Mécanique de l'oreille moyenne et système ossiculaire

L'oreille moyenne est une cavité remplie d'air qui relie la membrane tympanique à l'oreille interne remplie de liquide par l'intermédiaire de trois petits os : le marteau, l'enclume et l'étrier. Sa fonction principale est l'adaptation d'impédance : l'air et le liquide cochléaire présentent des résistances très différentes au son, et sans transformateur, la majeure partie de l'énergie acoustique se refléterait simplement à la frontière. Le système ossiculaire, conjointement avec la différence de surface entre le tympan et la fenêtre ovale, récupère une grande partie de cette énergie.

Definition

L'oreille moyenne est l'espace rempli d'air contenant la chaîne ossiculaire (marteau, enclume, étrier) qui transmet et adapte l'impédance des vibrations de la membrane tympanique à la fenêtre ovale cochléaire.

Scope

Ce sujet aborde l'anatomie de la membrane tympanique et de la chaîne ossiculaire, le transformateur d'adaptation d'impédance (rapport de surface et levier ossiculaire), le rôle des muscles de l'oreille moyenne et l'égalisation de la pression par la trompe d'Eustache. Il traite de la transmission normale de l'oreille moyenne comme le lien entre les étapes conductrice et sensorielle de l'audition. Il s'agit d'un contenu de référence à visée éducative et n'aborde pas le diagnostic ou le traitement otologique.

Core questions

• Pourquoi un transformateur d'adaptation d'impédance est-il nécessaire entre l'air et le liquide cochléaire ?
• Comment le rapport de surface et le levier ossiculaire augmentent-ils ensemble la pression au niveau de la fenêtre ovale ?
• Quels rôles jouent les muscles stapédien et tenseur du tympan ?
• Comment la trompe d'Eustache maintient-elle l'équilibre de la pression de l'oreille moyenne ?

Key concepts

• Membrane tympanique
• Chaîne ossiculaire (marteau, enclume, étrier)
• Fenêtre ovale et fenêtre ronde
• Adaptation d'impédance
• Rapport de surface (tympan à platine de l'étrier)
• Rapport de levier ossiculaire
• Réflexe acoustique (de l'oreille moyenne)
• Trompe d'Eustache et égalisation de la pression

Mechanisms

Le son fait vibrer la membrane tympanique, ce qui entraîne le marteau, l'enclume et l'étrier en série, de sorte que la platine de l'étrier pousse le liquide au niveau de la fenêtre ovale. Étant donné que la surface vibrante du tympan est beaucoup plus grande que la platine de l'étrier, et que les osselets agissent comme un léger levier, le système concentre la force sur une petite surface et augmente la pression, récupérant ainsi l'énergie qui serait autrement perdue par réflexion à la frontière air-liquide (Wever & Lawrence, 1954 ; Pickles, 2012). La fenêtre ronde se déplace en contre-phase pour permettre au liquide cochléaire incompressible de circuler. Le muscle stapédien et le muscle tenseur du tympan peuvent rigidifier la chaîne via le réflexe acoustique, réduisant la transmission des sons intenses de basse fréquence, et la trompe d'Eustache égalise périodiquement la pression statique afin que le tympan puisse vibrer efficacement (Moller, 2013). Une transmission efficace à la fenêtre ovale est la condition d'entrée pour la mécanique des ondes progressives cochléaires (Robles & Ruggero, 2001).

Clinical relevance

L'action de transformateur de l'oreille moyenne explique pourquoi la perturbation de la chaîne ossiculaire ou la présence de liquide dans la cavité de l'oreille moyenne réduit la transmission du son, et le réflexe acoustique est utilisé dans les tests audiologiques. Cette entrée décrit la mécanique normale à des fins de référence et d'éducation et ne constitue pas une base pour un diagnostic ou un traitement individuel.

History

Le rôle de l'oreille moyenne en tant que transformateur d'adaptation d'impédance a été articulé dans l'acoustique physiologique du milieu du XXe siècle, notamment par Wever et Lawrence, qui ont quantifié comment le rapport de surface et le levier ossiculaire récupèrent l'énergie acoustique à l'interface air-liquide (Wever & Lawrence, 1954).

Key figures

• Ernest Glen Wever
• Merle Lawrence
• James O. Pickles

Seminal works

• wever-lawrence-1954

Frequently asked questions

Pourquoi l'oreille moyenne a-t-elle besoin de trois osselets ?

La chaîne ossiculaire couple mécaniquement le tympan à la fenêtre ovale et, avec la différence de surface entre le tympan et la platine de l'étrier, forme un transformateur qui adapte l'impédance de l'air au liquide cochléaire afin que l'énergie ne soit pas perdue par réflexion.

Qu'est-ce que le réflexe acoustique ?

Une contraction des muscles de l'oreille moyenne (principalement le stapédien) qui rigidifie la chaîne ossiculaire et réduit la transmission des sons intenses de basse fréquence ; il est également utilisé comme test audiologique.