WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

частотная зависимость фазы и амплитуды колеба- Ferris и Prendergast [41] использовали подобную ний различных ее участков [35]. модель на основе метода конечных элементов для Модель барабанной перепонки человека методом выявления влияния установки протеза стремени в конечных элементов впервые была построена Lesser цепь слуховых косточек с частичной или полной их и Williams [30], которые базировались на работе Kirikae заменой. Авторы выявили значительные изменения в (1960) [36], содержащей точные данные о строении бара- передаче колебаний. Так, в модели нормального уха банной перепонки у 25 лиц. вторами были проведены ис- колебания стремени затухали с ростом частоты от веследования при моделировании статической нагрузки на личин 10–8 м на низких частотах до 10–10 м на частоте барабанную перепонку, равной приблизительно уровню 3кГц, с несколькими резонансными пиками, из котозвукового давления 100дБ. Установлено, что барабанная рых самый значительный обнаруживался на частоте перепонка имеет различную подвижность в разных от- 1 кГц. В модели уха с выполненным протезированием делах, а также отмечена высокая степень влияния свя- появлялись дополнительные резонансы и провалы на зочного аппарата, подвешивающего слуховые косточки, амплитудно-частотной характеристике. Авторами сдена смещение барабанной перепонки. В последующих лан вывод, что система слуховых косточек имеет доработах [37] авторами исследовалась подвижность моде- статочную гибкость для согласования импеданса, но в ли барабанной перепонки при звуковых воздействиях. В то же время и достаточную жесткость всей системы, целом авторы пришли к выводу о том, что основные слои чтобы не создавать паразитных резонансов.

барабанной перепонки не подчиняются закону Гука, хотя Наиболее полная в настоящий момент модель средсоставляющие их волокна являются упругими телами, в него уха на основе метода конечных элементов выполнеосновном подчиняющимися этому закону. на Ferrazini [42]. В модели использовано моделирование Улучшенная методика для построения модели ба- на основе нативных препаратов. Дегидратированные рабанной перепонки была применена учеными под слуховые косточки были подвергнуты сканированию с руководством Dresher и Schmidt из Дрездена [27]. помощью специального микро-компьютерного томограДля точного снятия геометрических параметров ба- фа CT фирмы SCANCO Medical AG. На основании эторабанной перепонки использовался сканирующий го получены точные данные о расположении микропоэлектронный микроскоп. Была построена модель из лостей и системы гаверсовых каналов в телах слуховых 40 элементов с 85 параметрами, описывающая свой- косточек, точно определены их геометрические парамества трупного препарата барабанной перепонки. тры. Плотность слуховых косточек определена при поОдним из первых модель среднего уха методом мощи аналитических весов. При реконструкции авторы конечных элементов выполнил Hiroshi Wada (1992). исходили из принципа искривленной мембраны ГельВпервые учеными была построена цепь слуховых ко- мгольца, слуховые косточки считались твердыми теласточек, соединенная с барабанной перепонкой и име- ми с гибкими соединениями. Геометрический размер ющая в своем составе гибкие соединения в области модели составил 108х108х108 мкм. Модель лимитиросуставов между слуховыми косточками [29]. Согласно вана измерением до 4.5 кГц ввиду указанных особенэтой модели общее смещение барабанной перепонки ностей выбранного способа представления слуховых составляет до 120 нм на низких частотах. Барабан- косточек и суставов. Автор также провел сравнение ная перепонка колеблется по-разному на различных собственной модели с измерениями, выполненными им частотах, также ее части имеют неодинаковые фазу же при помощи лазерного допплеровского виброметра.

и амплитуду колебаний, на основании чего выделены Была подтверждена линейная зависимость смещения изофазные регионы барабанной перепонки, соверша- барабанной перепонки от уровня звукового давления в ющие приблизительно одинаковые движения. Эти ре- диапазоне от 50 до 90 дБ. На модели доказана возможгионы меняются с изменением частоты стимулирую- ность смещения барабанной перепонки при уровне зву Саратовский научно-медицинский журнал. 2012. Т. 8, № 1.

OtOLARYNGOLOGY кового давления 90 дБ в среднем на 0.5–1.0 мкм. При ис- 7. Wada, H., Kobayashi T., Suetake M. Dynamic behavior of the middle ear frequency tympanometry // Audiology. 1989.

следовании результаты оказались несколько ниже, хотя Vol. 28 (3). P. 127–134.

характер амплитудно-частотной кривой в целом близок 8. The acoustic middle ear muscle reflex in albino к модельному. Кроме того, обнаружен различный харакrats / K. Murata, S. Ito, J. Horikawa [et al.] // Hear. Res. 1986.

тер колебаний барабанной перепонки в зависимости от Vol. 23. P. 169–183.

частоты, так же как и в опытах Wada [29]. Показано, что 9. Мороз Б. С., Базаров В. Г. Акустический рефлекс как разные части барабанной перепонки имеют разную ам- объективный метод оценки порога слуховой чувствительноплитуду и фазу колебаний. Наибольшие смещения от- сти // Вестн. оторинолар. 1976. № 2. C. 29–34.

10. Основы аудиологии и слухопротезирования / В. Г. Бамечаются в заднем квадранте барабанной перепонки, заров, В. А. Лисовский, Б. С. Мороз [и др.]. М.: Медицина, наименьшие — в области umbo. Амплитуда колебаний 1984. 252 с.

наибольшая на низких частотах и постепенно убывает с 11. Brooks D. N. Middle-ear impedance measurements in ростом частоты свыше 1.5-2кГц.

screening // Audiology. 1977. Vol. 16 (4). P. 288–293.

Таким образом, необходимо признать, что мо12. Hanken J., Hall B. K. The Skull. Vol. 3: Functional and делирование структур среднего уха и их микроме- Evolutionary Mechanisms. Chicago: University of Chicago Press, 1993. 425 p.

ханики является в настоящее время одной из акту13. Hermann L. F., Helmholtz M. D. On the Sensations of альнейших проблем современной фундаментальной Tone as a Physiological Basis for the Theory of Music (Fourth физиологии слуха, разрешить которую различными ed.). Longmans, Green, and Co, 1912. 128 p.

способами пытаются на протяжении последних двух 14. Dahman H. On the physiology of hearing experimental веков. Вначале с анатомических позиций были созstudies on the mechanics of the ossicular chain, as well as on даны первые механические модели среднего уха. В the behaviours of tones and air pressure // I. Zeitschr Hals Nas дальнейшем определенное время понятия физио- Ohrenhlk. 1930. № 27. S. 329–368. [нем.].

15. Esser M. H. The mechanism of the middle ear. II: The логии среднего уха строились на основании предdrum // Bull. Math. Biophys. 1941. Vol. 9. P. 75–91.

ставления его как системы незначительного числа 16. Guelke R., Keen J. A. A study of the movements of the упругих и жестких элементов либо как аналога элекauditory ossicles under stroboscopic illumination // J. Physiol.

трической цепи с небольшим числом элементов. В 1952. Vol. 116 (2). P. 175–188.

настоящее время в связи с развитием высокоразре17. Wever E. G., Lawrence M. Physiological acoustics.

шающей компьютерной томографии, техники матема- Princeton University Press. 454 p.

тического анализа трехмерных моделей, с заданием 18. Hartman W. An error in Helmholtz’s calculation of the displacement of the tympanic membrane // J. Acoust. Soc. Amer.

всем элементам модели определенных дискретных 1971. Vol. 49. P. 13–17.

физических свойств (FEM-анализ) удалось вплотную 19. Akache F., Funnell W. R. J., Daniel S. J. An experimental приблизиться к пониманию сложных механических study of tympanic membrane and manubrium vibrations in rats // процессов, происходящих в среднем ухе.

Audiol. Neurotol. 2007. Vol. 12. P. 59–63.

Заключение. В настоящее время существуют до20. Vibration measurement of the tympanic membrane of статочно полные модели среднего уха. Очевидно, что guinea pig temporal bones using time-averaged speckle pattern повсеместно наблюдаетсят отход от распространен- interferometer / H. Wada, M. Ando, A. Takeuchi [et al.] // J. Acoust.

Soc. Amer. 2002. Vol. 111. P. 2189–2199.

ной прежде простой «электрической модели» (или 21. Zwislocki J. Analysis of some auditory characteristics // «импедансной модели»), которая остается главенHandbook of Mathematical Psychology / R. D. Luce, R. R. Bush, ствующей лишь при решении общих вопросов или E. Galanter (Eds.). New york, 1965. Vol. III. P. 1–97.

при использовании различных методик исследова22. Bathe K. J. Remarks on the Development of Finite ния слуха (например, импедансометрии). НаибольElement Methods and Software // Int. J. of Computer Applications шую популярность в последнее время приобретают in Technology. Vol. 7. Nos. 3–6. P. 101–107.

компьюетрные 3-D-модели, выполненные при помо- 23. Eiber A., Kauf A. Berechnete Verschiebungen der Mittelohrknochen unter statischer Belastung // HNO. 1994. № 42.

щи метода конечных элементов («finite elements»), S. 754–759. [нем.].

что дает возможность рассчитывать поведение цель24. Erste Vergleiche von Laservibrometriemessung und ных структур на основании свойств отдельных соComputersimulation / A. Eiber, A. Kauf, N. M. Maassen [et al.] // ставляющих их частей. Проведенные современными HNO. 1997. № 45. S. 538–544 [нем.].

исследователями измерения колебаний барабнной 25. Modelling of components of the human middle ear and перепонки и структур среднего уха обеспечивают simulation of their dynamic behavior / H. J. Beer, M. Bornitz, H. J. Hardtke [et al.] // Audiol. Neuro-otol. 1999. Vol. 4. P. 156–162.

большую степень достоверности при наложении на 26. Identification of Parameters for the Middle Ear подобные трехмерные модели.

Model / M. Bornitz, T. Zahnert, H. J. Hardtke [et al.] // Audiology & Конфликт интересов. Исследование проведено Neurotology. 1999. Vol. 4. P. 163–169.

при поддержке гранта «УМНИК» ФС МП НТС. Право27. Drescher J., Schmidt R., Hardtke H. J. Finite-Elementeобладателями патентов на описанные в публикации Modellierung und Simulation des menschlichen Trommelfells // методики и устройства являются их авторы.

HNO. 1992. № 46 (2). S. 129–134 [нем.].

28. Vibroacoustic modelling of the outer and middle ear using Библиографический список the finite-element method / P. J. Prendergast, P. Ferris, H. J. Rice [et al.] // Audiol. Neuro-otol. 1999. Vol. 4. P. 185–191.

1. Кобрак Г. Среднее ухо. М.: Медгиз, 1963. 455 с.

29. Wada H., Metoki T., Kobayashi T. Analysis of dynamic 2. Гельфанд С. А. Слух: введение в психологическую и behavior of human middle ear using a finite-element method // физиологическую акустику. М.: Медицина, 1984. 128 с.

3. Стратиева О. В. Клиническая анатомия уха: учеб. посо- J. Acoust. Soc. Amer. 1992. Vol. 92. P. 3157–3168.

30. Williams K. R., Lesser T. H. J. Natural frequencies of бие. М.: Спец. Лит., 2004. 272 c.

vibration of a fibre supported human tympanic membrane 4. Tympanic membrane collagen fibers: a key to high-frequency analysed by the finite element method // Clinical Otolaryngology sound conduction / K. N. O’Connor, M. Tam, N. H. Blevins [et al.] // &Allied Sciences. 1993. Vol. 18 (5). P. 375–386.

Laryngoscope. 2008. Vol. 118 (3). P. 483–490.

5. Willi U. B., Ferrazzini M. A., Huber A. M. The incudo- 31. Funnell W. R., Laszlo C. A. Modeling of the cat eardrum as a thin shell using the finite-element method // J. Acoust. Soc.

malleolar joint and sound transmission losses // Hear. Res. 2002.

Vol. 174. P. 32–44. Amer. 1978. Vol. 63 (5). P. 1461–1467.

6. Bksy Gv. On the measurement of the amplitude of 32. Khanna S. M., Tonndorf J. Tympanic membrane vibrations vibration of the ossicles with a capacitive probe // Akust. Zeitschr. in cats studied by time-averaged holography // J. Acoust. Soc.

1941. № 6. S. 1–16 [нем.] Amer. 1972. Vol. 51. P. 1904–1920.

Saratov Journal of Medical Scientific Research. 2012. Vol. 8, № 1.

100 отоларингологиЯ 33. Funnell W. R. On the undamped natural frequencies and 18. Hartman W. An error in Helmholtz’s calculation of the dismode shapes of a finite-element model of the cat eardrum. // placement of the tympanic membrane // J. Acoust. Soc. Amer.

J. Acoust. Soc. Amer. 1983. Vol. 73 (5). P. 1657–1661. 1971. Vol. 49. P. 13–17.

34. Funnell W. R., Khanna S. M., Decraemer W. F. On the 19. Akache F., Funnell W. R. J., Daniel S. J. An experimental degree of rigidity of the manubrium in a finite-element model of study of tympanic membrane and manubrium vibrations in rats // the cat eardrum. // J. Acoust. Soc. Amer. 1992. Vol. 91 (4 Pt. 1). Audiol. Neurotol. 2007. Vol. 12. P. 59–63.

P. 2082–2090. 20. Vibration measurement of the tympanic membrane of guinea pig temporal bones using time-averaged speckle pattern 35. Funnell W. R., Decraemer W. F., Khanna S. M. On the interferometer / H. Wada, M. Ando, A. Takeuchi [et al.] // J. Acoust.

damped frequency response of a finite-element model of the cat Soc. Amer. 2002. Vol. 111. P. 2189–2199.

eardrum // J. Acoust. Soc. Amer. 1987. Vol. 81 (6). P. 1851–1859.

21. Zwislocki J. Analysis of some auditory characteristics // 36. Kirikae I. The structure and function of the middle ear.

Handbook of Mathematical Psychology / R. D. Luce, R. R. Bush, Tokyo: University of Tokyo Press, 1960. 430 p.

E. Galanter (Eds.). New york, 1965. Vol. III. P. 1–97.

37. Williams K. R., Blayney A. W., Lesser T. H. J. A 3-D finite 22. Bathe K. J. Remarks on the Development of Finite Eleelement analysis of the natural frequencies of vibration of a ment Methods and Software // Int. J. of Computer Applications in stapes prothesis replacement reconstruction of the middle ear // Technology. Vol. 7. Nos. 3–6. P. 101–107.

Clin. Otolaryngol. 1995. Vol. 20. P. 36–44.

23. Eiber A., Kauf A. Berechnete Verschiebungen der Mit38. Dynamics of Middle Ear Prostheses — Simulations and telohrknochen unter statischer Belastung // HNO. 1994. № 42.

Measurements / A. Eiber, H.-G. Freitag, C. Burkhardt C. [et al.] // S. 754–759. [nem.].

Audiol. Neurootol. 1999. Vol. 4. P. 178–184.

24. Erste Vergleiche von Laservibrometriemessung und 39. Huttenbrink K. B. The mechanics of the middle ear at static Computersimulation / A. Eiber, A. Kauf, N. M. Maassen [et al.] // air pressures: The roles of the ossicular joints, the function of the HNO. 1997. № 45. S. 538–544 [nem.].

middle-ear muscles and the behavior of stapedial prostheses // 25. Modelling of components of the human middle ear and Acta Oto-Laryngol. 1988. Suppl. 451. P. 35.

simulation of their dynamic behavior / H. J. Beer, M. Bornitz, 40. A geometrically nonlinearfinite-element model of the cat H. J. Hardtke [et al.] // Audiol. Neuro-otol. 1999. Vol. 4. P. 156–162.

Pages:     | 1 || 3 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.