Mise au point d'un modèle aux éléments finis de l'oreille moyenne

摘要

Un modèle à éléments finis représentatif d'une oreille saine a été développé à partir d'une description d'une membrane tympanique, isotrope et découplée. Il a été montré que ce modèle vibrait de façon similaire par rapport aux modèles numériques (1, 2) et expérimentaux (8) existants. L'introduction de fibres dans la matrice de la membrane modifie de façon significative les modes de vibration. Le premier mode reste proche d'un mouvement d'un piston, comme dans le cas d'une membrane isotrope. Cependant, les modes de vibration plus élevés sont plus simples et proches du deuxième mode mais avec un axe de déplacement changeant et de plus petites amplitudes. L'introduction d'un marteau et d'une enclume ne change ni les fréquences de résonances, ni les modes de vibrations de la membrane pour certains supports. Lorsque des contraintes sont imposées le long de la chaîne ossiculaire (simulation d'une impédance cochléaire), des modifications sensibles des modes de vibration peuvent se produire. Plus récemment, un modèle de l'oreille a été développé avec l'adjonction d'un canal auditif extérieur. Cette discrétisation utilise les géométries obtenues à partir d'une RIMd'un sujet sain et d'une maquette de la panie interne de l'oreille, dont les paramètres de rigidité sont fixés à l'aide d'un processus d'optimisation. Le modèle optimisé a démontré un comportement en accord avec les études préalables et devrait donc servir de base intéressante pour l'évaluation des performances des prothèses de l'oreille moyenne et pour les modèles, à venir des oreilles défectueuses.%A representative finite element model of the healthy ear is developed commencing with a description of the decoupled isotropic tympanic membrane. This model was shown to vibrate in a manner similar to that found both numerically (1, 2) and experimentally (8). The introduction of a fibre system into the membrane matrix significantly altered the modes of vibration. The first mode remains as a piston like movement as for the isotropic membrane. However, higher modes show a simpler vibration pattern similar to the second mode but with a varying axis of movement and lower amplitudes. The introduction of a malleus and incus does not change the natural frquencies or mode shapes of the membrane for certain support conditions. When constraints are imposed along the ossicular chain by simulation of a cochlear impedance term then significantly altered modes can occur. More recently a revised model of the ear has been developed by the inclusion of the outer ear canal. This discretisation uses geometries extracted from a Nuclear Magnetic resonance scan of a healthy subject and a crude inner ear model using stiffness parameters ultimately fixed through a parameter tuning process. The subsequently tuned model showed behaviour consistent with previous findings and should provide a good basis for subsequent modelling of diseased ears and assessment of the performance of middle ear prostheses.