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新型中耳植入式传感器对中耳传声影响的有限元模型研究

贾贤浩 , 陈永正 , 迟放鲁

复旦大学附属眼耳鼻喉科医院

摘要:目的:本实验室研制出一种新型可植入听骨链的压电传感器,但是在听骨链上增加新型压电传感器会对中耳传声产生哪些改变,以及传感器的振动是否和听骨振动一致,仍需要进一步研究。本研究在已有的中耳听骨有限元模型上,在听骨链上增加新型压电传感器,进行有限元分析,从而研究听骨链耦合传感器前后频响位移的变化和传感器在听骨链上的频响位移情况。验证其提取听骨链振动信号的可行性,为全植入人工耳蜗体内拾音提供解决方案。
材料与方法:(1)建立正常中耳的有限元模型:取新鲜成人颞骨标本一具进行Micro-CT扫描,将所获图像进行三维重建,在此基础上进一步建立有限元模型,并验证其可行性。(2)建立新型传感器耦合砧骨长突的中耳模型。(3)模拟外耳道口加载90 dB SPL声压条件下,计算耦合传感器模型于0 Hz - 10 kHz内频响曲线,分析传感器与镫骨底板中央振幅,并与正常结构中耳有限元模型相应数据比较,进而反映听骨耦合传感器对中耳传声的影响。
结果:(1)与文献比较表明,本研究建立的有限元模型能很好的预测中耳的力学传声功能,并可以用于研究中耳的传声。(2)在1000Hz时,新型压电传感器附着于砧骨长突时位移为0.0000187 mm。对比传感器耦合听骨链前后蹬骨底板的频响曲线,发现其位移在1000Hz以下略有增大,1000Hz以上略有减小。固定于砧骨长突的NFPM能够产生相应的位移但是低于镫骨底板的位移。传感器的频响位移曲线与镫骨底板的曲线基本一致,传感器能很好的响应听骨振动情况。
结论:通过有限元模型分析证实在耦合新型压电传感器前后镫骨底板频响位移变化不大,新型压电传感器耦合于砧骨长突上能够产生相应的频响位移,验证了该传感器提取听骨链振动信号的可行性。
 
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