Историческая справка о возникновении акустической импедансометрии

Термин «импеданс» был предложен британским физиком и инженером Оливером Хэвисайдом (Oliver Heaviside) (рис. 1) в 1886 г., однако его исследования были связаны с разработкой теории электрической цепи. И только в 1919 г. А.Г. Вебстер (A.G. Webster) перенес положения электрической теории на механические и акустические среды.

Рис. 1. Оливер Хэвисайд

Акустическая импедансометрия — это комплекс клинических тестов, основанных на измерении акустического сопротивления структур среднего уха.

Акустический импеданс являлся важным параметром, использовавшимся для подгонки акустической аппаратуры (например, телефонов) под человеческое ухо.

Уэтзман (E. Waetzmann) модифицировал механический мост, разработанный Шустером (К. Schuster) в 1934 г. для измерения абсорбции звука строительными материалами. Мост Шустера, в свою очередь, был по сути акустическим вариантом моста Уитстоуна (электрический мост для измерения резистанса — сопротивления в цепи).

В 1938 г. немецкий врач Отто Метц (Otto Metz) (рис. 2) покинул, спасаясь от гонений, нацистскую Германию и нашел работу в университетской клинике Копенгагена Rigshospitalet.

Рис. 2. Отто Метц

Здесь ему и попался на глаза журнал c работой Уэтзмана. Надо сказать, когда Метц еще только начинал заниматься оториноларингологией, он понял, что методы разграничения кондуктивной и перцептивной тугоухости недостаточно точны, и искал возможности объективной оценки состояния барабанной перепонки и среднего уха. Метц решил, что измерение акустического импеданса можно применить для оценки состояния среднего уха в клинической практике. К счастью, профессор физики университетской кафедры биофизики доктор В. Торсен лично бывал у Уэтзмана в Бреслау и видел мост в действии. B сотрудничестве с профессором Торсеном и инженером Тигесеном в 1939 г. Метц начал разрабатывать модификацию механического моста Шустера. Проводя интенсивное изучение акустического импеданса человеческого уха, он определил акустическую абсорбцию и фазовые характеристики нормального и патологического уха. Уже в 1942 г. Метц опубликовал первые результаты своих исследований в издании Датского общества отологии.

В октябре 1943 г., когда нацисты собирались интернировать всех евреев, проживавших в Дании, Отто Метцу удалось бежать в Швецию. Свои исследования он продолжил в университетской клинике Лунда.

После возвращения в Копенгаген Meтц сформулировал основные принципы импедансометрии в своей диссертации «Акустический импеданс, измеренный на нормальных и больных ушах» (1946). Это была первая работа по систематическому измерению акустического импеданса, выполненная с помощью механического моста.

Однако созданный им механический акустический мост был неудобен для практического использования. Работа, выполненная в конце 40-х годов ХХ века Томсеном (K.A. Thomsen), продемонстрировала, что, измеряя импеданс как функцию давления в НСП, можно подсчитать импеданс среднего уха без искажений со стороны НСП. Зависимость между изменением давления в НСП и остротой слуха была продемонстрирована Ван Дишеком (H.A.E. Van Dishoeck) еще в 1930-х годах c помощью изобретенного им устройства-пневмофона, которое обеспечивало изменение воздушного давления в среднем ухе. Логично было предположить, что значение импеданса при изменении давления в НСП также будет меняться. Для того чтобы достичь этого и измерить давление в барабанной полости, требовалась система герметизации НСП. Это подтолкнуло Теркильдсена (K. Terkildsen) и инженера Скотта-Нильсена (Scott-Nielsеn) из Центра слуха Копенгагена к разработке электроакустического моста. В 1959 г. Теркильдсен и Tомсен опубликовали первые результаты, полученные с использованием прототипа моста. Этот метод исследования с легкой руки Х. Андерсона получил в дальнейшем название «тимпанометрия». В 1960 г. Теркильдсен и Скотт-Нильсен опубликовали описание электроакустического моста, и c этого же времени началось их плодотворное сотрудничество с Полем Мадсеном (Poul Madsen), владельцем компании Madsen Electronics, позволившее сделать из лабораторной установки промышленно выпускаемый прибор.

В 1961 г. на аудиологическом конгрессе в Париже Томсен провел презентацию импедансометрии. Ее посетили лишь 25 человек. Вначале распространение информации о новом методе диагностики шло медленно. Однако усилия Теркильдсена, Мадсена и Скотта-Нильсена, которые выступали с семинарами пo всему миру, как, впрочем, и появление в 1960-х годах первого доступного клинического оборудования, дали результат: на импедансометрию обратили внимание, появилось большое количество исследований и научных статей, касающихся влияния различных патологических факторов на показатели импедансометрии.

Современная аппаратура для измерения акустического иммиттанса основана на использовании именно электроакустического импедансного моста.

Исследованиями акустического импеданса в СССР занимался выдающийся аудиолог Борис Михайлович Сагалович (рис. 3). Он долгие годы возглавлял лабораторию патофизиологии слуха и акустики Московского НИИ уха, горла и носа. В 1988 г. он с коллективом авторов подготовил методические рекомендации «Импедансометрия как метод дифференциальной и ранней диагностики тугоухости».

Рис. 3. Борис Михайлович Сагалович (1923–2002)