Biofísica da Audição

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PROFa. MS. MILENA SAAVEDRA LOPES DO AMARAL
O som é produzido por ondas de compressão e 
descompressão alternadas do ar. As ondas sonoras 
propagam-se através do ar exatamente da mesma 
forma que as ondas propagam-se na superfície da 
água.
SOM
 A onda sonora é uma onda mecânica que 
necessita de um meio material para se 
propagar. Assim, diferentemente da onda 
eletromagnética, a onda sonora não se 
propaga no vácuo.
O som é a propagação de energia mecânica 
em meio ambiental (sólido, líquido e gasoso), 
sob forma de movimento ondulatório.
Princípios Físicos da Audição
 Sons: Frequências entre 
20 Hz e 20.000 Hz.
Infrassons: 
Frequências abaixo de 
20 Hz.
Ultrassons: Frequências 
acima de 20.000 Hz.
1. O som entra;
2. O fundo do copo vibra rapidamente;
3. A vibração é transmitida para o barbante que 
vibra o fundo do segundo copo;
4. O som sai....
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2
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CARACTERÍSTICAS DO SOM
• Os sons têm particularidades e distinguem-se 
um do outro por CARACTERÍSTICAS FÍSICAS 
(comprimento de ondas, velocidade, 
frequência) E FISIOLÓGICAS (intensidade) 
 Os sons são representados 
graficamente por ondas periódicas e 
estas são caracterizadas por uma 
FREQUÊNCIA, um COMPRIMENTO DE 
ONDA e VELOCIDADE.
 A frequência de uma onda sonora, é uma grandeza física 
ondulatória que indica o número de ciclos (oscilações) 
durante um período de tempo.
 Hertz, simbolizado por Hz, que equivale a uma oscilação 
por segundo.
COMPRIMENTO DE ONDA
 O comprimento de uma onda sonora é a distância 
entre valores repetidos num modelo de onda.
 A velocidade do som é a distância que uma onda sonora 
percorre por unidade de tempo.
VELOCIDADE DO SOM
 O DECIBEL é a unidade prática 
mais usada no estudo de audição.
 Na escala decibel, o menor som 
audível (quase que silêncio total) é 
de 0 dB. Um som 10 vezes mais 
forte tem 10 dB, um som 100 vezes 
mais forte do que o próximo ao 
silêncio total tem 20 dB e 
consequentemente, um som mil 
vezes mais forte do que o próximo 
ao silêncio total tem 30 dB. Isso 
ocorre porque a escala decibel é 
uma escala logarítmica. 
QUANTITAÇÃO DO SOM
QUALIDADES DO SOM
ALTURA
INTENSIDADE
TIMBRE
ALTURA DO SOM 
• Essa qualidade permite ao ser humano diferenciar e 
classificar os sons em AGUDOS e GRAVES. 
• Isso é feito a partir da FREQUÊNCIA DO SOM, 
quanto maior for a frequência de uma onda sonora 
mais agudo será o som. 
• Os homens, geralmente, têm voz mais grave, ou 
seja, voz mais “grossa”. As mulheres, por sua vez, 
apresentam voz mais aguda, ou seja, mais fina e 
delicada.
INTENSIDADE
 É a qualidade fisiológica que está relacionada 
com a quantidade de energia ( nível de pressão 
sonora) transportada pelo som e que permite 
classificar os sons em FRACO OU FORTE.
NÍVEL DE 
PRESSÃO
 A partir de um certo valor da pressão acústica começamos a 
perceber o som;
 Além de um valor bem superior da pressão acústica o som 
provoca uma sensação penosa e até mesmo insuportável.
A AUDIÇÃO DEPENDE DE DOIS 
PARÂMETROS
• Sons de maior 
frequência: Sons ALTOS
• Sons de menor 
frequência: Sons BAIXOS
TIMBRE DO SOM
É a qualidade do som que permite diferenciar
sons da mesma frequência e intensidade produzidos
por fontes sonoras distintas.
TIMBRE DO SOM
O Timbre depende das características físicas do
corpo sonoro. Cada instrumento tem seu som
característico, dependendo da forma como é
construído.
O ouvido humano é um órgão que converte um
estimulo mecânico, produzido por meio externo,
em estímulos nervosos.
Os sons não são nada mais que propagações de
ondas mecânicas no meio.
ANATOMIA MORFOFUNCIONAL DO 
APARELHO AUDITIVO
A orelha está dividida em três partes:
ORELHA EXTERNA
ORELHA MÉDIA
ORELHA INTERNA
(antigamente denominadas ouvido externo, ouvido médio e ouvido interno).
OUVIDO EXTERNO: Captação e 
Condução do som
Inclui:
PAVILHÃO 
AURICULAR
CANAL AUDITIVO 
EXTERNO ( Meato)
 MEMBRANA 
TIMPÂNICA.
OUVIDO EXTERNO
 O PAVILHÃO AUDITIVO é constituído de cartilagem revestida
de pele. Seu formato (cheio de curvas, sulcos e elevações) age
como um funil, ajudando as ondas sonoras e se concentram no
canal auditivo mediante reflexões.
 O CANAL AUDITIVO - que se estende por aproximadamente
2,5 cm, tem pêlos e cera que agem como filtros, protegendo o
ouvido da entrada de sujeira e retendo micróbios do exterior.
Ouvido Externo
PROCESSO DE ENTRADA DO SOM
 O som pode entrar pelo canal auditivo de maneira
direta, ou ser refletido pelo pavilhão auditivo, cujo
formato é essencial para que ocorram essas
reflexões.
TÍMPANO
 O tímpano é uma membrana cuja sua função é a 
de vibrar e levar estímulos sonoros que 
atravessam o meato acústico (que tem a função 
de captação do som ) ao ouvido médio. 
TÍMPANO
 As principais doenças do tímpano são: Otite (inflamação na 
cavidade timpânica) e surdez por condução.
TÍMPANO
A membrana timpânica transmite a vibração da onda 
sonora para o MARTELO, que transmite para a BIGORNA
que aciona o ESTRIBO e então pressiona a janela oval 
transmitindo assim a pressão para os fluidos que 
constituem o ouvido interno, particularmente a perlinfa.
Janela oval: 
Passa a funcionar como um
transformador acústico, o qual amplia
as ondas sonoras antes delas serem
deslocadas para o ouvido interno.
Janela redonda:
Vibra no sentido inverso, para que as
vibrações sejam transmitidas ao
ouvido interno através da janela oval.
Dessa forma, o líquido é liberado para
que a cóclea se movimente.
Trompa de Eustáquio:
A função do tubo de Eustáquio é equilibrar a pressão do ar,
nos dois lados do tímpano, assegurando que não haja
aumento de pressão no ouvido.
OUVIDO MÉDIO:
Transformação da energia 
sonora em deslocamento 
mecânico.
Inclui :
O martelo
A bigorna 
O estribo
TROMPA DE ESTÁQUIO / TUBA AUDITIVA
Canal que conecta o ouvido médio à faringe para 
controlar a pressão. Normalmente encontra-se fechado, 
mas se abre durante a deglutição e o bocejo.
TROMPA DE ESTÁQUIO / TUBA AUDITIVA
Consiste em um canal que conecta a orelha média dos mamíferos à 
faringe, auxiliando, deste modo, na manutenção do equilíbrio da 
pressão do ar entre ambos os lados da membrana timpânica.
Esse processo possibilita a equalização da pressão do ar externo 
com a pressão do espaço timpânico, bem como o arejamento da 
orelha média. Deste modo, este mecanismo defende de rápidas 
mudanças de pressão, conserva a mucosa e permite que a unidade 
tímpano-ossículo vibre sem interferências.
OUVIDO INTERNO: Transformação do 
movimento mecânico em hidráulico, e deste em 
pulso elétrico.
Inclui:
A cóclea contendo 
fluidos.
Vestíbulo.
Canais semicirculares
Preenchido por Líquido 
(Endolinfa e Perilinfa) e é 
dividido em 2 partes:
1. Labirinto Anterior ou 
Cóclea: AUDIÇÃO
2. Labirinto Posterior: 
Vestíbulo e Canais 
Semicirculares: 
EQUILÍBRIO
OUVIDO INTERNO
Função do Sistema Auditivo no Equilíbrio
• É também responsável pelo Equilíbrio.
O equilíbrio postural é definido como a
manutenção da posição de equilíbrio corpo
humano. E este equilíbrio depende do
controle realizado pelo Sistema Nervoso
Central. Para que o SNC possa realizar os
devidos ajustes constantemente, é necessário
que ele esteja sempre recebendo informações
precisas a respeito de cada uma das partes do
corpo.
Função do Sistema Auditivo no Equilíbrio
• Esta informação deriva-se de diferentes fontes,
como por exemplo: os receptores sensitivos da
pele e das articulações encaminham informações
ao encéfalo sobre a situação do corpo no espaço
e sobre a posição relativade cada parte do corpo.
Já a visão é responsável por propiciar uma
imagem global da situação do corpo em relação
ao espaço que o envolve. Por fim, há também
o aparelho vestibular localizado no ouvido
interno, que fornece informações sobre a posição
e os movimentos da cabeça.
 Na cóclea, os estímulos mecânicos (vibrações 
induzidas pelas ondas sonoras) sofrem 
transdução em potenciais de ação (fenômenos 
elétricos), que são levados ao sistema nervoso 
central através do nervo coclear.
 O som é transformado em vibrações pela 
membrana timpânica e transmitido através da 
cadeia de ossículos até a janela oval. 
 O tímpano vibra com as ondas sonoras; os 
ossículos do ouvido funcionam como 
alavancas, as quais transformam as vibrações 
da membrana timpânica em deslocamentos 
mecânicos, que são exercidos pelo estribo e 
janela oval na perilinfa. 
CÓCLEA
CÓCLEA (ou labirinto anterior )
Dividido por três canais: rampa vestibular, rampa
média e rampa timpânica.
OUVIDO INTERNO
• Dentro da CÓCLEA, está localizado o ÓRGÃO DE 
CORTI, onde estão situadas as CÉLULAS CILIADAS 
externas e internas, que estão dispostas em forma de 
fileiras e conectadas ao nervo auditivo. 
• As células ciliadas se comportam como um transdutor 
convertendo energia mecânica em elétrica. 
Órgão de Corti
ÓRGÃO DE CORTI
• O nervo auditivo é responsável pela transmissão da 
informação auditiva ao cérebro.
No Cérebro:
Os impulsos nervosos causados 
pela transmissão do som na orelha 
interna, serão identificados, 
interpretados e discriminados pelo 
córtex auditivo.
Órgão encarregado de transformar as 
diferenças de pressão do som em pulsos 
elétricos, que são enviados ao cérebro 
(encéfalo), onde causam a sensação psicofísica 
da audição
ANÁLISE DA INTENSIDADE DO SOM RECEBIDO
A diferença de intensidade de sons recebidos é percebida da seguinte 
maneira:
• Os deslocamentos da membrana basilar e do órgão de Corti têm 
amplitude proporcional à intensidade do som.
• O som entra como onda hidráulica, pela janela oval. No trajeto, um 
som fraco desloca menos a membrana basilar, o som forte desloca 
mais. Quanto maior a intensidade sonora, maior é a amplitude do 
deslocamento, maior é o pulso elétrico gerado. 
PROPRIEDADES COMUNS DO SOM 
AOS MOVIMENTOS ONDULATÓRIOS
• REFLEXÃO DO SOM
• DIFRAÇÃO
• INTERFERÊNCIA
• EFEITO DOPPLER
REFLEXÃO DO SOM
• A reflexão do som ocorre quando as ondas sonoras 
encontram um determinado obstáculo e são impedidas 
de continuar a sua propagação.
• Esses obstáculos obrigam o som a mudar de direção. 
Tal como quando atiras uma bola a uma parede, ela 
bate na parede e muda de direção. Dependendo da 
forma como a atirares, ela tanto pode voltar para trás 
como seguir em outra direção.
• O ECO E A REVERBERAÇÃO são consequências da 
reflexão do som.
Eco: O som retorna após a extinção total do som
original. Ouve-se uma repetição do som emitido.
Reverberação: O som refletido chega ao ouvinte
antes da extinção total do som emitido
originalmente, havendo um prolongamento desse
som.
DIFRAÇÃO
• A difração do som é o nome que se dá à 
distorção da propagação retilínea do som, 
quando este contorna um obstáculo.
Difração : Sabemos com certeza que o som pode
contornar obstáculos: por exemplo, é normal
ouvires uma pessoa que se encontra do outro lado
de uma esquina ou numa outra divisão, através de
uma porta aberta. Embora não exista uma linha reta
entre a fonte sonora e o receptor (ou seja, não se
conseguem ver), é possível ouvir os sons
produzidos.
INTERFERÊNCIA
• É o aumento ou diminuição da intensidade do 
som. A interferência é responsável pela perda 
da discriminação de sons e ruídos é notada 
especialmente no momento do seu 
desaparecimento.
• Interferência:
É o aumento ou diminuição da intensidade do som,
devido ao somatório dos pulsos de onda. Quando há
a superposição de duas ou mais ondas.
• A refração do som acontece quando um som muda
de direção de propagação pelo facto de passar de
uma meio material para outro (quando passa do ar
para a água, por exemplo).
• A refração deve-se sobretudo à diferença de
constituição interna dos diferentes meios materiais.
É devido ao fenômeno da refração que é possível a
um nadador ouvir debaixo de água, sons produzidos
nas bancadas de uma piscina.
REFRAÇÃO
EFEITO DOPPLER 
• O nome efeito Doppler é uma referência ao 
físico austríaco Christian Johann Doppler, que 
o estudou e descreveu. Ele escreveu um artigo 
onde afirma que o Efeito Doppler é a 
alteração da frequência sonora percebida pelo 
observador em virtude do movimento relativo 
de aproximação ou afastamento entre a fonte 
e o observador.
EFEITO DOPPLER
• É a mudança aparente de frequência, quando 
existe movimento relativo entre o emissor e o 
receptor. O efeito Dopler é observado 
cotidianamente em buzina de veículos, sirenes de 
ambulâncias, apitos, que se aproximam ou se 
afastam. 
Quando ela se aproxima do observador o som é mais agudo e quando ele se afasta o som 
é mais grave. Esse é um fenômeno característico de qualquer propagação ondulatória.
EFEITO DOPPLER
Por isso o som é 
igual para quem 
está na frente do 
carro e para quem 
está atrás.
Por causa do movimento, as ondas na frente do 
veículo ficam "achatadas" e as de trás ficam 
"esticadas".
Isso faz o som da buzina ficar mais grave (maior 
frequência) no sentido do movimento e mais agudo 
(menor frequência) no sentido oposto.
O Efeito Doppler é utilizado para medir a velocidade de objetos através de ondas que são 
emitidas por aparelhos baseados em radiofrequência ou lasers como, por exemplo, os radares.
EFEITO DOPPLER 
O EFEITO DOPPLER NA MEDICINA
• Os Ecocardiogramas combinam o ultrassom e 
o Efeito Doppler para permitir que os 
cardiologistas possam visualizar estruturas do 
coração.
O EFEITO DOPPLER NA MEDICINA
ANOMALIAS DA AUDIÇÃO
Patologias do Sistema Auditivo
Existem três tipos principais de perda auditiva:
CONDUTIVA, SENSORIONEURAL E MISTA.
Cada tipo afeta uma parte diferente do ouvido e
pode ter várias causas. As perdas auditivas são
classificadas em graus conforme sua
intensidade.
SURDEZ DE CONDUÇÃO.
É causada pela incapacidade para 
transmitir as vibrações a partir do ouvido 
externo para o interno.
CAUSAS:
Excesso de cera no ouvido;
Infecções no ouvido;
Imobilização de um ou mais ossinhos do 
ouvido
Tratamento: 
 Remédios;
 Cirurgias;
Surdez Nervosa.
Há lesões na cóclea ou no nervo óptico. 
Ocorre no ouvido interno devido a redução da 
sensibilidade das células nervosas da cóclea.
Duas das mais comuns são:
Exposição à ruído de alta intensidade 
ou sons altos.
Presbiacusia (surdez pela idade)
Consiste em:
Um microfone;
Um amplificador;
Um receptor;
Obs. O processo acontece rapidamente: existem milhões de 
cálculos ocorrendo no aparelho auditivo a cada segundo.
As principais causas de perda 
sensorioneural
• Problemas genéticos, que são a principal causa desse tipo 
de perda auditiva.
• Presbiacusia, que é a perda comum ao processo natural 
de envelhecimento
• Exposição a ruído
• Ototoxicidade, que é o dano causado por medicamentos 
que agridem a estrutura do ouvido interno.
• Traumas que levem a ferimentos na cabeça.
• Infecções como a rubéola durante a gravidez, caxumba, 
meningite.
• Problemas durante o trabalho de parto ou logo após ele, 
como falta de oxigenação temporária, infecções 
bacterianas, icterícia, etc.
Surdez Sensorioneural
TIPOS DE SURDEZ
Surdez de Condução
A Perda Auditiva Mista se caracteriza pela associação das duas causas de perda 
auditiva, ou seja, uma combinação da perda auditiva condutivae sensorioneural.
DOENÇAS
Teste de Weber;
Um diapasão vibrante é colocado no plano 
sagital em contato com a testa para verificar 
ambos os ouvidos.
Teste de Rinne;
Ele compara a percepção dos sons transmitidos 
pelo ar ou através da condução óssea do osso 
temporal. Desta maneira, pode-se suspeitar se 
tem perda auditiva condutiva.
Teste da Orelhinha;
Um teste simples feito 48 horas após o 
nascimento do bebê pode detectar se ele 
tem algum problema auditivo. 
Não utilize cotonetes na limpeza do ouvido;
Evite o uso de fones de ouvido;
Não usar soluções ou remédios caseiros na 
orelha;
Não faça lavagens na orelha sem orientação 
médica;
Caso haja infecção ou perfuração do tímpano, 
não molhe a orelha;
Não pingar medicamento sem orientação 
médica;
Ao primeiro sinal de dificuldade auditiva, dor 
ou incômodo procure um médico;
Sintomas da Perda de Audição
• Pedir aos outros para que se repita o que falaram.
• As pessoas do convívio dizem que a pessoa não
ouve bem.
• O paciente deixa a TV ou o rádio em volume mais
alto do que os outros.
• O paciente tem dificuldade em entender conversas
com ruídos ao fundo.
• A pessoa tem dificuldade em acompanhar
conversas em grupo.
• A pessoa tem dificuldade em identificar de onde os
sons estão vindo.
Orelha externa: 
A captação é feita pelo pavilhão auricular, que refrata os sons, 
reforçando a intensidade com que chega ao ouvido. O canal auditivo leva o 
som captado ao tímpano
Orelha media:
Transforma a energia sonora em deslocamento mecânico. O tímpano 
vibra sob o impacto da pressão sonora , em amplitude proporcional á 
intensidade do som.
O movimento do tímpano é transmitido ao martelo, daí para a 
bigorna e em seguida ao estribo. 
Orelha interna:
Transformação do movimento mecânico em hidráulico, e hidráulico 
em pulso elétrico, através da cóclea e suas funções. 
Captação e Condução do somRESUMINDO: