中耳的生理功能是怎么样的

声波传播过程中，振动能量引起媒介分子的位移所遇的阻力或抵抗称声阻抗(acoustic impedance)。两种媒介的声阻抗相同时，从一种媒介到另一种媒介的声能传递最有效。两种媒介声阻抗相差愈大，则声能传递愈差。由于水的声阻抗大大高于空气的声阻抗，99.9%的能量反射回空气，因此空气中的声能仅约0.1%传入水中，由于反射而损失了(30dB)。中耳的主要功能就是作为变压增益，使液体对声波传播的高阻抗与空气较低的声阻抗得到匹配，从而可把空气中的声波振动能量高效而顺利地传入内耳淋巴。此种功能是通过鼓膜与听骨链组成的传声变压结构来完成的。1、中耳的阻抗匹配⑴鼓膜的作用 鼓膜犹如一片紧绷的锥形薄层鼓皮，它接受声波并随之振动，其振动频率一般与声音频率一致，但其振动模式则因声频不同而异，经测试发现，声压与容积速度在鼓膜处和镫骨底板处是不等的，即至镫骨底板处的声压增高而容积速度减低了。导致这一情况的因素主要是鼓膜与镫骨底板的面积比，及锤骨与砧骨组成的杠杆系统，其次为鼓膜的锥形曲度及其振动方式所形成的杠杆作用。在中耳传声过程中，鼓膜与听骨链实际上作为一个整体起着增高声压、减低振幅的作用。仅就鼓膜而言，发挥作用的关键因素在于它与前庭窗之间的的面积比。由于鼓膜的周边嵌附于鼓沟，其有效振动面积仅约解剖面积的2/3，即约55mm2，比镫骨足板面积3.2mm2大17倍，亦即从鼓膜表面的声压传到镫骨足板时可增强17倍。2.听骨链的功能 听骨链作为一个杠杆，将声波振动由鼓膜传至内耳，实现有效的阻抗匹配。听骨链的运动轴向前通过锤骨长突，向后通过砧骨短脚。以听骨链的运动轴心为支点(图3-3-4)，可将锤骨柄与砧骨长脚视为杠杆的两臂，其长度之比为1.3：1，在轴心的两侧，听小骨质量大致相等。按照杠杆作用原理，在支点两侧的力量相等时，增力的多少取决于两臂之比。因此，通过杠杆作用，可使声压自锤骨柄传至前庭窗时增加1.3倍。由此可知，声波经过鼓膜、听骨链到达镫骨足板时可提高1.3×17=22.1倍，相当声压级27分贝。若加上鼓膜的弧度的杠杆作用，则增益更多。因声阻抗不同，声波从空气达内耳淋巴时所衰减的能量约30分贝，通过中耳的增压作用得到了补偿。2、中耳的保护通常声强刺激下，听骨链作为一个整体而运动。若声强高达150分贝时，因镫骨足板的阻力(摩擦力)和砧镫关节的缓冲作用，听骨链即不再呈整体运动，振幅从锤骨经砧骨到镫骨逐渐变小。在低、中声强作用下，镫骨足板沿其后脚的垂直轴(图2-2-4)，足板前部振幅大于后部;此时前庭阶中的外淋巴来回振动。当声强接近于痛阈时，镫骨足板绕其长轴(前后轴)转动(图2-2-5)。此时外淋巴只在足板附近振动，可避免强刺激导致内耳损伤。图2-2-4 听骨链运动模式 图2-2-5镫骨运动模式鼓室肌的生理功能 中耳的鼓膜张肌和镫骨肌，通过反射性强直收缩，起到保护耳蜗的作用。收缩强度与声强的大小呈正比。但是两个肌肉的阈值有差别，声强较弱时，镫骨肌收缩，镫骨底板远离前庭窗，减弱内耳淋巴的运动;声强增强时，鼓膜张肌也开始收缩，减弱锤骨柄的运动，此时声强减少10dB。因为肌肉收缩有一定的潜伏期，突然发生的大声还不能起到保护作用。此二肌相互作用，可防止或减轻耳蜗受损。临床听力检查中，常应用声刺激引起镫骨肌反射的生理特性，作为诊断与鉴别诊断的依据。3、咽鼓管的功能 主要功能有四：⑴保持中耳内外压力的平衡：咽鼓管软骨部具有弹性，平时呈闭合状态。每当吞咽、打哈欠、打喷嚏时可使咽鼓管开放，从而调节鼓室内气压使，使之与外界大气压一致。这样，中耳的传音装置维持正常活动，以利于声波的传导。腭帆张肌、腭帆提肌及咽鼓管咽肌司咽鼓管的开放。⑵引流作用：鼓室与咽鼓管粘膜之杯状细胞与粘液腺产生的粘液，借咽鼓管粘膜上皮的纤毛运动不断向鼻咽部排出。⑶防声作用：因咽鼓管通常处于关闭状态，故能阻挡说话声、呼吸声等经咽鼓管直接传入鼓室并振动鼓膜。咽鼓管异常开放时，声波直接经咽鼓管传入鼓室，振动鼓膜，故可听到呼吸声。因咽鼓管外1/3的鼓室段长处于开放状态，并呈逐渐变窄的漏斗状，表面被覆部分皱摺状的粘膜，甚似吸音结构。可吸收因蜗窗膜及鼓膜振动而引起的鼓室腔内的声波，故有消声作用。⑷防止逆行性感染的功能：因咽鼓管软骨段粘膜较厚，表面的皱襞具有活瓣作用，加上粘膜上皮的纤毛运动，对防止鼻咽部的液体、异物及感染病灶等进入鼓室有一定的作用。