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Problématique


Dans les grandes lignes... On cherche à comprendre la question suivante.


Comment l'organisme humain est-il capable de percevoir des sons et de les reconnaître ?




Ce que disent les textes officiels :


Accueil

Les
patients

Thème 4 :
Son et musique,
porteurs d’information

Les objectifs

Références médicales

Sources + merci

Séverine Guérin
2021/2022


Dans les grandes lignes...


On cherche à comprendre Comment l'organisme humain est-il capable de percevoir des sons et de les reconnaître ?




Bienvenue à vous, jeunes étudiants en médecine, à l'hôpital universitaire Paul Guérin de Niort.


Trois patients ont été admis ce matin avec des troubles plus ou moins importants de l'audition.

C'est à votre équipe médicale d'établir les diagnostics adaptés à chaque patient.


Vous avez notamment accès à :

  • la présentation des patients et de leurs symptômes
  • la description des techniques médicales utilisées dans votre service
  • le détail des objectifs fixés par le chef de service


Le chef de service attend vos conclusions à la prochaine séance. Bonne recherche et bon courage !



Tous les images dont la source n'apparait pas clairement sont libres et extraites de Wikipédia et Pixabay.




Un grand merci à Mr Tournerie Simon pour son partage, dont je me suis largement inspirée ! Ainsi qu'a Mr Consentino pour son logiciel IRM virtuelle très intuitif et bien conçu !


Examen otoscopique

Audiogramme

Imagerie cérébrale

Source des images

http://www.news-medical.net/image.axd?picture=2011%2f11%2fVantage+Titan+3T+MRI+Scanner+from+Toshiba.jpg


http://www.360view.ro/media/tururi/galerie/originale/clinica_orl_dr_cheita_01.jpg


La réalisation d'un audiogramme est effectuée grâce à un audiomètre.

Cet appareil produit des sons d'intensités et de fréquences variables. Le patient est soumis à différents sons afin de déterminer son seuil d'audition pour différentes fréquences.

L'audiogramme évolue naturellement avec l'âge.


Source : http://www.cochlea.eu/exploration-fonctionnelle/methodes-subjectives



Fréquence = nombre de période/ seconde


Un audiogramme est un graphique qui exprime le niveau d'intensité des sons émis par l'appareil médical en fonction de leur fréquence.

Sur le graphique suivant, le patient dispose d'une bonne audition.

Les croix et les cercles indiquent les valeurs minimales à partir desquelles le son est perçu par le patient.

Les ronds correspondent aux valeurs pour l'oreille droite. Les croix, l'oreille gauche.


Source : https://www.gptrove.net/wp-content/uploads/audiog1.png


BONUS

Vue l'allure de la courbe, à quelle tranche d'âge le patient appartient-il ?





Les vibrations transmises par les trois os de l'oreille moyenne sont perçues par un organe : la cochlée.

Cet organe spiralaire contient des cellules ciliées capables de produire des messages nerveux lorsqu'elles perçoivent les vibrations.



Schéma de l'oreille moyenne et interne

Source : Biologie, Campbell 4e édition




Cellules ciliées observées au microscope électronique à balayage (échelle ~15µm)

On observe 4 rangées de cellules ciliées : 1 rangée "droite" et 3 rangées "en V".

Source : http://www.cochlea.eu/cochlee





Selon leur position dans la cochlée, les cellules ciliées ne "captent" pas les mêmes fréquences.

A l'entrée de la cochlée, les fréquences perçues correspondent aux sons aigus. Au centre de la cochlée, les fréquences perçues correspondent aux sons graves.


Distribution des fréquences perçues par les cellules ciliées selon leur position dans la cochlée

Source : http://www.cochlea.eu/





L’otoscopie est un examen réalisé par le médecin (généraliste, pédiatre ou ORL) qui vise à visualiser le tympan et le conduit auditif externe. Pour cela, le médecin utilise un instrument spécifique : l'otoscope. (Source : Wikipédia)


Otoscope
Examen otoscopique



C'est l'état du tympan qui nous intéresse dans l'étude du jour.




Le tympan est une fine membrane qui sépare le pavillon de l'oreille externe à la cavité contenant la cochlée.

A l'arrivée des ondes sonores, le tympan vibre en amplifiant les vibrations de l'air dans l'oreille moyenne et interne.

Le tympan transmet les vibrations aux trois os de l'oreille moyenne (marteau, enclume et étrier). Ces derniers transmettront à leur tour les vibrations à l'oreille interne qui produit les messages nerveux auditifs qui seront transmis au cerveau.

Vidéo de la physiologie de l'oreille :

https://www.youtube.com/watch?v=PNjOKVaIJLw



Légender le schéma ci dessous (Demander à votre professeur la version imprimée)






Tympan "sain" observé à l'otoscope lors d'un examen de routine

Caractéristiques cliniques : surface lisse et semi-transparente. 1 triangle lumineux visible (ici à droite).

(ici le marteau est visible en haut, légèrement à droite)


Le scanner et l'IRM (Imagerie par résonance magnétique) sont deux techniques d'imagerie médicales qui permettent d'obtenir des vues en coupe du corps humain. Un traitement informatique permet ensuite de reconstituer les structures observées en 3D.


Scanner et IRM utilisent des propriétés physiques différentes mais sont complémentaires dans l'exploration du corps humain et du diagnostic de pathologies.


Dans le cas de l'audition, l'imagerie médicale permet de visualiser des détails infra-millimétriques toutes les structures impliquées : oreilles, nerfs sensoriel, aires cérébrales....



Informations utiles pour continuer :

Le cerveau est un organe dont le poids représente seulement 2% du poids total de l'organisme mais qui consomme à lui seul 25% de la quantité de glucose et 20 % de la quantité de dioxygène (O2) circulant dans le sang. Le cerveau possède une activité permanente qui peut cependant varier selon les zones considérées. Se pose alors la question de savoir comment isoler une activité cérébrale générée suite à une stimulation par rapport à "l'activité cérébrale de base" de cet organe.


L'IRMf est une technique d'imagerie médicale qui permet d'identifier des aires cérébrales aux niveaux desquelles le débit sanguin a été modifié de manière significative, au cours de l'exécution d'une tâche ou d'une fonction cognitive.

D'une manière extrêmement simplifiée, on retiendra que lorsque l'activité cérébrale est élevée, les neurones ont un métabolisme plus important ce qui entraîne une augmentation du débit sanguin local permettant de satisfaire l'augmentation des besoins de ces cellules.


Le débit sanguin local est donc quantifié précisément et enregistré dans chaque *voxel du cerveau (contraction de "volumetric pixel". Un voxel constitue un équivalent 3D du pixel. Il constitue une unité de volume dans une image 3D).

Un comparatif voxel par voxel est ensuite réalisé entre la situation "neutre" ou témoin et la situation de stimulation.

De manière arbitraire, un code couleur est attribué à ces différences d'activité selon qu'elles sont plus ou moins importantes.

Dans l'exemple ci après, on utilisera des couleurs chaudes pour représenter des différences d'activité cérébrales importantes, et donc significatives d'un point de vue biologique, et des couleurs froides pour représenter des différences d'activité cérébrales faibles.

L'IRMf permet ainsi d'obtenir des images construites très colorées appelées calques fonctionnels. --> Demander le petit exercice (Activité préparatoire) à votre professeur qui vous permettra de comprendre la construction des images d'IRMf.


L'application IRM virtuelle de Philippe Cosentino permet de simuler l'activité cérébrale dans différentes situations. La comparaison de deux situations met en évidence des zones activées spécifiquement.


Vous pourrez ainsi identifier des structures en jeu dans l'audition.




Documents ressources :



Vue externe du côté gauche



vue du externe du dessous et coupe sagittale médiane




Maïa,
5 ans

Dimitri,
37 ans

Marie,
19 ans

Maïa, 5 ans


Symptômes exprimés par la patiente :

  • douleurs à l'oreille droite
  • gêne auditive
  • perte partielle de l'audition du côté droit
  • perturbation de l'équilibre



Tympan observé lors de l'examen otoscopique



Caractéristiques cliniques : tympan bombé et inflammé




Audiogramme

] = seuils d'audition de l'oreille gauche

X = seuils d'audition de l'oreille droite





Imagerie cérébrale

Du liquide est observé derrière le tympan, dans la cavité tympanique





Dimitri, 37 ans


Situation et symptômes exprimés par le patient :

  • musicien de rock amateur
  • métier : chaudronnier
  • sensation de perte partielle de l'audition des deux côtés installée progressivement depuis 4 à 5 ans
  • gêne auditive dans les environnements bruyants : perte de la capacité de suivre une discussion au milieu d'une foule par exemple
  • bonne capacité à suivre une discussion avec un interlocuteur unique dans un environnement calme
  • pas de perturbation de l'équilibre



Tympan observé lors de l'examen otoscopique





Audiogramme



O = seuils d'audition de l'oreille gauche

X = seuils d'audition de l'oreille droite





Imagerie cérébrale

Aucune anomalie identifiée




Complément non obtenu par un examen clinique (non réaliste en terme de diagnostic mais l'information est pertinente pour votre travail de SVT et votre culture personnelle)


Cellules ciliées observées au microscope électronique à balayage (échelle ~15µm)

On observe 4 rangées de cellules ciliées : 1 rangée "droite" et 3 rangées "en V".

Image caractéristique d'une portion de la cochlée de personnes souffrant de la même pathologie que Dimitri


Source image cellules ciliées : cochlea.eu




Marie, 19 ans


Situation et symptômes exprimés par la patiente :

  • étudiante en architecture
  • nageuse, niveau national
  • signes cliniques installés progressivement depuis quelques mois
    • bourdonnements de l'oreille gauche
    • vertiges
    • apparition progressive d'une surdité de l'oreille gauche
  • audition parfaite de l'oreille droite




Tympan observé lors de l'examen otoscopique





Audiogramme


Source : https://www.lesvertiges.com/traitements/neurinomes.html






Imagerie cérébrale


IRM crânien de Marie




Crédit : Auteur non précisé - CC - Licence : domaine public : https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Akustikusneurinom_Mrt.jpg





Timing

Activité

Trace écrite

Quels traitements pour vos 3 patients ?

Obligatoire

Pour allez plus loin

Timing pour la réalisation de cette activité :


2 séances d'une heure.







Vous devez étudier les différentes ressources à votre disposition des blocs "références médicales" et "patients" afin de comprendre le fonctionnement de l'oreille et son rôle dans la transmission et la traduction des ondes sonore.


Vous devez utiliser l'application IRM virtuelle de Philippe Cosentino afin d'identifier la ou les zones du cerveau mobilisées lors de l'audition.




Votre carnet d'examen devra contenir, au minimum :


  • Le schéma de l'oreille légendé et titré
  • L'activité préparatoire pour comprendre la construction d'une IRMf
  • Les définitions (contenant une description + une explication du fonctionnement) des termes suivants
    • tympan
    • oreille externe, moyenne et interne
    • cils vibratiles
    • aires cérébrales identifiées (liées à l'audition)
  • Une capture d'écran de votre IRMf qui localise l'aire cérébrale de l'audition
  • Pour chaque patient, un court paragraphe pour identifier sa pathologie.



Quels traitements pour vos 3 patients ?

Simon Tournerie - @SVTournerie

2019-2020

Maïa,
5 ans

Dimitri,
37 ans

Marie,
19 ans

Maïa, 5 ans


Maladie diagnostiquée :

  • otite moyenne aiguë unilatérale droite



Traitement à prescrire :

  • Antibiotiques : pénicilline et acide clavulanique
  • Antalgiques (anti douleurs)



Conseils médicaux

  • Limiter les baignades
  • Se laver régulièrement les mains
  • Contrôler la température du logement (18°C à 20°C dans l'idéal)
  • ...


Dimitri, 37 ans


Maladie diagnostiquée :

  • Lésion cochléenne - presbyacousie



Traitement à prescrire :

  • Appareillage auditif



Conseils médicaux

  • Se protéger des bruits de forte intensité (professionnels + musique amateure) par le port de bouchons d'oreilles et/ou de casque anti-bruits.


Marie, 19 ans


Maladie diagnostiquée :

  • Neurinome de l'acoustique (tumeur bénigne du nerf auditif)



Traitement à prescrire :

  • Chirurgie pour enlever la tumeur (neurinome)
  • Appareillage auditif unilatéral gauche



Conseils médicaux

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