颞肌筋膜重建鼓膜厚度对中耳传声的影响——有限元模型研究

目的研究颞肌筋膜重建鼓膜厚度对中耳传声的影响。方法依据1名成年男性颞骨标本的Micro-CT扫描数据,利用Mimics软件、ANSYS软件建立正常成人中耳有限元模型后,再依据该模型建立从0.05~2.00mm共9种厚度鼓膜的有限元模型,分别计算不同厚度鼓膜对鼓膜及镫骨底板振动的影响,从而反应不同厚度重建鼓膜对中耳传声的影响。结果当90dB SPL刺激鼓膜时,所建模型于鼓膜脐部、镫骨底板中央处振幅在文献报道颞骨实验测量结果的范围之内。依据该正常结构中耳有限元模型,建立9种厚度颞肌筋膜重建鼓膜的有限元模型。计算结果显示:当重建鼓膜厚度>0.4mm时,鼓膜脐部振幅逐渐减低,尤其是当鼓膜厚度>1.0mm时,影响最明显;当鼓膜厚度为0.05mm和0.1mm时,镫骨底板振幅在0.6kHz以下轻度增强,提高镫骨底板振幅约2dB,但0.6~8.0kHz均降低约2.5dB;当鼓膜厚度为0.2、0.4与0.6mm时,于约3.0kHz以下镫骨底板振幅水平下降,幅度约<5.0dB;当鼓膜厚度为0.6、0.8与1.0mm时,于3.0kHz以下镫骨底板振幅减小明显,于0.8kHz以下约达-10dB;而当鼓膜厚度为1.5mm与2.0mm时,镫骨底板振幅于1.0kHz以下降低最明显,于0.8、1.0kHz处分别达-16dB和-22dB。另外,于共振峰约3.2kHz处,9种厚度重建鼓膜对镫骨底板影响最大约-5dB。共振峰3.2~8.0kHz之间,镫骨底板均有明显降低,约于5.0kHz处最大达约-10dB。结论颞肌筋膜重建后的鼓膜厚度影响鼓膜本身及镫骨底板的振动,当重建鼓膜厚度超过1.0mm时对中耳传声影响显著增加。

外耳道对鼓膜外表面的增压作用——成人有限元模型研究

目的研究外耳道对鼓膜外表面的增压作用。方法依据1例成年男性颞骨标本的Micro-CT扫描数据,利用Mimics软件、ANSYS软件建立正常成人中耳有限元模型后,计算一定声压刺激及外耳道条件下鼓膜表面的声压分布情况。结果当90 d B SPL(0.632 Pa)均匀声压加载于所建模型外耳道口进行0.2~8 k Hz范围内的谐响应分析时,声压在鼓膜外表面得到增强,且具有频率特异性。于声压直接加载与鼓膜外表面向比,外耳道于0.5、1.0、2.0、3.2、4.0 k Hz使得鼓膜表面声压增加分别为0.038、0.118、0.318、1.478、1.088 Pa,换算为分贝,则鼓膜外表面声压分别增加0.5、1.5、3.5、10.5、8.7 d B。结论有限元模型研究显示外耳道对鼓膜外表面有明显频率特异性的增压作用,于共振频率处最强。进一步颞骨实验研究将加深该领域认知。