

При оценке тимпанограммы относительно референтного значения, определяемого при давлении +200 мм водн. ст., объем наружного слухового прохода не оказывает влияния на амплитуду тимпанограммы.

Градиент

Градиент тимпанограммы рассчитывается как отношение среднего арифметического между значениями податливости, определенными в точках тимпанограммы, отстоящих от пика (максимальной податливости) в сторону положительных (ар) и отрицательных (bp) давлений, на 50 мм водн. ст., к полной податливости (ht).

Статическая податливость

Статическая податливость также является величиной, характеризующей подвижность системы среднего уха. Она определяется как разница между полной податливостью (max) и податливостью, измеренной при давлении +200 мм водн. ст. При этом исключается компонент податливости, связанный с объемом наружного слухового прохода. Следует иметь в виду, что лишь значения статической податливости менее 0,28 мл и более 2,5 мл могут рассматриваться как имеющие диагностическое значение.

Определение градиента
Определение градиента (объяснения в тексте)

Порог акустического рефлекса

Предъявление акустического стимула в одно ухо сопровождается сокращением стременных мышц с обеих сторон. В многочисленных исследованиях было продемонстрировано, что для вызывания акустического рефлекса стременной мышцы (ее сокращения) необходима интенсивность от 70 до 100 дБ по отношению к порогам слышимости. Средние значения порога рефлекса на чистые тоны приблизительно равны 85 дБ, а на белый шум - 65 дБ.

При рефлексометрии производится измерение внезапных изменений в звуковом давлении, вызванных уменьшением податливости системы среднего уха, обусловленным сокращением мышцы. Регистрируются рефлексы как со стороны стимулируемого уха, так и в ухе, в котором установлен зонд. Так, при акустической стимуляции через зонд регистрируются ипсилатеральные акустические рефлексы.

При стимуляции противоположного уха через телефон регистрируется контралатеральный рефлекс. Во избежание разночтений контралатеральным рефлексом следует считать рефлекс с уха, которое стимулируется, а не с уха, в котором установлен зонд.

Измерение физического объема

Принцип действия электроакустического моста основан на том, что интенсивность является функцией объема полости. Таким образом, при постоянной интенсивности уровень звукового давления в полости малого объема будет больше, а в полости большого объема - меньше. В норме определяются значения объема, равные у взрослого испытуемого 1,0-1,5 мл, а у детей - 0,7-1,0 мл. При перфорации барабанной перепонки эти значения, соответственно, увеличиваются до 5,0 мл. Однако данный тест не нашел широкого применения в клинической практике.

Я.А. Альтман, Г. А. Таварткиладзе
Похожие статьи
  • 24.02.2013 36880 15
    Тональная пороговая аудиометрия

    Тональная пороговая аудиометрия осуществляется при помощи аудиометров, которые производятся многими фирмами и отличаются друг от друга по функциональным возможностям и по возможностям управления. В них предусмотрен набор частот 125, 250, 500, 750, 1000, 1500, 2000, 3000, 4000, 6000, и 8000 Гц (в...

    Аудиология
  • 24.02.2013 24365 7
    Тимпанометрия

    Первые работы, посвященные тимпанометрии, содержали описание отдельных тимпанограмм, характерных для той или иной патологии (Terkildsen, Thomsen, 1959; Brooks, 1968; 1969). Позднее были разработаны классификации тимпанограмм, из которых наибольшее распространение получили взаимно дополняющие...

    Аудиология
  • 20.02.2013 7054 10
    Слуховые вызванные потенциалы. Часть 1

    Исследование этого класса реакций определяется возможностью неинвазивной (т.е. с поверхности черепа) регистрации суммарной электрической активности слуховых центров у человека и животных. В виду малой амллитуды реакций при таком способе регистрации и значительного уровня помех за счет других...

    Аудиология
показать еще
 
Оториноларингология