聲導抗基本概念(1)

華清泉

聲波由外耳道傳遞到鼓膜時，聲能就從介質(zhì)——空氣進入到另一種介質(zhì)——中耳系統(tǒng)。中耳系統(tǒng)是聲能進入內(nèi)耳的橋梁，聲能到達中耳系統(tǒng)后，一部分被反射，一部分被吸收，一部分傳入內(nèi)耳；而決定這三部分能量分配的因素即是中耳系統(tǒng)的阻力和抗力，亦即聲阻抗。正常的中耳系統(tǒng)能夠給聲能提供良好的阻抗匹配。決定中耳系統(tǒng)阻抗大小的因素有勁度、質(zhì)量和摩擦因素，三者之間的關(guān)系可由簡單的機械系統(tǒng)加以理解(圖1)。

圖1簡單機械系統(tǒng)模式M質(zhì)量，S勁度，R摩擦

圖2 聲阻抗各成分和頻率(f)間矢量關(guān)系

由圖2可以看出，質(zhì)量因素的作用和勁度因素的作用方向相反，在一條直線上，而摩擦因素的方向則與之垂直，相位相差90°。由上述公式可以看出，聲阻抗的大小與摩擦因素、質(zhì)量因素和勁度因素的關(guān)系。摩擦因素大小與聲波的頻率無關(guān)，而后二者與聲波頻率有關(guān)，頻率越高，質(zhì)量因素作用越大，而頻率越低，勁度因素作用越大。當后二者大小相等，方向相反，相互抵消時，阻抗最小，只有聲阻起作用，即中耳系統(tǒng)達到共振狀態(tài)。

為描述方便，對公式中物理量進行命名，由于聲阻抗測量困難，實際測量的是聲導納和聲導、聲納，所以臨床使用的檢查方法稱聲導抗測試。

↓ ↓ ↓ ↓

聲阻抗 聲阻 質(zhì)量聲抗 勁度聲抗

聲抗

↓

impedance resistance reactance

↓ ↓ ↓

聲導納 聲導 聲納

(admittance) (conductance) (suseptance)

其中Za為聲阻抗，Ra為聲阻，M為質(zhì)量，s為勁度，f為頻率，由此可以看出上述概念的含義。

聲阻抗：指介質(zhì)對聲波傳遞的阻尼和抵抗作用。

聲阻：指因摩擦和耳蝸消耗的那一部分聲能，其貢獻因素有肌腱和韌帶的粘彈性、外淋巴液和黏膜的粘滯性、狹窄的空氣通道。

聲抗：指中耳系統(tǒng)儲存隨后反射的那一部分聲能，由質(zhì)量聲抗和勁度聲抗組成。影響質(zhì)量聲抗的因素有：聽骨鏈和外淋巴液、鼓膜的質(zhì)量。影響勁度聲抗的因素有：聽骨鏈、韌帶、肌腱的彈性、鼓膜和中耳密閉的空腔。

聲導納：為聲阻抗的倒數(shù)，是指介質(zhì)對聲波傳導和接納的能力。

聲導：為聲阻的例數(shù)，是指克服摩擦阻力之后進

入并儲存于傳聲介質(zhì)的功能。

1 鼓室導抗圖(鼓室聲導納測試)

仔細觀察聲導抗測試的探頭，可見探頭由三個小管道組成，如圖3所示。一個小管提供氣壓，可以產(chǎn)生正壓和負壓，用于對中耳系統(tǒng)附加一個勁度因素；另一個小管提供有頻率的探測音；還有一個小管則是記錄反射回來的聲能以測量聲導納值。

圖3 聲導抗測試示意圖

測試過程中，先給中耳一個200～400 daPa左右的正壓，中耳系統(tǒng)被向內(nèi)壓緊，相當于彈簧被壓緊，此時勁度因素作用極大，勁度因素主導中耳系統(tǒng)，大部分聲能因勁度聲抗很大而被反射回來，聲導納值很小，被檢測者可感受到聲音很??；然后逐漸降低壓力，附加勁度因素作用逐漸減小，當外耳道壓力和中耳腔壓力相等時，中耳系統(tǒng)處于最佳傳聲狀態(tài)，因而聲導納值最大；然后逐漸給予負壓至-200～-400 daPa，中耳系統(tǒng)再次被負壓拉緊，附加勁度因素再次加大，中耳傳聲功能又逐漸減弱，聲導納再次逐漸變小。這個聲導納值隨附加聲壓逐漸變化的過程用電腦記錄形成的函數(shù)曲線稱為鼓室導抗圖。

由于放入外耳道的探頭無法放置在鼓膜平面，因而所測得的聲導納值只是測量小管所在測量面的聲導納值，顯而易見，這個數(shù)值為測量面至鼓膜之間外耳道的容積所產(chǎn)生的聲導納值和中耳系統(tǒng)本身聲導納值之和，因此測量值減去耳道容積所產(chǎn)生的聲導納值才是中耳系統(tǒng)聲導納值。

圖4 鼓室聲導納圖的解讀

由圖4可知，鼓室聲導納測量可以得到以下指標：

①鼓室導納圖的形態(tài)；

②由外加壓力數(shù)值間接測得的中耳壓力；

③測量面的聲導納值；

④耳道容積；

⑤補償靜態(tài)聲導納值(即測量面聲導納值減耳道容積)；

⑥給予的正負壓值和探測音頻率。

(待續(xù))

(2011-06-11收稿)

(本文編輯 李翠娥)