Vestibular system

1. Кафедра ЛОР-хвороб Вінницького національного
медичного університету ім. М.І. Пирогова
ENT-department of National Pirogov Memorial Medical
University, Vinnytsya
Тема 04
Clinical anatomy, physiology,
methods of investigation of
vestibulary system
Клінічна анатомія, фізіологія
внутрішнього вуха, методи
дослідження вестибулярного
аналізатора
Дистанційне навчання
2020
Барціховський Андрій Ігорович

2. - foramen rotundum
(separeted with secondary
tympanic membrane),
- foramen ovale
(separeted with footplate
of stapes & lig.anulare).
Inner ear perilymph relations
with tympanic cavity:
cochlea (завитка),
vestibulum (присінок),
semicircular canals
(півколові канали):
horizontal (lateral),
sagital (posterior, inferior),
frontal (anterior, superior).
There are some parts of the inner ear:

3. There are some histological parts of the inner ear (частини внутрішнього вуха):
- Bony labirynthis filled with perilymph,
- Membanes labirynth is filled with
endolymph.

4. Perilymph of scala vestibuli & scala
tympani connect with each others through
helicotrema and with perilymphatic space
of the vestibulum & semicircular canals.
It connect also with subarhachnoidal
space through aqueductus cochleae.
Space between bony & membranes
labyrinth is filled with some fluid,
which surrounds all inner ear parts
through some opening:

5. Perilymph of scala vestibuli & scala tympani connect with each others
through helicotrema and with perilymphatic space of the vestibulum &
semicircular canals.
It connect also with subarhachnoidal space through aqueductus cochleae.
Space between bony
& membranes
labyrinth is filled with
perilymph, which
surrounds all inner ear
parts.
Perilymph relations:
https://www.skybrary.aero/index.php/Vestibular_System_and_Illusions_(OGHFA_BN)

6. Endolimph relations:
- sacculus with membranes cochlea through Reuniens duct,
- utriculus with sacculus through utriculo-saccular duct,
- endolymphatic sacc with sacculus & utriculus through endolymphatic &
utriculo-saccular duct,
- utriculus – with simicircular canals directly through 5 opening.
Membranes inner ear vestibulum include & connect with:
- Stria vascularis, which is
placed on the lateral wall of
the membranes (cochlear)
duct.
& must be resorbed in a…:
Membranes duct is filled with
some fluid (заповнений певною
рідиною), that is produced by the…:
- Endolymphatic sacc, which is
placed in the dura mater on the
posterior pyramid wall.

7. https://www.skybrary.aero/index.php/Vestibular_System_and_Illusions_(OGHFA_BN)
Vestibulary system receptors placement:

8. Semicircular canals receptors:
3. Hair cells – cupula terminalis.
2. Supporting (basilar) cells.
1. Crista ampullaris.
https://www.slideshare.net/Harshita89/vestibular-system-32613536 https://www.slideshare.net/CsillaEgri/the-vestibular-system

9. Vestibulary system receptors:
https://europepmc.org/article/PMC/5899691
3D serial reconstruction of a
biocytin-labeled utricular afferent
and its synaptic relationship with the
hair cells it contacted.
Micro-computed tomography scan (a; 20 μm
resolution) and a macroscopic view (b; light
microscopy) of the anterior segment of the left
vestibular labyrinth of the toadfish.

10. 4. Otolithic membrane.
3. Hair cells –
stereocilia + kinocilia.
2. Supporting (basilar) cells.
1. Macula utriculi & sacculi.
0. Nerves fibers.
https://www.slideshare.net/vacagodx/vestibular-system-3550870
Utricular & saccular receptors:
https://www.slideshare.net/CsillaEgri/the-vestibular-system

11. Scheme of ampular
and otolythic receptor.
1 - endolymph of
semicercular canal;
2 - crista ampularis;
3 - cupula
terminalis;
4 - ampula;
5 - perilymph;
6 - utriculus;
7 - bridge-cells;
8 - hair cell;
9 - basilar cell;
10 - massa
gelatinosae;
11 - otolythic
membrane;
12 - otolyth;
13 - nerveus fibers.
Vestibulary system receptors (simplification):

12. VIII vestibulocochlear Nerve parts:
n.Vestibularis (medially)
n. Cochlearis (laterally)
Внутри – вестибулярный
Снаружи – слуховой
n.Facialis

13. 1. Ganglion Scarpe (on the meat. acust. int. bottom)- portion medialis n.vestibulocochlearis
2.1. Nucl. angularis superior (Бехтерева),
2.2. Nucl. ascendens (inferior) (Roller),
2.3. Nucl. triangularis medialis (Schwalbe),
2.4. Nucleus lateralis (Deuters).
Vestibulary system afferent pathway:

14. 1) tractus vestibulospinalis
(соматичні реакції);
1.2) tr. Vestibulo-cerebellaris
(порушення статики, динамикі,
координації, тонуса);
1.3) tr. Vestibulo-oculomotorius
(Ny - ністагм),
2) tr. Vestibulo-reticularis-nucl.n.vagi
(вегетативні реакції);
3) tr. Vestibulo-corticalis
(суб`єктивне відчуття головокружіння).
https://www.vertigoexercises.us/multiple-sclerosis/functional-systems.html
Vestibulary system efferent pathway:

15. Vestibulary system physiological stimuli:
1. Vestibulum – linear acceleration (gravity);
2. Сanales semicirculares: angular acceleration.
Опыты Эвальда:
- пломбировка гладкого колена у голубя,
- движение поршнем эндолимфы к… и от ампуллы...
Ewald’ laws ("Железные" законы Воячека) –
1) максимальному раздражению подвергается полуканал, находящийся
ближе к плоскости вращения;
2) направление тока эндолимфы,
медленный компонент Ny и
соматические реакции СОНАПРАВЛЕНЫ;
3) в горизонтальном полуканале ампулопетальный ток жидкости (к
ампуле) вызывает более сильное раздражение, чем ампулофугальный.
Нистагм направлен в сторону лабиринта с ампулопетальным током и в
противоположную – при ампулофугальном.

16. Vestibulary nystagmus types and characteristics:
Ny types:
- спонтанный (взгляд провести по периферии),
- позиционный: - патология sacculus (лежа повернуть голову вправо и влево),
- патология utriculus (лежа наклоны головы кпереди и кзади).
- врожденный (постоянный, без быстрого и медленного компонентов, не зависит от
положения головы и взгляда).
ХАРАКТЕРИСТИКИ:
1. Компоненты: - медленный (лабиринтный),
- быстрый (корковый).
2. Степени: I – наличие только при взгляде в сторону быстрого компонента,
(отсутствие при взгляде прямо);
II – наличие при взгляде прямо (и в сторону быстрого компонента),
отсутствие при взгляде в сторону медл.компонента;
III – наличие при взгляде в сторону медленного компонента
(и перед собой и в сторону быстрого компонента).
3. Плоскость: - горизональный, вертикальный, ротаторный.
4. Направление: - вверх, вниз, влево, вправо.
5. Амплитуда: - мелко-, средне- и крупноразмашистый.
6. Быстрота: - быстрый (живой), медленный (вялый).
7. Продолжительность (в сек).

17. - сидя в кресле Барани с закрытыми глазами,
- голова наклонена на 30 градусов кпереди,
- 10 вращений за 20 сек. по часовой стрелке (вправо),
- резкая остановка,
- взгляд влево (в сторону ожидаемого быстрого
компонента – противоположную вращению).
N реакция: - Ny направлен влево (в сторону
противоположную вращению),
-продолжительность 30 сек. (20-40 сек.), I (II) степени.
Rotational (arm)chair test
(вращательная проба):
https://zen.yandex.ru/media/murzilkinspace/ispytaniia-vodoi-ognem-tishinoi-i-mednymi-trubami-k-chemu-gotovili-pervyh-kosmonavtov-5dc2e7d4bd639600b1d66e20

18. PostRotational Nystagmus directions:
Rotary Chair Test. The scheme of endolymph movements witn left-side rotation (against
watch`s arrow).
a) - at the start – the direction of endolymph movements – against rotation (due to inertsia);
b) - rotation without acceleration (equal velocity) – the nystagmus is absent;
c) - at the finish rotation (sudden stoping) – the direction of endolymph movement is
according rotation’ direction .

19. Rotational chair test:
https://www.slideshare.net/aqaqaqaq2/vertigo-and-the-vestibular-system

20. Test with double rotation
(not the double test with rotation):
https://www.slideshare.net/aqaqaqaq2/vertigo-and-the-vestibular-system
https://prokazan.ru/newsv2/93209.html

21. Caloric test:
Калорическая проба с теплой водой (t=43 градуса Цельсия):
- Сидя, голова отклонена на 60 градусов кзади (для вертикального положения
горизонтального канала),
- жидкость вливается со скоростью 60 мл за 60 сек. до появления субъективных
ощущений, которые вирифицируются первыми движениями глазных яблок (Ny).
Критерием служит количество воды, которое вызывает Ny (N=50 мл).
До 50 мл – синдром раздражения лабиринта (серозный диффузный лабиринтит).
Более 50 мл – синдром угнетения лабиринта (гнойный или некротический
диффузный лабиринтит).
left ear checked with “cold water”
(20 oC) induce the nystagmus on the
right side.
Для експертизы спецконтингентов (здоровых) вода вливается
со скоростью 100 мл за 10 сек.
- Ny возникает через 25-30 сек. (латентный период),
- продолжительностью 30-70 сек.,
- I (II) степени.
При перфорации барабанной
перепонки выполняется с
антисептиком или продуванием
воздухом по Асписову).

22. Caloric test:
http://caho-hospitals.com/water-test-used-on-patients-with-schizophrenia-by-camh-researchers-to-make-them-aware-of-their-illness/ http://vestibularlab.ru/%D0%BD%D0%B0%D1%83%D1%87%D0%BD%D0%B0%D1%8F-%D0%B8-
%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D0%B4%D0%BD%D0%B0%D1%8F-
%D0%B4%D0%B5%D1%8F%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C/%D0%BA%D0%B
B%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B0/%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D1%8C%D1%8E%D1%82%D0%B5%D1
%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F-
%D0%B4%D0%B8%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0/?lang=en
http://inno.imbp.ru/development.html
Caloric weakness 27% on the right - http://inno.imbp.ru/development.html

23. Caloric test:
Caloric weakness - 70% on the left 27% on the right -

24. Pneumatic test:
Пневматическая (прессорная, фистульная) проба положительна при фистуле
ампулы горизонтального полукружного канала (в задне-верхней части медиальной стенки
барабанной полости при хроническом гнойном эпитимпаните).
Compression induce the nystagmus in the side of horizontal semicircular canalis fistula
placement;
Decompression induce the nystagmus in the opposite side to horizontal semicircular
canalis fistula placement.
Pneumatic otoscope:

25. Positive pneumatic test due to perilymphatic fistula:
https://sydneyentclinic.com/sean-flanagan/patient-resources-2/patient-resources/vertigo/
Fracture line is seen travelling through the otic capsule:

26. Double test with rotation (otolythic reactions):
1. Отолитовая реакция Воячека (двойная проба с вращением) усиленная с cаnаlis
semicirculris frontlis:
- в кресле Барани с закрытыми глазами и туловищем, наклоненным на 90” вперед и вниз,
- вращают (10 оборотов за 20 сек.),
- резкая остановка,
- пауза 5 сек.,
- резкое выпрямление туловища в вертикальное положение.

27. Postotolythic test somatic & vegetative reactions:
Оценка реакций:
1) соматических: I степень – отклонение туловища до 5 градусов,
II cтепень – отклонение на 5-30 градусов,
III степень – отклонение более 30 градусов.
2) вегетативных: I степень – изменение падение Ps, AДавления до 20%...
II cтепень – холодный пот, тошнота, ...
III степень – рвота, обморок, шок, ...
https://zen.yandex.ru/media/murzilkinspace/ispytaniia-vodoi-ognem-tishinoi-i-mednymi-trubami-k-chemu-gotovili-pervyh-kosmonavtov-5dc2e7d4bd639600b1d66e20

28. Khilov's four-bar swing test of otolythic system:
Cumulation of otolith irritatition (on the Khilov's Four-Bar Swing).
III st. - the appearance of vegetative reactions up to 5 min rocking.
IІ st. - the appearance of vegetative reactions up to 10 minutes of rocking.
I st. - the appearance of vegetative reactions up to 15 minutes of rocking.
0 st. - lack of vegetative reactions at 15 min of rocking and >.
Кумуляция отолитового возбуждения (на Четырехштанговых качелях Хилова).
IІІ ст. – появление вегет. реакций до 5 мин качания.
IІ ст. – появление вегет. реакций до 10 мин качания.
https://zen.yandex.ru/media/murzilkinspace/ispytaniia-vodoi-ognem-tishinoi-i-mednymi-trubami-k-chemu-gotovili-pervyh-kosmonavtov-5dc2e7d4bd639600b1d66e2000

29. Vestibulary system training
Г.С. Титов во время тренировки в ЦПК
на качелях Хилова.
Звездный городок. 1961 г. Автор не
установлен. РГАНТД. Арх. № 0-1293цв.
http://vystavki.rgantd.ru/titov/pages/titov_17.htm

30. Vestibulary system physiological stimuli:
Summary of the most common methods to stimulate the vestibular system and their suitability for testing specific
cognitive research questions. A) Typical subject position during CVS, predominantly stimulating the horizontal
semicircular canals. Note that the vertical semicircular canals can also be stimulated by changing the subjects head
position in order to place the vertical canals gravitationally horizontal. B) Typical subject position on a custom-built
rotatory chair with the subject placed such that their center of head rotation falls along the chair rotation axis. This
type of rotation predominantly activates the horizontal semicircular canals. Note that the vertical semicircular canals
and the otoliths can also be activated by displacing the subject’s head out of the chair rotation axis (i.e., lateral
displacement or tilting)

31. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ДИАГНОЗ заболеваний
ЛАБИРИНТА и МОЗЖЕЧКА
СВЯЗЬ ГОЛОВОКРУЖЕНИЯ
С ИЗМЕНЕНИЕМ
ЕСТЬ ПОЛОЖЕНИЯ ГОЛОВЫ НЕТ
в сторону медленного ПАДЕНИЕ В ПОЗЕ РОМБЕРГА -в больную сторону
компонента,
направление паде-
ния зависит от
положения головы
ОТКЛОНЕНИЕ В ПРОБЕ ПРЯМОХОЖДЕНИЕМ в больную сторону
в сторону медленного компонента
промахивание обеими КООРДИНАЦИОННЫЕ ПРОБЫ промахивание рукой на
руками в сторону стороне поражения
медленного компонента
не изменена ФЛАНГОВАЯ ПОХОДКА затруднена в сто-
рону поражения
отсутствует АДИАДОХОКИНЕЗ на стороне
поражения
СИМПТОМЫ ПОВЫШЕНИЯ ВНУТРИЧЕРЕПНОГО ДАВЛЕНИЯ
Нет есть
Есть связь с положение головы СПОНТАННОГО Ny -постоянный, не зависит
-мелкоразмошистый амплитуда -крупноразмашистый
-горизонтально-рота- плоскость -любая, вплоть до диагонального
Торный
-медленный и быстрый компоненты одинаков в обе стороны
Vestibulary & cerebellar system pathology differentiation:

32. Ситуаційні задачі
Задача 1
До оторинолринголога звернувся хворий зі скаргами на зниження глуху, шум у лівому вусі та відчуття закладання вуха.
Під час обстеження негативний дослід Рінне, латералізацію звуку в ліве вухо, подовжений дослід Швабаха.
Завдання: визначити тип приглухуватості.
Задача 2
До оториноларинголога звернувся хворий, 30 років, у якого після перенесеного грипу різко знизився слух на праве вухо,
з'явився шум у вусі. На пороговій тональній аудіограмі отримано підвищення порогів повітряної та кісткової провідності на
високих частотах.
Завдання: визначити характер приглухуватості у хворого.
Задача 3
Батьки дев'ятирічної дівчинки сповістили, що у дворічному віці їх дитину тривалий час лікували гентаміцином з приводу
тяжкої пневмонії. Клінічно встановлена глухота.
Завдання:
а) визначити причину глухоти;
б)вказати прогноз захворювання.
Задача 4
Хворий, 27 років, звернувся зі скаргами на зниження слуху на ліве вухо, шум у вусі. Під час обстеження у вусі виявлено
сірчану пробку.
Завдання:
а) визначити тип приглухуватості;
б) вказати орієнтовний рівень підвищеним сприйняття на тональній аудіограмі.
Задача 5
Під час профілактичного огляду осіб, що працюють на обрубці та клепанні металу, виявлено, що частина з них
скаржиться на головний біль, дратівливість, зниження слуху, шум у вухах. Виробничий стаж у цих робітників становить за
спеціальністю понад 5 років. ЛОР органи без видимих змін.
Завдання:
а) встановити діагноз