Интересное о слухе

Давайте разбираться в сложной теме. Постараюсь рассказать простыми словами о сложном.

Звук — это физическое явление, представляющее собой распространение упругих волн в среде. Эти волны могут быть как продольными, так и поперечными. Продольные волны возникают в результате сжатия и растяжения среды, а поперечные — в результате деформации сдвига одного слоя среды относительно другого.

Немного «простой» физики:
В вакууме звук распространяться не может, так как в нём нет упругой среды. В воздухе и других газах, а также в жидкостях и твёрдых телах звук распространяется благодаря наличию упругих сил взаимодействия между молекулами среды.

Звук характеризуется такими параметрами, как частота, амплитуда и фаза. Частота звука (т.е. скорость, с которой звук вибрирует) определяет его высоту, амплитуда — громкость (этот параметр субъективный и воспринимается людьми по-разному: для кого-то тихие звуки — слишком тихие, для кого-то средняя громкость — очень громкая), а фаза — временную задержку между колебаниями в разных точках пространства.

Слуховое поле человека простирается от звукового давления 0,02 мПа (0 дБ SPL) до 20 Па (120 дБ SPL). Это справедливо для частот от 0,5 до 8 кГц, к которым ухо наиболее чувствительно. Более низкие и высокие частоты требуют гораздо большего уровня звукового давления для достижения порога слышимости, а частоты, расположенные ближе к краю слухового поля, имеют меньший динамический диапазон.

Все звуки с частотой ниже 20 Гц считаются «инфразвуками». Некоторые животные, например кроты, способны воспринимать звуки с частотой в несколько герц. Их слуховой диапазон находится на октаву или две ниже, чем у человека. Звуки выше 20 кГц называются «ультразвуками». Например, собаки могут слышать звуки до 40 кГц, а летучие мыши — до 160 кГц. Это соответствует двум или трем октавам выше, чем у человека.

Наличие критических полос слуха отражает фундаментальную способность слуховой системы к частотному анализу, который выполняется во внутреннем ухе.

Понимание критических полос важно не только для науки, но и для практического применения. Например, при создании звукозаписей и музыкальных композиций знание о критических полосах помогает инженерам звука правильно балансировать частоты и делать звучание более приятным для слушателей.

Этот график также показывает, что маскирующий эффект шума увеличивается с интенсивностью, и он сильнее действует на более высокие частоты.

Другими словами, низкие частоты легче маскируют высокие частоты, чем наоборот.

Существует и другая форма маскировки. Известная как «информационная маскировка», она заключается в изменении восприятия интенсивности звука на центральном уровне. Например, если к одному уху поднести чистый тон, а к другому — шумовой маскер, центральный эффект шумового маскера изменит громкость чистого тона. Таким образом, маскировка происходит даже тогда, когда маскирующее устройство устанавливается на другое ухо.

Частотная дискриминация относится к способности уха воспринимать разницу между двумя чистыми тонами разной частоты, но одинакового уровня звука, предъявляемыми последовательно.

Ощущение высоты тона позволяет нам определить звук как низкий или высокий. Эта перцептивная характеристика в основном связана с частотой. Тембр — более сложное понятие, позволяющее различать два источника звука, издающих один и тот же звуковой сигнал. По сути, тембр является производной от спектрального состава звука.

В данном примере частоты, которые маскируют тестовый звук при подаче сигнала на 10 дБ выше его интенсивности, составляют 900 и 1050 Гц. Таким образом, Q10 составляет 1000/(1050−900) ≈ 7. Q10 считается нормальным, если он больше 4,3.

Наконец, видно, что эта кривая широкая, но имеет больший наклон в диапазоне высоких частот, чем в диапазоне низких частот. Это говорит о том, что низкие частоты лучше маскируют звуки, чем высокие.

Тембр — это компонент слуха, который позволяет нам различать два звука одинаковой громкости и высоты тона.

Тембр звука в основном связан с его спектральным составом, а также с его эволюцией во времени. Таким образом, можно определить происхождение определенной группы звуков.

Самый распространенный пример — способность различать разные музыкальные инструменты. Только тембр позволяет отличить два инструмента, играющих одну и ту же ноту

Разница во времени между приходом звуковой волны к каждому уху является важным критерием для оценки положения звука в горизонтальной плоскости.

Звук, генерируемый локализованным источником «S», в горизонтальной плоскости, образованной углом α и расстоянием r от центра головы, будет иметь разный путь, чтобы достичь правого ® и левого (L) уха.

В этом случае расстояние SL больше, чем SR, и поэтому звук дойдет до правого уха раньше, чем до левого. Разница во времени прихода звуковой волны к каждому уху называется межауральной разницей во времени (ITD). Когда источник звука находится на одинаковом расстоянии от обоих ушей (под углом 0° или 180°), ИТД равна 0.

Напротив, ITD достигает максимума, когда источник звука находится под углом ±90°. В этот момент он равен примерно 0,7 мс для головы человека среднего размера.

ITD — это фундаментальный сигнал для локализации источника звука, частота которого не превышает 1500 Гц. При частоте выше 1500 Гц сигнал ITD становится неоднозначным. Однако в случае сложных звуков ИТД огибающей (медленной модуляции) высоких частот может быть воспринят. Это называется межауральной разницей во времени огибающей.

Эффект затенения головы означает поглощение части энергии звука самой головой. Это вызывает межауральную разницу уровней (ILD), которая соответствует разнице в интенсивности звука для каждого уха. Однако этот признак сильно зависит от частотной составляющей звука. Когда она ниже 1500 Гц, ILD практически отсутствует. Напротив, для частот свыше 1500 Гц ILD является полезной подсказкой.

Таким образом, объединение ILD и ITD позволяет довольно точно локализовать звук в горизонтальной плоскости. Тем не менее, на азимутах 0° и 180° сохраняется запутанная ситуация, когда ILD и ITD почти идентичны, что создает так называемый конус путаницы.

Это способность определять направление прихода звука в вертикальной плоскости у человека.

Вертикальная локализация звука достигается благодаря особенностям анатомии и физиологии нашего слухового аппарата. Наши уши расположены на разной высоте от земли, что позволяет нам воспринимать звуки с различных уровней. Кроме того, ушная раковина и внутренние структуры уха помогают фильтровать и улавливать звуковые волны с разных направлений и высот.

Эксперименты показали, что человек способен определить вертикальное положение источника звука с точностью до нескольких градусов. Это помогает нам ориентироваться в окружающем мире и быстро реагировать на звуковые сигналы. Например, при слышании шума снизу мы можем предположить, что это происходит на уровне земли и быть более бдительными в случае опасности.

ВАЖНО: Локализация источника в вертикальной плоскости остается менее точной, чем в горизонтальной.

ВАЖНО: При наличии возможности, проводить бинарульное слухопротезирование.

Изменения в уровне интенсивности и соотношение между энергией прямых и отраженных звуков являются основными признаками, которые позволяют нам приблизительно определить расстояние до источника звука.

Движущийся источник звука имеет переменный уровень интенсивности. Если он приближается, уровень интенсивности увеличивается, если удаляется — уменьшается. Этот признак можно использовать только в нереверберирующей среде (например, в безэховой камере). В реверберирующей среде распределение звуковых волн и, как следствие, уровень их интенсивности зависят от реверберационных свойств помещения.

Вблизи источника звука преобладает прямое звуковое поле. Чем дальше от источника звука, тем больше преобладает реверберационное поле, которое создается за счет отражения прямых волн от потолка и стен помещения. Таким образом, изменение соотношения между прямым и реверберационным полями дает представление о перемещении, а значит, и об удаленности источника звука.

Человек воспринимает звук с помощью органа слуха. Наш орган слуха — ухо — преобразует вибрации в электрические сигналы, посылаемые в мозг, где они интерпретируются как звук, например — речь.

2. орган слуха (улитка).

Вспоминаем улитку, ее панцирь.

Улитка имеет 2.5 завитка, т. е по факту трубка, закрученная на 2.5 оборота вокруг центрального стержня.

В этом стержне имеется узел улиткового нерва. От этого узла отходят нервные волокна к кортиеву органу в котором происходит вся магия.

Разбираем строение «трубки». Трубка поделена на 3 части. Если говорить грубо, то просвет трубки разделен перегородками на 3 пространства, которые заполнены жидкостью: 2 лестницы: преддверия, барабанная, и улитковый проток.

Эти пространства заполнены жидкостью: а. лестницы: 1. лестница преддверия, и 2. барабанная лестница. Они заполнены перилимфой (на картинке выделен синим цветом) б. улитковый проток. Он заполнен эндолимфой. (на картинке выделен зеленым цветом)

В улитковом протоке расположен кортиев орган.

Кортиев орган — электронная микроскопия, который расположен на базилярной мембране.

Орган, в котором происходит магия — преобразование колебаний звуковой волны в электрическую, которая дальшей пойдет в головной мозг.

Как же это происходит?

• Звуковые волны вызывают колебания базилярной мембраны улитки.
• Колебания мембраны вызывают колебания стереоцилий волосковых клеток.
• Сгибание стереоцилий приводит к открытию ионных каналов в мембране волосковых клеток.
• Ионы кальция проникают в волосковые клетки, что приводит к выделению нейромедиатора.
• Нейромедиатор активирует окончания слухового нерва, что приводит к генерации электрических импульсов. Электрические импульсы, генерируемые волосковыми клетками, передаются по слуховому нерву в мозг, где они интерпретируются как звук.

Снижение слуха — это тугоухость.

Существует несколько форм снижения слуха:

В чем разница?

BTE — основные части слухового аппарата находятся в корпусе за ухом, а внутри уха расположен ушной вкладыш — между собой детали соединяются специальной трубкой звуковода.
RIC — по виду очень похож на предыдущий вид, однако у данных моделей ресивер (штука, которая воспроизводит усиленный звук) расположен в ухе.

1. Подходит не для всех форм тугоухости — не могут компенсировать тяжелую потерю слуха 2. Сложность обслуживания — элементы слухового аппарата закреплены в миниатюрном корпусе, сделанному индивидуально под ухо пациента.
3. Ограничение по функциям — чем меньше аппарат — тем меньше возможных удобных функций.
4. Стоимость — одна из самых высоких.

Частично имплантируемый аппарат костного проведения представляет собой устройство, которое состоит из двух частей: внешней и внутренней. Внешняя часть включает в себя микрофон, усилитель и передатчик, который крепится снаружи. Внутренняя часть представляет собой имплант, который устанавливается под кожу за ухом (металлическая штука, которая вкручивается в кость). Имплант передаёт звуковые сигналы через кость к внутреннему уху, обеспечивая тем самым восприятие звука.

Звуковые сигналы преобразуются в электрические импульсы, которые передаются через внешнюю часть устройства к импланту. Затем имплант преобразует эти импульсы в механические колебания, которые передаются через кость к улитке. Улитка преобразует механические колебания в нервные импульсы, которые затем передаются в мозг, где они воспринимаются как звук

1. Обеспечивают более естественное звучание, так как передают звук непосредственно во внутреннее ухо через кость при тяжелых формах тугоухости.
2. Могут быть более эффективными при тяжёлых степенях потери слуха, когда другие типы слуховых аппаратов не обеспечивают достаточного усиления звука.

1. Более сложные и дорогостоящие устройства, чем традиционные слуховые аппараты.
2. Установка требует хирургического вмешательства, а также регулярного технического обслуживания.

Перед принятием решения о выборе частично имплантируемого аппарата костного проведения необходимо тщательно взвесить все преимущества и недостатки этого метода слухопротезирования.

Этот процесс индивидуален для каждого, однако важно, чтобы специалист, который проводит первичную настройку объяснил о преимуществах и недостатках разных видов слуховых аппаратов.

1. Специалист проводит осмотр, собирает анамнез. Важно, чтобы это был врач. Важно, чтобы это был полноценный осмотр с применением эндоскопии, или отомикроскопии. Когда обращаетесь в центр слухопротезирование — спросите, какой специалист перед вами: врач, или слухопротезист. Последний может быть совсем без медицинского образования и об анатомии и болезнях ЛОР органов слышал 1−2 лекции.
2. Проводится диагностика снижения слуха: камертнональные пробы, тимпанометрия / импедансометрия, аудиометрия. Детям в раннем возрасте проводится ОАЭ, КСВП, ASSR.
3. Выявляется форма и степень потери слуха.
4. Принимается решение о слухопротезировании.
5. Первичная примерка и настройка слуховых аппаратов.
6. Обучение использованию.
7. Консультации по адаптации.
8. Пробное ношение слуховых аппаратов с ведением дневника.
9. Окончательные выбор моделей.
10. Первичная настройка выбранных моделей после пробного ношения.
11. Изготовление слепков, вкладышей, корпусов.
12. Повторные консультации и коррекция настройки.

Говорят, что медицина — это математика. Я во многом согласен с этим выражением. Поэтому «высокая» стоимость написана в кавычках.

Стоимость слухового аппарата складывается из его внешнего вида, технологического уровня, функциональной начинки (процессор, количество и направленность микрофонов) этого миниатюрного устройства и срока использования этого медицинского изделия.

С чем часто сталкиваюсь, когда заходит речь про стоимость СА — это фраза — А что так дорого? Я думал, что это стоит 5000 рублей.

Давайте разбирать это «дорого». По закону в РФ, человек, при наличии группы инвалидности по слуху, получает слуховой аппарат от государства бесплатно, либо приобретает за свои деньги СА, и получает компенсацию от государства за СА. СА подлежит замене по закону каждые 4 года. 4 года — это 48 месяцев. Средняя стоимость СА для взрослого человека на середину 2024 года около 55 000 тысяч рублей. Это не говорит о том, что СА стоят ОТ 55 000 тысяч рублей. СРЕДНЯЯ стоимость. Таким образом 55 000 делим на 48, и получаем 1146 рублей в месяц за то чтобы вы могли слышать. Слышать близких людей, активно участвовать в социальной жизни, ходить в театр, слышать звуки природы, а самое главное — это безопасность — слышать, как едет машина, как льется вода, слышать звонок в дверь, звонок телефона и т. д. 1146 рублей в месяц за это — дорого? 1146 рублей в месяц за улучшение качества жизни — дорого?

Насчет детского слухопротезирование — сумма в месяц за один СА получается около 1900. От грамотного слухопротезирование слабослышащего ребенка зависит вся его дальнейшая жизнь. 1900 в месяц, чтобы ребенок развивался — дорого? Подумайте и ответьте себе честно на эти вопросы. У меня все.

Проблемы со слухом не являются порождением современности. Сложная природа человеческой слуховой системы и ее потенциальные недостатки уже давно привели к необходимости придумать способы усиления звука. Решения варьировались от простых слуховых труб XVII века до инновационных слуховых аппаратов, доступных сегодня.

Эволюция слуховых технологий — яркий пример человеческих способностей и изобретательности.

Самый первый слуховой аппарат, названный ушной трубой, был создан в 1634 году. Хотя имя самого изобретателя не совсем ясно, первым человеком, упомянувшим о слуховой трубе, был французский математик и священник Жан Лерешон.

Немецкий изобретатель по имени Иоганн Непомук Мельцель был первым, кто начал производить слуховые трубы, начиная с 1810-х годов. Он даже создал слуховые трубы для Бетховена, когда композитор начал терять слух. В 1898 году Миллер Риз Хатчисон изобрел «Акуфон», который стал первым портативным электрическим слуховым аппаратом.

В 1920-х годах Эрл Хэнсон запатентовал первый слуховой аппарат с вакуумной трубкой под названием «ВакуФон». Затем появились транзисторные слуховые аппараты в 1948 году.

Только в 1956 году появились заушные слуховые аппараты как более незаметный и портативный вариант. Внутриушные варианты появились в 1970-х годах, предлагая микропроцессоры и многоканальную амплитудную компрессию, что позволило сделать слуховые аппараты намного меньше.

В 1980-х годах были изобретены микрокомпьютеры и высокоскоростные процессоры, а в 1990-х годах появился первый полностью цифровой слуховой аппарат. Наконец, в 2010-х годах появились слуховые аппараты с Bluetooth-соединением.

Первые слуховые аппараты были сконструированы довольно просто. «Ушная труба» имела простую пустотелую конструкцию, которая направляла звуковые волны к уху. Для изготовления слуховой трубы можно было использовать множество материалов, включая рога животных, листовой металл, раковины улиток и дерево. Несмотря на свою простоту, они изготавливались на заказ для каждого клиента.

В акуфоне использовался угольный передатчик, преобразующий слабый сигнал в более сильный с помощью электрического тока. Это было громоздкое устройство, которое требовало таскать с собой усилитель, микрофон, наушники и батарею, которой хватало ненадолго.

Вакуфон использовал телефонный передатчик для преобразования речи в электрические сигналы, которые затем усиливал приемник. Усилитель и батарейки нужно было носить на шее, а микрофон держать в руке. В то время размер микрофона был пропорционален степени потери слуха.

В транзисторных слуховых аппаратах, впервые выпущенных в 1948 году, вместо вакуумных трубок использовались транзисторы. Они были меньше и требовали меньше энергии от батареек. Однако, как правило, они переставали работать через несколько недель.

Миниатюризация слуховых аппаратов — Заушные слуховые аппараты появились в 1956 году и стали незаметным вариантом. Корпус аппарата располагался за ухом и соединялся с наушником.

С изобретением микропроцессора в 1970-х годах началась гонка за создание самого маленького слухового аппарата. Эдгар Вильчур придумал аналоговое многоканальное устройство амплитудной компрессии, которое позволило разделить аудиосигналы на частотные полосы. Это позволило усиливать одни звуки сильнее, чем другие.

В это время появились и внутриушные устройства, обеспечивающие еще более удобную и тонкую посадку. Время работы от аккумулятора увеличилось, а характеристики стали лучше подстраиваться под каждого человека.

В 1970-х годах высокоскоростные процессоры цифровых массивов стали использоваться в микрокомпьютерах, но полностью цифровой слуховой аппарат появился только в 1982 году. Поскольку создателям все еще приходилось размещать в аппарате микрокомпьютер, процессор с цифровым массивом, FM-передатчик и приемник, он оставался громоздким слуховым аппаратом.

Однако в 1980-х годах появились цифровые чипы, необходимые для высокоскоростной обработки цифровых сигналов. Они значительно упростили обработку, но потребляли слишком много энергии и были довольно большими. Со временем специалистам удалось решить эти проблемы и создать цифровой аппарат.

Примерно в середине 1990-х годов слуховые аппараты стали более программируемыми. В них появились переключатели и триммеры, которые можно было настраивать для улучшения качества звука. Именно тогда слуховые аппараты стали больше внимания уделять удобным элементам управления, а также технологии, позволяющей адаптироваться к различным типам слуховых ситуаций.

Далее был сумасшедший прорыв — это кохлеарные импланты.

Кохлеарные имплантаты с 1980-х годов являются утвержденным методом лечения людей с тяжелой и глубокой потерей слуха. Этот вид слухового аппарата состоит из имплантируемого компонента, который вживляется в слуховую систему, и внешнего компонента, который носится за ухом.

Кохлеарные имплантаты работают в обход поврежденных участков уха, передавая звуковые сигналы в слуховой нерв. Затем эти сигналы поступают в мозг. Хотя звуки не похожи на нормальный слух, мозг может научиться их интерпретировать. Кохлеарные имплантаты могут быть односторонними или двусторонними.

В наши дни операции по установке кохлеарных имплантов стали более безопасными и снижают риск повреждения улитки в процессе введения электродов. Внешняя часть устройства также стала меньше и удобнее, чем раньше. Достижения в технологии кохлеарной имплантации увеличили потенциал кандидата.

Современные слуховые аппараты оснащены многим крутыми функциями Существуют также «умные» слуховые аппараты, которые сами настраивают свои параметры в зависимости от ситуации, в которой вы находитесь. Многие из них не требуют кнопок регулировки громкости. Многие аппараты также позволяют говорить по телефону и слушать музыку или подкасты прямо с мобильных устройств.

Теперь у вас есть возможность управлять настройками через приложения и полагаться на то, что слуховой аппарат будет регулироваться самостоятельно. Имея в своем распоряжении эти современные функции, вы получаете больше свободы.

Если взглянуть на историю слуховых аппаратов, то можно понять, как быстро происходят судьбоносные изменения в медицине. Люди помогают людям с нарушениями слуха наслаждаться жизнью уже сотни лет, причем изобретения были самыми простыми — от самых простых аппаратов до настолько сложных, что они могут работать без вашего участия. Кто знает, что может стать следующим достижением?

Если вы столкнулись с проблемой потери слуха, лучшее, что вы можете сделать, — это обратиться к врачу

ВЛИЯНИЕ АМИНОГЛИКОЗИДОВ НА СТРУКТУРЫ УЛИТКИ

Повреждение волосковых клеток происходит в два этапа: от первого до третьего ряда наружных волосковых клеток, затем внутренних волосковых клеток, которые повреждаются в последнюю очередь, от основания до верхушки улитки.

Далее представлены изображения из электронного микроскопа, которые показывает дегенеративный процесс волосковых клеток из кортиева органа КРЫСЫ, подвергшейся воздействию возрастающих доз амикацина.