Пропустить навигацию.
Главная

Импедансная аудиометрия Кочкин Р В

Импедансная аудиометрия

Глава, посвящённая акустической импедансометрии (в зарубежной литературе более распространены термины импедансная аудиометрия и иммиттансная аудиометрия) - объективному методу

аудиологического исследования.

Начнём издалека. Рассмотрим физические основы метода, понятия импеданса, адмиттанса и их составляющих, узнаем, что понимают под терминами иммиттанс и комплианс. Затем обратимся к практическому применению методики измерения акустического импеданса - от статической импедансометрии до многочастотной тимпанометрии, изучим клиническую интерпретацию полученных данных. В заключение остановимся на физиологии акустического рефлекса, особенностях его регистрации и алгоритме расшифровки результатов тестирования.

Методы исследования слуха, основанные на оценке испытуемыми ощущений, возникающих при предъявлении им звуковых сигналов (субъективная аудиометрия) по праву доминируют в клинике. По сути, это психоакустические тесты. Именно в особенностях ощущения скрыты безграничные возможности изучения различных сторон и проявлений слуха.

Однако существует ряд ситуаций, при которых использование субъективных показателей невозможно или нежелательно. В частности, объективные методики приобретают особенное значение при исследовании слуха у детей, в случаях недостаточности психического развития исследуемых, при нарушении сознания вследствие различных заболеваний и травм. В ходе проведения военной, трудовой, судебно-медицинской экспертизы также часто возникает необходимость объективной оценки состояния слуховой функции без участия в этом процессе испытуемого.

Одним из методов объективной оценки слуха, получившим в последнее время широкое распространение в клинической аудиологии, является акустическая импедансометрия - измерение акустического импеданса среднего уха.

Физические основы и базовые понятия акустической импедансометрии

Импеданс - сопротивление, оказываемое объектом или системой, потоку энергии.

Сам термин был придуман известным британским физиком и инженером Оливером Хэвисайдом (Heaviside) в 1886 году. Однако его исследования были связаны отнюдь не с акустикой, а с разработкой теории электрической цепи.

Olliver Heaviside (1850-1925)

В 1919 году А. Г. Вебстер (Webster) перенес положения электрической теории на механические и акустические системы.
Тип элемента
Система

электрическая
механическая
акустическая

Резистивный
Резистор (R)
Трение (Rm)
Мелкоячеистый экран (Яа)

Реактивный

(жесткость)
Конденсатор (C)
Пружина (Cm)
Замкнутая полость (Са)

Реактивный

(инерция)
Индуктор (L)
Масса (Mm)
Открытая труба (Ма)

Т.о., существуют определенные аналогии между эквивалентными элементами электрических, механических и акустических систем. Вначале рассмотрим некоторые аспекты механического импеданса.

Механический импеданс ^ш) можно определить как отношение силы, приложенной к объекту, (Р) к результирующей скорости (V):

2ш = Р/Г.

На его величину оказывают влияние 3 фактора - трение, масса и жёсткость системы. Поэтому импеданс представляет собой результат взаимодействия резистивных и реактивных компонентов:

1. резистанса Я,

2. реактанса массы (положительного реактивного сопротивления) Хш,

3. реактанса жесткости (отрицательного реактивного сопротивления) Хб.

Эти компоненты и относятся соответственно к трению, массе и жесткости.

Трение на рисунке изображено гребенчатой поверхностью, по которой движется блок (масса). Часть энергии, приложенной к системе, трение рассеивает - превращает в тепло. Резистанс (R) не зависит от частоты и находится в одной фазе с приложенной силой.

Реактанс (X), напротив, обеспечивает накопление энергии системой. Он состоит из двух компонентов - реактанса массы и реактанса жесткости. Реактанс массы (Хт) обусловлен массой системы. Поскольку масса обладает свойством инерции, то приложение силы F к массе M - mass приводит к ускорению массы, согласно формуле:

F = MA,

где A—ускорение.

Если применяемая сила изменяется по синусоиде (что и происходит при действии звуковых колебаний), то Хт будет связан с частотой по формуле:

Хт = М*2лП,

где / — частота. То., величина реактанса массы Хт прямо пропорциональна частоте

(оказывает максимальное сопротивление току энергии на высоких частотах). Для диагностики заболеваний среднего уха, повышающих массу системы, используют высокочастотные зондирующие тоны - 678 Гц и выше. Т.к. ускорение опережает силу на четверть цикла, то Хт опередит приложенную силу по фазе на 90°.

F Sb Dm

Реактанс массы называют также положительным реактивным сопротивлением и откладывают по оси у вверх.

Хл

Реактанс жесткости представлен на рисунке в виде пружины. Жесткость пружины обозначается S - stiffness. Приложенная сила сжимает (смещает) пружину согласно формуле:

F = SD,

где D — величина смещения. Если применять синусоидальный стимул, то Xs будет связан с частотой по формуле:

Xs = S/2nf.

Другими словами, величина реактанса жесткости Xs обратно пропорциональна частоте (максимальное сопротивление току энергии проявляется на низких частотах). Для оценки характеристик жесткости среднего уха используют низкочастотный зондирующий тон 226 Гц. Поскольку смещение отстает от силы на четверть цикла, то Xs отстает от приложенной силы по фазе на 90°, поэтому его также называют отрицательным реактивным сопротивлением. Откладывается Xs по оси у вниз.

Поскольку компоненты жесткости и массы различаются по фазе на 180°, то общий реактанс системы равен разнице между ними (Xs— Xm). Поскольку Xs в норме превышает Xm, то общий реактанс (Xt - total) системы будет иметь отрицательный знак (отрицательный фазовый угол фи на рисунке).