Fisiología de la Audición

Mecanismos Conductivos

2014

Flga. Mg. Carolina Verdugo L. verdugo.caro@gmail.com

Anatomía

-Forma parte de los 22 huesos que componen el cráneo.- Forma la porción inferior lateral del cráneo.- Esta divido en 5 porciones anatómicas:

- Escamosa- Mastoidea- Petrosa- Timpánica- Estiloidea

Hueso Temporal

Anatomía

Porción escamosa: Su superficie inferior forma el techo y parte de la pared posterior del canal auditivo.

La mandíbula se une al hueso temporal adelante del canal auditivo, cercano a la base del proceso zigomático, formando la articulación temporomadibular.

Porción mastoidea: se encuentra por detrás y abajo de la porción escamosa, formando la porción posterior del hueso temporal. Contiene celdillas aéreas interconectadas cuyo tamaño, forma y número es variable.

Hueso Temporal

AnatomíaPorción timpánica: forma el piso como también la pared anterior e inferoposterior del canal auditivo.

Porción estiloidea: proyección delgada y cilíndrica que comienza en la base del hueso temporal. Aunque no contribuye directamente en los mecanismos auditivos, es un punto de inserción para diversos músculos involucrados en la producción del habla.

Porción petrosa: contiene los órganos sensoriales de la audición y el equilibrio, además del conducto auditivo interno.

Hueso Temporal

Consideraciones previas

Los sonidos son afectados durante toda la vía desde la fuente sonora hasta nuestro oído.

La cabeza proyecta una sombra acústica (análoga a un eclipse) cuando está entre la fuente sonora y el oído examinado.

Esta sombra de la cabeza es significativa para las frecuencias sobre los 1500 Hz.

Consideraciones previas

El efecto de difracción a través de la cabeza crea zonas de sombra según la frecuencia difractada.

Esto provoca una diferencia de intensidad recibida en el oído que recibe sonido directo con respecto al oído que recibe sonido difractado.

Sin embargo, para sonidos de baja frecuencia este efecto es despreciable.

Oído externoEl pabellón auricular es una irregularidad de forma ovoidea, sumamente variable en forma y tamaño.

Está formado por una lámina de cartílago elástico cubierta por piel. Presenta algunos músculos indiferenciados los cuales son de naturaleza vestigial en el humano.

Presenta cierto número de depresiones, la más profunda recibe el nombre de concha, que al igual que el conducto auditivo externo, contiene glándulas sebáceas.

El borde, que demarca el contorno del pabellón, se denomina hélix.

El lóbulo, que esta desprovisto de cartílago, está formado por tejido fibroso y grasa.

Pabellón Auricular

Oído externoAl pabellón se le atribuye tradicionalmente la canalización del sonido en el canal auditivo y el incremento de la localización.

La sensibilidad auditiva no es afectada cuando el pabellón es “bypasseado” de la conducción del sonido mediante tubos en el canal o cuando las depresiones son selladas.

La función de canalización del sonido no es significativa en el pabellón humano.

La más grande contribución del pabellón es en la campo de la localización de la fuente sonora.

Oído externoTanto la cabeza, pero principalmente el pabellón auditivo, modifican el espectro de los sonidos en dependencia del ángulo de incidencia del sonido con respecto a la cabeza.

Las variaciones espectrales producidas por el pabellón son importantes claves direccionales para determinar:

- Elevación de una fuente sonora.

- Distinciones adelante/atrás.

- Extracanalización.

Oído externoLos efectos del pabellón son importantes cuando debemos localizar sonidos mientras escuchamos monoauralmente.

Al escuchar sólo por un oído no podemos usar las diferencias interaurales disponibles en la audición binaural.

También, cuando la fuente sonora esta ubicada en el plano medio de la cabeza las diferencias interaurales son mimizadas.

Oído externoConducto Auditivo Externo

El CAE mide unos 25mm o más de longitud, se extiende irregularmente, desde la concha del pabellón a la membrana timpánica.

Tiene un diámetro cercano a 0.7 cm en la entrada, con un diámetro promedio horizontal de 0.65 cm y 0.9 de diámetro vertical.

Su porción externa es en gran parte cartilaginosa, mientras que la interna, la más larga, es ósea.

Está revestido por piel del pabellón auricular y, en su porción cartilaginosa, presenta folículos pilosos y glándulas sebáceas y ceruminosas.

Se estrecha en la unión de las porciones cartilaginosas y óseas y en el istmo, cerca de su extremo interno.

Oído externoLos sonidos que ingresan al CAE son afectados por sus características acústicas.

El CAE podría ser concebido como un tubo abierto en un extremo, por lo tanto posee frecuencia de resonancia.

Sin embargo, el CAE es demasiado irregular para ser considerado un simple tubo. Además, el tímpano y las paredes del canal son absorbentes más que rígidas.

Oído externoEl nivel de máxima resonancia es demasiado amplio a diferencia de lo que podríamos encontrar en un tubo rígido.

Las características resonanciales del CAE amplifican el nivel de los sonidos alrededor de 15 dB, en las frecuencias entre 2000 y 5000 Hz.

Oído externo

Funciones:

• Conduce ondas sonoras hacia membrana timpánica.

• Sistema mecánico de defensa.

• Sistema químico de defensa (pH 5 – 6.8)

• Amplificación, por resonancia, de frecuencias entre 2000 – 7000 Hz.

• Cerca del tímpano equivale a 15 – 20 dB en 2500 Hz.

Oído externoMembrana Timpánica

La membrana timpánica posee un diámetro vertical cercano a 0.8-1.0 cm y horizontalmente de 0.8-0.9 cm aprox.

Su cara externa está cubierta de epidermis, y la interna por la mucosa del oído medio. Presenta una lámina fibrosa intermedia.

Presenta una concavidad externa y el punto máximo de este amplio cono es conocido como umbo. Su desplazamiento interno se asocia a la unión con el mango del martillo.

Oído externo El martillo se dirige hacia arriba ubicándose en la posición de la 1 en punto en el oído derecho y en el izquierdo a las 11 en punto.

Oído externoLa prominencia del martillo divide la membrana en la pars fláccida ubicada en el extremo superior y la pars tensa inferiormente.

Oído externoSi la membrana timpánica actúa de la misma forma que un pistón, la fuerza ejercida sobre el mango del martillo es proporcional a la presión sonora en la membrana timpánica.

Las mediciones de la velocidad de vibración del mango del martillo también corresponden a mediciones de la habilidad de la membrana en convertir el sonido en dichas vibraciones.

En algunos sujetos que sufren de patologías que afectan la membrana, dicha estructura es reemplazada por cartílago, lo que afectaría el normal desplazamiento de la misma.

Oído MedioRelaciones anatómicas

Está formado en gran parte por un espacio aéreo, la cavidad timpánica del hueso temporal, que contiene los huesecillos.

Está en comunicación con: las celdillas mastoideas y el antro mastoideo, y la nasofaringe (por medio de la trompa de Eustaquio).

La mucosa del oído presenta un epitelio cúbico, que en la porción de la trompa de Eustaquio se hace del tipo respiratorio.

Oído MedioRelaciones anatómicas

Oído MedioTrompa de Eustaquio

La trompa de Eustaquio sirve para ecualizar la presión de aire en ambos lados del tímpano.

Conducto que se extiende desde la porción anterior de la caja timpánica hasta la rinofaringe.

Se compone de dos porciones:

a.- Porción externa ósea:

- Es una extensión del oído medio, por lo tanto infecciones del OM pueden extenderse hacia esta zona.

- La mucosa de esta porción esta firmemente adherida y consiste en un epitelio cilíndrico ciliado bajo similar al oído medio.

Oído Mediob.- Porción Cartilaginosa:

- Esta rodeada de cartílago y tejido blando.

- La membrana mucosa es más alta, ubicada sobre una submucosa bien desarrollada similar a la nasofaringe.

- Las glándulas ceruminosas son abundantes, especialmente en la porción nasofaríngea.

- Estás células entregan un manto mucoso que es movilizado por una corriente ciliar hacia la nasofaringe.

Oído Medio

Oído Medio

Oído MedioCadena osicular

La energía sonora que impacta el tímpano es conducida hacia el oído interno a través de los huesecillos, los cuales son los huesos más pequeños del cuerpo.

Son tres pequeños huesos llamados martillo, yunque y estribo, que se encuentran envueltos por la mucosa del oído medio.

La cadena osicular esta suspendida en el oído medio por:

- una serie de ligamentos

- tendones de dos músculos intratimpánicos

- unión del martillo al tímpano y del estribo a la ventana oval.

Oído Medio

Oído Medio

Oído MedioAdaptador de impedancias

• El sonido alcanza el oído por medio del aire. Por otra parte, el Órgano de Corti contiene en su interior fluidos cocleares, los cuales son comparables al agua del mar.

• La diferencia entre estos medios es de considerable importancia para entender el mecanismo de la audición.

El aire ofrece menos oposición o impedancia al paso del sonido que el agua.

• Debido a que la impedancia del agua es mayor que la del aire, existe un desajuste de impedancias en el limite de ambos medios.

Oído Medio• El sonido experimenta un incremento sustancial en

la oposición a su transmisión en la superficie del agua y de esta forma gran parte de esta energía se refleja.

• El desajuste de impedancias entre el aire y los fluidos cocleares tiene el mismo efecto.

• El oído medio sirve como un adaptador de impedancias que hace posible que la energía del sonido sea eficientemente transmitida desde el aire a la cóclea.

Oído Medio• La energía que puede ser transmitida desde el

aire a la cóclea es aproximadamente 0.0001.

• Sólo el 0.1% de la energía aérea podría ser transmitida a la cóclea, mientras el 99.9% podría ser reflejada de vuelta.

• Diversos factores contribuyen a cumplir la función de adaptador de impedancias del oído medio.

Oído Medio1. Relación de Áreas

• La presión (P) es igual a la fuerza (F) por unidad de área (A), es decir P=F/A.

• Si ejercemos la misma presión sobre dos áreas, una de las cuales es 5 veces más grande que la otra, entonces la presión en la superficie más pequeña podría ser 5 veces más grande.

Oído Medio• El área del tímpano (64.3 mm²) es

sustancialmente más grande que la de la ventana oval (3.2 mm²).

• La relación de área entre el tímpano y la ventana oval podría ser 64.3/3.2 = 20.1 a 1.

• La relación de área podría amplificar la presión en un factor de 20.1.

Oído Medio

• Para las frecuencias de hasta 2000 Hz la membrana se mueve como un pistón y el desplazamiento mayor se produce inferiormente.

• Sobre los 2000 Hz la membrana vibra en forma aislada más que en forma sincrónica con respecto al martillo.

• Cerca de los 2000 Hz la membrana vibra delimitando contornos de igual desplazamiento.

2. Mecanismos de vibración de la membrana (Békésy, 1941).

Oído Medio2. Mecanismos de vibración de la membrana

(Tonndorf y Kanna, 1970)

• Reevaluaron el rol de la membrana usando estudios Holográficos del tímpano del gato.

• La Holografía es un método óptico que muestra contornos de igual amplitud como líneas alternadas brillantes y oscuras.

• Los contornos demuestran que el tímpano no se mueve como una placa rígida.

• Existen dos áreas de máximo desplazamiento. Dicho patrón se mantiene hasta los 1500 Hz.

• El patrón comienza a restringirse en las altas frecuencias. Por sobre los 3000 Hz se observan sub-patrones más complejos.

Oído Medio• El patrón vibratorio de contornos podría

amplificar la presión en un factor de 2.

Oído Medio2. Mecanismos de vibración de la membrana

(Helmholtz, 1868)

• La membrana contribuye a la efectividad del adaptador de impedancias del OM a través de un mecanismo de palanca.

• El borde del tímpano está firmemente adherido al annulus, para luego curvarse hacia abajo, uniéndose al martillo, el cual es móvil.

• Un incremento de fuerza desplaza la membrana con una gran amplitud, que desplaza el mango del martillo.

• Debido a que los productos de fuerza y distancia en ambos lados de la palanca son iguales (F1D1=F2D2), la pequeña distancia recorrida por el mango del martillo es acompañada de una fuerza mucho mayor.

Oído Medio• 3. Cadena osicular:

• La cadena osicular está delicadamente balanceada en su centro de gravedad, por lo tanto la inercia del sistema es mínima.

• Como resultado la cadena actúa como palanca sobre este eje.

• La relación de palancas podría amplificar la presión en un factor de 1.3.

Oído Medio

• El martillo constituye el brazo largo de esta palanca ósea y el yunque el brazo corto.

Oído Medio3. Cadena osicular

• El estribo se mueve diferenciadamente en respuesta a la intensidad del estímulo sonoro.

• A intensidades moderadas la platina del estribo se mueve como un pistón en la ventana oval, con una gran amplitud anterior.

Oído Medio• Si la estimulación es intensa se produce la

rotación de la platina alrededor de un eje longitudinal.

• El balanceo del estribo alrededor de un eje longitudinal reduce la energía transmitida a la cóclea.

Oído Medio

Oído Medio•El oído ante sonidos intensos potencialmente dañinos pone en marcha mecanismos defensivos (resistencia de la cadena osicular a la movilización).

•Existen dos músculos con sus correspondientes reflejos que reaccionan a los sonidos de alta intensidad de forma bilateral aunque el estímulo sea solo de un lado.

•La contracción de ambos músculos aumenta la rigidez de la cadena como también del tímpano. El efecto de ambos músculos es disminuir la cantidad de energía conducida a través de la cadena osicular.

Oído Medio•El músculo del estribo ejecuta un reflejo polisináptico que corresponde a 4 neuronas.

Oído MedioMedición del reflejo acústico

•La evaluación del reflejo involucra la presentación de un estimulo tonal capaz de elicitar una respuesta refleja del músculo del estapedio.

•Al ser un reflejo de protección provocará un aumento de la impedancia del sistema, la cual puede ser monitoreada usando la misma instrumentación.

Oído Medio

Conducción Ósea• Transmisión del sonido a la cóclea

a través de los huesos del cráneo.

• Un sonido debe ser lo suficientemente potente para causar la vibración de los huesos, o el estímulo debe ser entregado a través de un vibrador.

• Un sonido debe exceder al menos los 50-60 dB. antes de alcanzar el umbral de conducción ósea.

Conducción Ósea• Se ha demostrado que tanto la conducción aérea

como ósea inician las mismas ondas viajeras en la cóclea.

• La actividad final en la cóclea es la misma sin importar el modo de entrada del sonido.

Conducción Ósea• Es necesario recordar que los huesecillos se mueven

lateralmente mas que desde el frente hacia atrás.

• Bárány encontró que para las bajas frecuencias la conducción del sonido fue máxima cuando el vibrador fue ubicado a los lados de la cabeza y mínima ubicado en la frente.

• La ubicación lateral hace que el cráneo vibre en la dirección del movimiento osicular, mientras que la ubicación lateral hace vibrar el cráneo perpendicularmente.

Conducción Ósea• Al estar los huesecillos suspendidos como un

péndulo, su inercia causa que se muevan cuando el cráneo éste es puesto en movimiento.

Conducción Ósea

• Lo anterior es importante en la otosclerosis, una patología en la cuál la pérdida auditiva se produce debido a la fijación del estapedio en la ventana oval.

• Aunque uno podría esperar que la conducción ósea esté alterada en las bajas frecuencias, la pérdida auditiva se produce alrededor de los 2000 Hz.

Conducción Ósea• Esto se debería a que la frecuencia de resonancia

de la cadena osicular en humanos se encuentra en los 2000 Hz.

• Este fenómeno es llamado Notch de Carhart (Carhart, 1950).

Conducción Ósea• Las contribuciones del oído externo a la conducción ósea

es a menudo llamada conducción ósea osteotimpánica.

• La vibración del cráneo irradia energía acústica en el CAE, lo cual hace vibrar su porción cartilaginosa.

• Estas radiaciones luego estimulan la membrana timpánica y finalmente la cóclea a lo largo de la ruta de conducción aérea.

• Se enfatizan las frecuencias bajas durante la oclusión de la parte cartilaginosa del CAE.

Fisiología de la Audición

Mecanismos Conductivos

2014

Flga. Mg. Carolina Verdugo L. verdugo.caro@gmail.com