Теории костной проводимости

Для объяснения явлений, обсуждавшихся выше, отологи создали множество теорий, большинство из которых представляет теперь только исторический интерес. Немецкие авторы прошлого века особенно старались объяснить опыт Вебера. Так, Мах в 1864 г. выдвинул гипотезу, что в случае проводникового поражения звук задерживается в лабиринте и не выходит через наружный слуховой проход, как в нормальных случаях или в случаях воспринимающей тугоухости, отсюда при проводниковом поражении происходит латерализация звука. Эта гипотеза научно не совсем обоснована.

Бецольд, Брюнингс и Крайнц (Bezold, Brunings, Krainz), основываясь на анатомических и физиологических данных, существовавших в то время, пытались без особого успеха найти объяснение опыту Вебера.

Современную концепцию механизма костной проводимости можно найти в работе Барани (1938). Окончательно эта концепция была разработана Бекеши (1941), который показал, что череп вибрирует как плотное тело при возбуждении синусоидальной вибрацией частотой ниже 800 гц. По мере повышения частоты свыше этой резонансной частоты черепа начинает играть роль эластичность черепа, и лоб и затылок колеблются в противоположных направлениях. При частоте свыше 1500 гц отдельные части черепа вибрируют по-разному. Узловые точки между этими отделами двигаются в одинаковой фазе с точкой приложения костного телефона (рис. 4). Вместе с колебаниями черепа в целом косточки, будучи гибко подвешенными, будут благодаря инерции несколько отставать. Овальное окно неподвижно фиксировано в черепе, движения черепа относительно косточек эквивалентны движению косточек относительно черепа, так как это происходит при воздушной проводимости. В любом случае результат одинаков: волна сжатия через жидкость лабиринта доходит до фиксированной точки основной мембраны.

Рис. 4. Характер колебания черепа, когда на него действует синусоидальная сила, приложенная ко лбу [из Г. Бекеши (Handbook of Experimental Psychology, 1951)].

При частоте выше резонансной¹ череп деформируется от колебаний, которые вызывают сжатие лабиринта (рис. 5). Если эластичность овального и круглого окон одинакова, сжатие лабиринта не будет влиять на основную мембрану, которая будет оставаться в состоянии равновесия (рис. 5, А). Известно, однако, что мембрана круглого окна намного более эластична (по Бецольду, ее смещение в 5 раз больше), чем мембрана овального окна, что вызывает деформацию основной мембраны (рис. 5, Б). Наконец, часть жидкости, содержащаяся в вестибулярных полостях и особенно в полукружных каналах, которые относительно узки, может выйти только через гензеновский канал в scala vestibuli. Мы видим, что деформация основной мембраны будет максимальной при фиксированном стремени вследствие отосклероза. Эта деформация в результате приводит к интенсивной стимуляции клеток кортиева органа (рис. 5, В). Надо отметить, что наличие давления в гензеновском канале эквивалентно с точки зрения гидродинамики давлению на овальное окно. Явления костной проводимости снова частично объясняются сжатием лабиринта. Это, вероятно, происходит при всех частотах, особенно при частотах, превышающих резонансную точку черепа, т. е. высоких частотах, при которых череп вибрирует не перемещением, а сжатием.

Рис. 5. Сжатие лабиринта из-за колебания черепа вызывает деформацию основной мембраны, обусловленную несимметрическими физическими условиями [из Г. Бекеши (Handbook of Experimental Psychology, 1961)].	Рис. 6. Наружные и средние пути костной проводимости. Костный звук, обусловленный инерцией головки нижней челюсти, будет зависеть от положения пробки в наружном слуховом проходе [из Бекеши (Handbook of Experimental Psychology, 1951)].

Для объяснения опыта Бинга надо рассмотреть два дополнительных явления (рис. 6).

1. Если костный телефон поместить на сосцевидный отросток в точке, очень близкой к наружному слуховому проходу, вызывается колебание хрящей слухового прохода, что создает соответствующие изменения объемов воздуха в слуховом проходе.
2. Такие же колебания могут возникнуть благодаря тому, что нижняя челюсть имеет определенную инерцию по отношению к черепу. Суставная головка нижней челюсти примыкает к хрящевому каналу², и, когда слуховой проход открыт, эффективный объем настолько велик, что можно полностью пренебречь изменением давления, обусловленным сочетанием этих двух эффектов, описанных выше. Не так обстоит дело, когда слуховой проход закрыт и объемные изменения резонаторной полости увеличивают влияние инерции косточек, особенно потому, что суставная головка нижней челюсти движется в одной фазе со стременем.

В пользу этих рассуждений можно привести результаты двух экспериментов. Первый - самого Бекеши, который наблюдал, что пробка не вызывает удлинения костной проводимости, если только она не находится в хрящевой части слухового прохода; если же пробка находится за хрящевой частью слухового прохода и, следовательно, за уровнем суставной головки, не происходит усиления звука, переданного через череп. Второй эксперимент, проделанный недавно Франком, Гиерке, Гроссманом и Витерном (Franke, Gierke, Grossman a. Wittern), по исследованию относительных движений нижней челюсти и черепа, когда раздражитель приложен к кости, демонстрирует, что инерция нижней челюсти при закрытом слуховом проходе и закрытом рте вызывает усиление восприятия звука, проводимого через кость на 6-10 дб при частотах между 40 и 700 гц.

Инерция косточек и нижней челюсти объясняет костную проводимость при низких частотах так же хорошо, как опыт Бинга с обтурацией, а сжатие лабиринта объясняет костную проводимость при высоких частотах. К сожалению, найдя удовлетворительное объяснение костной проводимости для нормального уха, мы сталкиваемся с серьезными трудностями в случаях проводниковой тугоухости.

Можно процитировать двух авторов, которые понимают эти трудности, но не пытаются разрешить их. Гирш пишет (1952, стр. 248):

"Патологические процессы, которые вызывают потерю слуха по проводниковому типу, не улучшают намного костную проводимость при низких частотах, если они находятся центрально от хрящевого отдела слухового прохода. Однако мы можем предположить, что если стремя фиксировано, как при отосклерозе, костная проводимость будет выше нормальной, но главным образом для высоких частот, когда костная проводимость вызывает сжатие лабиринта".

Это заключение может быть совершенно законно выведено из указанных выше теорий, но оно не обосновано с точки зрения известных фактов, как показано на рис. 2. При отосклерозе без поражения звуковоспринимающего аппарата пороли костной проводимости подвергаются незначительному воздействию при частотах ниже 800 гц, которые Бекеши считал резонансной точкой черепа, и они значительно возрастают при более высоких частотах.

Гирш продолжает:

"Во всех этих случаях имеется так много моментов, которые воздействуют на костную проводимость, кроме относительно меньше влияющих отдельных патологических условий в проводящих путях, что наша диагностическая методика со звуками, проводимыми через кость, далека от того, чтобы быть точной".

Мы не можем согласиться с этим мнением. Наоборот, мы считаем, что аудиометрические методы, использующие костную проводимость, дают очень точные результаты. Когда факты противоречат теории, неразумно сомневаться в фактах; более целесообразно пересмотреть теорию.

Приводим вторую цитату из работы Уивера и Лоуренса (Wever a. Lawrence, 1954, стр. 377):

"Когда при отосклерозе овальное окно замуровано, вид раздражения, вызывающего перемещение, оказывается несостоятельным по той же причине, по которой звук, проведенный воздушным путем, приложенный к круглому окну, является относительно неэффективным в перемещении кохлеарной жидкости. Перемещающееся движение капсулы совершается синхронно с таковым же перемещением всего ее содержимого без какого-либо относительного перемещения жидкости или основной мембраны, и раздражения не возникает. С другой стороны, замурование овального окна не является препятствием для вида раздражения сжатием. Действительно, смещенная жидкость теперь может найти выход по пути к круглому окну, и это раздражение должно быть более эффективным, чем раньше.

Ввиду того что один из этих видов раздражения уменьшается, а остальные остаются или даже увеличиваются, мы должны ожидать изменившуюся картину чувствительности костной проводимости".

Действительно, в этих условиях оказывается "изменившаяся картина", но обратная той, которая предсказана теорией. Уивар и Лоуренс делают вывод:

"Трудно сказать, какую новую форму примет эта чувствительность. Мы должны ожидать изменения ее в зависимости от частоты и тех или иных методов применения раздражителя".

Эта теория прямо противоречит спаду Кархарта и совсем не объясняет опыта Вебера, так как в случаях поражения среднего уха, если патологический процесс локализован центрально от хрящевой части проводящих путей, что наиболее часто встречается в клинике, костная проводимость должна быть менее эффективной при низких частотах, чем в нормальном ухе. Чем серьезнее поражение, тем сильнее должно быть выражено уменьшение костной проводимости.

Более того, теория не объясняет любопытного явления "ложного Бинга", который будет описан ниже вместе с вытекающим из него экспериментом.

Из предыдущего ясно, что для объяснения этих явлений необходимо идти дальше теорий Барани и Бекеши. Лангенбек (1954), который выдвинул новую теорию костной проводимости, старался учесть все известные основные экспериментальные факты. Он утверждает, что при низких частотах, когда череп подвергался вибрации, давление в улитке и давление в наружном слуховом проходе находятся в противоположных фазах. Таким образом, в то время как череп движется направо, в нем возникает давление по направлению к правому уху и декомпрессия по направлению к левому уху. Одновременно инерция нижней челюсти сказывается в декомпрессии в правом слуховом проходе и в давлении в левом слуховом проходе, так что давление звука в левом лабиринте и в правом слуховом проходе находится в одной фазе так же, как и давление звука в правом лабиринте и в левом слуховом проходе.

Поэтому каждое ухо испытывает "лабиринтный звук" и "воздушный звук", причем интенсивность воздушного звука в два раза больше интенсивности лабиринтного звука и противоположна по фазе. Учитывая экспериментальные результаты Бекеши о фазе и амплитуде звуковой волны на барабанной перепонке и в улитке, Лангенбек оценивает задержку между воздушным и лабиринтным звуком в 0,25-0,4 мсек. Воздушный звук предшествует лабиринтному звуку.

Исходя из этого, можно довольно легко объяснить опыт Вебера. Давайте рассмотрим больного с фиксированным стременем в левом ухе и с нормально слышащим правым ухом. Предполагается, что лабиринтный звук в левом ухе и воздушный звук в правом ухе находятся в одной фазе. Левое ухо будет только подвергаться возбуждению лабиринтного звука. Для правого уха лабиринтный звук будет задержан на 0,25-0,4 мсек по сравнению с правым воздушным звуком и левым лабиринтным звуком. Это объясняет, почему больной воспринимает звук слева, т. е. пораженным ухом.

"Ложный" опыт Бинга тоже объясним, так как закрытие здорового уха "е изменяет разности фаз в пределах определенных границ, звук все еще будет восприниматься пораженным ухом. Это не всегда имеет место, когда повышение чувствительности костной проводимости здорового уха компенсирует разность фаз. Вот почему опыт "ложный Бинг" не встречается в каждом случае.

Лангенбек нашел необходимым ввести новую гипотезу для объяснения особой формы кривой костной проводимости в случае анкилоза стремени и, в частности, спада Кархарта при 2000 гц. Он считает, что у нормальных субъектов резонанс, вызванный компрессией стенок черепа, может произойти в полостях среднего уха. Так, для высоких частот добавочный воздушный звук образуется в противоположной фазе по сравнению с лабиринтным звуком. Это сказывается в незначительном улучшении олуха на кривой костной проводимости нормальных лиц в области 2000 гц, исчезающем в случаях проводникового поражения.

Не касаясь судьбы теории Лангенбека в будущем, нужно признать, что ее достоинством является то, что она не оставляет без объяснения ни одного известного явления. Она удовлетворительно использует экспериментальные данные, которые оказывались камнем преткновения для всех ранее широко распространенных теорий.