基于有限元方法的中耳听骨链结构运动机理研究

摘要

目的 运用中耳Micro-CT扫描数据进行三维重建,采用有限元方法对听骨链运动规律及鼓膜振动特性进行生物力学研究.方法 通过对比鼓膜凸、镫骨足板振幅实验数据验证模型,并进行频率响应分析及模态分析.结果 在不同频率下听骨链振动与转动均不一样,三块听小骨围绕一定的转动轴进行转动和摇摆运动,接近鼓膜凸处的锤骨柄做同相位转动和平动,镫骨足板做活塞平动.在频率1000 Hz下鼓膜整体弯曲变形局部高达2.32e-006 m,出现在环韧带附近;鼓膜凸最大变形约1.0e-007 m.鼓膜环韧带在声压激励下容易发生扭曲变形.鼓膜凸附近出现应力集中,最大应力约8.33e-004 MPa.结论 听骨链运动机理研究对人耳生命科学研究和临床手术均有一定的理论指导意义.