王杰 王立堅(jiān) Fei Zhao 石穎 李永新 李霞

外界聲音傳入內(nèi)耳基底膜有空氣傳導(dǎo)及骨傳導(dǎo)兩種方式。在“壓縮式”與“移動(dòng)式”骨導(dǎo)機(jī)制基礎(chǔ)上[1]，目前認(rèn)為骨導(dǎo)刺激基底膜通過(guò)以下4種路徑[2]：外耳道內(nèi)聲能輻射；中耳聽(tīng)骨鏈與內(nèi)耳淋巴液的慣性；顳骨巖部壓縮與舒張；顱內(nèi)非骨性成份，如腦脊液對(duì)內(nèi)耳淋巴液的刺激[3]。

顱骨受振動(dòng)刺激除了引起顱骨本身結(jié)構(gòu)壓縮與舒張，同時(shí)還導(dǎo)致其周圍的空氣發(fā)生振動(dòng)[4]。外耳道在顱骨受振動(dòng)刺激的同時(shí)亦發(fā)生壓縮與舒張，從而使得外耳道內(nèi)空氣產(chǎn)生振動(dòng)刺激鼓膜，進(jìn)而經(jīng)聽(tīng)骨鏈傳遞至內(nèi)耳基底膜，該現(xiàn)象稱為外耳道聲輻射，可在外耳道內(nèi)記錄聲壓強(qiáng)度。Berthold首次記錄到了骨導(dǎo)刺激時(shí)外耳道內(nèi)聲壓變化現(xiàn)象[5]。此后，Huizing[6]、Bekesy[7]、Tonndorf[1]等在顳骨標(biāo)本上進(jìn)行了相關(guān)研究,結(jié)果提示外耳道聲壓對(duì)骨導(dǎo)聽(tīng)覺(jué)低頻(500 Hz以下)成分起作用。近年來(lái)，Roosli等[8]關(guān)于活體鼓膜振動(dòng)測(cè)試結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，于聽(tīng)閾水平，在3000 Hz及以上頻率的骨導(dǎo)與氣導(dǎo)聽(tīng)覺(jué)刺激時(shí)的外耳道聲壓基本一致，該結(jié)果提示外耳道聲壓對(duì)2000 Hz以上的高頻骨導(dǎo)聽(tīng)覺(jué)可能產(chǎn)生影響。Stenfelt等[9]的顳骨研究發(fā)現(xiàn)，骨導(dǎo)聽(tīng)覺(jué)刺激時(shí)外耳道聲壓對(duì)骨導(dǎo)聽(tīng)覺(jué)影響局限于1000 Hz以下，較聽(tīng)骨鏈慣性影響小10 dB，即外耳道聲輻射對(duì)高頻骨導(dǎo)感知貢獻(xiàn)不明顯。

本實(shí)驗(yàn)旨在初步探索兩種不同模式下（耳道開(kāi)放與閉合），不同頻率信號(hào)聲骨導(dǎo)刺激下外耳道聲壓的數(shù)值。并與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照比較，探討外耳道聲壓對(duì)骨導(dǎo)高頻聽(tīng)力的影響，為進(jìn)一步利用激光多普勒測(cè)振儀對(duì)骨導(dǎo)傳聲機(jī)制的研究提供方法和依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 資料

本研究通過(guò)了首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。2017年6月，招募4名受試者（23～42歲，平均年齡29.5±8.7歲），均測(cè)試雙耳，共8耳。納入標(biāo)準(zhǔn)：無(wú)外中耳疾病史，無(wú)上呼吸道急慢性炎癥，近1周內(nèi)無(wú)持續(xù)性強(qiáng)噪聲接觸史，純音聽(tīng)閾正常范圍(500、1000、2000、4000、6000 Hz各頻率均不大于25 dB HL)，鼓膜完整、標(biāo)志清楚、無(wú)急慢性充血且鼓氣耳鏡檢查活動(dòng)好，鼓室圖A型(±50 daPa之間)且于500、1000、2000、4000 Hz鐙骨肌聲反射引出且閾值無(wú)升高，愿意接受實(shí)驗(yàn)并簽署知情同意書(shū)。

1.2 儀器及方法

本研究測(cè)試系統(tǒng)由刺激聲信號(hào)發(fā)聲器、激光多普勒測(cè)振儀、信號(hào)分析軟件、外耳道聲壓檢測(cè)儀組成。刺激聲信號(hào)發(fā)生器由16位的數(shù)字信號(hào)處理板定制，經(jīng)ER 2A(Etymotic)耳機(jī)與耳鏡耦合器給聲。整套給聲裝置經(jīng)中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院校準(zhǔn)。激光多普勒測(cè)振儀(CLV-2534，Polytec)為單點(diǎn)式測(cè)振儀，采用II類氦氖激光對(duì)人體無(wú)傷害(除長(zhǎng)時(shí)間直視)，速度上限為10 m/s，激光光斑直徑為0.1 mm，能量小于0.1 mv。通過(guò)適配器安裝在顯微鏡上使用。通過(guò)顯微鏡上的控制器調(diào)節(jié)測(cè)試激光的方向。信號(hào)分析軟件由Polytec公司提供。采用ER 7(Etymotic)麥克風(fēng)經(jīng)耳鏡耦合器置于距鼓膜臍部約1 cm處，監(jiān)測(cè)外耳道聲壓，由信號(hào)分析軟件實(shí)時(shí)記錄。

測(cè)試在安靜環(huán)境中進(jìn)行，符合條件的受試者平臥頭轉(zhuǎn)向?qū)?cè)，受檢耳向上。先在顯微鏡下(Zeiss OPMI-1FC)檢查耳道并置入耳鏡式耦合器，調(diào)整顯微鏡使得耳鏡式耦合器、物鏡及鼓膜同一軸線。測(cè)試時(shí)分別使測(cè)試光線垂直于鼓膜表面臍部和垂直于纖維軟骨環(huán)附近外耳道骨部。檢測(cè)模式見(jiàn)圖1。囑患者平靜呼吸、放松身體并保持頭部制動(dòng)狀態(tài)，測(cè)試過(guò)程中閉合雙眼。按照順序給聲并記錄相應(yīng)振動(dòng)速度及外耳道聲壓信號(hào)，每個(gè)部位重復(fù)3次取平均值。氣導(dǎo)測(cè)試頻率250、500、750、1000、1500、2000、3000、4000、5000、6000 Hz共10個(gè)頻率按順序發(fā)聲。每個(gè)頻率刺激時(shí)間為1秒，刺激聲為純音，強(qiáng)度為90 dB SPL。骨導(dǎo)振動(dòng)測(cè)試時(shí),骨導(dǎo)振子（B71，Radio Ear）置于同側(cè)乳突表面,輸入電壓為1V,測(cè)試頻率為250、500、750、1000、1500、2000、2500、3000、4000、5000、6000 Hz。氣導(dǎo)測(cè)試時(shí)，耳鏡耦合器為閉合狀態(tài)。骨導(dǎo)測(cè)試時(shí)，耳鏡耦合器為開(kāi)放與閉合兩種狀態(tài)。

圖1 鼓膜振動(dòng)激光多普勒測(cè)振模式圖（骨導(dǎo)振動(dòng)測(cè)試時(shí),右圖骨導(dǎo)振子安置于同側(cè)乳突表面）

為了控制實(shí)驗(yàn)誤差，首先測(cè)試光與鼓膜臍部及外耳道骨部待測(cè)點(diǎn)近乎垂直(與垂線夾角小于15°);其次，調(diào)整測(cè)試光，降低背景噪聲，提高信噪比。分析測(cè)試信號(hào)時(shí)，選取信噪比≥10 dB的信號(hào)為振動(dòng)信號(hào)（圖2）;每個(gè)測(cè)試頻率重復(fù)3次，取平均值。

圖2 鼓膜振動(dòng)信號(hào)與噪聲示意圖

1.3 數(shù)據(jù)處理

據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，聽(tīng)閾水平氣導(dǎo)與骨導(dǎo)刺激內(nèi)耳基底膜振幅一致而相位相反。為了比較氣導(dǎo)與骨導(dǎo)刺激時(shí)外耳道聲壓水平，將測(cè)試結(jié)果換算到聽(tīng)閾水平以便比較，換算公式如下：

①氣導(dǎo)聽(tīng)閾水平鼓膜臍部振動(dòng)速度：

②聽(tīng)閾水平近鼓膜表面約1 cm處外耳道聲壓：

③骨導(dǎo)聽(tīng)閾水平鼓膜臍部相對(duì)振動(dòng)速度：

其中，F(xiàn)orcethreshold：聽(tīng)閾水平骨導(dǎo)振子輸出的力（參照ANSI標(biāo)準(zhǔn) S3.6-2010)；Force：骨導(dǎo)振子輸出的力；Stimulus voltage：骨導(dǎo)振子刺激電壓；PEC：外耳道近鼓膜表面約1 cm處聲壓；PECthreshold：聽(tīng)閾水平外耳道近鼓膜表面約1 cm處聲壓；Vumbo：鼓膜臍部振動(dòng)速度；VTR：外耳道近纖維軟骨環(huán)處骨壁振動(dòng)速度。

2 結(jié)果

圖3為鼓膜臍部聽(tīng)閾水平氣導(dǎo)振動(dòng)速度與骨導(dǎo)相對(duì)振動(dòng)速度的比較，結(jié)果顯示：聽(tīng)閾水平鼓膜臍部相對(duì)振動(dòng)速度小于氣導(dǎo)聽(tīng)閾水平鼓膜臍部振動(dòng)速度。

聽(tīng)閾水平鼓膜臍部氣導(dǎo)刺激時(shí)振動(dòng)速度與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)[8]相比，500～2000 Hz略低，2000～4000 Hz相似，4000～6000 Hz略高。

圖4展示了兩種模式下（耳道開(kāi)放與閉合）下骨導(dǎo)刺激時(shí)外耳道聲壓并與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)比較。耳道閉合時(shí)，在1500 Hz以下的曲線走勢(shì)相對(duì)平穩(wěn)，1500 Hz開(kāi)始陡升，2000～3000 Hz略高于文獻(xiàn)結(jié)果，但與Roosli[8]的研究結(jié)果趨勢(shì)基本一致。

圖3 聽(tīng)閾水平鼓膜氣導(dǎo)振動(dòng)速度與骨導(dǎo)相對(duì)振動(dòng)速度比較

耳道開(kāi)放時(shí)，在骨導(dǎo)刺激下，外耳道近鼓膜表面約1 cm處聲壓于750～4000 Hz均較耳道閉合時(shí)高。與ANSI S3.6-2010標(biāo)準(zhǔn)中聽(tīng)閾水平氣導(dǎo)刺激近鼓膜表面外耳道聲壓（AC-ANSI）相比，在3000 Hz以上，耳道開(kāi)放與閉合時(shí)骨導(dǎo)刺激外耳道聲壓均略高。

圖4 聽(tīng)閾水平氣導(dǎo)與骨導(dǎo)外耳道聲壓比較

3 討論

本研究結(jié)果骨導(dǎo)鼓膜臍部相對(duì)振動(dòng)速度較文獻(xiàn)結(jié)果比較，顯示在750～1000 Hz相差較大，1000～1500 Hz在文獻(xiàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，1500～3000 Hz略低于文獻(xiàn)數(shù)值下限。由于750 Hz以下及3000 Hz以上骨導(dǎo)振動(dòng)信號(hào)的信噪比差，未行分析。

與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)[8]比較顯示:本研究結(jié)果聽(tīng)閾水平氣導(dǎo)刺激鼓膜臍部振動(dòng)速度在500～2000 Hz較低,鼓膜臍部相對(duì)振動(dòng)速度較文獻(xiàn)數(shù)據(jù)在750～1000 Hz略低。該差異可能由于本研究?jī)H是探索性研究，樣本很小。另外，雖然本研究實(shí)驗(yàn)方法與Roosli等[8]活體鼓膜振動(dòng)測(cè)試基本一致，但受試者年齡偏小，且無(wú)感音神經(jīng)性耳聾。Roosli等[8]研究對(duì)象最高年齡達(dá)59歲。此外，本研究普遍采用信噪比大于10 dB為有效信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)，而Roosli等[8]雖然也有部分頻率采用10 dB的信噪比為標(biāo)準(zhǔn)，但多數(shù)采用20 dB信噪比為有效信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)。Stenfelt等[10]采用了5 dB的信噪比為有效信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，其結(jié)果與Roosli等[8]活體測(cè)試就存在一定差異。

在外耳道聲壓測(cè)試結(jié)果中，換算至聽(tīng)閾水平時(shí)，本研究結(jié)果提示耳道閉合狀態(tài)下，在1500 Hz處外耳道聲壓出現(xiàn)一切跡?？赡苡捎诙篱]合時(shí)耳鏡耦合器與外耳道連成一個(gè)腔，而且耳鏡耦合器與外耳道軟骨部緊密接觸，影響了外耳道軟骨受骨導(dǎo)振動(dòng)，從而影響了外耳道共振頻率有關(guān)。但耳道開(kāi)放時(shí)，由于乳突區(qū)骨導(dǎo)振子振動(dòng)能量經(jīng)耳道口傳遞到耳道內(nèi)空氣，進(jìn)而增加了外耳道內(nèi)聲壓所致。

本研究結(jié)果顯示耳道開(kāi)放與閉合狀態(tài)下，骨導(dǎo)刺激時(shí)外耳道內(nèi)聲壓在3000 Hz以上均較ANSI S3.6-2010發(fā)布的聽(tīng)閾水平氣導(dǎo)刺激外耳道聲壓略高。該結(jié)果與Roosli等[8]活體鼓膜振動(dòng)測(cè)試研究結(jié)果類似。該文獻(xiàn)結(jié)果顯示：在3000 Hz以上，耳道閉合時(shí)骨導(dǎo)刺激外耳道聲壓略高于聽(tīng)閾水平氣導(dǎo)刺激時(shí)外耳道聲壓。在3000～4000 Hz，本研究結(jié)果顯示耳道閉合時(shí)骨導(dǎo)刺激外耳道聲壓與文獻(xiàn)結(jié)果基本一致。

早期研究認(rèn)為，外耳道聲壓主要影響低頻聽(tīng)覺(jué)，尤其是1000 Hz以下頻率。關(guān)于外耳道聲壓對(duì)骨導(dǎo)聽(tīng)覺(jué)貢獻(xiàn)的研究，多數(shù)采用顳骨標(biāo)本或全頭新鮮標(biāo)本研究[1,6,9]?；铙w研究多采用鼓膜表面聲壓檢測(cè)、鼓膜臍部與近纖維軟骨環(huán)處外耳道骨部振動(dòng)檢測(cè)等研究[8]。然而，本實(shí)驗(yàn)利用激光多普勒測(cè)振技術(shù)活體檢測(cè)鼓膜臍部與纖維軟骨環(huán)附近外耳道骨部振動(dòng)，同時(shí)檢測(cè)了骨導(dǎo)刺激時(shí)耳道開(kāi)放與閉合兩種狀態(tài)下外耳道近鼓膜表面聲壓。

基于聽(tīng)閾水平氣導(dǎo)與骨導(dǎo)刺激引起內(nèi)耳基底膜振動(dòng)幅度一致理論[11]，本研究結(jié)果提示耳道閉合狀態(tài)下，骨導(dǎo)刺激外耳道內(nèi)聲壓于3000 Hz以下較氣導(dǎo)刺激時(shí)外耳道內(nèi)聲壓低，提示外耳道聲壓至少在2000 Hz以下對(duì)骨導(dǎo)聽(tīng)力貢獻(xiàn)不大。然而，3000 Hz以上時(shí)，聽(tīng)閾水平骨導(dǎo)刺激外耳道內(nèi)聲壓較氣導(dǎo)刺激時(shí)略高，提示于3000 Hz以上，外耳道內(nèi)聲壓對(duì)骨導(dǎo)聽(tīng)力貢獻(xiàn)可能相對(duì)較大。該結(jié)果與Roosli等[8]報(bào)道基本一致，與先前Stenfelt等[9]顳骨實(shí)驗(yàn)研究結(jié)論相悖。而且，耳道開(kāi)放情況下外耳道骨導(dǎo)刺激時(shí)外耳道內(nèi)聲壓更高。該結(jié)果否定了Roosli等[8]提出耳道開(kāi)放狀態(tài)下外耳道內(nèi)聲壓于3000 Hz以上可能較低的假設(shè)。

本實(shí)驗(yàn)為初步探索性實(shí)驗(yàn)，僅測(cè)試了8耳，數(shù)據(jù)無(wú)法統(tǒng)計(jì)分析，可能存在一定偏差，有待擴(kuò)大樣本量，繼續(xù)完善實(shí)驗(yàn)方案，盡可能減少測(cè)量誤差，進(jìn)行更準(zhǔn)確及深入的研究，或遵循此實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行顳骨標(biāo)本的相關(guān)研究比對(duì)。

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