Высокочастотная и игровая тимпанометрия в исследовании слуха у детей раннего и дошкольного возраста

Термины иммитанс, импеданс и адмиттанс

«Иммитанс» - это сборный термин для понятий «импеданс» (сопротивление) и «адмиттанс» (податливость, проводимость). Импеданс (измеряется в Омах) - это сопротивление, которое встречает энергия, проходящая через определенную среду, а адмиттанс – это, следовательно, легкость, с которой энергия течет в среде. Единицей измерения адмиттанса является величина, обратная Ому – mho; возможно также измерение в см³.

Акустический импеданс - это сопротивление, которое встречает на своем пути звуковая волна, проходящая через структуры наружного и среднего уха к рецепторам улитки. Акустический импеданс среднего уха складывается из величин импеданса наружного слухового прохода, барабанной перепонки и цепи слуховых косточек. Понятие, противоположное акустическому импедансу - акустический адмиттанс - это легкость прохождения звуковой волны через систему уха.

Чем больше величина акустического адмиттанса, тем больше энергии проходит через структуры уха. Чем меньше величина акустического импеданса, тем выше резонаторные способности барабанной перепонки, тем легче звукопроводящая система приходит в колебательное движение под влиянием энергии звуковых волн.
Современные анализаторы среднего уха основаны не на измерении количества отраженной энергии - импеданса, а, наоборот, на определении энергии, «пропускаемой» средним ухом. Поэтому использование термина «акустическая импедансометрия» является данью традиции, так как в настоящее время принято определять и демонстрировать не акустическое сопротивление (акустический импеданс) среднего уха, а обратную ему величину - акустическую проводимость (адмиттанс). Ее измеряют при изменении давления воздуха в наружном слуховом проходе (тимпанометрия) или при возникновении рефлекторных сокращений стременной мышцы (акустическая рефлексометрия). Акустическую проводимость обычно выражают в единицах объема эквивалентной воздушной камеры: чем больше объем воздушной камеры, тем больше ее акустическая проводимость, которую измеряют с помощью электроакустических мостовых измерительных схем в условиях обтурации наружного слухового прохода. Измерение акустической проводимости (акустического адмиттанса) осуществляют с помощью «зондирующего» звукового тонального стимула.
В настоящее время регистрация акустического адмиттанса является рутинной частью батареи аудиологических тестов. Различные патологические процессы приводят к изменению характеристик адмиттанса. По их соотношению можно отдифференциировать причины, лежащие в основе тех или иных состояний. Величина адмиттанса среднего уха падает при воспалительных и рубцовых процессах в среднем ухе, при появлении в барабанной полости экссудата и крови, при кровоизлияниях в барабанную перепонку, ее перфорациях или втянутости, возникающей при нарушении вентиляционной функции слуховой трубы, при отосклерозе и других механических факторах, препятствующих звукопроведению.
В целом, импедансометрия позволяет провести дифференциальную диагностику патологии среднего уха и получить представление о функции проводящего пути слухового анализатора до уровня перекреста слухового пути.

Принцип работы тимпанометра

Тимпанометрия - непрерывная регистрация изменения податливости (проводимости) системы среднего уха в процессе искусственно создаваемого дозированного перепада давления воздуха в наружном слуховом проходе.

Иммитансный прибор состоит из воздушного насоса, зонда с усилителями, микрофона и манометра. Зондовый тон непрерывно поставляется в ухо через зондовые усилители, а акустический иммитанс уха анализируется путем мониторирования уровня звукового давления зондового тона в слуховом проходе при использовании зондового микрофона.

При оптимальных для слуха условиях прохождения звука, небольшое количество звуковой энергии отражается от барабанной перепонки - начального отдела среднего уха. Однако, при менее благоприятных условиях, большая часть поставляемого зондового тона отразится обратно в зондовый микрофон. Результат отражений зондового тона сравнивается с нормальными ответами среднего уха.
Системный ответ на входящий звук определяют три основные качества: жесткость элементов, их масса и трение. Компоненты массы и жесткости находятся в зависимости от частоты звука, действующего на данную систему. Чем выше частота, тем больше сопротивление, оказываемое ему данной массой. Компонент жесткости обратно пропорционален частоте. Звуковые колебания, действующие на барабанную перепонку, вызывают ее вибрацию, частично проходят через нее и частично отражаются от ее поверхности. При этом отраженные звуковые колебания оказываются уменьшенными по амплитуде и сдвинутыми по фазе. Сдвиг фазы зависит от жесткости колеблющейся системы. Таким образом, измеряя интенсивность (или амплитуду) и сдвиг фазы отраженного барабанной перепонкой звука, можно судить о величине акустического импеданса звукопроводящей системы. В нормальных условиях суммарная жесткость создается натяжением барабанной перепонки и других структур среднего уха - слуховых косточек, связок и мышц. Известное значение имеют натяжение кольцевой связки стремени и мембраны окна улитки, а также акустическое сопротивление жидкостей и тканей внутреннего уха.

Зондовый тон 226 Гц

Величина сопротивления (а, следовательно, и проводимости) зависит не только от состояния среднего уха, но и от частоты и интенсивности подаваемого тона. На высоких частотах импеданс больше зависит от массы системы проведения звука, на низких - больше определяется жесткостью структур среднего уха. В качестве зондирующего тона в большинстве приборов используется низкочастотный тон 226 Гц. Значения импеданса при этом максимальны и изменения наиболее выражены. Кривые при 226 Гц обычно имеют единичный пик и, как результат, легкие для интерпретации тимпанограммы.
Большинство диагностических иммитансных приборов предлагают только 226 Гц зондовый тон, хотя было показано, что другие зондовые частоты могут давать отличающиеся результаты. В некоторых моделях акустических импедансометров предусмотрено измерение акустической проводимости при более высоких частотах зондового тона - 660, 675, 800, 1500 и 2000 Гц или изменение частоты зондового тона в автоматическом режиме (многочастотная тимпанометрия, МЧТ).
При высокой частоте зондирующего тона (660-675 Гц и выше), дополнительно используемой в ряде импедансометров, идентифицируются еще два типа кривых, возникающих при снижении резонансной частоты тимпано-оссикулярной системы: D - тимпанограмма с двумя близко расположенными и достаточно острыми пиками (характерна для состояний, ведущих к потере эластичности барабанной перепонкой) и Е - тимпанограмма с двумя (реже более) пиками, достаточно далеко отстоящими друг от друга и имеющими закругленные вершины (наблюдается при разрыве цепи слуховых косточек).

Многочастотная тимпанометрия

Многочастотная тимпанометрия (MFT, МЧТ) - это метод, при котором зондовый тон проходит через серию частот, например, от 250 до 2000 Гц. При использовании MЧТ возможно определение резонансной частоты системы среднего уха (основная резонансная частота у взрослых - около 900 Гц).
Изменения в резонансной частоте иногда используются для оценки патологии системы среднего уха у взрослых, особенно цепи слуховых косточек.
Проведение тимпанометрии в многочастотном режиме и тестирование здоровых лиц выявило, что диапазон резонансных частот у них составил от 800 до 1200 Гц. У всех исследуемых больных отосклерозом диапазон резонансных частот находится выше, чем диапазон резонансных частот, определяемых у здоровых лиц. Диапазон резонансных частот, регистрируемых у пациентов с сенсоневральной тугоухостью, всегда находится в области средних частот и не отличается от диапазона у здоровых лиц. При состояниях после стапедопластики или нарушении цепи слуховых косточек многочастотные исследования выявили смещения резонанса в сторону более низких частот. Исследования показали, что мультичастотная тимпанометрия позволяет четко дифференцировать между собой заболевания, сопровождающиеся кондуктивной тугоухостью, а также различать кохлеарный отосклероз и первичную сенсоневральную тугоухость. Важным является и то, что этот метод позволяет получить информацию о ранних патологических изменениях в структуре среднего уха, нередко до выявления изменений при выполнении других известных функциональных методов исследования, являясь при этом неивазивным и не требующим активного участия пациента в процессе исследования.
Наиболее демонстративные кривые при МЧТ регистрируются в случаях разрыва цепи слуховых косточек при изменении частоты «зондирующего» тона от 100 до 2000 Гц (Wada H. et al., 1989).

Проблемы проведения тимпанометрии в детской практике

Тимпанометрия, позволяющая обнаружить патологию среднего уха и уточнить ее характер, является ценным объективным методом, применяемым в комплексной диагностике слуха. Однако проведение тимпанометрии у детей значительно сложнее, чем у взрослых и имеет свои особенности в каждой возрастной группе.
Причинами, ограничивающими или затрудняющими широкое использование тимпанометрии в детской практике, являются: недостоверность тимпанограмм у детей раннего возраста и неусидчивость детей дошкольного возраста.

Тимпанометрия с использованием высокочастотного зондового тона у детей раннего возраста

В настоящее время активно внедряются в практику универсальные программы скрининга слуха у новорожденных. При этом для постановки окончательного диагноза, при отрицательном результате скрининга с использованием регистрации различных классов отоакустической эмиссии и слуховых вызванных потенциалов требуется проведение тимпанометрии. Однако тимпанограммы с использованием стандартного низкочастотного зондового тона у детей первых лет жизни не являются информативными и достоверными. В литературе имеются сообщения о детях от 6 месяцев до года, демонстрирующие появление нормальных 226-Гц тимпанограмм даже при подтвержденной патологии среднего уха. Также в этой возрастной группе возможно получение патологических 226-Гц тимпанограмм (тип В) при нормальном состоянии среднего уха и получение сложных тимпанограмм с зубцами, которые представляют собой проблему для интерпретации.
Тимпанограммы, зарегистрированные у детей первых лет, ясно показывают разницу с тимпанограммами, полученными от взрослых. Это объясняется, в первую очередь, тем, что между анатомией среднего уха детей раннего возраста и взрослых имеются существенные различия.

Особенностями морфологического строения среднего уха у новорожденных и детей раннего возраста являются следующие:
1. До 6 месяцев не развит костный отдел наружного слухового прохода.
2. Наружный слуховой проход заполнен казеозной смазкой (vernix caseosa) и, в некоторых случаях, мекониумом.
3. Наружный слуховой проход спавшийся, барабанная перепонка утолщенная, расположена горизонтально, опознавательные контуры не видны до 1 года.
4. В барабанной полости находится миксоидная ткань (эмбриональная рыхлая, студенистая соединительная ткань, с небольшим количеством кровеносных сосудов).
5. Не везде развита стенка канала лицевого нерва.
6. Слуховая труба короткая, широкая, не имеет изгибов, расположена горизонтально.
7. Не развит сосцевидный отросток; пневматизация сосцевидного отростка в основных чертах заканчивается к 5-7 годам.
8. Развита пещера сосцевидного отростка (antrum).
9. Широкий ход в пещеру (aditus ad antrum).
10. В височной кости имеются дигисценции: каменисто-чешуйчатая щель (fissura petrosquamosa) и каменисто-сосцевидная щель (fissura petromastoidea).
11. Пещера окружена детской диплоэтической костью, заполненной красным лимфатическим костным мозгом.
12. Слизистая оболочка надбарабанного пространства тесно связана с сосудами и нервами твердой мозговой оболочки средней черепной ямки.

По мере роста ребенка, морфологическое строение среднего уха постепенно приближается к строению уха взрослого человека.

Изменения наружного и среднего уха после рождения включают:
  • увеличение размеров наружного уха, барабанной полости и сосцевидного отростка
  • изменение положения барабанной перепонки
  • смыкание барабанного кольца
  • уменьшение общей массы среднего уха (обусловленное изменениями плотности слуховых косточек и потерей мезенхимы)
  • уплотнение суставов слуховых косточек
  • уплотнение соединения стремени кольцевидной связкой
  • формирование стенок наружного слухового прохода

Этот непрерывный динамический процесс роста уха вызывает механические изменения, влияющие на тимпанограмму. Общепризнано, что изменение системы наружного и среднего уха отражается на акустических ответах в первые 2 года после рождения.
Также, величина акустического сопротивления (а, следовательно, и проводимости) зависит не только от состояния среднего уха, но и от частоты и интенсивности подаваемого тона. На высоких частотах импеданс больше зависит от массы системы проведения звука, на низких - больше определяется жесткостью структур среднего уха. При использовании МЧТ или единичных высокочастотных зондовых тонов, многие исследователи пришли к выводу, что тимпанометрия с использованием высокочастотного зондового тона может точно определить патологию среднего уха. При этом, если МЧТ и дает больше информации, то доказанное неудобство (замедленность) ограничивает ее использование в детской популяции.
Дальнейшие исследования показали, что лучший выбор тимпанометрической зондовой частоты для детей в возрасте до 6 месяцев - это 1000 Гц, а низкочастотная тимпанометрия в этой возрастной группе недостоверна и не должна использоваться. Это особенно важно в свете развития универсальных программ скрининга слуха у новорожденных. При отрицательном результате скрининга с использованием регистрации различных классов отоакустической эмиссии и слуховых вызванных потенциалов требуется проведение высокочастотной тимпанометрии.
Многие авторы рекомендуют, чтобы высокочастотные иммитансные измерения были включены в батарею тестов для идентификации любой патологии слуха маленьких детей, но тимпанометрия и регистрация акустического рефлекса наиболее эффективны, когда они интерпретируются вместе с поведенческими порогами и результатами регистрации СВП и ОАЭ.
1000-Гц зондовый тон доступен в клинических анализаторах среднего уха с опцией высокочастотной тимпанометрии, например в приборах MI 34 Н и MI 44 (MAICO, Германия).
Проведение высокочастотной тимпанометрии для исследования среднего уха у детей раннего возраста представляет собой большую диагностическую ценность, так как отрицательные результаты скрининга могут быть результатом патологии наружного и среднего уха.

В общих чертах, текущие рекомендации в литературе включают следующее:
  • У детей в возрасте меньше 4-7 месяцев для определения патологии среднего уха должен быть использован 1000-Гц зондовый тон.
  • Акустические рефлексы дополняют тимпанометрию и должны быть представлены в нормальных ушах, когда применяется 1000-Гц зондовый тон.
  • При использовании зондирующего тона частотой 1000 Гц, отсутствие различимого пика на тимпанограмме - признак наличия экссудата в полости среднего уха у детей в возрасте до 6 месяцев.

Проведение тимпанометрии у детей дошкольного возраста

Дети дошкольного возраста могут бояться исследования, беспокойно себя вести или болезненно реагировать на изменения давления в наружном слуховом проходе. Важно отвлечь внимание ребенка и заставить его не думать об исследовании. Поэтому придание исследованию игровой формы может существенно облегчить его проведение.
Специально для этой возрастной группы фирмой MAICO (Германия) разработаны цветные, адаптированные к детскому возрасту и простые в управлении приборы «Race car» (Гоночный автомобиль) и «Little car» (Маленький автомобиль), которые превращают проведение тимпанометрии в приятную и забавную для детей процедуру. Изображение на жидкокристаллическом экране прибора движущегося автомобиля сохраняет внимание ребенка во время проведения теста.
В приборе «Little car» автомобиль на экране «едет по дороге» и «въезжает в гараж». В приборе «Race car» если ребенок не говорит и не вертит головой, автомобиль доезжает до финиша и ребенок «выигрывает гонки». Если проведение теста срывается, то у автомобиля «спускаются шины» и ребенку приходиться продолжить «гонки». Если ребенок успешно прошел исследование, на экране появляется изображение «финиша», «приветствие толпы», а затем и результат тимпанометрии. Ребенку нравиться проведение исследования, так как он чувствует себя водителем гоночного автомобиля и награждается наклейкой «гонщика».
Меню приборов позволяет легко сменить тест с автомобилями для детей на обычный тест измерения импеданса у лиц старшего возраста.
Чем раньше у ребенка будет выявлено нарушение слуха, тем выраженнее будет результат лечения и реабилитации. Применение простых в управлении и адаптированных для детей приборов для исследования слуха должно шире внедряться в сурдологическую практику.

Литература
  • Королева И.В. Диагностика и коррекция нарушений слуховой функции у детей раннего возраста. С-Петербург, 2005. 
  • Таварткиладзе Г.А., Шматко Н.Д. Диагностика и коррекция нарушенной слуховой функции у детей первого года жизни. Методическое пособие М., 2001. 
  • Чистякова В.Р. Отоантриты у новорожденных и грудных детей (клиника, диагностика, лечение). Методические рекомендации. Российский Государственный Медицинский Университет, 1999. 
  • Щербаков В.А. Мультичастотная тимпанометрия как метод дифференциальной диагностики заболевания уха. IV Международный симпозиум "Современные проблемы физиологии и патологии слуха" Суздаль, 19-21 июня 2001, с.204.
  • Wilson RH, Margolis RH: Acoustic-reflex measurements. In Musiek ME, Rintelmann WF, eds., Contemporary Perspectives in Hearing Assesment. Boston, MA: Allyn and Bacon, 1999.
  • Hunter LL, Margolis RH: Multifrequency tympanometry: Current clinical application. AJA 1992; 1:33-43.
  • Marchant CD, McMillian PM, Shurin, PA: Objective diagnosis of otitis media in early infancy by tympanometry and ipsilateral acoustic reflex thresholds. J Pediatr 1984; 109:590-5.
  • Shurin PA, Pelton SI, Klein JO: Otitis media in the newborn infant. Ann Otol Rhinol Laryngol 1976; 85 (Suppl. 25): 216-222.
  • Shurin PA, Pelton SI, Finkelstein J: Tympanometry in the diagnosis of the middle-ear effusion. N Engl J Med 1977; 296: 412-417.
  • Shanks JE, Lilly DJ: An evaluation of tympanometric estimates of ear canal volume. J Sp Hear Res 1981; 24: 557-566.
  • Meyer SE, Jardine CA, Deverson W: Developmental changes in tympanometry: A case study. Brit J Audiol 1997; 31: 189-195.
  • Keefe DH, Levi E: Maturation of the middle and external ears: Acoustic power-based responses and reflectance tympanometry. Ear Hear 1996; 17: 361-73.
  • Holte L, Margolis RH, Cavanaugh RM Jr.: Developmental changes in multifrequency tympanograms. Audiology 1991; 30: 1-24.
  • Gates GA, Stewart IA, Northern JL, et al.: recent advances in otitis media. Diagnosis and screening. Ann Otol Rhinol Laryngol Suppl 1994; 103: 53-7.
  • Purdy SC, Williams MJ: High frequency tympanometry: A valid and reliable immittance test protocol for young infants  New Z Audiol Soc Bulletin 2000; 10: 9-24.
  • Sutton G, Baldwin M, Brooks D et al.: Tympanometry in neonates and infants under 4 months: A recommended test protocol. 2002; the Newborn Hearing Screening Programme, UK, 2002; online at www.nhsp.info.
  • Margolis RH, Bass-Ringdahl S, Hanks WD, et al: Tympanometry in newborn infants: 1-kHz norms. JAAA 2003; 14(7): 383-392.
  • Kei J, Allison-Levick J, Dockray J, et al.: High-frequency (1000 Hz) tympanometry in normal neonates. JAAA 2003; 14 (1): 20-28.
  • Johannes Lantz, Michelle Petrak, Laura Prigge. Using the 1000-Hz probe tone for immitance measurements in infants. The Hearing Journal, October 2004, Volume 57, Number 10.