Untersuchungen zur Akustik der offenen Mastoidhöhle (sog. „Radikalhöhle”) und deren Beeinflußbarkeit durch chirurgische Maßnahmen - Teil 1 : Physikalische Grundlagen, experimentelle Untersuchungen

Zusammenfassung

Die Rolle des äußeren Ohres (Ohrmuschel, Gehörgang) bei der Schallübertragung wird bislang von oto-chirurgischer Seite nur höchst unzureichend berücksichtigt. Gerade bei operativen Eingriffen kann es jedoch zu ausgeprägten Veränderungen in der Anatomie des Gehörganges kommen. Zwangsläufig werden hierbei auch Variablen verändert, die Einfluß auf das akustische Verhalten des Gehörgangs nehmen. Mittels In-situ-Messungen des Schalldruckpegels vor der Trommelfellebene wird der Einfluß der Variablen Volumen des Gehörgangs sowie Fläche des Gehörgangseinganges auf die Resonanzfrequenz untersucht. Am Modell mit variablem Volumen und veränderbarer Eingangsfläche wird nachgewiesen, dass der Verlauf der resonanzbedingten Schalldruckverstärkung im wesentlichen von zwei Faktoren abhängig ist: entsprechend den physikalisch-akustischen Voraussetzungen (Helmholtz-Resonator) ist die Frequenz der Maximalverstärkung um so höher, je kleiner das Volumen und je größer der Eingang, und umgekehrt. So findet sich die Resonanzfrequenz im Bereich zwischen 1260 und 3175 Hz, wenn man bei den Messungen am Modell Höhlenvolumina und Eingangsflächen einstellt, wie sie auch in der Praxis der Radikalhöhlenchirurgie auftreten. Ein wesentlicher Einfluß auf das Ausmaß der resonanzbedingten Verstärkung findet sich nicht. Untersuchungen an einem ausgebohrten Felsenbeinmodell bestätigen diese Befunde. Auch hier fuhren Veränderungen von Volumen und Eingangsfläche zu deutlichen Verschiebungen der Resonanzfrequenz. Deutlich geringer ist der Einfluß der Höhlenform: Zu einer Veränderung der Resonanzfrequenz kommt es hier nicht, lediglich das Ausmaß der resonanzbedingten Verstärkung variiert im Maximalbereich um einige dB.

Summary

Up to now the importance of the outer ear for the sound transmission is nearly neglected in the otosurgical literature. Nevertheless, surgical procedures can cause severe alterations in the anatomy of the outer ear Channel. Necessarily variables which take influence on the acoustic behaviour of the outer ear can get changed by these surgical manipulations. By means of in-situ measurements of the sound-pressure-level near the tympanic membrane the influence of the ear Channel/mastoid cavity volume as well as of the size of the outer meatus on the resonance frequency is investigated. In a model of variable volume and several sizes of outer meatus there can be found that the course of resonanc-caused sound-pressure augmentation depends on two determining factors: due to the physical-acoustical conditions (Helmholtz-resonator) the peak of the resonance-caused augmentation shifts to lower frequencies the smaller the outer meatus and the larger the volume of the Channel/mastoid cavity. Viceverse, an augmentation of the extemal meatus and an obliteration of the cavity causes a higher resonance frequency. Within values for the volume and the meatal size as can be found in radical cavity surgery the resonance frequency varies in a wide ränge from 1260 up to 3175 Hz. There is no substantial influence on the amplitude of the sound-pressure augmentation. Measurements undertaken in a temporal bone specimen underline these results: as well as in the model alterations of cavity volume and meatal size lead to partial extensive shiftings of the resonance frequency. The influence of the surface structure of the cavity is much less important: there is no difference in the resonance frequency between a cavity easy to survey and a such ohne with many recesses, but small differences in the maximum amplitude of augmentation within some dezibels.

Schlüsselwörter

Offene Mastoidhöhle - Resonanz - Experimentelle Untersuchungen

Keywords

Open Mastoid Cavity - Acoustic Resonance - Experimental Findings