基于数值模拟和前庭眼反射实验的人内耳半规管嵴顶时间常数的研究

目的人内耳前庭半规管具有感知头部角加速度的功能,在维持身体平衡的过程中起到非常重要的作用。前庭半规管中的嵴顶时间常数反映了前庭系统编码头部角运动的时间过程,与运动病的易感程度有着密切的关系。本文旨在通过数值模型和实验对嵴顶时间常数进行定量化的研究。方法建立人内耳前庭半规管的生物力学模型,并对60例志愿者进行前庭眼反射实验。通过流固耦合数值仿真探索模型中的嵴顶时间常数,并采用前庭眼反射实验测量眼震的方法获取了60例志愿者的嵴顶时间常数。同时,对这60例志愿者进行运动病问卷调查和评分。结果通过人内耳前庭半规管生物力学模型计算得出的嵴顶力时间常数约为4 s,通过前庭眼反射实验测量得出的60例志愿者的嵴顶时间常数平均值约为6 s,大部分志愿者的嵴顶时间常数分布在2~10 s之间。不同志愿者之间的嵴顶时间常数具有显著差异性,志愿者们的前庭时间常数以及最大眼震慢相角速度与运动病问卷评分具有相关性。结论数值模型中的嵴顶时间常数与志愿者们嵴顶时间常数的平均值较为接近,为实验提供了数值依据。前庭时间常数和最大眼震慢相角速度可以作为衡量运动病的客观评价指标。