Cơ chế tai giữa và hệ thống xương con

Tai giữa là một khoang chứa đầy không khí, nối màng nhĩ với tai trong chứa đầy dịch thông qua ba xương nhỏ: xương búa, xương đe và xương bàn đạp. Chức năng trung tâm của nó là khớp trở kháng: không khí và dịch ốc tai có trở kháng rất khác nhau đối với âm thanh, và nếu không có bộ biến đổi, hầu hết năng lượng âm thanh sẽ đơn giản bị phản xạ tại ranh giới. Hệ thống xương con, cùng với sự khác biệt về diện tích giữa màng nhĩ và cửa sổ bầu dục, phục hồi phần lớn năng lượng đó.

Definition

Tai giữa là không gian chứa đầy không khí bao gồm chuỗi xương con (xương búa, xương đe, xương bàn đạp) truyền và khớp trở kháng rung động từ màng nhĩ đến cửa sổ bầu dục ốc tai.

Scope

Chủ đề này bao gồm giải phẫu màng nhĩ và chuỗi xương con, bộ biến đổi khớp trở kháng (tỷ lệ diện tích và đòn bẩy xương con), vai trò của các cơ tai giữa và sự cân bằng áp suất bởi vòi Eustachian. Nó xem xét sự truyền âm bình thường của tai giữa như là mối liên kết giữa giai đoạn dẫn truyền và cảm giác của thính giác. Đây là tài liệu tham khảo-giáo dục và không đề cập đến chẩn đoán hoặc điều trị tai học.

Core questions

• Tại sao cần có bộ biến đổi khớp trở kháng giữa không khí và dịch ốc tai?
• Tỷ lệ diện tích và đòn bẩy xương con cùng nhau tăng áp suất tại cửa sổ bầu dục như thế nào?
• Các cơ bàn đạp và cơ căng màng nhĩ đóng vai trò gì?
• Vòi Eustachian duy trì sự cân bằng áp suất tai giữa như thế nào?

Key concepts

• Màng nhĩ
• Chuỗi xương con (xương búa, xương đe, xương bàn đạp)
• Cửa sổ bầu dục và cửa sổ tròn
• Khớp trở kháng
• Tỷ lệ diện tích (màng nhĩ so với chân xương bàn đạp)
• Tỷ lệ đòn bẩy xương con
• Phản xạ tai giữa (âm thanh)
• Vòi Eustachian và cân bằng áp suất

Mechanisms

Âm thanh làm rung màng nhĩ, điều này làm cho xương búa, xương đe và xương bàn đạp rung động nối tiếp nhau, khiến chân xương bàn đạp đẩy dịch tại cửa sổ bầu dục. Bởi vì diện tích rung của màng nhĩ lớn hơn nhiều so với chân xương bàn đạp, và bởi vì các xương con hoạt động như một đòn bẩy nhỏ, hệ thống tập trung lực vào một diện tích nhỏ và tăng áp suất, phục hồi năng lượng mà nếu không sẽ bị mất do phản xạ tại ranh giới không khí-dịch (Wever & Lawrence, 1954; Pickles, 2012). Cửa sổ tròn di chuyển ngược pha để cho phép dịch ốc tai không nén được chảy. Cơ bàn đạp và cơ căng màng nhĩ có thể làm cứng chuỗi thông qua phản xạ âm thanh, giảm sự truyền âm thanh cường độ thấp, và vòi Eustachian định kỳ cân bằng áp suất tĩnh để màng nhĩ có thể rung động hiệu quả (Moller, 2013). Việc truyền âm hiệu quả đến cửa sổ bầu dục là điều kiện đầu vào cho cơ chế sóng chạy ốc tai (Robles & Ruggero, 2001).

Clinical relevance

Hoạt động biến đổi của tai giữa giải thích tại sao sự gián đoạn chuỗi xương con hoặc dịch trong khoang tai giữa làm giảm sự truyền âm, và phản xạ âm thanh được sử dụng trong kiểm tra thính học. Mục này mô tả cơ chế bình thường để tham khảo và giáo dục và không phải là cơ sở để chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.

History

Vai trò của tai giữa như một bộ biến đổi khớp trở kháng đã được trình bày trong âm học sinh lý học giữa thế kỷ XX, đáng chú ý là bởi Wever và Lawrence, những người đã định lượng cách tỷ lệ diện tích và đòn bẩy xương con phục hồi năng lượng âm thanh tại giao diện không khí-dịch (Wever & Lawrence, 1954).

Key figures

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

Seminal works

• wever-lawrence-1954

Frequently asked questions

Tại sao tai giữa cần ba xương?

Chuỗi xương con nối cơ học màng nhĩ với cửa sổ bầu dục và, với sự khác biệt về diện tích giữa màng nhĩ và chân xương bàn đạp, tạo thành một bộ biến đổi khớp trở kháng của không khí với dịch ốc tai để năng lượng không bị mất do phản xạ.

Phản xạ âm thanh là gì?

Sự co cơ tai giữa (chủ yếu là cơ bàn đạp) làm cứng chuỗi xương con và giảm sự truyền âm thanh cường độ thấp; nó cũng được sử dụng làm xét nghiệm thính học.