耳鼻咽喉外科/耳的生理功能

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耳鼻咽喉外科學

耳鼻咽喉的解剖及生理
- 耳的解剖及生理
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  - 耳的生理功能

耳的功能主要有二、一司聽覺，二司平衡。

（一）聽覺生理

聽覺是人的主觀感覺，聲音是一種物理性能。物體振動后引起空氣的振動而形成聲波。不同物體的振動可產生不同的聲波，并各具有不同的頻率、波長、振幅和波形。物體每秒振動次數稱頻率，其單位為赫（hertz,簡寫Hz），如頻率高，波長就短。頻率的高低決定音調的高低，振幅的大小則決定聲音的強度。人的聽覺感覺范圍在20～20000Hz，但對語言頻率500～3000Hz的聲波最敏感。聲音強度以分貝（decibel,簡寫dB）計算。足以引起聽覺的最小聲音強度，就是某人對該頻率聲波的聽閾。

1.聲音的傳導：聲音傳入內耳的徑路有二：一是空氣傳導；另一是骨傳導。在正常情況下，以空氣傳導為主。

（1）空氣傳導：聲波自外界經空氣傳入內耳，主要途徑列表簡示如下：

聲波自外界經空氣傳入內耳途徑

另一途徑為聲波自外耳→鼓膜→中耳鼓室內空氣→蝸窗傳入內耳，但以外耳→鼓膜→聽骨鏈→前庭窗的徑路最有效。當鐙骨底板振動時，蝸窗膜即向相反的方向振動，從而使內耳淋巴液發生波動，引起螺旋器上基底膜的振動，刺激毛細胞而感音（圖1-42）。

聲音的傳導途徑

圖1-42 聲音的傳導途徑

（2）骨傳導：聲波經顱骨傳入內耳，有移動式和擠壓式二種方式，二者協同可刺激螺旋器引起聽覺。但其傳音效能與正常的空氣傳導相比則微不足道。臨床工作中用骨傳導途徑測量可鑒別傳音性耳聾和神經性耳聾。

聲波→顱骨→骨迷路→內耳淋巴液→螺旋器→聽神經→大腦皮層聽覺中樞。

2.外耳的生理：耳廓可以幫助收集外來的聲波，人的耳廓較小，其集音功能不如其他動物，但對聲源方向的判定有一定作用。

外耳道為一盲管，有共振功能，根據物理現象，當波長為其長度的四倍時能發生最好的共鳴。外耳道平均長度為2.5cm，則發生最好共鳴的波長應為10cm，根據實驗結果，波長10cm時的頻率為3000～4000Hz，使外耳道共振效應得到的增益約為10dB。有人認為噪聲性耳聾損害的頻率在4000Hz上下，是與外耳道的共鳴作用有關。此外，外耳能保護耳的深部結構免受外傷。

3.中耳生理

（1）鼓室傳聲裝置的生理：

聲波從空氣中傳入內耳淋巴液，僅有約0.1%的聲能傳入，其余99.9%的聲能由于空氣和水介質密度不同而被反射。相當喪失約30dB。因此，必須有一種特殊的傳聲變壓裝置，方能使聲波有效地傳入內耳淋巴液內。中耳的解剖結構就是這樣一種傳聲的變壓裝置。

鼓膜本身面積為85mm2，其有效面積為55mm2，而鐙骨底板面積則為3.2mm2，故鼓膜的有效振動面積為鐙骨底板面積的17倍。由此，聲波從鼓膜傳到鐙骨底板時，其聲壓將被提高17倍。由此，聲波從鼓膜傳到鐙骨底板時，其聲壓將被提高17倍，加之錘骨柄長度比砧骨長突長1.3倍，聽骨鏈的杠桿作用也隨之可使振動力加強約1.3倍，因此。聲波經過鼓膜、聽骨鏈到達底板時其聲壓將提高1.3×17=22.1倍，相當于聲強級27dB。

前庭窗與蝸窗不在一平面，在鼓膜、聽骨鏈正常情況下，聲波壓縮期的高峰先到達前庭窗，后至蝸窗，蝸窗起緩沖作用，此為位相差，位相差可減少聲波同時到達兩窗的抵消作用，使內淋巴液發生波動，引起螺旋器上基底膜的振動，刺激毛細胞而感音。如鼓膜大穿孔，聲波到達兩窗的時間與位相基本一致，此抵消作用可使聽力損失20dB。

鼓膜張肌收縮可使鼓膜向內拉緊，稍可增加鼓室內壓力，鐙骨肌收縮可將鐙骨向外拉，這兩肌肉的反射性收縮均可減少聲波的振幅，以保護內耳免遭損傷。

（2）咽鼓管的生理：咽鼓管的主要功能為調節鼓室內氣壓與外界平衡，此為聲波正常傳導的重要條件。因此咽鼓管功能是否正常是決定鼓室成形術的條件之一。咽鼓管的鼻咽端開口平時呈閉合狀態，當吞咽、張口或呵欠等動作時，咽鼓管咽口開放，以維持鼓室內外氣壓的平衡。如飛機下降，潛水工作或外界氣壓劇烈變動（如爆震時），應作張口或吞咽動作，使咽鼓管口開放，減少中耳氣壓傷的發生。此外，咽鼓管借纖毛運動，可將鼓室內分泌排至鼻咽部。

4.耳蝸的生理

（1）耳蝸的傳音生理：當聲波經前庭窗進入耳蝸變成液波時，基底膜則隨液波上下移動。當其向上移動時，毛細胞頂部的網狀層與蓋膜則以螺旋板緣為支點進行移動，結果在兩者之間形成剪刀式的運動（圖1-43），毛細胞的纖毛被彎曲，使其底部的神經末稍產生神經沖動，經神經纖維傳至中樞，引起聽覺。

剪刀式運動

圖1-43 剪刀式運動

（2）耳蝸的感音生理：

共振學說（resonance theory）：又稱鋼琴學說或周圍分析學說。根據耳蝸螺旋器的解剖構造Helmholtz氏于1863年首倡此說。主要內容為：①在耳蝸內進行初步的聲音分析。②耳蝸本身為一整體的共振器，每一個聲頻在基底膜上具有一定的共振部位，故又稱部位學說（place theory），其意為聲調辨別取決于基底膜的最大振動部位。③低音引起耳蝸頂部基底膜的較長纖維的相應振動，高音則引起耳蝸底部基底膜的較短纖維的相應振動［圖1-44（1）］。

幾種耳蝸感音生理的學說

圖1-44 幾種耳蝸感音生理的學說

行波學說（travellign wave theory）：Bekesy氏于是1928年創此說，與共振學說不同之處在于聲波引起的淋巴液波從前庭窗向蝸孔方向傳遞，基底膜共振區因之呈波形振動，而不像共振學說呈“上下”振動。出現振幅最大的波峰部位取決于不同的頻率，在波峰之后的波形逐漸消失［圖1-44（3）］。由于波峰隨聲音頻率的不同而異，行波學說基本上也屬部位學說的范疇。

電話學說（telephone theory）又稱擴音學說或中樞分析學說。Rutherford氏于1896年提倡此說。他認為人類內耳和中樞的傳音作用也如電話機傳聲原理，即聲波激動外淋巴細胞而使神經末梢興奮，此種興奮如電流一樣，經神經纖維傳到中樞，由中樞神經組織對這些聲音作出譯碼。視耳蝸具有電話機功能［圖1-44（2）］。

排放學說（volley theory）：亦稱電話部位或頻率部位學說，為日前最有影響的學說。謂低頻率音（400Hz以下）為電話樣編碼，而高頻率音（4000Hz以上）為部位編碼，中頻率音（400~4000Hz）系由聽覺系統利用部位及電話樣信息以辨別各頻率。

巴甫洛夫認為大腦皮層的聲音分析器在顳葉有一核心部，對聲音的分析與綜合具有最精確的能力。離開核心部也有司聽覺分析的細胞散布在大腦皮層的其他部位如腦島，中央溝上區、前外側回及運動區的一部。

除去聽中樞，尚有頻率認識、亦存在聲刺激的條件反應，刺激人的腦皮質可引起各種復雜的聽幻覺及聽記憶的回想。腦皮層病變亦可影響聲源的定向及聲型的辨別。

（二）平衡生理

人依靠前庭、視覺和本體感覺三個系統的協調作用來維持身體的平衡，其中以前庭功能最為重要。第八腦神經的前庭核與眼肌及身體各部肌有較廣泛神經聯系，故前庭能維持身體平衡，實為一種范圍廣泛之反射作用。其功能可分為下列三種：

靜平衡：為橢圓囊和球囊所維持。因橢圓囊斑上部膠狀膜內耳石的比重是2.71，內淋巴的比重是1.003。由于這種比重的差別，當頭位的改變或靜止時，耳石對感覺毛細胞的纖毛產生牽引或壓迫或剪切刺激，刺激循神經纖維傳入各級中樞，而使身體感知各種不同的頭位和頭位的變化，并引起相應的肌肉反應，來維持身體的平衡。

動態平衡：各半規管之功用為司身體運動時之平衡。壺腹嵴是旋轉運動加速或減速的外周感受器，由此引起旋轉感覺和眼肌與肢體、軀干肌肉的反射性運動，以維持身體的平衡。

壺腹嵴的毛細胞是埋在膠狀的終頂內，終頂因內淋巴液流動而發生偏斜，使毛細胞受刺激，外半規管的毛細胞當內淋巴流向橢圓囊側時（向壺腹）受刺激，相反，當內淋巴液流向管側（離壺腹）時受抑制；但在上，后半規管卻與前者相反，即內淋巴液向壺腹時受刺激。因人體的兩側的壺腹位置是處在相對部位，當一側壺腹刺激，則另一側必然受抑制。壺腹嵴的終頂偏斜的程度加速運動的強弱成正比。因每側三個半規管都互相垂直，故當頭部處在任何平面上作旋轉運動時，兩側相對應的半規管（如兩側的外半規管，左側的上半規管與右側的后半規管，右側的后半規管與左側的上半規管）的內淋巴液分別有離壺腹或向壺腹的運動，而使壺腹終頂偏斜，毛細胞將沖動傳至前庭中樞。當半規管隨角加速度運動而旋轉時，內淋巴液由于慣性作用而落后于半規管旋轉的速度；當半規管變為角減速運動而旋轉時，內淋巴液又因慣性作用而超前于半規管的旋轉。在上述兩種情況下，內淋巴液都會推移壺腹終頂。因此當身體或頭部作加速或減速的旋轉運動時，壺腹嵴毛細胞就受刺激而引起身體姿態的各種反應來維持平衡，同時出現眼球規律性反應，即發生眼球震顫。當刺激半規管時，還會出現一些植物神經系統的反應，表現為眩暈、出汗、面色蒼白、惡心、嘔吐等現象，這些反應的性質和程度與前庭器的興奮性有關。