Круглое окно

В доэкспериментальную эру круглое окно считалось местом проникновения звуковых волн в улитку. В про­тивоположность существовавшим взглядам Вебер (We­ber) в 1841 г. доказал, что звуковые волны в случае прохождения через круглое окно подверглись бы резко­му ослаблению при переходе из среды меньшей плотно­сти в более плотную среду - улитку. В настоящее время, спустя столетие, общепризнанным является, что круглое окно при нормальных условиях не имеет значе­ния для проведения звуковых колебаний во внутреннее ухо и лишь иногда выполняет эту роль при патологиче­ских условиях.

Значение изучения функции круглого окна, однако, возросло в связи с развитием микрохирургии среднего уха. Выяснилось, что манипуляции в области круглого окна при определенных условиях могут играть суще­ственную роль в отношении улучшения слуха. Кроме то­го, круглое окно является для отохирурга объектом микроскопических и микростробоскопических наблюде­ний. Мембрана круглого окна представляет собой как бы динамический манометр внутреннего уха, в большинстве случаев доступный для исследования. Основное значение круглого окна, по современным представлениям, заклю­чается в том, что оно отражает подвижность лабиринтной жидкости и в известной степени состояние колебательной способности улитки.

Большинство отологов и физиологов в настоящее вре­мя придерживаются точки зрения Вебера, утверждавше­го, что мембрана круглого окна является «податливым местом», которое дает возможность перемещаться жид­кости в лестницах улитки. Движения стремени кнутри вызывает перемещения лабиринтной жидкости, которая выпячивает мембрану круглого окна. Это перемещение необходимо для функционирования высокочувствитель­ных элементов улитки. Данные экспериментально-анато­мического исследования показывают, что водопровод улитки, пути лимфотока и оболочки слухового нерва, а также мягкие ткани внутри капсулы внутреннего уха не обладают достаточной способностью сжиматься, для того чтобы обеспечить беспрепятственное перемещение лабиринтной жидкости. Для изучения функции круглого окна существует ряд методов.

1. Гистологические исследования височных костей [Моос (Moos, 1871); Габерман (Habermann, 1901); Оппикофер (Oppikofer, 1907); Холпайк и Скотт (Scott, 1940)].
2. Функциональные опыты на животных, включающие блокиро­вание ниши круглого окна [Каллер, Финч и Джирден (Culler, Finch, Girden, 1933); Мильштейн, 1937; Уивер и Лоуренс, 1940)].
3. Хирургическая блокада ниши круглого окна у больных с од­новременным аудиометрическим исследованием (Хьюджсон и Кроу, 1932).
4. Прямая оптическая запись движений мембраны круглого окна при помощи прикрепленных к ней зеркал или кинофотосъемки с увеличением (Линк, 1943; Кобрак, 1949).

Клинические наблюдения и посмертные гистологиче­ские исследования височных костей показали, что ниша круглого окна может быть заполнена жировой тканью, нормальной или отосклеротической костью. Обследова­ние таких больных выявляет картину нормального слуха (исследование камертонами, шепотной речью и тиканием часов). В наблюдении, описанном Оппикофером, круг­лое окно было выполнено жировой массой. Холпайк и Скотт описали случай, когда мембрана круглого окна примерно на 70% была покрыта отосклеротической ко­стью, а оставшийся участок - фиброзной тканью.

Получить такую блокаду экспериментальным путем очень трудно. Если поместить в нишу круглого окна ка­кой-либо инородный материал (вату, смоченную мине­ральным маслом, гипс или каплю ртути), между мембра­ной круглого окна и материалом, заполняющим нишу, может оказаться пузырек воздуха. Это препятствует опыту, поскольку для того, чтобы мембрана круглого окна могла смещаться, достаточно минимального коли­чества воздуха. Было установлено, что для тона 1000 гц с интенсивностью 70 дб достаточно объемного смещения 3 Десятимиллионных частей куб. миллиметра, что соот­ветствует объему эритроцита (Уивер и Лоуренс, 1940). Какое гистологическое исследование, каким бы тщатель­ным оно ни было, может гарантировать отсутствие пу­зырька воздуха такого незначительного размера? Если же между заполняющим материалом и мембраной кругло­го окна не останется воздуха, то получается эксперимен­тальная блокада круглого окна. Мы пробовали пользо­ваться гипсом для фиксации мембраны круглого окна. Гистологическая оценка точности эксперимента невоз­можна, поскольку часть гипса растворяется при декаль­цинации. Во время острых опытов, однако, применялись функциональные тесты для определения эффекта блоки­рования круглого окна. Эксперименты на кроликах с по­дачей чистых тонов через воздух и через кость пока­зали, что при блокировании одного окна костная прово­димость не меняется. Полное отсутствие рефлекторной деятельности наблюдалось лишь при блокировании обеих окон. В качестве индикатора функции улитки использовался акустический рефлекс мышц барабанной полости.

Хирургическая блокада круглого окна на короткое время привлекла внимание исследователей в 30-х годах после того, как Хьюджсон и Кроу в 1932 г. сообщили об улучшении слуха три блокировании ниши круглого окна путем трансплантации периостальных лоскутов. Хьюдж­сон (1940) использовал тканевые лоскуты при 25 опера­циях у глухих больных. Он считал, что увеличение на­тяжения мембраны круглого окна повлечет за собой улучшение функции улитки. Однако полученные им аудиологические данные при критическом рассмотрении ока­зались неубедительными. Уишерт (Wishart, 1938) счи­тал, что отмеченные изменения слуха представляли со­бой лишь обычно наблюдаемые при повторных исследо­ваниях улучшения аудиометрических данных. Это мнение подтверждается тем, что улучшение аудиометри­ческих данных наблюдалось также со стороны неоперированного уха у тех же больных.

Каллер, Финч и Джирден (1933) использовали в сво­их экспериментах собак. Ниша круглого окна заполня­лась пробкой из мягкой резины, к которой прикрепля­лась нитка. Непосредственно после исследования функ­ции улитки пробу удаляли за нитку. Полученные ре­зультаты противоречат данным Хьюджсона. Функция улитки оказалась хуже при блокированном окне и лучше после удаления пробки; разница составляла около 10 дб. Эти данные, полученные при помощи электрических тес­тов, подтвердились при использовании условных рефлек­сов: получена та же разница в 10 дб. Каллер, Финч и Джирден объясняют данные, полученные Хьюджсоном и Кроу, как результат «электрического артефакта», воз­никшего вследствие изменения поверхностной проводи­мости улитки при наложении влажной ватки. Возможно, что «пробка» явилась хорошим проводником для про­хождения тока из улитки к электроду, помещенному в полости черепа. В опытах Каллера и сотрудников элек­троды приводились в соприкосновение с капсулой лаби­ринта. Эти исследователи пришли к выводу, что слух у животных понижается во всех случаях ограничения подвижности мембраны круглого окна, полной ее иммо­билизации и облитерации круглого окна.

Холпайк и Скотт, изучая токи действия контралатерального слухового пути, не нашли каких-либо сущест­венных изменений в функции улитки после закрытия ни­ши гипсом.

Эннен (1942), пользуясь другими экспериментальны­ми методами, получил такие же результаты. Он исполь­зовал реакцию Туллио у голубя в качестве индикатора стимуляции внутреннего уха. При экспериментальном закрытии круглого окна реакция Туллио не меня­лась.

Т.Н. Мильштейн (1937) использовала степень по­вреждения внутреннего уха, вызванного избыточным зву­ковым раздражением, в качестве теста для суждения о функции круглого окна. Она закрывала круглое окно одного уха и подвергала оба уха воздействию громких тонов. Акустическая травма наступила только в неопе­рированном ухе. Мильштейн пришла к заключению, что закрытие круглого окна оказывает защитное действие по отношению к улитке. Это - очень интересное наблюде­ние при условии, что во время операции на круглом окне не была повреждена цепь слуховых косточек или бара­банная перепонка.

Закрытие круглого окна влечет за собой лишь незна­чительные изменения реакции улитки на околопороговые звуковые сигналы, реакция на звуки чрезмерной интен­сивности значительно усиливается. Это явление нелегко объяснить с точки зрения физики, но оно подкрепляет точку зрения исследователей, рассматривающих круглое окно как образование, играющее защитную роль по от­ношению к улитке.

Оценивая работу Хьюджсона спустя 15 лет, можно сказать, что предложенное им хирургическое вмешатель­ство было оставлено, так как положительный резуль­тат этой операции никогда не был доказан и она поэто­му не получила общего признания. Однако вопрос о теоретических основах этой операции пока остается открытым. Эксперименты Линка, а также Мильштейн подтверждают концепцию Хьюджсона. Линк обследовал 6 больных с перфорациями барабанной перепонки, че­рез которые имелся доступ к нише круглого окна. При помещении в нишу ватного шарика, пропитанного мас­лом, изменения остроты слуха не наблюдалось. Однако при легком надавливании на этот шарик зондом у 4 больных отмечалось улучшение слуха. Наши на­блюдения подтверждают правильность этих данных. Давление на протез, помещенный в нишу круглого окна, может дать улучшение слуха, в то время как без при­менения давления слух не улучшается. Это может быть либо результатом самого давления как такового, либо это означает, что благодаря давлению на нишу круглого окна удаляется весь воздух, чем и обеспечивается поло­жительный эффект.

Меньше сомнений вызывают опыты Линка на ушах свежих трупов. Линк изучал влияние закрытия ниши круглого окна на перемещение жидкости в улитке. Он просверливал отверстие в основном завитке на расстоя­нии 4-6 мм от окна. После обнажения стенки перепон­чатого лабиринта он прикреплял очень маленькое зер­кальце к мембране круглого окна и вел оптическую за­пись колебаний. При закрывании ниши круглого окна парафином изменений амплитуд колебаний жидкости внутри улитки не наблюдалось. При надавливании на мембрану, однако, наблюдалось выраженное нарастание амплитуды. Исходя Из предположения, что усиление ко­лебаний в улитке свидетельствует об улучшении вос­приятия звуков, можно сделать следующие выводы из опытов Линка: во-первых, одного закрытия ниши круг­лого окна недостаточно для того, чтобы оказать влия­ние на слух. Во-вторых, приложение давления к мем­бране круглого окна может привести к некоторому улуч­шению слуха.

Как видно из изложенного, Хьюджсон и Линк при­шли к одинаковым выводам, несмотря на различия ме­тодики исследования. Хьюджсон экспериментировал на живых животных для определения акустического эффек­та и использовал улитковые потенциалы. Линк проводил наблюдения на височных костях свежих трупов, исполь­зуя в качестве индикаторов изменения амплитуды коле­баний. Полученные данные показывают, что в физиоло­гических условиях круглое окно не имеет значение как место проникновения звука во внутреннее ухо из сред­него уха. Таким образом, при простом закрытии ниши круглого окна блокируется скорей побочный, второсте­пенный путь; функция улитки понижается лишь в незна­чительной степени.

Вебер (1841) предполагал, что мембрана круглого окна представляет собой податливый участок, дающий лабиринтной жидкости возможность перемещаться. Он видел выпячивание мембраны при вдавлении стремени. Мах и Кессель (Mach, Kessel, 1874), пользуясь стробо­скопическим освещением, отметили, что фаза колебаний мембраны всегда противоположна фазе колебаний стре­мени. Количественные измерения этого феномена произ­водились Баком (Buck, 1870) и Бэрнэттом (Burnett, 1872) при помощи специального прибора. Лайел Вебер (Liel Weber, 1876) пользовался сорокакратным увели­чением для того, чтобы подтвердить наблюдение Е. X. Вебера о выпячивании мембраны круглого окна в сторону среднего уха при повышении давления в на­ружном слуховом проходе. В 1943 г. были снова повто­рены эксперименты с целью изучения функции круглого окна. Линк опять работал на височных костях, но поль­зовался более тонкой методикой. Края круглого окна стачивались, после чего к мембране прикреплялись зер­кальца. Движения мембраны записывались оптическим путем. Источником звука служил аудиометр. Звук передавался в наружный слуховой проход через трубку. Другие зеркала прикреплялись к umbo барабанной перепонки к косточкам, так что можно было сравнивать смещения мембраны круглого окна со смещением ко­сточек. Для разных частот измерялась минимальная интенсивность, необходимая для того, чтобы вызвать едва заметное смещение. Интенсивность оказалась ми­нимальной для частот 500-900 гц. Полученная кривая напоминала пороговую аудиограмму у живого челове­ка (Линк, 1943).

Преимущества зеркальной записи очевидны. Методи­ка отличается простотой, получаемые данные легко ин­терпретируются, ошибки выявляются быстро. Фотогра­фическая съемка зеркальных отклонений позволяет про­изводить точные количественные вычисления. Недостат­ком является то, что вследствие малых размеров мембраны круглого окна можно использовать лишь очень маленькие зеркала. Площадь мембраны круглого окна составляет около 2 мм². Площадь зеркал, которые применял Линк, - 0,5x1,5 мм, толщина - 0,5 мм.

Кобрак (1947), который проводил эксперименты по изучению проведения звука на свежих височных костях а на животных, не будучи знаком с работами Линка, пытался обойти трудности, связанные с малым размером зеркал, используя, однако, преимущества зеркальной записи. Удобным методом оказалась киносъемка, резуль­таты которой подвергались количественному анализу (рис. 19). Преимуществом этого метода является от­сутствие непосредственного соприкосновения аппаратуры с нежной тканью мембраны круглого окна. Смещения светового луча отображаются в увеличенном виде: ос­новным преимуществом является то, что световой луч не препятствует движениям мембраны круглого окна. При использовании стробоскопического метода или камеры для сверхскоростной съемки можно получить точные данные. Наши эксперименты показали, что движения мембраны круглого окна кнутри более выражены, чем движения кнаружи.

Дальнейшие опыты показали, что асимметрия этих движений не является свойством мембраны круглого ок­на как таковой. Мембрана круглого окна удалялась вместе с костным кольцом. Звук подавался на мембрану через трубку. Наблюдения над Мембраной велись с про­тивоположной стороны. Модель, показанная схематиче­ски на рис. 20, названа Кобраком «изолированным круг­лым окном»; при воздействии статическими или акусти­ческими агентами равной силы асимметрии не наблю­далось (рис. 21). Опыт показал, что мембрана круглого окна может быть использована для изучения акустиче­ских проблем. Много лет назад Политцер, а позднее Бецольд и другие исследователи пытались изучить дав­ление во внутреннем ухе, пользуясь тонкими капилляра­ми, введенными в полукружные каналы или в улитку. Оказалось, что эти капилляры годны только для опреде­ления статистического давления; акустические колебания не могут изучаться этим методом.

Колебания круглого окна изучались Бекеши (1942) при помощи очень оригинальной методики. Среднее ухо височной кости вскрывалось снизу и над нишей круг­лого окна прикреплялась маленькая Т-образная деталь.

Один ее конец соединялся со слуховой трубкой, другой - с маленьким громкоговорителем. Отверстие, образован­ное в среднем ухе, закрывалось. Звук, поступавший в наружный слуховой проход, вызывал колебания мембра­ны круглого окна. Эти колебания в свою очередь вы­зывали образование звука, который можно было слы­шать через слуховую трубку и который мог погашаться соответствующим звуком громкоговорителя, подававшимся в противоположной фазе. Измерялось изменение громкости звука громкоговорителя в процессе погаше­ния и по этим изменениям судили о характере колеба­ний круглого окна. Бекеши пришел к заключению, что амплитуда колебаний мембраны круглого окна почти не зависит от их частоты и что форма пороговой кривой от­ражает функцию внутреннего уха.

Круглое окно рассматривается как статический ста­билизатор давления, действующий в ответ на смещения подножной пластинки стремени. Польман (Pohlmann) недавно высказался б пользу этой идеи, но Бейер (Bey­er), Циммерман (Zimmermann) и др. уже давно выдви­нули такую концепцию. Не приходится отрицать, что подвижность стремени значительна как у животных, так и у человека. Наблюдая у нормального кролика за стре­менем через отверстие в вентральной стенке bulla ossea,

Можно видеть, как оно движется кзади, по направлению к processus pyramidalis при сокращении m. stapedii в ответ на воздействие звука (рис. 22). Эти движения воз­никают в том случае, если целость цепи слуховых косто­чек не нарушена. Наковальня при сокращении мышцы не смещается, но в наковальне-стременном сочленении происходят скользящие движения. У человека при ин­тактной цепи слуховых косточек этот феномен увидеть не удается. У многих больных производился осмотр среднего уха через перфорацию барабанной перепонки. При использовании небольшого увеличения движения сухожилия m. staipedii ясно видны. Движения стремени, однако, под этим же увеличением неразличимы.

Сокращения m. stapedii являются изометрическими. Если цепь слуховых косточек прервана, например при деструкции наковальни в результате воспалительного процесса или хирургического вмешательства (радикаль­ной операции), можно увидеть движения стремени при рефлекторном сокращении m. stapedii. Движения стре­мени регистрируются киноаппаратом, после чего вычис­ляется угол ротации стремени. Несмотря на то что во внутреннем ухе происходит значительное статическое смещение жидкости, больные не испытывают явлений раздражения вестибулярного аппарата. Это, по-видимо­му, объясняется быстрой компенсацией медленных пере­мещений жидкости через scala vestibuli, helicotrema и scala tympani. Финальным податливым участком в этой системе являются круглое окно и водопровод улитки.