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On the influence of the middle ear muscles upon changes in sound transmission

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Archives of oto-rhino-laryngology Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

An drei geübten Versuchspersonen wird der Einfluß erzwungener Impedanzänderungen auf den Frequenzgang des Mittelohres untersucht. Der Tensorreflex wurde durch künstlich erzeugten Über- und Unterdruck im äußeren Gehörgang simuliert. Die Schwellenverschiebung (ΔL) bei Luftdruck ist am größten in der Nähe der ersten Resonanz des Mittelohres (ΔL=8 dB bei 500 Hz). Über Luftleitung ist der Effekt um etwa 2 dB stärker als über Knochenleitung. Die Änderung der Schallübertragung ist für alle Pegel konstant und vor allem auf die Impedanzänderung des Mittelohres zurückzuführen.

Der Einfluß des Stapediusreflexes ist stark pegelabhängig. Von der Hörschwelle bis 70 dB (HL) beträgt die Dämpfung nur etwa 2 dB im Bereich unter 1 kHz. Bei höchsten Pegeln kann die Dämfung bis zu 30 dB betragen, so daß die Erregung der Cochlea fast konstant bleibt. Es wird vermutet, daß die starke Pegelabhängigkeit der Übertragungsänderung beim Stapediusreflex auf eine Veränderung der Schwingungsform des Stapes bei hohen Schalldrücken zurückzuführen ist. Der Regelmechanismus arbeitet ohne nennenswerte Verzerrungen und hat eine Einschwingzeit von etwa 100 ms. Eine Funktion des Stapediusreflexes könnte darin bestehen, bei Eigenphonation das Ohr vor hohen Amplituden zu schützen. Das Phänomen des Rekruitments bei Otosklerose ist vermutlich auf die fehlende Regelwirkung des fixierten Stapes zurückzuführen. Da auch Frequenzen über 1 kHz bei hohen Pegeln gedämpft werden, ist eine Schutzfunktion des Stapediusreflexes bei Belastung durch Industrielärm durchaus anzunehmen.

Summary

The influence of artificially induced impedance changes on the frequency response of the middle ear has been investigated in three experienced listeners. The tensor-reflex has been simulated by application of positive and negative air-pressure to the outer ear canal. In this test-situation, the thresholdshift (ΔL) obtained is greatest in the surrounding of the first resonance of the middle ear (ΔL = 8 dB at 500 Hz). For bone-conduction, the effect is weaker by about 2 dB than for air-conduction. The change in sound transmission is constant for all SPL's and is mainly due to the impedance change of the middle ear.

In contrast the influence of the stapedial reflex is strongly dependent on SPL. In the range between hearing-threshold and 70 dB (HL) the attenuation is only 2 dB below 1 kHz. At higher levels the attenuation may amount to 30 dB. Thus, excitation of the cochlea remains nearly constant. We suppose that the intensitydependent influence of the stapedius reflex on sound transmission is due to a change of the stapes motion. The regulating device works without considerable distortion but with an attack-time of about 100 ms. The phenomenon of conductive recruitment in otosclerosis is probably due to the lack of this regulating effect by the fixed stapes. One function of the stapedial reflex could be the protection of the ear from high amplitudes during phonation and shouting. Furthermore, because frequencies above 1 kHz are also attenuated, a protective function of the stapedial reflex in industrial noise exposure can be assumed.

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Authors and Affiliations

  1. ENT-Clinic of the University of Tübingen, Silcherstraße 5, D-7400, Tübingen, Germany

    G. Sesterhenn & H. Breuninger

Authors
  1. G. Sesterhenn
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  2. H. Breuninger
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Sesterhenn, G., Breuninger, H. On the influence of the middle ear muscles upon changes in sound transmission. Arch Otorhinolaryngol 221, 47–60 (1978). https://doi.org/10.1007/BF00456383

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