Мареев О.В.

Кафедра оториноларингологии Саратовского государственного медицинского университета им. В.И. Разумовского

Мареев Г.О.

Кафедра оториноларингологии Саратовского государственного медицинского университета им. В.И. Разумовского

Дайхес Н.А.

Научно-клинический центр оториноларингологии ФМБА России, Москва

Усанов Д.А.

ФГБОУ ВО «Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, Саратов, Россия

Скрипаль А.В.

Кафедра медицинской физики факультета нано- и биомедицинских технологий Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского

Клиническое исследование подвижности барабанной перепонки лазерным автодинным методом

Журнал: Вестник оториноларингологии. 2012;77(3): 20-23

Просмотров : 13

Загрузок :

Как цитировать

Мареев О. В., Мареев Г. О., Дайхес Н. А., Усанов Д. А., Скрипаль А. В. Клиническое исследование подвижности барабанной перепонки лазерным автодинным методом. Вестник оториноларингологии. 2012;77(3):20-23.

Авторы:

Мареев О.В.

Кафедра оториноларингологии Саратовского государственного медицинского университета им. В.И. Разумовского

Все авторы (5)

В настоящее время в связи с созданием лазерных автодинов на квантоворазмерных структурах появилась возможность проводить измерения микро- и нановибраций биологической ткани in vivo, что дает возможность с достаточной точностью провести исследования подвижности структур среднего уха. Решение этого вопроса имеет большое значение для современной оториноларингологии в связи с тем, что для исследования параметров микромеханики среднего уха в настоящее время известно лишь несколько достаточно точных способов измерения столь малых величин. Методика использования голографической интерферометрии [1] может дать ответ на поставленные перед исследователем вопросы. Однако в широкой клинической практике применение этой методики невозможно (ввиду размеров и громоздкости установки ее применение in vivo ограничено). В последние годы в ряде работ зарубежных авторов были продемонстрированы основные возможности по измерению подвижности барабанной перепонки и структур среднего уха in vivo путем лазерной допплеровской виброметрии и установлены ее дифференциально-диагностические признаки при кондуктивной тугоухости различного генеза [2, 3]. Обычно используется лазерный допплеровский виброметр, укрепленный на операционном микроскопе. В этих работах также измерена подвижность барабанной перепонки в различных отделах при ее адекватной звуковой стимуляции. Но при применении лазерного допплеровского виброметра оперируют не линейными характеристиками смещения барабанной перепонки, а скоростью перемещения ее различных отделов, что значительно затрудняет интерпретацию полученных результатов.

Цель данного исследования — усовершенствовать методику определения подвижности барабанной перепонки с использованием лазерного автодинного измерителя.

Автодинный эффект, используемый нами в основе установки для измерения наносмещений — это изменение режима работы лазерного диода при возвращении части излучения обратно в его резонатор. Подобные устройства обладают очень высокой чувствительностью к отраженному сигналу. Путем соответствующей математической обработки по спектру автодинного сигнала определяют амплитуду наноколебаний объекта. Нами впервые предложена система, состоящая из лазерного автодинного измерителя для измерения подвижности барабанной перепонки, как в модельных опытах, так и в клинической практике [4, 5].

Разработанный прибор может быть укреплен как на голове обследуемого, так и при помощи специального устройства он может быть закреплен на операционный микроскоп. В последнем случае прибор дает возможность исследования подвижности барабанной перепонки в нескольких точках. Чувствительность разработанного нами прибора — от единиц нанометров — позволяет проводить исследования на пороге слышимости для большинства частот звукового диапазона. В более ранних публикациях нами была доказана возможность использования данного метода измерений для оценки подвижности барабанной перепонки в экспериментах и модельных опытах in vitro и in vivo. Измерения проводились в свободном звуковом поле. Для создания необходимого уровня звукового давления использовался калиброванный по измерителю уровня звукового давления генератор. Калибровка производилась по уровню звукового давления (УЗД), создаваемому в наружном слуховом проходе при помощи акустического зонда. Акустические измерения выполнены при помощи аппаратуры фирмы «Bruel & Kjaer» (Дания) (рис. 1).

Рисунок 1. Принципиальная схема работы лазерного автодинного измерителя колебаний барабанной перепонки. 1 — барабанная перепонка; 2 — расширительная воронка; 3 — лазерный диод на квантово-размерных структурах; 4 — источник тока лазерного диода; 5 — фотоприемник; 6 — широкополосный усилитель, содержащий фильтр переменного сигнала; 7 — аналого-цифровой преобразователь; 8 — компьютер; 9 — генератор звуковых колебаний; 10 — излучатель звуковых волн.

Для выявления основных закономерностей и результатов, получаемых при исследовании колебаний барабанной перепонки предложенным методом, были проведены клинические измерения на группе отологически здоровых лиц (лица, не имеющие существенных изменений на аудиограмме, у которых отсутствуют данные о патологии уха в анамнезе и признанные отологически здоровыми после тщательного клинического обследования), которую составили 50 человек в возрасте от 15 до 75 лет, в том числе мужчин — 25, женщин — 25. В каждом случае исследование проводилось на обоих ушах, всего обследовано 100 ушей. Исследования подвижности барабанной перепонки и вибрационных свойств интактного среднего уха проводились при помощи лазерной автодинной установки, жестко фиксируемой на голове обследуемого при помощи устройства для крепления приборов. Исследовалась амплитудно-частотная вибрационная характеристика (АЧВХ) барабанной перепонки на частотах 250—4000 Гц с УЗД 30, 55, 75, 85 дБ. Полученные данные приведены на рис. 2.

Рисунок 2. Усредненные АЧВХ интактного среднего уха человека при различных УЗД в частотном диапазоне 250—4000 Гц со стимуляцией в свободном звуковом поле.
Из приведенного графика можно сделать вывод, что наибольшие колебания барабанная перепонка совершает при стимуляции низкими частотами, резонансные частоты выражены в зоне 800—1250 Гц. При исследовании характера изменения колебаний барабанной перепонки с нарастанием УЗД отмечено, что амплитуда колебаний нарастает практически линейно на всех частотах, однако с различной скоростью (что отражает различный угол наклона к оси абсцисс полученной зависимости на графиках).

При сравнении АЧВХ в различных возрастных подгруппах (сформировано 3 подгруппы с возрастным интервалом 20 лет) не было обнаружено статистически значимых отличий, что свидетельствует об отсутствии возрастных изменений в микромеханике среднего уха у отологически здоровых лиц (рис. 3).

Рисунок 3. Усредненные АЧВХ среднего уха человека в различных группах обследованных в частотном диапазоне 250—4000 Гц со стимуляцией в свободном звуковом поле (УЗД=75 дБ в наружном слуховом проходе). а — отологически здоровые лица (показана граница статистически незначимых отклонений от кривой); б — сенсоневральная тугоухость; в — адгезивный средний отит; г — отосклероз.

Для установления клинических дифференциально-диагностических критериев патологии среднего и внутреннего уха с использованием для диагностики лазерного автодинного метода было проведено исследование нескольких групп больных с различной патологией уха. Всем больным проводилось тщательное аудиологическое и клиническое обследование, а также измерение подвижности барабанной перепонки по оригинальным авторским методикам. Проводилось измерение АЧВХ барабанной перепонки при уровнях звукового давления в 75 и 85 дБ, а также исследовалась зависимость нарастания амплитуды смещения колебаний барабанной перепонки от роста уровня звукового давления на частоте 1000 Гц.

Предложенным методом исследована подвижность барабанной перепонки у 20 больных адгезивным средним отитом (12 женщин, 8 мужчин). Из них тугоухость I степени была у 8 обследованных, II степени — у 8, III степени — у 4. Нами отмечено, что у больных с адгезивным средним отитом наблюдается выраженное уменьшение смещения барабанной перепонки, регистрируемое во всех случаях. При этом форма кривой на графике АЧВХ смещения барабанной перепонки повторяет форму кривой воздушной проводимости на аудиограмме. Различия амплитуды смещения барабанной перепонки по сравнению с отологически нормальными лицами являются статистически значимыми (см. рис. 3, в). Кривая нарастания амплитуды колебаний барабанной перепонки на частоте 1000 Гц заметно более пологая, чем средняя кривая в группе отологически здоровых лиц.

Также нами обследованы 40 больных с нейросенсорной тугоухостью различного генеза (25 женщин, 15 мужчин). Из них тугоухость I степени отмечалась у 10 больных, II степени — у 15, III степени — у 15 лиц. На основании результатов этих исследований можно сделать вывод о том, что у больных с нейросенсорной тугоухостью не отмечается выраженных изменений колебательной способности барабанной перепонки. По сравнению с результатом, полученным у здоровых лиц, амплитудно-частотная характеристика не выходит за пределы нормы (см. рис. 3, в). В отличие от больных адгезивным средним отитом форма кривой на графике АЧВХ смещения барабанной перепонки не адекватна форме кривой воздушной проводимости на аудиограмме.

При отосклерозе (группа представлена 12 больными с изменениями на аудиограмме, характерными для кондуктивной тугоухости) не отмечается столь выраженного изменения нарастания амплитуды смещения колебаний и снижения амплитуды колебаний на АЧВХ перепонки, как при адгезивных процессах. В этих случаях кривая АЧВХ не отличается статистически значимо от таковой у здоровых лиц, несмотря на прослеживающуюся тенденцию к некоторому уменьшению амплитуды колебаний на низких частотах (различия в группах статистически значимы только на частотах 250—750 Гц, см. рис. 3, г).

Исследования, проведенные нами у больных с острым гнойным средним неперфоративным отитом (20 человек), показывают, что имеется значительное снижение амплитуды колебания барабанной перепонки в разгар заболевания. При этом снижение амплитуды колебаний происходит практически на всех частотах звукового спектра, больше всего — в зоне низких и средних частот. Различия с группой отологически здоровых лиц статистически значимы.

У лиц, страдающих хроническим гнойным средним отитом (обследованы 20 человек), при исследовании обнаружены довольно значительные изменения в колебательной способности остатков барабанной перепонки, коррелирующие с размером перфорации барабанной перепонки. Так, при сравнительно небольших перфорациях наблюдается нормальная кривая либо незначительное повышение амплитуды колебаний барабанной перепонки на низких частотах. При наличии большой перфорации барабанной перепонки (до 25—30%) отмечается значительное повышение колебаний остатков барабанной перепонки. В данном случае отсутствует корреляция с данными тональной пороговой аудиометрии. Это можно объяснить тем, что при нарушении анатомической целостности барабанной перепонки амплитуда колебания ее свободных краев значительно увеличивается, а наличие кондуктивной тугоухости у данных пациентов в этом случае в основном определяется не столько перфорацией барабанной перепонки, сколько отсутствием градиента давления при действии звуковой волны.

Интерес представляют исследования, выполненные у больных с тубоотитом (евстахиитом). Исследования проводили у 20 больных с выраженной клинической симптоматикой тубоотита — субъективными ощущениями заложенности уха, снижением слуха и шумом в ухе, аутофонией, отрицательными результатами пробы Вальсальвы и продувания по Политцеру, наличием по данным аудиометрии кондуктивной тугоухости с костно-воздушным интервалом не менее 20—25 дБ. При этом были выявлены изменения АЧВХ барабанной перепонки, коррелирующие с выраженностью изменений на аудиограмме и заключающиеся в понижении амплитуды колебаний барабанной перепонки, некотором изменении нарастания амплитуды колебаний барабанной перепонки относительно здоровых лиц. В данном случае также проводили специальную пробу на проходимость слуховой трубы. При подаче зондирующего тона в исследуемое ухо (частотой 1500—2000 Гц) интенсивностью 75—85 дБ и выполнении обследуемым пробы Вальсальвы на графике спектрограммы сигнала автодина, исследуемого в реальном времени, не появлялось резких изменений спектрограммы, свидетельствующих о нарушении гармонического характера колебаний барабанной перепонки (т.е. о проходимости слуховой трубы). При неизменности картины в данном случае (непроходимости слуховой трубы) выполнялась проба Политцера. Выполнение указанных проб при данном исследовании проходимости слуховой трубы дает возможность разделять проходимость слуховой трубы на несколько степеней. Предложенный способ является объективной регистрацией степени проходимости слуховой трубы (патент РФ №2388406).

Таким образом, методика лазерного автодинного измерения наносмещений, использованная нами в экспериментах, может быть применима как в исследовательской, так и в клинической практике для исследования микромеханики среднего уха, дифференциальной диагностики адгезивных процессов в среднем ухе, точного описания состояния барабанной перепонки и структур среднего уха. Определены основные закономерности колебаний барабанной перепонки у отологически здоровых лиц, исследована зависимость амплитуды смещения барабанной перепонки от возраста. На клиническом примере показана возможность применения метода лазерного автодинного измерения смещения барабанной перепонки для дифференциальной диагностики поражений уха, объективного исследования функции слуховой трубы.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail