что делает барабанная перепонка функции
Строение, функции и особенности органа слуха человека
Полезные статьи и актуальная информация от специалистов по слуху «Аудионика»
Ухо человека – сложный орган, который помогает поддерживать связь с внешним миром и дает человеку информацию о его расположении и перемещении в пространстве. Оно состоит из трех отделов: наружного, среднего и внутреннего. Уникальное строение органа слуха обеспечивает: прием, передачу звука и преобразование энергии колебания в нервный импульс.
Строение органа слуха
Звуки окружают человека с самого рождения. Выделяются 3 отдела органа слуха:
Наружное ухо – видимая часть органа. Оно представлено ушной раковиной и наружным слуховым проходом. Раковина – хрящ воронковидной формы, покрытый кожей. На ее поверхности находятся разные образования: ямки, завитки, возвышенности. Они помогают улучшать качество звука, делают его более громким и направляют в слуховой проход.
К раковине присоединяются волокна ушных мышц. В процессе эволюции человек утратил возможность «шевелить ушами», чтобы точнее локализовать звуки, эти мышцы работают у редких «счастливчиков». Кожный покров раковины имеет сальные и потовые железы.
Описывая строение органа слуха, анатомы указывают, что наружная часть канала имеет хрящевые стенки, а контактирующая со средним ухом – костные. Структуры среднего и внутреннего уха располагаются в теле височной кости.
Среднее ухо представлено полостью, объем которой составляет чуть более 1 кубического сантиметра. В ней расположены три маленькие слуховые косточки, которые соединены между собой в цепочку:
Они названы так по своему сходству с предметами обихода. Стремечко соединяется с окном преддверия. Среднее ухо также связано с носоглоткой посредством евстахиевой трубы.
Внутреннее ухо – самое причудливое образование органа слуха человека. Оно состоит из:
Что такое орган слуха и равновесия
Ухо человека отвечает не только за восприятие и дальнейшую передачу звуковой информации. Внутреннее ухо относится к органу слуха и равновесия. Это сложное образование, в котором волна механических колебаний, как морской прибой, распространяется в лимфатической жидкости и колышет отростки нервных клеток, формируя электрический импульс. Этот сигнал несет информацию о громкости, продолжительности, высоте звука в мозг.
Другая часть внутреннего уха – орган равновесия (вестибулярный аппарат). Он состоит из: преддверия, находящихся в нем трех полукружных каналов, маточки и мешочка. Преддверие – полость округлой формы с диаметром около 5 мм. Оно находится между каналами и улиткой. Каналы взаимно перпендикулярны и в месте соединения с преддверием имеют расширения – ампулы. Каналы заполнены эндолимфатической жидкостью.
Маточка и мешочек – поля нервных клеток, которые воспринимают различные раздражения. Смена положения тела регистрируется рецепторами маточки и вызывает рефлекторную реакцию мышц, помогая человеку сохранять равновесие. Вибрация улавливается окончаниями мешочка.
От органа в головной мозг идет преддверно-улитковый нерв.
Функции органа слуха
Говоря о функциях органа слуха, физиологи описывают их в соответствии с анатомическими образованиями. Так для каждого отдела есть свои специфические задачи:
Функции слуха эволюционно тесно связаны с оповещением об опасности и коммуникациями в сообществе. Чтобы надолго сохранить способность слышать долго, необходимо соблюдать простые правила профилактики снижения слуха.
Особенности органа слуха
Органы слуха у человека парные. Что это означает? Человек может слушать одновременно правым и левым ухом. Бинауральный слух дает больше информации о звуке и усиливает его при определенных условиях.
Если источник механических колебаний находится на одинаковом расстоянии от правого и левого уха, громкость сигнала увеличивается на 50%. Значит, при одностороннем нарушении компенсация с помощью слухового аппарата даже небольшой мощности существенно улучшает качество жизни.
Это помогает избегать опасности (например, приближающегося автомобиля) и выделять полезные звуки из всего фонового шума, беседуя с одним человеком в шумном помещении.
При возникновении любых проблем со слухом, необходимо срочно пройти диагностику слуха на профессиональном оборудовании. Если обратиться за помощью вовремя, то появляется шанс на полное восстановление слуха.
Удивительные возможности слуха человека
Особые возможности связаны с адаптацией органа слуха и коркового отдела анализатора при травме, одновременном воздействии нескольких звуковых волн способностью «достраивать» разговор на основе имеющегося опыта.
Развитие височных областей коры мозга происходит постепенно в ответ на сигналы извне. Физиология органа слуха такова, что при повреждении коркового отдела анализатора окружающие нейроны могут взять на себя «обязанности» погибших клеток. Это явление носит название нейропластичность. Ее запас особенно велик у детей в раннем возрасте, что говорит о важности слуховой стимуляции для развития мозга и слуха.
Взрослые люди не обладают такой способностью, но опыт общения позволяет им восполнять информацию, которая теряется при разговоре – например, при плохой телефонной связи, беседе в шуме. Это достигается за счет усиленной работы нейронов височных областей и приводит к быстрому утомлению.
А как реагирует ухо на очень громкие звуки? Доказано, что после воздействия таких сигналов у человека развивается временное снижение слуховой чувствительности. Это так называемое постстимульное утомление. Для полного восстановления требуется до 16 часов. Такой механизм должен защищать орган слуха от повреждения, но люди, долго слушающие громкую музыку, непроизвольно «делают погромче» и вредят здоровью.
Звуки-фантомы – еще один феномен, описывающий работу органа слуха. Порой человек «слышит» низкие звуки, хотя в действительности их нет. Особенность колебаний мембраны улитки приводит к «появлению» звуков низкой частоты, в то время как источника сигнала отсутствует. Такие колебания, особенно громкие, обладают интересной способностью маскировать звуки высокой частоты до их полного исчезновения.
Органы слуха – сложные и хрупкие образования. Внимательное отношение к их состоянию позволит сохранить здоровье и предотвратить развитие ряда тяжелых заболеваний.
Орлова Наталья Михайловна
Более 7000 подобранных и настроенных аппаратов. Участник Международного семинара аудиологов в Дании.
Что делает барабанная перепонка функции
Система среднего уха является наиболее существенной частью звукопроводящего аппарата, так как не только передает без искажений звуковые колебания к лабиринту, но и увеличивает во много раз звуковое давление, падающее на овальное окно; известную роль играют приспособления, предназначенные для защиты нежного кортиевого органа от чрезмерно сильных звуковых колебаний. Эти функции постепенно усовершенствовались в филогенезе.
Особенно ответственным моментом явился переход организмов из водной среды к существованию на суше. Акустические свойства лифмы внутреннего уха близки к свойствам морской воды, и у многих морских животных имеется прямое сообщение между жидкостью в ухе и морской средой. При этих условиях звуковые колебания без потерь непосредственно передаются на ушную лимфу. На суше звуковые волны доходят до нашего уха через воздух, значительно отличающийся по акустическим свойствам от жидкости и твердых структур лабиринта. Поэтому звуковая волна, попадая на круглое или овальное окно, почти полностью отражается обратно и только одна тысячная звуковой энергии абсорбируется ушной лимфой, т. е. оказывается эффективной.
Полезный коэффициент оказывается ничтожно малым. Выработка в филогенезе сложной системы среднего уха обеспечила доставку энергии звуковой волны внутрь лабиринта почти без потерь. Это достигается так называемым трансформационным механизмом, благодаря которому звуковое давление, падающее на поверхность барабанной перепонки, концентрируется на малой поверхности овального окна.
Для осуществления этой роли требуется наличие следующих элементов:
1) вибрирующей мембраны, концентрирующей звуковое давление на овальное окно и уменьшающей давление на круглое окно;
2) контакта этой мембраны с овальным окном;
3) двух подвижных окон в лабиринте по обе стороны основной мембраны;
4) нормального воздушного давления в барабанной полости.
В норме эти условия обеспечиваются барабанной перепонкой, цепью слуховых косточек, овальным и круглым окном и евстахиевой трубой. Поэтому более детальное изложение будет посвящено строению и функции именно этих элементов. Сюда следует отнести также и слуховые мышцы, защитная роль которых весьма заметна.
А—колебания барабанной перепонки (по Kirikae). Наибольшая амплитуда наблюдается в зоне 3, что показано на II и III (эта часть перепонки наиболее тонкая — толщина ее 50—60 ц). В области барабанной борозды толщина барабанной перепонки 85—90u, амплитуда колебаний меньше; Б. Наибольшая величина колебаний барабанной перепонки внизу между umbo и барабанной бороздой (по Бекеши), но ближе к последней (зона 15); цифры показывают относительные величины амплитуд колебаний различных зон барабанной перепонки
Анатомия и физиология барабанной перепонки
Роль барабанной перепонки в физиологии слуха весьма велика: она является основным элементом звукопроводящего аппарата. Благодаря вогнутой, конусовидной форме площадь, на которую падает звуковая волна, несколько увеличивается, что усиливает звуковое давление, падающее на барабанную перепонку. Благодаря этой форме, различному натяжению в отдельных сегментах, отягощению перепонки цепью косточек, она обладает весьма слабым резонансом, т. е. передает все частоты с почти одинаковой силой. Поэтому внешние звуковые сигналы доходят до рецептора в неискаженном виде. Биологическая роль этого явления очевидна.
Основной механизм состоит в том, что звуковая энергия, падающая на относительно большую поверхность барабанной перепонки, концентрируется на малую поверхность подножной пластинки стремени. Поэтому решающим фактором является отношение величины обеих площадей. Площадь подножной пластинки определяется в 3,2 мм2 поколеблется она_всегда in toto.
Сложнее обстоит дело с барабанной перепонкой, так как полезной площадью следует считать только ту ее часть, которая, вибрируя целиком как плотная пластинка, передает звуковое давление через цепь косточек на овальное окно. Для этого нужно знать точный рельеф колебаний барабанной перепонки.
Перльман (Perlman) считает, что более сильные колебания производят задние сегменты барабанной перепонки, поэтому перфорации в этой части больше всего отражаются па слухе. Так как в этом случае примешиваются привходящие факторы (изменения величины экранизации, фазы и т. д.), рассуждения автора обладают меньшей доказательностью, чем прямые измерения. Бекеши и Кобрак (Kobrak) находили, что центральная часть барабанной перепонки, площадью около 55 мм2, вместе с рукояткой молоточка производит однородные колебания. Экскурсии барабанной перепонки увеличиваются в нижней ее части.
Новейшие исследования несколько отличаются в том отношении, что максимальные экскурсии наблюдали в средних отделах барабанной перепонки, находящихся между пупком и annul us tympanicus, —эти участки оказались и наиболее тонкими (55—60 (u), в то время как у края перепонка имеет толщину 90 u.
Все авторы указывают на чрезвычайно малую величину этих колебаний, которые у порога слышимости высоких звуков (2000 гц) имеют величину тысячных долей микрона, что несколько меньше диаметра молекулы водорода.
Это дает основание по возможности особо бережно относиться при операциях даже к небольшим остаткам барабанной перепонки. Замена барабанной перепонки даже наиболее тонким кожным трансплантатом никогда не достигает всех качеств естественной перепонки и не дает возможности получения тех тончайших колебаний, к которым она способна.
Отношение полезной площади барабанной перепонки к площади подножной пластинки по Бекеши будет: 55 мм2:3,2 мм2 = 17:1; по Гельмгольцу — 20:1; что соответствует акустическому выигрышу в 25—26 дб.
Другой очень важной функцией барабанной перепонки является защита круглого окна.
Звуковая энергия через барабанную перепонку передается на воздух барабанной полости в ослабленном виде и звуковое давление, действующее на мембрану круглого окна, меньше, чем при отсутствии барабанной перепонки. В последнем случае звуковое давление через наружный слуховой проход без потерь передается на круглое окно. Из физиологии известно, что раздражение волосковых клеток происходит вследствие гидродинамических процессов в ушной лимфе, вызывающих изгиб основной мембраны, что возможно только при условии, если мембрана круглого окна колеблется одновременно с подножной пластинкой, но в противоположном направлении.
Естественно, что изгиб основной перепонки тем сильнее, чем больше разница в звуковом давлении на оба окна. Если одинаковое давление одновременно падает на оба окна, то никакого сдвига лимфы и изгиба основной мембраны быть не может. Эти процессы в норме осуществляются потому, что давление на подножную пластинку стремени во много раз больше, чем на мембрану круглого окна. Поэтому ослабление давления на мембрану круглого окна благодаря экранирующему действию барабанной перепонки усиливает сдвиги лимфы и размах движения в окнах подножной пластинки стремени и мембраны.
Все это верно для тех случаев, когда звуковая волна доходит до обоих окон одновременно, т. е. в одной и той же фазе, например в фазе максимального сгущения (давления), которое одновременно для обоих окон сменяется фазой разрежения (минимального давления). В норме же звуковое давление, падая на барабанную перепонку, связанную в одно целое со слуховыми косточками, раньше доходит до подножной пластинки, чем через воздух барабанной полости, к мембране круглого окна. Таким образом, благодаря нормальной связи барабанной перепонки с косточками, осуществляется сдвиг фаз в отношении окон. Этому способствует и масса трансформационного аппарата, что также ведет к изменению фазы звуковой волны.
Экранирование круглого окна в нормальных условиях не играет большой роли, но оно приобретает исключительное значение при патологии, когда, например, барабанная перепонка отсутствует и поэтому звук доходит до обоих окон в одной и той же фазе. В этих случаях экранирование может иметь решающее значение для слуха. Поэтому при восстановительных операциях устройство экрана круглого окна может иметь большое значение.
Что делает барабанная перепонка функции
Барабанная перепонка (membrana tympani) является стенкой барабанной полости (cavitas tympanica) в составе среднего уха (auris media) и принимает участие в передаче и усилении звука. Подобно мембране на барабане, она вибрирует при столкновении со звуковыми колебаниями. Затем она передает эти колебания на систему слуховых косточек среднего уха, последние осуществляют передачу колебаний к улитке внутреннего уха для дальнейшей их трансдукции. Кроме того, membrana tympani выполняет также защитную функцию, она играет роль барьера между внешней средой и барабанной полостью, это барьер предотвращает инфицирование слизистой оболочки cavitas tympanica различными чужеродными агентами.
Анатомическое строение. Барабанная перепонка представляет собой тонкую, яйцевидной формы структуру, которая отделяет наружное ухо от среднего. Membrana tympani характеризуется рядом свойств: упругость, малая эластичность, толщина 0,1-0,15 мм. Наружная поверхность барабанной перепонки вогнута внутрь, имеет вид воронки, называемой трельчевым углублением. Membrana tympani участвует в образовании латеральной стенки cavitas tympanica.
Membrana tympani состоит из двух частей: натянутая (pars tensa) и ненатянутая (pars flaccida). Pars tensa прикрепляется по краям фиброзно-хрящевого кольца (annulus fibrocartilagineus) и характеризуется наличием соединительнотканных волокон. Pars flaccida располагается между краями барабанной вырезки (incisura tympanica) и не содержит соединительной ткани. Она ограничена двумя складками – plica mallearis anterior et plica mallearis posterior. На наружной поверхности барабанной перепонки находится пупок – umbo membranae tympani, он расположен несколько ниже центра перепонки и соответствует месту прикрепления рукоятки молоточка (manubrium mallei), рельеф которой также виден при отоскопии. Здесь же, несколько выше визуализируется stria mallearis, которая имеет вид S-образно изогнутой полоски. Stria mallearis образуется за счет прилежащей с внутренней поверхности membrana tympani manubrium mallei. В верхней части мембраны с наружной стороны находится выступ – prominentia mallearis, образованная processus lateralis mallei [5,14].
Гистологическое строение. Основу membrana tympani составляет пластинка из соединительной ткани, содержащая фибробласты, коллагеновые и эластические волокна. Волокна образуют два слоя: наружный радиальный и внутренний циркулярный [8]. Снаружи барабанная перепонка покрыта тонким слоем эпидермиса (многослойный плоский ороговевающий эпителий), а изнутри – однослойным плоским эпителием. Таким образом, соединительнотканный каркас покрыт кожей с наружной стороны и слизистой оболочкой с внутренней.
Кровоснобжение осуществляется ветвями средней и задней группы наружной сонной артерии: наружная поверхность барабанной перепонки кровоснабжается ramus auricularis profundus arteriae maxillaris, а слизистая оболочка – ramus auricularis arteriae occipitalis и arteria tympanica anterior arteriae maxillaris.
Иннервация. Латеральная поверхность барабанной перепонки получает чувствительную иннервацию от nervus auriculotemporalis nervi mandibularis (nervus trigeminus), ramus auricularis nervi facialis, ramus auricularis nervi vagus и ramus auricularis nervi glossopharyngeus. Медиальная поверхность барабанной перепонки получает чувствительную иннервацию от ramus tympani nervi glossopharyngeus.
Вспомогательный аппарат. Мышцы не прикреплены к барабанной перепонке непосредственно. Тем не менее, musculus tensor tympani может тянуть молоточек внутрь, чтобы увеличить натяжение барабанной перепонки, эффективно удерживая его в статике. Эта непроизвольная мышечная деятельность является частью акустического рефлекса, который защищает барабанную перепонку и улитковый орган от акустической, вибрационной травмы, вызванной очень громкими звуками, включая звуки жевания и разговора. Musculus stapedius завершает этот рефлекс, вытягивая cтремечко из овального окна, чтобы не повредить улитку вибрациями с высокой амплитудой. Для акустического рефлекса требуется примерно 40 миллисекунд. Таким образом, он неэффективен против очень неожиданных громких звуков, например, выстрела.
Возрастные особенности. У новорожденных барабанная перепонка толще, чем у взрослых, располагается практически горизонтально, в то время как у подростков и взрослых она расположена под углом 40-50 градусов к горизонтальной плоскости. К 13 годам барабанная перепонка детей приобретает свое окончательное положение.
Аномалии развития. С нарушением развития membrana tympani связаны уродства среднего уха различной степени. Уродства легкой степени сопровождаются неправильным формированием membrana tympani. Более тяжелые случаи обуславливаются наличием костной пластинки (в коллекции черепов кафедры нормальной анатомии человека Медицинской академии имени С.И. Георгиевского есть такой экспонат). За счет деформации рукоятки молоточка может отсутствовать соединение молоточка с барабанной перепонкой. При подобных аномалиях у пациентов наблюдается нарушение слуха. Микрохирургические операции при аномалиях среднего уха, с удалением ненормально оформившихся слуховых косточек, особенно молоточка, приводят к улучшению слуха.
Клиническая анатомия. Гистоархитектоника барабанной перепонки имеет практическое значение при формировании разрывов перепонки как осложнения среднего гнойного отита и последующем рубцевании с образованием деформаций. Барабанная перепонка закреплена по периметру на стенках слухового канала в наклоне, ориентирована сзади наперед и сверху вниз. Manubrium mallei прикрепляется к барабанной перепонке и может быть визуализирована как луч. Барабанная перепонка яйцевидная по форме, коническая по конфигурации и, как уже отмечалось, состоит из двух частей: pars tensa в передненижней части и pars flaccida в верхнезадней части [9]. Натянутая часть является более прочной. Ее волокнистый каркас утолщен по краям, образуя кольцевое пространство. Натянутая часть находится под напряжением медиальной тяги от рукоятки молоточка. Ненатянутая часть представляет собой небольшой участок над латеральным отростком рукоятки молоточка и является менее прочной, поскольку она лишена волокнистого слоя.
В клинике также имеет место условное деление барабанной перепонки в зависимости от отношения к рукоятке молоточка: та часть перепонки, края которой находятся на уровне manubrium mallei, называется mesotympanum, часть, расположенная выше, – epitympanum, ниже – hypotympanum. Аналогично иногда подразделяют и части барабанной полости, обозначая воспаление как эпи-, мезо- и гипо-тимпанит.
Когда свет направлен на барабанную перепонку во время отоскопического обследования, характерной особенностью, которая должна наблюдаться, является передний конус света, который отражается от передненижнего участка membrana tympani относительно пупка. Барабанная перепонка должна быть жемчужно-серого цвета, полупрозрачной, блестящей и подвижной при инсуффляции.
Разрыв барабанной перепонки может быть вызван травмой головы, громкими звуками, прямой травмой мембраны, баротравмой и инфекцией [6,7,12]. Акустический рефлекс обеспечивает некоторую защиту от громких звуков. Ушные палочки должны использоваться только для очистки ушной раковины и не должны быть вставлены в наружный слуховой проход. Летчики и дайверы могут избежать баротравмы, уравнивая давление через барабанную перепонку [1, 11]. Выравнивание осуществляется путем пропускания воздуха в Евстахиеву трубу, которая соединяет среднее ухо с носоглоткой; методы включают в себя выполнение маневра Вальсальвы (попытка сделать сильный выдох при зажатом рте и носе и сомкнутых голосовых связках), зевание и глотание. В случае разрыва барабанной перепонки пациенты могут жаловаться на боль и кровотечение из наружного слухового прохода, на частичную потерю слуха и шум в ушах. Если инфицирования не происходит, поврежденная барабанная перепонка рубцуется. Пациентам следует рекомендовать минимизировать попадание воды в ухо, в то время когда мембрана перфорирована, чтобы избежать повреждения структур среднего уха.
Интересно, что преднамеренный разрыв барабанной перепонки оказался типичной практикой среди водных охотников народа Баджау в юго-восточной части Тихого океана. Это производится, чтобы погружаться на большие глубины во время охоты. В результате многие из этих охотников испытывают нарушения слуха.
Рассмотрим некоторые патологии, связанные с барабанной перепонкой. Средний отит – это воспаление среднего уха, которое может вызвать накопление гноя кнутри от барабанной перепонки. Это может привести к боли или дискомфорту. Отоскопическое обследование обычно обнаруживает гиперемированную и выпуклую барабанную перепонку с затененными поверхностными ориентирами от искажения, возможно, с жидким слоем или гноем кнутри от нее. Периодическое воспаление среднего уха может быть показанием к тимпаностомии с последующим размещением специальной трубки для дренирования гноя и выравнивания давления через барабанную перепонку. Трубки оставляются на месте в течение нескольких месяцев и либо удаляются позже, либо выпадают сами по себе [13].
Холестеатома – это кератинизация плоского эпителия, часто связанная с ненатянутой частью в задней и верхнем участке барабанной перепонки. Холестеатома представляет собой опухолевидное образование, содержащее, кроме скопления кератина, также кристаллы холестерина, покрыта соединительнотканной капсулой. Это разрушительное поражение, которое имеет тенденцию расширяться, и оно может поглощать косточки и даже разрушать череп. Последствиями холестеатомы могут быть глухота, головокружение, абсцессы и сепсис. Для предотвращения дальнейшего роста холестеатома полностью удаляется с помощью хирургического вмешательства [2].
Изменения, выявляемые на аутопсии. В ряде работ авторы изучили отоскопические результаты исследованных при аутопсии. Из 250 обследованных лиц было выявлено 50 человек с повреждениями перепонки: 38 случаев с петехиальными кровоизлияниями и 12 случаев с перфорированием мембраны или гематотипаноном. Кровоизлияния барабанной перепонки, обнаруженные при отоскопии, могут служить признаком асфиксии, как и кровоизлияния другой локализации в области головы и шеи. Потенциально это указывает на причину смерти в связи с асфиксией, либо требуется дифференциация с возможностью возникновения данного кровоизлияния при жизни (подобно периорбитальным и конъюгированным петехиальным кровоизлияниям). Кровоизлияния барабанной перепонки могут быть связаны с сердечной недостаточностью, повешеньем и удушьем. Перфорированная барабанная перепонка и гемотимпанум были единично зарегистрированы у жертв смертельного удара молнии. Кровоизлияния в среднее ухо могут быть связаны с черепно-мозговыми травмами: дорожно-транспортные происшествия, падения с высоты и огнестрельные ранения. Отоскопия может помочь выявить различные травматические и патологические изменения во внешнем и среднем ухе и, таким образом, предоставить важные судебные доказательства. Отоскопия также настоятельно рекомендуется при исследовании внезапной смерти у молодых [4].
Заключение. Подытоживая вышеизложенное, можно заключить, что барабанная перепонка представляет собой интегративную часть органа слуха. Являясь посредником между внешней средой и средним ухом, membrana tympani передает механические колебания к внутренней системе проведения звука. Также барабанная перепонка выполняет барьерную функцию, защищая среднее ухо от различных инфекций. Знание клинической анатомии барабанной перепонки и методов ее обследования позволяют эффективно лечить пациентов с повреждениями мембраны и, как следствие, сохранять слух пациентам.