聽覺生理及平衡生理學(xué)耳癥狀學(xué).doc

1、Lecture Notes聲的物理學(xué)基礎(chǔ)與聽覺的一般特性1. 聲音 是由物體振動(dòng)所產(chǎn)生2. 聲波 物體振動(dòng)后引起空氣分子疏密相間地向四周傳播的過程稱為波。能產(chǎn)生聽覺的振動(dòng)波稱聲波。3. 振幅 (amplitude) 聲波在介質(zhì)傳播時(shí)，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的最大位移稱振幅。4. 頻率(frequency)物體每秒振動(dòng)次數(shù)稱頻率，其單位為赫玆人耳能感覺到聲波頻率在20 20000Hz,(Hertz) 。對(duì) 1000 3000Hz 聲波最敏感。5. 純音與復(fù)音 物體振動(dòng)所發(fā)出的聲音，除極少數(shù)為純音（單音）外，絕大多數(shù)為復(fù)音。純音：如僅含一個(gè)頻率的音叉振動(dòng)后所發(fā)出的聲音。復(fù)音： 由一個(gè)較強(qiáng)的基音（頻率最低而振

2、幅最大者）和數(shù)個(gè)較弱的泛音他頻率成分）組合而成。（其6. 音高 (pitch) 與音色 (timbre) 音高是指基音頻率的聲刺激給人耳的感覺。音色是指同一基音頻率但有不同數(shù)目的泛音所形成的聲音特色。 例如樂器的音調(diào)是由基音頻率決定的，色則為泛音的頻率與強(qiáng)度所決定。其音7. 樂音 (musical sound) 與噪聲(noise)周期性、 有規(guī)律的聲振動(dòng)產(chǎn)生樂音，非周期性、 無節(jié)奏的聲振動(dòng)即為噪聲。8. 聲強(qiáng) (sound intensity) 即聲音的強(qiáng)度，為單位時(shí)間內(nèi)聲波作用在與其傳遞方向垂直的單位面積上的能量。聲強(qiáng)級(jí)以分貝(decibel, dB) 為單位。9. 響度 (loudnes

3、s) 是指一定強(qiáng)度的聲波作用于人耳而引起的一種識(shí)別聲音強(qiáng)弱的感覺。10. 聽閾 (hearing threshold) 與聽力圖 (audiogram) 聲音必須達(dá)到一定的強(qiáng)度才能產(chǎn)生聽覺，剛能引起聽覺的最小聲強(qiáng)值稱聽閾。將各個(gè)不同頻率的聽閾連接成一曲線稱聽力圖或聽力曲線。聲音傳入內(nèi)耳的途徑1. 空氣傳導(dǎo) (air conduction) 聲音通過鼓膜和聽骨鏈傳入內(nèi)耳稱空氣傳導(dǎo)?？諝鈧鲗?dǎo)的過程簡示如下：聲波外耳道鼓膜聽骨鏈前庭窗外、內(nèi)淋巴液波動(dòng)螺旋器聽神經(jīng)聽覺中樞2.骨傳導(dǎo) (bone conduction) 聲音通過顱骨傳導(dǎo)到內(nèi)耳稱骨傳導(dǎo)。即聲波直接經(jīng)顱骨途徑使外淋巴發(fā)生相應(yīng)波動(dòng)， 并激動(dòng)耳

4、蝸的螺旋器產(chǎn)生聽覺。骨傳導(dǎo)的主要作用是使耳蝸壁發(fā)生振動(dòng)，而耳蝸壁的振動(dòng)又可以通過移動(dòng)式骨導(dǎo)和壓縮性骨導(dǎo)兩種方式引起內(nèi)耳感受器的興奮。3.移動(dòng)式骨導(dǎo) (translatory mode of bone conduction)聲波作用于顱骨時(shí)， 整個(gè)顱骨包括耳蝸?zhàn)鳛橐粋€(gè)整體而反復(fù)振動(dòng)。由于內(nèi)耳淋巴液存在惰性，在每個(gè)振動(dòng)周期中，淋巴液的位移稍落后于耳蝸壁，故當(dāng)每個(gè)移動(dòng)開始時(shí)，淋巴液則向相反的方向移動(dòng)，因而引起基底膜發(fā)生往返的位移， 使毛細(xì)胞受到刺激而感音。聽骨鏈的惰性在移動(dòng)式骨導(dǎo)時(shí)也起一定的作用。當(dāng)頻率低于800Hz 的聲波振動(dòng)顱骨時(shí)，移動(dòng)式骨導(dǎo)起主要作用。4. 壓縮式骨導(dǎo) (compression

5、al mode of bone conduction ) 當(dāng)聲波振動(dòng)通過顱骨傳到耳蝸壁時(shí)，耳蝸壁隨著聲波疏密時(shí)相而膨大與縮小。在聲波的密部起作用時(shí)，迷路骨壁被壓縮，但內(nèi)耳淋巴液的可壓縮性很小， 故只能向蝸窗或前庭窗移動(dòng)。 前庭階與鼓階的容量之比為5:3，即前庭階的外淋巴比鼓階的多；而蝸窗的活動(dòng)度較前庭窗大5 倍。故當(dāng)迷路骨壁被壓縮時(shí)，半規(guī)管和前庭內(nèi)的淋巴液被壓入容量較大的前庭階，再向鼓階流動(dòng)，使蝸窗膜外凸，基底膜向下移位。聲波的疏部起作用時(shí)，耳蝸骨壁膨大，淋巴液恢復(fù)原位，基底膜亦隨之向上移位。由于聲波疏、密相的反復(fù)交替作用導(dǎo)致基底膜的振動(dòng)，后者有效地刺激聽毛細(xì)胞而感音。當(dāng)頻率高于 800Hz

6、的聲波振動(dòng)顱骨時(shí)，壓縮式骨導(dǎo)起主要作用。外耳的生理功能耳廓收集聲音到外耳道，并具有辨別聲源功能。兩側(cè)耳廓的協(xié)同集音作用，可以判斷聲音的來向。外耳道平均長約2.5 cm ，一端為鼓膜所封閉的官腔。對(duì)波長比其長度大最佳共振作用，即增壓作用。外耳道的共振頻率約3800Hz，因此， 3000Hz的聲壓可提高15dB ， 2000 5000Hz 之間的頻率則提高10dB 以上。4 倍的聲波起聲音在鼓膜附近中耳的生理功能由于水的聲阻抗大大高于空氣的聲阻抗，空氣中的聲能僅約1%傳入水中，其余聲能均被水面反射掉，約損失30dB 。中耳的主要功能就是聲阻抗匹配作用，使液體對(duì)聲波傳播的高阻抗與空氣較低的聲阻抗得到

7、匹配，從而將空氣中的聲波振動(dòng)能量高效率地傳入內(nèi)耳淋巴液中。中耳的阻抗匹配作用是通過鼓膜與聽骨鏈的傳音裝置來完成的，主要通過以下三種機(jī)制：1.鼓膜與鐙骨底板面積的差別；2.聽骨鏈的杠桿作用；3.鼓膜的喇叭形狀產(chǎn)生的杠桿作用。耳蝸的生理功能1. 感音功能 將傳入的聲能轉(zhuǎn)換成適合刺激蝸神經(jīng)末梢的形式。2. 對(duì)聲音信息的編碼 分析傳入聲音的特征（如頻率與強(qiáng)度） ，使大腦能夠處理該刺激聲所包含的信息。3. 行波學(xué)說聲波振動(dòng)能量通過鐙骨底板傳至外淋巴后， 迅即傳到整個(gè)耳蝸系統(tǒng)。 鐙骨內(nèi)移時(shí)， 圓窗膜外凸， 前庭階與鼓階之間形成一壓力差， 進(jìn)而引起基底膜振動(dòng)， 振動(dòng)乃以波的形式沿著基底膜向前傳播。聲波在基底

8、膜上的傳播方式是按物理學(xué)中的行波原理進(jìn)行的， 即行波學(xué)說。 振動(dòng)于基底膜上從蝸底向蝸頂傳播時(shí)， 振幅逐漸增加， 當(dāng)達(dá)到其共振頻率與聲波頻率一致的部位時(shí)， 振幅最大，離開該部位后，振幅很快減小，再稍遠(yuǎn)處位移完全停止?；啄さ淖畲笳穹课慌c聲波頻率有關(guān)。 高頻聲引起的最大振幅部位在蝸底靠近前庭窗處，低頻聲的最大振幅部位靠近蝸頂，中頻聲則在基底膜的中間部分發(fā)生共振。平衡生理學(xué)1. 人體維持平衡主要靠前庭、視覺及本體感覺三個(gè)系統(tǒng)的相互協(xié)調(diào)來完成，其中前庭系統(tǒng)最為重要。2.半規(guī)管主要感受正負(fù)角加速度的刺激。一側(cè)的3 個(gè)半規(guī)管所圍成的面基本相互垂直，能對(duì)來自三度空間中的任何一個(gè)平面（水平、左右、前后）的角加速度或角減速度的旋轉(zhuǎn)刺激產(chǎn)生效應(yīng)。3. 球囊和橢圓囊的主要功能是感受直線加速度，維持人體靜態(tài)平衡。球囊斑主要感受頭在額狀面上的靜平衡和直線加速度，影響四肢內(nèi)收肌和外