声阻抗的知识回顾
声阻抗指介质对声音传播的阻碍作用,分为声阻和声抗。
声阻是指声波传入中耳后,声波中的能量转换为中耳的热量,通过热量耗散的过程;而声抗则是能量储存的一种形式,声波传入中耳,转换为中耳的动能和势能的这一过程(当然最后还是要通过热量耗散)。
中耳的声抗又分为质量抗和劲度抗。
从能量的角度讲,质量抗体现为中耳的动能(想象为一个很大的铁块动了起来所具有的能量),而劲度抗体现为中耳的势能(想象为一个绷紧的弹簧所具有的能量)。质量抗对高频的声波阻碍作用大,而劲度抗对低频的声波阻碍作用大。
中耳对传入声波的阻碍作用包括以上提到的三种作用,即声阻、质量抗、劲度抗,但成人和小儿的中耳对声波的阻碍作用,各自略有侧重。
成人的中耳劲度抗占主导,即成人的中耳对声波的阻碍作用中,劲度抗的作用远大于声阻和质量抗,所以声阻和质量抗就忽略不计了,讨论成人中耳对声波的阻碍作用时,我们只谈劲度抗;而小儿的中耳质量抗占主导,因此讨论小儿中耳对声波的阻碍作用时,只谈质量抗。
那么结合上文的结论可知,若成人中耳的阻抗增加,低频听力会显著下降;若小儿中耳的阻抗增加,高频听力会显著下降。
声阻抗的测试内容
临床上的声阻抗测试通常需要测试鼓室压力(即中耳压力)、声顺、外耳道容积、坡度。
1声顺
我们首先来谈声顺这个概念,声顺,字面理解对声音传导的顺应性,有人说声顺可以理解为鼓膜的活动度,声顺越小,鼓膜活动度越小,反之越大。这样理解准确吗?另外,各位有没有想过为什么声顺的单位是毫升(ml),这是一个体积单位呀,为什么一个体积单位能表示鼓膜的活动度?
下面我们通过一个称为等效容积原理的实验来理解声顺。
▲图1
如图1,试想一个六面密闭的刚性盒子(刚性可以理解为硬的的意思,无弹性,不容易发生形变),体积为V1,在其中一个壁上开两个孔,每个孔各放入一个探头,一个探头用来发出探测音,另一个用来收集反弹回来的探测音。
▲图2
假设发出一个Hz65dBSPL的探测音,返回的探测音为Hz55dBSPL。现在再换一个大一点的盒子(图2),体积为V2,V2V1,同样发出一个Hz65dBSPL的探测音,那么可以想象,返回的探测音肯定要小于55dBSPL,因为传递距离长了,能量必然衰减得多了,我们假设为45dBSPL。
▲图3
我们再换一个盒子(图3),这个盒子的体积同样为V1,但与探头相对的面不是刚性的了,变为有弹性的一层膜了。同样发出一个Hz65dBSPL的探测音,但返回的探测音的强度竟然是45dBSPL,而不是55dBSPL了。
可以看出,将刚性材料换为膜性材料,该膜对声音强度的衰减等效于V2-V1的体积差对声音强度的衰减,那么就称V2与V1之差为该膜的等效容积,这就是等效容积原理。
从上述实验举例可以看出,如果这层膜越松弛,即弹性越大,越容易发生形变,那么它就能吸收越多的声波能量(因为形变越大,就可以更多的将声波中的机械能转换为膜的弹性势能),因此相对应的等效容积越大;相反,如果膜越紧绷,那么它越接近于刚性材料,吸收的声波能量就越少,相对应的等效容积就越小。
上述实验之所以选用Hz这样一个较低频率的探测音,是因为低频声波能更好的反映材料的弹性性质;反之,高频声波能更好反映材料的质量性质。这与之前的在介绍中耳生理时讲到的一个结论——劲度抗对低频声的阻碍作用显著,而质量抗对高频声的阻碍作用显著,是等价的,只是换了个说法。
图3中的情景是不是和做声阻抗测试时的外耳道很像?探头相当于声阻抗仪器上的测试探头,整个盒子相当于外耳道,膜性材料相当于鼓膜。
声顺的单位(ml)实际就是鼓膜的等效容积。
因此声顺是从能量吸收的角度,来反映鼓膜的性质的,声顺越大,说明鼓膜将外界传入的声波中的机械能更多的转换为了鼓膜的弹性势能,反之,声顺越小,鼓膜吸收的弹性势能越少。
那么上述结论可以直接变成“声顺就是反映鼓膜活动度”这样的说法呢?
可以,但有前提条件。
前提一,鼓膜、外耳道和中耳必须是正常的,例如如果中耳有积液,积液会妨碍鼓膜的形变,也就使得鼓膜不能很好的吸收声波的能量了,此时的鼓膜不再具有弹性性质,而其性质更多的体现为“一个很轻薄的刚性小片”。
前提二,探测音必须是低频声(临床上一般选用Hz的探测音),因为低频声探测的是鼓膜的弹性性质,从能量角度看,低频探测音评估鼓膜能否将声波的机械能转换为鼓膜的弹性势能。如果选用了高频声作为探测音,那么探测的是鼓膜的质量性质,即高频探测音评估鼓膜能否将声波的机械能转换为鼓膜的动能。
2
鼓室压力
鼓室压力可以反映鼓膜的情况。
正常情况下,鼓膜应与外耳道下壁成约45°角(图4所示,右耳),鼓膜在此位置时声顺值最大。若鼓膜内陷,鼓室压力为负,声顺减小;若鼓膜外凸,鼓室压力为正,声顺同样减小。
鼓室压力是通过测定不同压力下鼓膜的声顺值而得到的,即人为的通过加、减压力的方式“拉扯”鼓膜,测定其声顺,声顺最大值所对应的压力即为鼓室压力。通过测定不同压力下的声顺值(通常压力变化范围为+至-mmH2O),绘制出来的图形,就称为鼓室图(鼓室图分型详见下文)。
3
外耳道容积
外耳道容积是通过发出的探测音和返回的探测音的差异来测定的,探头使用前一般要通过校准,才能准确反映外耳道容积。
若外耳道容积过小,例如小于0.4ml(根据个人经验),一般提示探头触碰到了外耳道壁或探头内部有耵聍等异物堵塞。
若外耳道容积过大,例如大于4.0ml(也是根据个人经验),提示有穿孔。当然大穿孔时,外耳道容积会显示为7.0ml,且鼓室图为一条直线。
4
坡度
坡度是用来描述鼓室图平滑程度的(范围为0—1),如果鼓室图的峰值处“越尖锐”,坡度越大;峰值处“越平滑”,坡度越小。
正常情况下,鼓室图峰值处的坡度应较大(大于等于0.3),即在峰值所对应的压力点,鼓膜的传声特性较好,而稍微改变压力,则会显著的影响传声特性。这是因为鼓膜在正常解剖位置时的传声特性最好。
在极端的情况下,例如B型曲线,无峰值且无坡度,说明无论如何改变压力,鼓膜的传声特性都一样(都很差),此时的鼓膜就类似于一个“很轻薄的刚性小片”,无弹性可言。
Hz探测音的鼓室图分型
对声顺、鼓室压力、外耳道容积、坡度分别有了详尽的了解,现在将其综合起来,可分为以下类型的鼓室图:
A型:大多数正常人的鼓室图为A型,但A型不等于正常,例如耳硬化症患者也可为A型;正常人也可为其他分型,例如As、Ad。
As型:理论上讲As型表示鼓膜处于绷紧状态,即弹性不好。病理情况下,可能为耳硬化症等使鼓膜弹性减小的疾病所致,但有些正常人也可为As型。
Ad型:与As型相反,Ad型表示鼓膜处于松弛状态,即弹性过好。病理情况下,可能为愈合性穿孔、听骨链中断等使鼓膜弹性增大的疾病所致,正常人也可为Ad型。
B型:B型时的鼓膜无弹性可言,通常中耳积液较多时以至于鼓膜无弹性了会导致B型。当然也需要注意外耳道容积,如果外耳道容积过小(小于0.4ml),则应考虑探头是否堵塞。
C型:鼓膜内陷时通常为C型,C型时也要看坡度来共同判断中耳的情况。如果坡度较大,即峰值处较“尖锐”,此时患者的中耳情况较好;如果坡度较小,即峰值处较“平滑”,此时患者的中耳也可能有积液。
直线型:此时外耳道容积通常也很大(7.0ml),表示鼓膜穿孔。
各位切记,以上鼓室图的分型都是基于Hz探测音的分型。等效容积原理中,探测音是低频还是高频决定了被探测物体的性质,成人的中耳阻抗更多的体现为劲度抗,只有用Hz才能出现以上鼓室分型。
上海战将医疗科技有限公司设备展示
转载请注明:http://www.royalmint168.com/eyhzfy/1618.html