Нотатки з клінічної анатомії, фізіології та методів дослідження слухового та вестибулярного аналізаторів
Звуковий аналізатор: основні концепції
Звуковий аналізатор розрізняє звукопровідний та звукосприймальний апарати; звукопровідний проводить акустичні сигнали до рецепторів, звукосприймальний перетворює звукову енергію на нервове збудження та проводить його в центральні відділи.
Зовнішнє вухо та middle ear є ключовими ланками для первинного перетворення та передачі сигналу; внутрішнє вухо містить рецепторні структури для слуху та рівноваги (вестибулярний апарат).
Вестибулярний та завитково-завитковий (кортієв) органи взаємодіють з іншими сенсорними системами, забезпечуючи координацію рухів та орієнтацію в просторі.
Зовнішнє вухо (auris externa)
Складові: вушна раковина (auricula) та зовнішній слуховий хід (meatus acusticus externus).
Вушна раковина має основну гортанку з еластичного хряща; сережка (lobulus auriculae) позбавлена хряща; під шкірою — шар клітковини.
Раковина має підвищення та ямки: завиток (helix), ніжка завитка (crus helicis), вушний горбок (tuberculum auriculae), протизавиток (anthelix), трикутна ямка (fossa triangularis), протикозелок (antitragus) та козелок (tragus).
Мʼязи вушної раковини рудиментарні; вони не мають практичного значення.
Зовнішнє вухо переходить у зовнішній слуховий хід; ділянка хрящової частини близько 1/3 довжини, кісткової — близько 2/3.
Волосся, сальні та сірчано-слизові залози на хрящовій частині захищають вухо від мікроорганізмів та пилу; луска та сторонні частинки видаляються з лускою та жиром.
Шкіра кісткової частини без волосся та залоз; рухливість переходу від хрящової до кісткової частини (istmus) зумовлює практичні наслідки в клініці: фурункули, фолікуліт тощо; небезпека проникнення стороннього тіла при перетинанні межі частин.
Іннервація зовнішнього вуха здійснюється гілками V, VII та Х черепних нервів; барабанний нервний шлях може пояснювати рефлекс кашлю при подразненні шкіри зовнішнього слухового ходу.
Зовнішній слуховий хід (meatus acusticus externus)
Длина близько 30 мм; частина, що переходить з хрящової в кісткову, має перехід частин із звуженням (istmus).
Відкритий канал містить волосся, сальну та сірчану залози; кісткова частина майже без цих залоз.
Різні фази та частини слухового ходу мають клінічні значення: наявність сальних залоз та волосся в товщині хрящової частини пов’язана з ризиком запалень (фурункулів, фолікулітів).
Шляхи доступу до барабанної перетинки варіюють від допоміжного розширення простору під час огляду; композиція та топографія важливі для процедур та уникнення травм.
Середнє вухо (auris media)
Структура: барабанна порожнина (cavum tympani), печера (antrum), повітряносні клітини соскоподібного відростка (cellulae mastoideas) та слухова труба (tuba auditiva).
Барабанна перетинка (membrana tympani) має зовнішню поверхню епідермісу та внутрішню слизову оболонку; між ними — сполучнотканинний шар з радіальними та циркулярними еластичними волокнами, що забезпечують натяг барабанної перетинки.
Барабанна перетинка натягнута (pars tensa) та розслаблена (pars flaccida); пупок барабанної перетинки (umbo) відповідає максимальному втягненню в порожнину середнього вуха.
Центральна частина перетинки увігнута всередину через зрощення з ручкою молоточка.
Барабанна перетинка має конусоподібну форму та неоднозначне натягнення; може передавати акустичні сигнали з частотами з мінімальним перекручуванням (постійний резонанс)
Перетинка ділиться на 4 квадранти (передньо-верхній, передньо-нижній, задньо-верхній, задньо-нижній) для позначення рубців, перфорацій та патологій.
Розміщення барабанної перетинки відносно стінок барабанної порожнини: відстані до медіальної стінки відповідно 1.5–2 мм у центрі, 4–5 мм в передньонижньому квадранті та 6 мм у задньонижньому квадранті; через це багато клініцистів роблять парацентез у задньо-нижньому квадранті.
Ультраформон світлового конуса щодо освітлення лобовим рефлексом — світловий конус у передньонижньому квадранті.
Барабанна перетинка під час освітлення та нормального освітлення відображається як попелясто-сірого кольору; з використанням електричного освітлення — жовтувато-сірий.
Барабанна порожнина розділяється на 3 поверхи: аттик (epitympanum), мезотимпанум (mesotympanum) та гіпотимпанум (hypotympanum).
У барабанній порожнині розміщені слухові кісточки: молоточок (malleus), коваделко (incus) та стремінце (stapes). В молоточку виділяють головку, шийку, бічний відросток; коваделко має тіло, довгі та коротку ніжку, сосочеподібний відросток; стремінце має головку, шийку, передню та задню ніжки та основу. Основа стремінця прикріплюється до вікна присінка за допомогою кільцевої зв’язки.
Слухові кісточки формують рухливий ланцюг, передаючи коливання барабанної перетинки на рецепторні структури внутрішнього вуха; вони тісно пов’язані з барабанною перетинкою та вікном присінка.
У середньому вусі також є 2 малі м’язи: мʼяз натягач барабанної перетинки (m. tensor tympani) та стремінцевий мʼяз (m. stapedius). Мʼяз натягач починається на передній стінці барабанної порожнини та через барабанну порожнину переходить у сухожилок, який вплітається в ручку молоточка; іннервація — волокна трійчастого нерву (V).
Стремінцевий мʼяз бере початок від задньої стінки барабанної порожнини та прикріплюється до головки стремінця; іннервація — лицевий нерв (VII).
Слухова труба (tuba auditiva) з’єднує барабанну порожнину з носоглоткою; має кісткову та хрящову частини; перешийок туби (istmus tubae auditivae) — найвужче місце; хрящова частина прикріплює мʼяз tensor veli palatini, який скорочується під час ковтання/гасю та розширює просвіт труби. Викликає вирівнювання тиску між барабанною порожниною та атмосферою.
Эндо- та перилімфа: середнє вухо повʼязане з навколишнім середовищем через слухову трубу; слизова оболонка кінець оптику, миготливий епітелій — в хрящовій частині; перилімфа близько до спинномозкової рідини, ендолімфа — переважно в межах лабіринтових проток.
Внутрішнє вухо (auris interna)
Розташоване в піраміді вискової кістки; складається з кісткового лабіринту та перетинчастого лабіринту (belonging to labyrinth). До кісткового лабіринту входять: присінок (vestibulum), завитка (cochlea) та система півколових каналів (canales semicirculares).
Перетинчастий лабіринт включає: завиткову протоку (ductus cochlearis), мішечок (sacculus), маточку (utriculus) та 3 півколові протоки; між протоками є вісокий ступінь зв’язку з кістковим каналі; ендолімфа заповнює завитковий проток, перилімфа — між кістковим та перетинчастим лабіринтами.
Завитковий проток містить спіральний орган (organum spirale) — периферичний відділ слухового аналізатора.
Структури спірального органа: стовпчикові клітини, опорні клітини та чутливі волоскові клітини; зовнішні волоскові клітини (3 ряди) та внутрішні волоскові клітини; базилярна мембрана з кутикулярною пластиною над нею; покривна мембрана (tectorial membrane) над волосковими клітинами; мікроскопічна будова стовпчикових клітин утворює тунель трикутної форми з переходом перилімфи.
У завитці розміщені 2 поверхи: верхня частина — присінкові сходи (scala vestibuli), середня — завиткова протока (ductus cochlearis), нижня — барабанні сходи (scala tympani); межа між ними — спіральна кісткова пластинка; helicotrema з’єднує присінкові та барабанні сходи.
Кісткова спіральна пластинка та базилярна пластинка — основа for of organ of corti; судинна смужка (stria vascularis) забезпечує ентодимфу; в центрі спіральної зв’язки — судинна смужка, що концентрує ферменти та іони для життєдіяльності спірального органа; кори слухової системи пов’язуються через VIII черепний нерв.
Власна функція — спліткування слухових сигналів та регуляція електричної активності слухових нервових структур. Перилімфа пов’язана з субарахноїдальним простором через водопровід завитки; ендолімфа міститься у конусо-спіралідному просторі лабіринту; прозорі рідини мають специфічний хімічний склад: ендолімфа багата на калій (K+) та низька в натрію (Na+); перилімфа — близька до спинномозкової рідини за складом.
Спіральний орган (organum spirale) містить покривну мембрану, стовпчикові та опорні клітини; базилярна мембрана має різну довжину струн, які відповідають частотам: найкоротші струни в основі завитки, найдовші — в апікальній ділянці; кількість струн — приблизно –.
У центрі спіральної зв’язки — судинна смужка, котра виробляє ферменти та контрольує хімічний склад ендолімфи.
VIII черепний нерв (n. vestibulocochlearis) поєднує вестибулярну та звукову частини; кіркові та мозочкові відділи отримують сигнали; провідники ведуть до довгастого мозку та далі до вищих ділянок кори.
Внутрішнє вухо забезпечується кровопостачанням внутрішньої сонної артерії; ушкодження внутрішнього вуха часто приводить до незворотних змін.
Фізіологія слухового аналізатора
Слух — аналізатор звукових сигналів; звукові хвилі — сукупність зон стискання та розрідження середовища; джерело може бути будь-яке тіло, яке створює коливальні рухи.
Шумові коливання поширюються залежно від середовища (їх швидкість приблизно у повітрі при 0°C).
Порог слуху (абсолютний поріг) — найменша сила звуку, що викликає відчуття. У здорової людини поріг слуху ≈ . Нуль децибел не означає відсутність звуку; це поріг порівняльної сенсорації тиску.
Динамічний діапазон слуху — різниця між порогом слуху та порогом больового відчуття; серед людини ≈ .
Інтенсивність звуку в діапазонах: шепітова мова ; розмовна ; голосна мова ; крик у раковині .
Прилади повітряної та кістково-тканинної провідності дозволяють визначати стан звукопровідної та звукосприйняльної систем; кістково-повітряний інтервал свідчить про тип ураження.
Частотний діапазон сприйняття: людина чує від до ; низькочастотні — до ; середньочастотні — ; високочастотні — ; надчастотні — >.
Основна гострота слуху знижується після ~15–17 років; у 40 років зниження висоти тонів спостерігається, особливо на високих частотах; у 60–70 років сприйняття високих частот може знизитися на або більше.
Інфразвуки (<) та ультразвуки (>) виходять за межі звичайного сприйняття; можливе використання спеціальних апаратів для певних застосувань.
Фізіологія гучності: феномен вирівнювання (рекруїтмент гучності) — збільшення сприйнятливості до коротких приростів сили сигналу; SISI-тест — індекс чутливості до коротких приростів; Distinct tests використовуються для оцінки гучності та чутливості, зокрема у гострій та хронічній патології.
Акустична імпедансометрія та тимпанометрія — обʼєктивні методи дослідження слуху:
Акустичний імпеданс (Al) складається з опору зовнішнього слухового проходу, барабанної перетинки, ланцюга слухових кісточок та функції внутрішньовушних мʼязів. Наявність патології середнього вуха змінює Al: підвищується при гострому середньому отиті, рубцевих змінах, фіксації ланцюжка, секрету в барабанній порожнині, негативному тиску або відсутності повітря через непрохідність труби; знижується при розриві ланцюга.
АР — акустичний рефлекс;
ТМ — тимпанометрія; вимірює зрушення Al при штучному перепаді тиску з боку зовнішнього слухового ходу; типи тимпанограм: А, В, С та інші, що відображають стан середнього вуха (наприклад, секреторний отит, атрезія труби, порушення вентиляції).
Обʼєктивна аудіометрія (EV) — реєстрація біоелектричних відповідей слухової системи на акустичні стимули; використовується тоді, коли психоакустичні методи неефективні (у немовлят, людей з вадами психіки тощо).
Обстеження слуху за допомогою аудіометра включає:
Тональна порогова аудіометрія: пороги слуху за частотами (до у більш сучасних пристроях).
Тональна надпорогова аудіометрія: оцінює гучність та здатність розпізнавати надпорогові сигнали.
Мовна аудіометрія: оцінює пороги розбірливості мовних сигналів; використовується для оцінки соціальної адекватності слуху та ефективності реабілітації.
Тести камертонів (С 128 та С 2048): порівняння за повітряною та кістково-тканинною провідністю; Вебер, Рінне, Бінг, Федерічі, Швабах та інші.
Діагностичні типи аудіометрії за місцем ураження:
кондуктивна приглухуваність (знижені повітряна провідність, збережена кісткова провідність або незначно знижена по кістці);
сенсоневральна приглухуватість (зниження кістково-тканинної провідності та повітряної з різницею між ними);
комбінована (змішана) приглухуваність.
Мовна аудіометрія та тематична інтерпретація кривав: нормативи розбірливості мови при різних рівнях РЗТ; можливі парадоксальне зниження розбірливості за наявності феномену вирівнювання (рекруїтменту).
Обʼєктивна аудіометрія та нейрорушійні методи
Акустична імпедансометрія та реєстрація слухових викликаних потенціалів (СВП): використовується для виявлення діапазону та природи ушкоджень, а також для оцінки функції зовнішнього, середнього та внутрішнього вуха.
СВП поділяють на завиткові (електрокохлеографія) та мозкові (вертекс-потенціали); коротко-, середньо- та довголатентні компоненти; 3 основні групи за часом виникнення: коротко-, середньо- та довголатентні.
Компʼютерна аудіометрія (EEA) — використання компʼютерів для реєстрації та аналізу СВП; дозволяє оцінити периферичний та центральний рівень слухового аналізатора.
Клінічна анатомія та фізіологія вестибулярного аналізатора
Присінково-завитковий орган (labyrinth) містить вестибулярний (передбачає положення тіла) та завитковий відділи; периферична частина звукового аналізатора складається з завитки та рецепторних клітин; вестибулярний відділ — периферична частина, відповідальна за орієнтацію та рівновагу.
Вестибулярний апарат: анатомія
Кістковий лабіринт містить: присінок (utriculus), мішечок (sacculus), три півколових канали (anterior, posterior, lateral).
Перетинчастий лабіринт містить: завиткова протока (ductus cochlearis) з капсулою та статоконій (отолітовий апарат) у маточці та мішечку; ампули півколових проток з ампулярними гребінцями (crista ampullaris) та кубулами (cupula).
Ампулярні гребінці чутливі до углових прискорень; cupula ковзає на вільному кінці ампулярної відросткової структури у відповідь на рух ендолімфи.
Маточка та мішечок мають статоконії (отоліти): статоконії маточки розташовані в сагітальній площині, мішечка — горизонтально; відповідають за сприйняття прямиx прискорень та гравітаційних сил. У макула utriculi та sacculi розміщені рецепторні клітини та опорні клітини; у мембрані статоконій є отолітична мембрана з кристалами кальцію.
Вестибулярний нерв формується шляхом злиття аферентних клітин присінка та завитки; аферентні волокна утворюють VIII черепний нерв, який входить до довгастого мозку та далі до вестибулярних ядер.
Фізіологія вестибулярного аналізатора
Головна функція — визначення положення тіла в просторі, підтримка пози, рівноваги, координація рухів; зорові та пропріоцептивні системи мають тісні взаємодії з вестибулярною системою.
Функція півколових каналів: обертальні прискорення; маточка та мішечок — прямолінійні прискорення та гравітаційні сили.
Закон Евідла (J. Ewald): різні типи течії ендолімфи призводять до ністагму у відповідній площині; ампулопетальний та ампулофугальний потоки мають різний ефект на ністагм залежно від каналу.
Вестибулярні реакції — вестибулоспінальні, вестибулосоматичні та вестибуловегетативні; вказують на вплив від лабіринту на рухи, мʼязи, та автономну нервову систему.
Фізіологія статоконій (отолітовій апарат)
Апарат відповідає за сприйняття прямолінійних прискорень та можливий вплив на рухи очей та мʼязів; відчуття напрямку прямолінійного руху залежить від стану статоконій.
Рецепторні елементи — статоконії: маточка (utriculus) та мішечок (sacculus) з відповідними відростками та мембранами; зміщення статоконій призводить до деполяризації або гальмування клітин та відповідних рефлексів.
Вестибуларні звʼязки з корою, мозочком, стовбуром мозку та іншими системами забезпечують координацію та адаптацію до рухів та навантажень; також існують зворотні шляхи через ретикулярну формацію.
Вестибулярні функції та їх роль у повсякденному житті
Основні функції включають підтримку рівноваги, координацію рухів та орієнтацію в просторі; взаємодія з зором, пропріоцепцією та шкірними сенсорними системами.
Вестибулярна система може діяти самостійно в умовах відсутності зору; при надмірних або тривалих навантаженнях можуть виникати вестибулярні порушення, які впливають на рухові та вегетативні відповіді.
У професійному відборі важлива вестибулесенсорна та вестибуловегетативна реактивність; відхилення можуть бути повʼязані з ризиком для безпеки (пілоти, космонавти, водії тощо).
Методи обстеження слуху та вестибулярного аналізатора
Психоакустичні методи аудіометрії — основа сучасної аудіометрії; базуються на субʼєктивному слуховому відчутті, застосовують живу мову, камертон та аудіометри.
Обʼєктивні методи дослідження слуху використовується при немовлятах, розумовій відсталості, неврологічних порушеннях; основа — біоелектричні відповіді на акустичні стимули (acoustic reflex, evoked potentials).
Акустична імпедансометрія та тимпанометрія — основні обʼєктивні методи для оцінки стану середнього вуха та слухових резонансів; дозволяють оцінювати функцію барабанної перетинки, ланцюга кісточок та мʼязів.
Акустична імпедансометрія розпізнає Al та його компоненти; підвищення або зниження Al у різних станах середнього вуха.
Важливі концепції: резонанс зовнішнього слухового проходу (прибл. резонанс ≈ ); різні типи шумів та порогів аудіометрії; порог діапазону та динамічний діапазон слуху.
Аудіометрія — сучасна техніка з трьома основними частинами: генератор акустичних сигналів, регулятор рівня, випромінювачі; дозволяє оцінювати пороги слуху за повітряною та кістково-тканинною провідністю; результати фіксують у аудіограмі.
Різні варіанти кривих аудіограм: кондуктивний, сенсоневральний та комбінований типи; але також потрібні порожність та інтервали для визначення характеристики ураження.
Додаткові методи — DPSS3, SISI, STSITest, пороги дискомфорту, які використовуються для оцінки гучності та чутливості до коротких приростів звуку.
Клінічна анатомія, фізіологія та методи дослідження вестибулярного аналізатора (детальніше)
Вестибулярна система є інерційно-гравітаційним датчиком; її рецепторні утворення є суворо поляризованими; їх подразнення надає специфічні сигнали до вестибулярних ядер, мозочка та кори.
Вестибулярні ядра мають широкі аферентно-еферентні звʼязки з іншими структурами мозку; існують зворотні шляхи через ретикулярну формуцію; це пояснює широкі впливи на сенсорні, соматичні та вегетативні функції.
Калорична проба, обертальна проба та купулометрія — основні експериментальні/stress-процесні методи для оцінки вестибулярного апарату в клініці та професійному відборі.
Категорія проб:
Спонтанні вестибулярні реакції: витягнуті руки, пальценосова проба, написання; тестування вертикального письма (Fukuda) та Ромберга; крокуючий тест.
Калорична проба: базується на конвекційних рухах ендолімфи під дією температури; Barany (1906) — основа теорії; використовуються різні модифікації; латентний період та тривалість ністагму.
Обертальна проба (крісло Барані): обертання та післяобертовий ністагм; залежно від положення голови, визначають роботу горизонтального, фронтального та сагітального каналів.
Купулометрія: купули—чутливі зоні ампулярних відростків; використовується для оцінки порогових значень та взаємодії з ендолімфою; результати вимірюються як купулограма.
Інтерпретація результатів вестибулометрії залежить від трьох типів реакцій: вестибулосоматичні, вестибулосенсорні та вестибуловегетативні; нормо-, гіпо-, або гіперрефлексія; асиметрія, арефлексія; дисоціація між оцінками різних тестів.
Вестибулометрія у професійній відборі використовується для оцінки стійкості апарату статоконій та вестибулосенсорної реактивності; тестування за допомогою отоліто-реакції, тестів—for Coriolis; оцінюють витривалість до кумулятивних прискорень.
Феномен заподіювання вестибулярної дисфункції може бути повʼязаний з порушеннями нюху, зору та інших систем; вегетативні реакції можуть варіюватися, ймовірність порушень під час польотів та руху транспорту висока; важ Lithium залишальний вплив на рішення щодо роботи людини.
Передусім у діагностиці важливий системний підхід до обстеження: анамнез, огляд ЛОР-органів (особливо періодично за перфорацією барабанної перетинки), неврологічні консультації, консультації інших фахівців.
Практична інтерпретація та застосування
Механізми звукопроведення та звукосприйняття пов’язані з трансформацією руху барабанної перетинки та ланцюга кісточок у тиск, який зумовлює деформацію базилярної мембрани та подразнення волоскових клітин спірального органа.
Тривалість та якість ністагму та інших відповідей допомагають диференціювати між ураженням слухового аналізатора, звукопровідної системи та центральних ланок.
Взаємодія між звукопровідною та звукосприймальною системою може призвести до порушень слуху навіть у відсутності явних змін у кожній із систем окремо; це високо актуально для діагностики кондуктивного та сенсоневрального типів приглухуватості та для вибору тактики слухової реабілітації (наприклад, використання кісткових телефонів при кондуктивної приглухуватості).
У контексті нейрореабілітації та професійної адаптації важливе значення мають не лише тестування слуху, але й оцінка вестибулярної функції та її впливу на безпеку та працездатність.
Формули та числові дані (ключові моменти)
Відношення площин барабанної перетинки та основи стремінця: (важільна перевага системи)
Діапазони частот сприйняття: ; низькочастотні: до ; середньочастотні: ; високочастотні: ; надчастотні: $>8000 ext{ Hz}$
Інтенсивності та пороги:
Шепітна мова:
Розмовна:
Голосна:
Бій вдома: до
Абсолютний поріг слуху: (для нормально чуючої людини)
Частотні позначення камертона: ; використовується для порівняння за повітряною та кістково-тканинною провідністю.
Звуковий тиск та тимпанограми: типи тимпанограм за Jerger: A, B, C, D, E (для різних патологій середнього вуха).
Ністагм: тривалість та амплітуда залежать від стадії; інтенсивність розподіляється за 3 ступені: I, II, III; напрям ністагму відповідає площині каналу.
Функція гучності: поріг дискомфорту та поріг больового відчуття; діапазон високої чутливості та дискомфорту дозволяє оцінити динамічний діапазон слуху.
Примітки про міждисциплінарне значення
Зв’язок між слуховим та вестибулярним аналізаторами, а також зоровою та пропріоцептивною системами, визначає комплексність відчуттів та адаптивних реакцій людини.
У клінічній практиці важлива кореляція між анатомо-фізіологічними даними та функціональними тестами для точного визначення локалізації та характеру порушення.
Роль зовнішнього вуха у резонаторному відгуку та його музичної ділянки (приблизний резонанс ≈ ) підвищує/amplifies певні частоти; це має значення для акустичної обробки та слухових протезів.
Підсумок
Звуковий аналізатор включає складну взаємодію між звукопровідним та звукосприймальним апаратами й кістково-тканинними механізмами, що забезпечує перетворення звуку в нервові імпульси.
Вестибулярний апарат відповідає за орієнтацію та рівновагу, має широку мережу аферентно-еферентних зв’язків, що дозволяють рефлекторно впливати на рухи та автономну систему.
Обстеження слуху та вестибулярної функції включає психоакустичні та обʼєктивні методи; важливо враховувати як периферійні, так і центральні ланки аналізаторів.
Диференціальна діагностика слухових порушень базується на інтеграції даних з пацієнта, ендокринологічних та нейрологічних факторів, та відповідних тестових протоколів.
Памʼятайте ключові моменти: анатомія зовнішнього та середнього вуха; структура барабанної перетинки та слухових кісточок; роль туби та печери; внутрішнє вухо й його рідини; орган Корти та базилярна мембрана; механізм передачі звуку через різниці площин; основні методи дослідження слуху та вестибуляції; інтерпретація аудіометрії та вестибулометрії.