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Biofísica da Audição

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Biofísica da Audição

  1. 1. BIOFÍSICA DAAUDIÇÃOSeminário apresentado à disciplina de Biofísicado Curso de Medicina Veterinária da FaculdadeEvangélica do Paraná.Orientado pela Profª Patricia Mosko.
  2. 2. EQUIPE• Daiane Cristina Ribeiro Dambroski• Daniele Moro Santana• Helena do Amaral de Lima• Jéssica de Aguiar• Leticia Araujo Fernandes• Luana Antoniuk• Lucimara Strugava• Nayara Adriana Rengel• Patricia Hecke Silveira
  3. 3. INTRODUÇÃOConceito do Som e Audição – LetíciaPerturbação Material – LucimaraAcústica - HelenaPropagação do Som – DanieleEfeito Doppler – NayaraQuantificação do Som – DaianeOrelha Externa e Média – JéssicaOrelha Interna – PatríciaAnomalias e Teste - Luana
  4. 4. SOM• O som é a propagação de energiamecânica em meio material, sob formade movimento ondulatório, com pulsolongitudinal (HENEINE, 2008).
  5. 5. AUDIÇÃO• Capacidade sensorial que permite aosanimais e ao homem perceber os sons;• O ato de ouvir só é possível quando osestímulos externos captados pornossas orelhas chegam ao cérebro,então é produzido o som.
  6. 6. FÍSICA DO SOM• O som é a transmissão de umaperturbação material, com pulsolongitudinal e pode ser representadopor um movimento ondulatório.
  7. 7. PERTUBAÇÃO MATERIAL• É o deslocamento da energia• A energia diminui com a distância• O pulso energético é na direção dapropagação.• O som se propaga como uma esferasonora.
  8. 8. Perturbação Material
  9. 9. MOVIMENTO ONDULATÓRIO• É o movimento Vibratório que propaga-se,no caso do som, através de ondaslongitudinais.
  10. 10. REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DOMOVIMENTO ONDULATÓRIOUma volta completa do ponto P é denominada ciclo,e apresenta uma fase positiva e outra negativa.
  11. 11. Os ciclos podem ser definidos portrês parâmetros:• COMPRIMENTO DE ONDA (λ): É a distânciapercorrida em um ciclo completo.• VELOCIDADE (V): É o espaço percorridopela onda.• FREQUÊNCIA (f): É o número de vezes queo fenômeno se repete em um intervalo detempo, medido em ciclos por segundo,Hertz.
  12. 12. A audição dos gatos é muitoapurada e é mais sensívelaos sons agudos. Enquantoa frequência de percepçãohumana vai até aos20.000Hz, a dos gatos vai de60Hz até cerca dos65.000Hz. É por esta razãoque os gatos percebem omovimento humano a algunsmetros de distância.
  13. 13. A audição dos cães é muito superior àdos seres humanos. Conseguemdetectar um som quatro vezes maisdistante do que o Homem. Além disso,o seu intervalo de frequências auditivasé também, mais vasto. Os cãesconseguem detectar frequências quevão desde os 10Hz até aos 40.000Hz.
  14. 14. ACÚSTICAO som físico, emitido por uma fonte sonora, e osom percebido por instrumentos apropriados,como o ouvido, pode ser definido por trêscaracterísticas:• Intensidade• Altura• Timbre
  15. 15. INTENSIDADECorresponde ao nível de energia sonora, que nospermite diferenciar um som forte de um somfraco, e no movimento ondulatório, é medido pelaamplitude.http://www.explicatorium.com/CFQ8/Som_Caracteristicas_ou_atributos_do_som.php
  16. 16. Altura• É a qualidade do som relacionada asua frequência.• Sons de maior frequência: Agudos.• Sons de menor frequência: Graves.http://www.explicatorium.com/CFQ8/Som_Caracteristicas_ou_atributos_do_som.php
  17. 17. TimbreÉ a qualidade do som que permitediferenciar sons de mesma frequência eintensidade produzidos por fontessonoras distintas.http://www.explicatorium.com/CFQ8/Som_Caracteristicas_ou_atributos_do_som.php
  18. 18. PROPAGAÇÃO DO SOM• O som se propaga em função daspropriedades do meio transmissor. Avelocidade é diretamente proporcional atemperatura e inversamente proporcionalao módulo de elasticidade do meio.• Os sólidos transmitem o som, melhor queos líquidos, e estes, melhor do que osgases.
  19. 19. • Reflexão do som• Interferência• Difração• Efeito DopplerPROPRIEDADES COMUNS DO SOM AOSMOVIMENTOS ONDULATÓRIOSQUE APRESENTAM INTERESSE BIOLÓGICO:
  20. 20. REFLEXÃO DO SOMA onda sonora encontra um obstáculo eretorna para seu meio de origem depropagação, isto pode dar origem a doisfenômenos:• ECO• REVERBERAÇÂO
  21. 21. REFLEXÃO DO SOMECO: O som refletido retorna após aextinção total do som original. Ouve-seuma repetição do som emitido.REVERBERAÇÃO: O som refletido chegaao ouvinte antes da extinção do somemitido originalmente, havendo umprolongamento na duração desse som.
  22. 22. A reflexão do som também é o principio dosonar e da exploração biológica atravésdo ultrassom.Ecolocalização ou Biosonar é um sentido queatravés da emissão de ondas ultra-sônicas, noar ou na água, diversos mamíferos, morcegos,golfinhos e baleias podem detectar a posiçãoe/ou distância de objetos (obstáculos no meioambiente.
  23. 23. Ecolocalização em morcegos• O morcego emite ondas ultra-sônicas, isso é, comfrequência muito alta, na faixa de 20 a 215 kHz,pelas narinas ou pela boca, dependendo daespécie. Essas ondas atingem obstáculos no meioambiente e voltam na forma de ecos comfreqüência menor.
  24. 24. Ecolocalização em golfinhos• A ecolocalização dos golfinhos, além depermitir saber a distancia do objeto e se omesmo está em movimento ou não, permitesaber a textura, a densidade e o tamanho doobjeto ou presa.• Produzem sons de alta frequência na faixade 150 kHz, sob a forma de “clicks” ouestalidos.
  25. 25. • Os sons são gerados pelo ar inspirado eexpirado através de um órgão existente noalto da cabeça, os sacos nasais ou aéreos.• Os sons são controlados, amplificados eenviados à frente através de uma ampolacheia de óleo situada no Espermatócito, quedirige as ondas sonoras em feixe à frente,para o ambiente aquático.
  26. 26. • A captação é feita por um grande órgãoadiposo na mandíbula, sendo os sonstransmitidos a orelha média e daí para océrebro.• Quando o eco é recebido, o golfinho geraestalidos• Mais perto objeto mais rápido o eco maisfrequência são emitidos os estalidos.
  27. 27. FUNCIONAMENTO
  28. 28. Ecolocalização em baleias
  29. 29. Certas aranhas conseguem ouvir ondasinfrassônicas,permitindo esta capacidade detectara aproximação de presas ou atacantes. Alémde detectarem infrassons, podem sersensíveis a ondas sonoras de frequênciasacima dos 40.000Hz (ultrassons).
  30. 30. INTERFERÊNCIA• É o efeito da superposição de duas oumais ondas de frequências iguais.Interferência de ondas na superfície da água
  31. 31. Princípio da Superposiçãopor Thomas Young• Quando duas ou mais ondas chegam aomesmo tempo a um ponto em comum de ummeio, elas se superpõem neste ponto,originando um efeito que é o resultado dasoma algébrica das amplitudes de todas asperturbações no local da superposição.• Após a superposição, cada onda continuasua propagação no meio com suaspropriedades inalteradas.
  32. 32. Princípio da SuperposiçãoSuperposição de ondas com deslocamentoscoincidentes, originando um ventre no ponto P.A interferência é ditaconstrutiva quando asuperposição ocorrecom dois pulsos demesma frequência eem concordância defase.
  33. 33. Princípio da SuperposiçãoA interferência é ditadestrutiva quando asuperposição ocorrecom dois pulsos demesma frequência eem oposição de fase.Superposição de ondas comdeslocamentos invertidos originando umnó em P, que fica em absoluto repouso.
  34. 34. Princípio da Superposição
  35. 35. DIFRAÇÃO• Difração é fenômeno pelo qual asondas conseguem contornarobstáculos.• É mais acentuado quanto maior for ocomprimento de onda.• O som grave difrata mais que o agudo,pois tem maior comprimento de onda.
  36. 36. Difração
  37. 37. EFEITO DOPPLER• Efeito Doppler é a alteração aparente dafrequência de uma onda devido aomovimento da fonte, do observador ou deambos.• Quando há aproximação entre a fonte e oobservador a frequência aparente é maiordo que a real. O som fica mais agudo do quena realidade.
  38. 38. EFEITO DOPPLER• Quando há afastamento entre a fonte e oobservador, este ouvirá o som mais graveque na realidade.
  39. 39. Efeito DopplerComo o efeito Doppler age no som do carro.
  40. 40. Aplicações Do Efeito Doppler• Em astronomia, permite a medida davelocidade relativa das estrelas e outrosobjetos celestes luminosos em relação àTerra.• É de extrema importância emcomunicações a partir de objetos em rápidomovimento, como no caso dos satélites.
  41. 41. Aplicações Do Efeito Doppler• Na medicina, um ecocardiograma utiliza este efeitopara medir a direção e velocidade do fluxosanguíneo ou do tecido cardíaco.• O ultra-som Doppler é útil na avaliação do fluxosanguíneo do útero e vasos fetais.• Pode ser mostrado de várias formas: com somaudível, espectro de cores dentro do vaso ou naforma de gráficos que permitem a mensuração navelocidade sanguínea nos tecidos normais.
  42. 42. QUANTIFICAÇÃO DO SOM• É composta por unidadesdimensionais:• Pressão• Potência• Intensidade• E unidades adimensionais:• Decibel
  43. 43. UNIDADES DIMENSIONAIS• PRESSÃO: A unidade no SI é N/m² (Pascal).• O limite de audibilidade é cerca de 2,8×10-7Pa, onde começa a sensação dolorosa.• Pressões de 300 a 2.000 Pa causam lesõesmecânicas no aparelho aditivo, inclusiveruptura do tímpano.
  44. 44. UNIDADES DIMENSIONAIS• POTÊNCIA: É a energia sonoratransferida na unidade de tempo,medida em Watts (joules/segundo).• A potência é mais usada quandodividida pela área emissora oureceptora, e se denomina intensidadesonora.
  45. 45. UNIDADES DIMENSIONAIS• INTENSIDADE: É a potência divididapela área emissora, ou receptora dosom.• É medida em W.m-2. O limiar daaudição é convencionado como 10-12Watt.m-2, e o máximo tolerável é cercade 1 watt.m-2, que corresponde a 28Pa.
  46. 46. UNIDADES ADIMENSIONAIS• DECIBEL. É a intensidade relativa dosom. Aumenta de forma logarítmica, enão aritmética.• Um simples aumento de três decibéisimplica dobrar a intensidade do som.
  47. 47. UNIDADES ADIMENSIONAIS
  48. 48. APARELHO AUDITIVO• O aparelho auditivo transforma asdiferenças de pressão do som empulso elétrico, que são enviadas aocérebro, onde causam a sensaçãopsicofísica da audição, HENEINE,2002.
  49. 49. • Como é que o som, Energia Mecânicado Campo G, é transformado emEnergia Elétrica (Campo EM)?• Cóclea: Órgão que transformaEnergia Mecânica em Elétrica.
  50. 50. ANATOMIA FUNCIONAL DOÓRGÃO DA AUDIÇÃO• Orelha externa• Orelha média• Orelha interna
  51. 51. Orelha Externa• É formada pelo pavilhão auricular, ouorelha, e o canal auditivo, tambémconhecido como meato.• É composto de cartilagem auricular,rodeado por uma pele, o que permite aflexibilidade e elasticidade.
  52. 52. Orelha Externa• No conduto auditivo externo estãopresentes glândulas que produzem acera, que impede a entrada ealojamento de corpos estranhos.
  53. 53. Orelha MédiaComponentes:• Caixa timpânica;• Ossículos auditivos: martelo, bigorna eestribo;• Trompa de Eustáquio (Tuba Auditiva).Faz a manutenção da pressão de dentro do ouvido.
  54. 54. Orelha média• A orelha média começa na membrana timpânica econsiste, em sua totalidade, de um espaço aéreo – acavidade timpânica – no osso temporal. Dentro delaestão os ossículos articulados entre si, e suspensosatravés de ligamentos.• O limite entre o ouvido médio e interno é a janelaoval.
  55. 55. • O cabo do martelo está encostado notímpano; o estribo apoia-se na janela oval,um dos orifícios dotados de membrana daorelha interna que estabelecemcomunicação com a orelha média.
  56. 56. Orelha média• A partir de toda esta cadeia mecânicadesempenhada pelo tímpano,ossículos e tuba auditiva, a orelhamédia cumpre a sua função detransmitir o som para as estruturas daorelha interna.
  57. 57. Orelha internaComponentes:• Cóclea• Vestíbulo• CanaisSemicirculares
  58. 58. Orelha interna• Localizada dentro do osso temporal.• Contém o labirinto membranoso, queestá rodeado pelo labirinto ósseo.• O labirinto membranoso é um grupointerligado de sacos cheios de fluido,endolinfa.• É o movimento da endolinfa, queestimula as células sensoriais nointerior da parede membranosa.
  59. 59. Orelha interna
  60. 60. Orelha interna• Nos canais semicirculares encontram-se estruturas que permitem apercepção da posição do corpo(noção de equilíbrio), juntamente como vestíbulo.
  61. 61. • Cóclea: Órgão que transforma EnergiaMecânica em Elétrica.• A forma da concha e o número devoltas varia entre raças e espécies.Carnívoros Equinos Suínos Ruminantes3 voltas 2,5 voltas 4 voltas 3,5 voltas• Na cóclea está presente umaestrutura que permite a percepçãodos sons, chamada de órgão de Corti.
  62. 62. 1. As ondas sonoras movem a Membrana Basilar para cima e para baixo.2. Os cílios das Células Ciliadas Externas (CCE), implantados na Membrana Tectorial(em azul claro) se curvam e a célula é despolarizada.3. As CCE despolarizadas reagem através de uma contração (eletro motilidade): isto éum mecanismo ativo.4. Devido à firme junção entre as CCE com a Membrana Basilar e a MembranaReticular, este mecanismo ativo gera energia de volta para o Órgão de Corti e assim asCélulas Ciliadas Interiores (CCI) são excitadas, provavelmente através da ativação deseus cílios pela Membrana Tectorial.5. as sinapses nervosas das CCI são ativadas e a mensagem é enviada ao SistemaNervoso Central.
  63. 63. A cóclea e os canaissemicirculares1. Canal SemicircularAnterior2. Canal Superior3. Canal Lateral4. Sáculo5. Duto Coclear6. Helicotrema ou Apex7. Canal Lateral8. Canal Posterior9. Canal Posterior10. Janela Oval11. Janela Redonda12. Duto Vestibular(Escala Vestibular)13. Duto Timpânico(Escala Timpânica)14. Utrículo
  64. 64. Da cóclea sai o nervo ótico que leva osimpulsos nervosos ao cérebro.1. Canaissemicirculares2. Nervo Ótico3. MembranaBasilar4. Cóclea
  65. 65. CAPTAÇÃO E CONDUÇÃODO SOMOrelha Externa: A captação é feita pelopavilhão auricular, que refrata os sons,reforçando a intensidade com quechega ao ouvido.O canal auditivo leva o som captado aotímpano.
  66. 66. CAPTAÇÃO E CONDUÇÃODO SOM• Orelha média: Transforma a Energiasonora em Deslocamento Mecânico. Otímpano vibra sob o impacto dapressão sonora, em amplitudeproporcional à intensidade do som.• O movimento do tímpano é transmitidoao martelo, daí para a bigorna e emseguida ao estribo.
  67. 67. CAPTAÇÃO E CONDUÇÃODO SOM• Orelha Interna: Transformação doMovimento Mecânico em Hidráulico, eHidráulico em Pulso Elétrico, atravésda cóclea e suas funções.
  68. 68. CócleaA cóclea desenrolada.A cóclea é separada pela membrana basilar em dois compartimentosprincipais, a rampa vestibular (acima) e a rampa timpânica (abaixo).
  69. 69. Explicação figura da cóclea. Slideanterior, (somente estudar).
  70. 70. • Diferença entre sons mais intensos emenos intensos:O som entra como ondahidráulica, pela janela ovale percorre a membranabasilar.O som fraco desloca menosa membrana basilar. E oforte desloca mais.Quanto maior a intensidade sonora, maior é a amplitude dodeslocamento e maior o pulso elétrico gerado. Essa maior correnteprovoca sensação de som mais intenso no cérebro.
  71. 71. ANOMALIAS DA AUDIÇÃOPodem ser divididas em dois grupos:Surdez de condução: Há lesões nocanal externo, ou lesões no tímpano ouossículos.Surdez Nervosa: Há lesões na cócleaou no nervo ótico.
  72. 72. EXAMES E TESTES• Audiograma: mostra que asensibilidade do ouvido humano variacom a frequência do som.• Teste de Weber: quando um diapasãovibrante é colocado no plano sagitalem contato com a testa, o pacientenormalmente ouve o som de modoigual em ambos os ouvidos.
  73. 73. EXAMES E TESTE• Teste Rinne: Coloca-se um diapasãoem vibração sobre a apófise dotemporal, o paciente com o ouvidonormal ouve o som diminuirprogressivamente à medida que aenergia do diapasão se dissipa.
  74. 74. TESTE DE DIAPASÃO• Os ouvidos são testadosalternadamente, por obliteração deum deles. O diapasão é vibrado pertodo ouvido, e vai sendo afastadogradualmente, até o paciente indicar,com a mão, que não mais escuta osom.
  75. 75. BERA - Potencial Auditivo Evocado deTronco Encefálico• É um teste eletro diagnóstico não invasivo quecapta e registra a atividade elétrica da via auditivadesde a cóclea até o tronco encefálico, provenienteda estimulação da orelha por meio de um estímulosonoro em forma de cliques.• O Hospital Veterinário da Unesp, campos deBotucatu é a primeira instituição Veterinária adisponibilizar este tipo de exame.
  76. 76. Obrigada!!!

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