中耳含气系统对传声效应影响的生物力学分析

【摘要】 目的 本研究通过建立精确的人耳三维有限元模型,探索中耳含气系统(体积与表面积参数)对传声效应的影响,旨在为中耳疾病的治疗选择及效果预测提供科学依据。方法 通过应用有限元方法对人耳模型进行力学特性和谐响应分析,以验证模型的准确性。进一步,模拟不同体积和表面积条件下的中耳含气系统,分析鼓膜和镫骨的位移频响曲线,并通过比较中耳传递函数曲线的变化,量化评估这些参数变化对声音传递的影响。结果 基于“双腔”声-固耦合的有限元分析,结果表明:当含气系统表面积增大、体积变化较小时(S/V值上升),鼓膜和镫骨的位移减弱,尤其在1 000 Hz以上频率更为显著。反之,增大体积而保持表面积恒定(S/V值下降)时,位移峰值增加,尤其在4 000 Hz以上频率观察到显著上升趋势。这表明中耳含气系统的体积及表面积变化对声传递具有显著影响,特别是在高频条件下。结论 (1)中耳含气系统的体积及表面积变化显著影响中耳的声传递,其中体积的变化更加关键,镫骨的响应尤为敏感。(2)临床上,预测不同鼓室成形术和乳突手术如何影响传声特性十分困难。运用有限元模型,能够预见中耳疾病和手术对声音传递的影响,并进一步预测术前中耳结构的个体差异对功能的潜在影响。更多还原