L’orecchio medio non è un perfetto trasduttore di energia; infatti il STO si oppone in qualche modo al trasferimento di energia: questa opposizione è denominata impedenza (Z). Allo stesso tempo una parte dell’energia, l’ammettenza acustica (Y), fluirà attraverso lo stesso sistema.
L’Immittenza acustica rappresenta l’impedenza e l’ammettenza globalmente considerate.
Impedenza
L’Impedenza meccanica è un rapporto tra F/V (Forza in rapporto alla velocità).
Quando due forze meccaniche agiscono contemporaneamente ma in direzioni anche opposte la forza risultante è un vettore somma delle due forze e quando esse agiscono in tempi differenti, non sono in fase tra di loro e i loro vettori sono detti fasori.
L’impedenza acustica è controllata da diversi fattori: resistenza, massa e rigidità; la resistenza è in fase con la pressione acustica mentre le altre due, fuori fase, sono dette reattanze.
Resistenza
In acustica rappresenta l’assorbimento o la dissipazione della pressione sonora: può essere rappresentata da un retino posta davanti ad un altoparlante, ove la grandezza dei fori del retino è inversamente proporzionale alla resistenza offerto dallo schermo. Essa è indipendente dalla frequenza.
Reattanza
L’altro componente di opposizione, non in fase, è la reattanza (X). Esiste una reattanza di massa e una di elasticità.
La reattanza è sfasata rispetto alla resistenza di 90° ossia di un quarto di ciclo; si tratta infatti di onde sonore a sviluppo sinusoidale.
La reattanza elastica è rappresentata dalla cedevolezza della colonna aerea in un tubo chiuso. Dato che questo tubo è chiuso, la forza (pressione sonora) comprime l’aria. La quantità di opposizione è definita reattanza elastica o rigidità definita da –jS. Essa è inversamente proporzionale alla frequenza ossia diminuisce all’aumentare della frequenza.
L’altra forma di immagazzinamento di energia è l’inerzia acustica rappresentata dallo spostamento della massa d’aria in un tubo aperto; essa è direttamente proporzionale alla frequenza: è definita come reattanza di massa (jM).
La reattanza acustica totale (jX) è quindi la somma delle due reattanze. Quando esse sono uguali il sistema è in risonanza.
Poiché l’impedenza agisce a sua volta sulla soglia uditiva, le modificazioni della massa rigidità e attrito determinano modificazioni della soglia: un aumento della massa fa spostare la frequenza di risonanza sulle BF, un aumento della rigidità fa aumentare la frequenza di risonanza sulle HF, mentre l’attrito non la modifica.
Dato che nell’impedenza ci sono componenti in fase ed altre fuori fase, essa è definita complessa composta da numeri reali (in fase) e numeri immaginari (non in fase). Questi vengono rappresentati su assi cartesiani di cui l’ascissa rappresenta i numeri reali che vanno da 0° a 180°, l’ordinata i numeri immaginari di cui la componente 90° è jX quella a 270° (-90°) è –jX.
Su questi assi possiamo calcolare l’impedenza che è l’ipotenusa di due cateti, uno dato dalla somma dei due fasori e l’altro dal vettore resistenza.
ove jM=2fm e jS= s/2f 2f= (pulsazione)
Sulla scorta della formula dell’impedenza si può costruire un grafico come quello a fianco.
Quando la massa aumenta, la trasmissione di frequenze più elevate è ostacolata e la risonanza si sposta verso le BF; viceversa quando predomina la rigidità, la risonanza si sposta sulle HF e peggiora la trasmissione sulle BF.
Ammettenza
Un altro modo per considerare le caratteristiche del trasferimento di energia del STO è quello di misurare piuttosto il flusso dell’energia o ammettenza (Y). Essa rappresenta l’inverso dell’impedenza tale che Y=1/Z. L’unità di misura è in mhos o meglio il suo sottomultiplo mmhos (che è la rappresentazione invertita di ohm). La relazione di fase tra i componenti resta la stessa solo che la direzione dei fasori è invertita. La componente reale anch’essa invertita è definita conduttanza (G). L’opposto della reattanza è la suscettanza (B).
L’ammettenza può essere rappresentata dalla cedevolezza della colonna d’aria delimitata da un cilindro a pareti rigide, ciò significa che essa può essere rappresentata da un volume equivalente d’aria in cc.
Riepilogo
Immittenza = Z+Y (Impedenza + Ammettenza)
Resistenza ( R) = parte reale di Z
Reattanza (X) = parte immaginaria di Z composta da (Massa/Inerzia – Elasticità/Cedevolezza) (jM-jS)
Conduttanza (G) = parte reale di Y
Suscettanza (B) = parte immaginaria di Y composta da ( Elasticità/Cedevolezza-Massa/Inerzia) (jS-jM)
Strumentazione
Nella strumentazione moderna è possibile misurare anche le variazioni di flusso di energia sfasate ottenendo pertanto le misurazioni di G e B. Requisiti per la misurazione sono la tenuta ermetica, un tono sonda test, produrre e monitorare il livello di pressione nel cue, visualizzare i risultati in termini di immittenza.
La maggior parte degli strumenti comuni usa una sonda a 220 Hz, altri utilizzano anche un tono sonda a 660 HZ, Pochi gli strumenti che studiano anche 800 e 1000 Hz.
…L’Isteresi è quel fenomeno che differenzia il punto di massima ammettenza (scarto) del timpanogramma in riduzione o aumento della pressione.
Misure Di Base
Lo studio immettenzometrico è indirizzato all’identificazione e classificazione della patologie dell’O.M. anche in soggetti con scarso impegno funzionale uditivo. Oltre all’O.M. le misure dell’immettenza sono utili per le informazioni sul SNP e troncoencefalico.
Uno dei suoi maggiori vantaggi è la valutazione obiettiva.
Timpanometria assoluta
Valuta le condizioni della timpanometria relativa in condizioni statiche.
La misura dell’immittenza statica a livello del picco del timpanogramma è il miglior metodo per riportare l’immittenza a livello della m.t.; la maggior parte degli strumenti misura solo l’ammettenza espressa in volumi equivalenti (detta compliance) e alcuni di quelli moderni tracciano sia il valore di B che di G oltre che di Y .
Il valore del volume del cue dovrebbe essere calcolato a valori pressori che comportano minima ammettenza, l’ammettenza massima invece al valore massimo del picco; per i picchi bifasici al valore minimo della tacca.
Timpanometria relativa
È la misura dell’immettenza acustica effettuata all’interno del c.u.e. in funzione delle variazioni della pressione dell’aria. Si fanno assumere valori positivi e poi negativi e si misurano gli effetti dinamici delle variazioni di pressione sull’immittenza. Il grafico che ne risulta è denominato Timpanogramma. La tecnica è di aiuto nell’identificare anomalie ad alta impedenza (otosclerosi – patologie o.m.) e a bassa impedenza (interruzione della catena, zone pellucide).
Osservando un tipico timpanogramma si osserva che quando la pressione interna dell’o.m. equivale a quella esterna, l’ammettenza acustica è massima. Le variazioni di pressione irrigidiscono il STO.
Timpanometria multifrequenziale
L’orecchio medio presenta sotto il profilo impedenzometrico un andamento caratteristico:
Alle base frequenze prevale in contributo reattivo elastico.
Alle frequenze acute prevale invece la componente inerziale
Ad alcune frequenze il contributo reattivo totale si annulla (frequenza di risonanza).
Un’analisi plurifrequenziale ha la possibilità quindi di cogliere alcuni aspetti della dinamica che sfuggono necessariamente alla ricerca monofrequenziale.
Nell’excursus dei vari test a varie frequenze da 200 a 2000 Hz si ottengono una varietà di timpanogrammi che vanno dalla classica configurazione a “” attraverso la configurazione a “W” a quella infine a “V”; le configurazioni segnalate alle frequenze 220, 660 e 800 Hz rappresentano quindi solo alcuni momenti della dinamica timpanometrica in rapporto alla frequenza del tono sonda.
Nei soggetti normali il pattern ”W” si osserva a frequenze comprese tra 650 e 1100Hz, nei soggetti con otosclerosi questo pattern si osserva a valori di frequenza più elevata mentre nei soggetti con discontinuità della catena esso si osserva anche a frequenze di sonda molto basse
Funzione della tuba di Eustachio
La pressione d’aria corrispondente al timpanogramma fornisce la stima della pressione a riposo. Infatti in caso di orecchio normale il picco è situato intorno alla pressione ambientale, in caso di ostruzione tubarica il picco si sposta su pressini negative.
La funzione tubarica può essere studiata esaminando gli spostamenti del picco ai vari atti Toynbee o Valsalva.
Misure del R.S.
Un’altra condizione che fa variare il valore di immittenza acustica dell’O.M. è la contrazione del muscolo stapediale (VIII-VII). Il riflesso sempre bilaterale può essere pertanto evocato con stimolo IL o CL.
Molto importante è lo studio dell’adattamento della risposta in 10 sec per uno stimolo superiore di 10 dB alla soglia (test di Anderson); lo studio della modificazione di ampiezza della risposta a livello liminare di soglia e quindi sopraliminare; infine lo studio della risposta sia nei tempi che nella forma (ARLT).
Esiste anche la contrazione del muscolo del martello (V-V)che fa modificare il valore di ammettenza provocata in genere da stimolazione del territorio facciale (in pratica si utilizzano degli spruzzi d’aria sulla cornea o piccole scosse elettriche sulla lingua generate da una batteria.
Classificazione
Jerger
ABCDE
Paradise
NL-HN-TR-EFF
Brooks
Gradienti
Feldman
Descrittivi
Vanhusye
1B1G
Normale
3B1G
Anomalie a bassa impedenza
3B3G
Anomalie a bassa impedenza
Sonda HF
5B3G
Anomalie m.t.
1B1G
Anomalia ad alta impedenza
Configurazione più larga
3B1G
Anomalia ad alta impedenza
Y da basso gradiente
3B3G
Anomalia ad alta impedenza
Sonda HF