Анатомия среднего и внутреннего уха в 3D

Самая маленькая кость тела — стремя, размером три миллиметра. Самый длинный костный канал нерва — канал лицевого нерва. Самый сложный орган чувств — улитка, где механическое колебание превращается в нервный импульс. Всё это помещается в пирамиде височной кости, и всё это здесь можно рассмотреть по отдельности.

Двести килобайт моделей, открывается мгновенно. Работает на телефоне.

Три отдела уха

Наружное ухо — ушная раковина и наружный слуховой проход — собирает звук и доводит его до барабанной перепонки. Среднее ухо — заполненная воздухом барабанная полость с цепью из трёх косточек — передаёт колебания дальше. Внутреннее ухо — костный лабиринт в толще височной кости — превращает их в нервные импульсы и заодно следит за положением головы в пространстве.

В этой модели показаны средний и внутренний отделы: наружное ухо на компьютерной томограмме выглядит как хрящ и мягкие ткани и в атлас не вошло.

Зачем нужны три косточки

Звук идёт по воздуху, а воспринимается жидкостью внутреннего уха. Если бы волна падала на жидкость прямо, отразилось бы больше 99 % энергии — мы были бы почти глухими. Среднее ухо решает эту задачу двумя способами сразу.

• Разница площадей. Барабанная перепонка — около 55 мм², основание стремени — около 3 мм². Давление собирается с большой площади на маленькую и вырастает примерно в семнадцать раз.
• Рычаг косточек. Рукоятка молоточка длиннее длинной ножки наковальни, и цепь работает как рычаг с выигрышем около 1,3.

Вместе это даёт усиление примерно в двадцать два раза — ровно столько, сколько нужно, чтобы скомпенсировать переход из воздуха в жидкость. Оттого разрыв цепи косточек и даёт кондуктивную тугоухость около 30 дБ.

Цепь: молоточек, наковальня, стремя

Молоточек рукояткой сращён с барабанной перепонкой — при отоскопии она видна как светлая полоска, главный ориентир осмотра. Головка молоточка сочленяется с телом наковальни, а её длинная ножка — со стременем. Основание стремени вставлено в окно преддверия и толкает перилимфу внутреннего уха.

Длинная ножка наковальни кровоснабжается хуже всех в цепи и при хроническом отите разрушается первой — это типичная причина стойкой тугоухости после перенесённого воспаления. А обездвиживание основания стремени разрастанием кости называется отосклерозом: частая причина потери слуха у молодых, которую лечат заменой стремени протезом.

Две мышцы, которые приглушают звук

В среднем ухе лежат две самые маленькие поперечнополосатые мышцы тела. Мышца, напрягающая барабанную перепонку, тянет рукоятку молоточка внутрь; стременная мышца тянет стремя назад и уменьшает его подвижность. Обе срабатывают на громкий звук и приглушают передачу — это защитный акустический рефлекс.

Иннервируются они разными нервами: первая — тройничным, вторая — лицевым. Поэтому измерение стременного рефлекса помогает понять, на каком уровне пострадал лицевой нерв.

Улитка: где раскладывается звук

Улитка — спиральный канал в два с половиной оборота. Внутрь него вдаётся костная спиральная пластинка, делящая канал на лестницу преддверия и барабанную лестницу. На ней держится основная мембрана с кортиевым органом — собственно рецепторами.

Мембрана неодинакова по всей длине: у основания улитки она узкая и жёсткая, у верхушки широкая и податливая. Поэтому высокие звуки отзываются у основания, низкие — у верхушки. Частоты разложены по местам физически, и именно на этом стоят и аудиограмма, и настройка кохлеарного импланта.

Колебание должно куда-то уходить: жидкость несжимаема. Для этого есть второе окно — окно улитки, закрытое вторичной барабанной перепонкой. Стремя вдавливается внутрь — мембрана окна выпячивается наружу.

Полукружные каналы и равновесие

Три костных канала лежат в трёх взаимно перпендикулярных плоскостях — как три грани угла комнаты. Любой поворот головы смещает эндолимфу хотя бы в одном из них, и мозг получает сигнал об ускорении. Преддверие между каналами и улиткой отвечает за линейные ускорения и силу тяжести.

На взаимной перпендикулярности каналов построены вращательная и калорическая пробы, которыми проверяют вестибулярный аппарат. А доброкачественное позиционное головокружение — самая частая причина головокружений вообще — это отолиты, выпавшие в задний полукружный канал.

Что проходит рядом

Тесное соседство здесь имеет прямое клиническое значение. Лицевой нерв идёт через внутренний слуховой проход, поворачивает над окном преддверия и спускается позади барабанной полости: у него самый длинный костный канал среди нервов тела, и при отёке в этом узком канале развивается паралич мимических мышц.

Внутренняя сонная артерия проходит сонным каналом вплотную к барабанной полости, иногда отделённая от неё лишь тонкой пластинкой кости, а внутренняя яремная вена начинается луковицей прямо под её дном. Обе могут просвечивать через перепонку — красным и синеватым соответственно — и обе объясняют, почему шум в ухе, совпадающий с пульсом, требует внимательного осмотра.

Все структуры раздела

Номенклатура дана по Terminologia Anatomica. Каждую структуру можно найти в трёхмерной модели через поиск или указатель слева.

Частые вопросы

Разборы других разделов

• Коленный сустав — 48 структур, связки и мениски
• Печень — 23 структуры, сегменты по Куино
• Головной мозг — 197 структур: кора, ядра, ствол, мозжечок
• Тело человека (женское) — 546 структур: органы, скелет, сосуды, кожа
• Брюшная полость — 94 структуры: органы, сосуды, скелет
• Анатомия по КТ — 106 структур: скелет, мышцы и органы одного тела

Откуда взята модель

Трёхмерные модели — SPL Inner Ear Atlas (выпуск 2018-02). Авторы: Sonke Bartling (Немецкий центр изучения рака, Гейдельберг), Marianna Jakab и Ron Kikinis (Surgical Planning Laboratory, Brigham and Women's Hospital и Harvard Medical School). Атлас получен из снимка плоскопанельной компьютерной томографии высокого разрешения полуавтоматической сегментацией (Gupta R., Bartling S. et al., AJNR Am J Neuroradiol, 2004). Распространяется по 3D Slicer License; полный текст и перечень наших изменений — по ссылке. Геометрия упрощена примерно с 902 тысяч треугольников до 56 тысяч, переведена в систему координат атласа и приведена к натуральному масштабу — в исходнике координаты крупнее настоящих почти втрое. В атлас добавлена модель височной кости, которая лежит в архиве исходника, но в его описании структур не перечислена. Русская и латинская номенклатура, описания функций и клинические заметки подготовлены отдельно и лицензией исходных данных не покрываются.