Слуховая система - Альтман Я.А.
Скачать (прямая ссылка):
Передаточная характеристика среднего уха описывает на различных частотах зависимость амплитуды и фазы колебания основания стремечка от уровня звукового давления на барабанной пере^..— понке.
Эксперименты по определению передаточной характеристики среднего уха систематически выполнялись уже в прошлом веке, причем с использованием самых различных методов (см., напр.: Hurnett, 1872). Хорошие обзоры ранних методов исследования можно найти в ряде работ (Kobrak, 1958; Bekesy, 1960).
На ранних этапах исследования для регистрации колебания структур среднего уха использовались различные рычажки, приклеиваемые к барабанной перепонке и другим структурам, магниты и катушки, помещаемые в магнитное поле, зеркала; широко использовались визуальные измерения при стробоскопическом освещении и кинофотосъемка. В более современных исследованиях помимо чисто акустических методов применяются микроемкостные датчики (Bekesy, 1960; Wilson, Johnstone, 1975), эффект Мессбауэра (Rhode, 1971, 1978), лазерная голография (Hogmoen, Gundersen, 1977), магнетометры (Rutten et al., 1982).
»Ю~г
Рис. 67. Амплитудные характеристики колебания стремечка уха кошки при уровне звукового давления 120 дБ у барабанной перепонки (по: Guinan, Peake,
1967).
По оса абсцисс — частота, Гц; по оси ординат — амплитуда, мкм. 1, 2,3,4 — результаты измерений на четырех кошках, 5 — аппроксимирующая характеристика.jrT~ Я
Из вышеперечисленных методов акустические являются наиболее предпочтительными, поскольку более адекватно описывают ситуацию.
Необходимо отметить, что непосредственно и достаточно точно измерить передаточную характеристику у живого человека невозможно. Обычно она измеряется или с помощью косвенных методов, или на препаратах. Поскольку жидкость, заполняющая каналы системы внутреннего уха, несжимаема и стенки самих каналов достаточно жесткие, принято считать, что объем жидкости, выталкиваемый стремечком и мембраной овального окна, равен объему жидкости, истекающей из круглого окна, т. е. объемные смещения мембран круглого и овального окон одинаковы и противоположныjno фазе. Это дает основания выполнять измерения на круглом окне, более доступном для исследований. Величины объемных смещений могут
быть затем пересчитаны в уровни звуковых давлений или в амплитуды линейных смещений.
Измерения амплитудно-частотной характеристики среднего уха у человека и некоторых животных выполнялись многократно (КоЬ-гак, 1958; МиНег, 1963; Guinan, Peake, 1967). На основании этих измерений делается вывод о том, что, несмотря на различия, специфические для различных животных, она представляет характеристику фильтра низких частот.
Имеющиеся факты несколько расходятся лишь в отношении значения частоты среза и крутизны спада характеристики. Согласно последним исследованиям, выполненным на 68 препаратах височной кости человека (Kringleboth, Gundersen, 1985), амплитудно-частотные характеристики среднего уха представляют характеристики фильтров пропускания низких частот с частотой среза около 1.1 кГц и наклоном высокочастотного склона 16.0±3 дБ на октаву. Эти данные в принципе подтверждают более ранние измерения (Guinan, Peake, 1967), но отличаются по значению величины частоты среза и наклона высокочастотного склона кривой.
Как следует из недавно опубликованной работы (Kringleboth, Gundersen, 1985), амплитуда объемного смещения круглого окна на единицу звукового давления (выраженная в дБ по отношению 10-5 мм3/Па), оказывается на 16.4 дБ больше, чем следует из данных Бекеши (Bekesy, 1960). Авторы объясняют эти несовпадения различным состоянием препаратов, в частности степенью их высыхания.
Частотные характеристики среднего уха, полученные на кошках, аналогичны полученным на человеке (рис. 67), имеют частоту среза около 1 кГц и крутизну спада около 12 дБ на октаву (Moller, 1963; Guinan, Peake, 1967).
Из косвенных методов определения передаточной характеристики среднего уха наибольший интерес представляют методы, связанные с измерением импеданса барабанной перепонки. Они основаны на том факте, что барабанная перепонка «нагружена» системой косточек
и, следовательно, импеданс барабанной перепонки будет отражать и частотные свойства этой нагрузки.
К настоящему времени предложено несколько подходов к определению импеданса барабанной перепонки. Один из самых первых (Troger, 1930) основан на измерении энергии отраженной волны, поскольку ее легче измерить. Другой способ заключается в том, что на барабанной перепонке выбирается определенная точка, например точка присоединения рукоятки молоточка (umbo), и импеданс определяется относительно этой точки (Fischler et al., 1967). Недостаток этого метода тот, что фактически измеряется не импеданс барабанной перепонки, а механический импеданс слуховых косточек, нагруженных .барабанной перепонкой, или его акустический эквивалент.
В последнее время получает распространение способ измерения, при котором импеданс вычисляется на основе измерений звукового давления в нескольких точках вдоль канала наружного уха (Htidde, 1983).
