Наружный слуховой канал -это слегка пзогнлтая псжрытая кижей трубка, начинающаяся у центральной полости ракоьнны и чаканчиваюшаяси у барабанной перепонкп, Иаружиаи треть капала образована сосдиннтечыюй тканью и хряшом (хрящевой слуховой каналу дальше кожное покрытие примыкает непосредственно к барабанной перепонке (костный cijxoBofl Kana-j). Средняя длина всего сл>хопого канала - 25 мм. Д-пша стенок канала различна (передней стенки -27 мм, задней-22 мм. верхней -21 мм н нижней - 26 мм). Среший диаметр слухового канала- 7-8 мм. сечение его может

Рис 31. Анатомическое строение jxa (но .Мёрнкс II Мергснта-Тсру. 1959).

В - по-чукружныс квннлы; S -улитке; М - сБя: ки CapaCemiDft тт>елинки: £ -евстахиева трубв; С -ушная ра-ковинв; С - наружный слуховой канал; Т - Сарвбамнвя перепонка. Н - мо.юточек.

быть крчиым n.iu слегка овальным. Сечение отверстия иа входе канала имеет диаметр 5-7 мы. далее п хрищевой части канал расширяется до 9-11 мм и затгм в костной части опять сужается то 7-9 мм.

Наружный ClyxoHofl капал заканчивается на барабапной перепонке, ко-тораи иречставляст собой тонкую кожаную мембрану иочт1[ круглой или слегка овальной формы (большая ось-10-11 м.м, меньшая - 8.5-9 .мм. тплиунш-около 0.] мм). Барабанная перепонка наклонена к слуховому каналу под углом 40-50°. Кп.1ебаини барабанной перепонки, пызыкас.чые измсияюшпмси звуковым давлением в канале, через цс1ючку слуховых косточек персдаютсн во внутреннее \хо. Соединенная со слуховыми косточками часть барабанной перепонки имеет плошадь около 0.55 см (по Бекеши. 1941). Таким обраэом, барабанная перепонка акустически нагружена на цепочку сл\хпвых косточек и впутрспнее ухо. Кроме того, она колеблется на подушке, образуемой вол-духом в барабаипой полости и других примыкающих к перепонке полостях. Статическое даыипие воздуха в полости регулярно уравшшается с ат.мосфср-иым чав1снием. когда при глотательных чвпжеиипх и зевках на короткое время открываете евстахиева труба D нор.чатьном состоянии евстахиева труба П.10ТНО закрыта, благодаря чему закрыта и воздушная полость внутреннего vxa. К01да тавлеине па барабанной перепонке превышает определенное значение (больше 90 дБ), рефлекторио расс1аб.пиются мышца между евстахиевой трубой и молоточком (связка барабанной перепонки) и другие мышцы внут-pei lero уха. Этот процесс иаэыпаетси акустическим рефлексом. Акустический рефтекс вызывает иатяжейие барабапной черепоккн п приводит к уменьшению чувствительности уха. К зто.му эффекту мы вернемся ниже.

2.2.1. Распространение звука в слуховом канале

Наружный слуховой канат заканчивается барабанной перепонкой. Звук в C.1VXOBOM канале вызывает колебания барабанной перепонки, которые передаются среднему и внутреннему уху. Таким образом, п отпошснип наружного уха барабаппая перепонка представляет собой приемник чвука. Другой способ звукоприсма во внешнем слуховом канале, а именно в01б>ждеш1е его стенок

и передача колебапнй на внутреннее ухо височной костью (костная проводн-ыость), в нбрыальпых условиях имеет второстепенное значенне

Барабаннан перепонке - это мембрана. Для того, чтобы вызвать ее колебание, необходимо приложить силу. Эта сила отределяется как разность звукового давления по обепм сторонам мембраны н может быть выражена в рнде

где 5.фф--эффективная площадь мембраны. Звуковое давление за барабанной перепонкой определяется внешним звуковым по ем лишь в той мере, в какой от него зависит звуковое давление перед ме браиой. Иначе (т. е. без барабанной перепонки) воздушная полость внутреннего уха прн нормально закрытой евстахиевой трубе была бы педоступва для внешнего звукового поля. Таким образом, в выражении (8). определяюшем силу Л единственной переменной величиной явлиетси ре, следовательно, практически

F пропорционально £д. (9)

Приемник звука, у которого действующая на одну сторону мембраны сила зависит только от звукового давления, называется приемником давления (Райхврдт, 1968; Ашофф. 1968: Кремер, 1971). В этом смысле барабанная перепонка представляет собой приемник давления. Воспринимаемой (входной) величиной и адекватному этой величине раздражению органа слуха прн приеме звука, распространяющегося по воз.1уху. служит звуковое давленпе у барабанной перепонки ptit).

Барабанная перепонка как приемник звука помещается в ко1ще слухового канала. Если приближенно представить слуховой капал в виде трубы равномерного диаметра, имеющей акустические жесткие стенки, то распространение звуковой волны внутри нее можно описать уравнениями длинной липни. Для случаи .пинпп с малыми потерями, иа вход которой подается синусоидальный сигнал, уравнении принимают вид:

р (/) = PC ch V; + Рб sh V/: (10>

?(/)2CChv/ + £Cshv;. (11)

где Ре н - соответственно звуковое давление н объемная скорость на нагрузке линии, т. е. в нашем случае -в эквивалентной плоскости барабанной перепонки (рис. 32). Из-за небольшого паклопа барабанной перепонки положение плоскости отределяется с точностью ±2 мм;

акустическое волновое сопротпвлепне ливни, определяемое формулой

2,=-. (12)

Где го - характеристическое сопротивление воздуха; S -площадь сечении воздушного столба;

Ze - акустическое сопротивление нагрузки, т. е. отношение среднего со-протпвлепня барабанной перепонки к площади сечения линии:

- до £0 5

Уравнения длинной лннпн в прпведенпон виде справедливы для случая, когда вдоль трубы ножет распространяться только плоская волна. Верхняя граничная частота, для которой удовлетворяется это условие при диаметре

трубы 8 мм. рассчитана Ску-чнкоы (1954) и равна 23 кГц. Таким образом, условие, прн котором уравнение справедливо, лежит выше интересующего нас диапазона частот. Предполагаем далее, что стенки слухового канала об.тадают акустическими свойствами. Согпаспо Бекеши (1932) акустическое сопротнв.1еиие кожного покрытия приблизительно соответствует сопротивлению поверхности воды. Новейшие исследования подтвердили этот вывод (Крюкель. 1972). Поэтому можно считать, что коэффициент отражения звука от стенок слухового каната приблизительно равен единице Более по-робные сведения об отражающих свойствах стенок сау- Рис. 32. Слуховой канал (а), эквивалентная хового каната приведены в труба (б) я схеыа электрического анало-книге Метна (1946). Затухания га (в)

волны в слуховом канале из-за влияния воюс невелики. Поэтому в уравнениях (10) и (11) они не учтены.

Уравнеиня (10) н (11) показывают, что распределение давления, а также объемной или колебательной скорости звука в Tpv6c зависит только от нагрузки. Функцию передачи звукового дав.1еяия от данной точки канала до барабанной перепонки можно представить в виде

[1 наоборот, по заданной фУпкции(/) можно, естественно, рассчитать потное сопротивление барабанной герепоикн. Предполагая, что звук распространяется без потерь, выражение (14) можно упрощенно записать в виде Р6 I

d (/) = -тг--z[-: ( >

cospz + ysinp; ?б

здесь вместо комплексного коэффицнепта распространения у фигурирует волновое число р=2п/А,.

Таким образом, если известно полное сопротивление барабанной перепонки, то с помощью уравнения (15) можно рассчитать функцию передачи звукового давления от входа слухового каната до барабанной перепонки. Кроме того, расчетным путем можно определить входное полное сопротивление слухового канала, являющееся сопротивлением нагрузки ушной раковины. Для полного сопротивления линии без нотсрь в какой-либо точке имеем:

Z(/)= zl (>

Измерения полного сопротивлении барабанной перепонки широко осве-шены в литературе (Трегер. 1930; Геффкеи. 1934; Ветцман и Кайбс. 1936;