听力作为一个通信信道在人类社会生活中扮演一个重要的角色。首先,声波的振动是收集的耳廓和旅行从外耳道鼓膜,使机械振动鼓膜和小骨的链。其次,振动信号被传输到镫骨板,在前庭的帮助窗口,前往内耳的外淋巴。因此,听力形成。第三,一个小骨的链是由锤骨、砧骨,镫骨通过关节连接,用于传输声波。此外,小骨的链是一个重要的声音传播结构保持正常听力。特别是三个鼓膜的破坏将导致受损或中断声音传播。然而,当小骨的链是严重损坏,需要更换,恢复其传导功能来帮助恢复听力。

Wullstein首次提出中耳整复术的概念在1950年代。他认为,小骨的链重建的技术逐渐成熟,与次经过治疗效果是显著的。许多研究人员已经使用部分或全部听觉假肢的重建听觉链虽然有些研究人员研究了取代听觉假肢。2015年,Katilmis [ 1)等,通过分析移植成功率之间的关系和程度的听力改善患者听骨替换,得出结论,造成并发症的发病率的成功率听骨更换义肢并不大。让蒂尔et al。 2]使用有限元分析的动态行为在整个听觉中耳口更换义肢和总结,使用软骨直径4毫米和0.3毫米的厚度有更好的修复效果。朴et al。 3)建立了一个三维模型通过计算机断层扫描正常的右耳,声学特性的有限元计算,研究了生物膜的影响,并提出,生物膜的生长钛小骨会影响听力的恢复。

Gottlieb et al。 4]2016年镫骨传递函数的三维速度分析和验证结论,它没有干扰声波传播性能。Gostian et al。 5]研究病例数的听力康复手术和得出结论,部分替代听觉鼓膜处听到恢复有很好的效果,和其独特的结构设计可以放置稳定而不损伤其他组织。Gostian et al。 6]声称一个新的中央前穿孔假肢的方法使它更安全的替代整个门的假肢。土耳其长袍( 7)提到的三维重建镫骨假肢通过计算机断层扫描证明这个方法是可行的。海丰等。 8)建立和验证整个耳朵的有效性模型,用有限元计算它的动态过程,并研究了其声学特性。绍兴和芙蓉 9)分析和总结了各种研究方法的力学中耳并提出进一步的研究方向。2017年,Rusineka et al。 10)宣布,形状记忆合金假肢适合不同患者通过使用人工耳蜗植入重建中耳模型。为了解决病人所需的假肢的特殊性,赫希et al。 11)提倡个性化的解决方案定制的3 d打印听觉骨头,这有效地提高了重建的成功率听觉骨链。Kamrava和Roehm 12]分析了每个维度的差异在听觉骨架,定制的配件和优化拟合程度的假肢基于给定的变化范围,然后修改了模型根据特异性。

Lahlou et al。 13]2018年的方式分析了钛合金孔链被用来代替假肢手术患者和认为孔形成钛假肢是有利于听力康复。Saliba [ 14]分析了患者的手术条件的结果通过使用这两种方法,相信新的脂肪假肢更适用于总听小骨置换假体的方法。

2019年,海达尔et al。 15跟踪病人的术后情况,研究了内窥镜下颈椎空间后方交会对听觉的影响孔的形成,并提出可以降低手术风险,提高这部分的功能。

总之,研究了现有的研究和应用对听小骨的置换手术和术后听力恢复,和小骨的链主要是简化为一个酒吧在临床应用。另一方面,低频率的刺激,小骨的链的振动模式的镫骨足板的特点是活塞运动,而在高频下,箍筋板,swing的能力很低。所以,其频率响应特性不好下高频听力传导也受到影响。定量研究设计和振动特性不同的中耳听力假肢是不够的,和研究的摇动镫骨板和综合比较假体置换的各个部分是不够的。因此,本文将帮助小骨的链恢复他们的基本的听力受损患者。通过改善小骨的假肢的设计和优化单一模型,假肢可以更符合小骨的骨的运动模式。此外,研究不同的假体的振动特性,将获得不同的假体的特点。一般来说,六个替代方法包括鼓膜联系网站,锤骨、砧骨,镫骨,部分小骨的链,和小骨的假肢将被纳入本研究;与此同时,在中耳听力重建的临床方法将总结。比以往任何时候都更弹性球采用更换全口修复将更好地解决镫骨的振动传导板在高频率,提供一种新的临床治疗方法,并参考其他类似医疗器械的设计。

不同的假体置换方案被用于不同类型的连锁小骨的损伤。此外,从解剖特性,小骨的假肢的设计必须基于鼓膜的商会的解剖结构。假体的形状或大小是中耳的重建的基础。建模过程如下。首先,CT扫描图像正常,中耳受伤的小骨的链从医院得到的时候,和小骨的假体的大小是通过比较正常和受伤的。之后,假三维模型锤骨、镫骨,砧骨,所有小骨的连锁店,鼓膜联系网站被Creo参数化三维建模软件建立。其次,在Ansys软件中,0.632 Pa(90分贝)统一的声音被应用于组件的有限元模型进行谐响应分析,从200年到8000赫兹频率范围。与此同时,组件的有效性和可靠性分析。然后,假体的大小和形状已经提高到合理的大小。不同类型的假体置换中耳图所示 1。

为了研究不同的假体的振动特点,谐波响应分析在Ansys软件进行。Creo参数化三维建模软件被用于建立三维模型。第一种是一个纯粹的钛合金模型,第二个是模型与铝合金球在中间,第三是假肢的铜合金球处理。假之前导入到Ansys / workbrench, CAE模型进行了删除功能对总的结果影响不大,但占领了分析资源和时间,抑制小槽和孔,避免出现应力集中的现象分析,计算停止,和崩溃。之后,导入Ansys建立有限元分析模型。压力被应用于假肢的顶面缸,和边界约束位于假肢缸边。元素类型定义为固体187 (10-node四面体元素)。除了钛合金材料密度是4620公斤/米³,弹性模量是9.6 E + 10 Pa,泊松比是0.34。铝合金密度为2270公斤/米³,弹性模量是7.1 E + 10 Pa,泊松比是0.33。和铜合金密度是8300公斤/米³,弹性模量是1.1 E + 11 Pa,泊松比是0.326。此外,纯钛合金假体模型的节点数量是21336,和元素号码是12547;此外,节点数量的义肢模型包括铝合金和铜合金球元素是24065,号码是14613。在14613个元素,元素球节点号码是458,号码是224。建立了位移约束和加载后,在不同频率的谐波响应分析。

为了研究高频振动下的假体的振动特点,选择5562.5赫兹的频率谐波响应分析,结果如下。

纯钛合金假体的振动位移图谐波响应模型如图 11。可以看出,最大位移在5562.5赫兹的频率 5.78 × 10 − 9 毫米 发生在假肢的顶部和顶部的连接句柄。即在外耳和假体之间的连接,振动位移达到最大,然后再增加高层之间的连接板和连接句柄,然后逐渐减少底部的连接句柄。

为了增加振动振幅和扩大能量转移效应,铝合金球是添加到第二个设计。谐波响应结果如图 12。可以看出,组件的最大振动响应位移 6.09 × 10 − 9 毫米 后的铝合金球,这表明铝合金球的加入可以提高振动振幅和声音传播的效果。其位移响应规则类似于纯钛合金的连接处理;这两个有一个大位移的顶部连接的外耳,顶部的处理逐渐降低,然后增加底部的连接板顶部,然后逐渐减少的基础。与纯钛合金处理相比,添加铝合金球后振动振幅大的上部连接句柄和位移 4所示。0 × 10 − 9 毫米 。底部的连接处理时,振动位移逐渐减小。

验证不同的连接球振动位移的影响,铜合金球球被用来代替铝合金研究不同材料影响的能量转移、和谐响应结构。这是观察到的最大振动位移与铜合金球假肢 4所示。7 × 10 − 9 毫米 在图 13;此外,变化规律类似于上述两个模型。

分析和比较了三种不同的假体谐响应如图 14。从上面的讨论,我们可以预测的最大振动位移幅值的三种不同的假体谐响应频率800赫兹和2300赫兹之间几乎没有区别。频率大于5000赫兹时,振动振幅的假肢添加合金球并没有减少太多;特别是铝合金的振动的位移影响谐波响应7000 Hz附近是显而易见的。从比较可以看到,铝合金的假肢球广泛应用根据频率响应曲线和频率有更好的适应阶段,有更好的效果比铜合金球。和振动传输纯钛合金假体在高频率的影响有一个相对贫穷的效果。

我们可以推断纯假肢的适用性不同频率范围不如球与添加的合金成分。进行个性化设计,最适合小骨的假肢可以开发根据不同病人的损伤状况,这将减少二次伤害的概率。首先,小骨的假肢设计的顶板与附件的小槽,以促进细胞表面的鼓膜,提高色牢度的前端连接。其次,一个好的导电材料被用来制造假处理增加的传导影响假肢。第三,联系的坚定的假肢和镫骨增加夹紧和坚持。第四,采用弹性球反映镫骨板的振动模式,提高导电能力的高频率下假肢。

最后,造成听力障碍的患者不同程度的中耳损伤在这项研究中,分析了模型的中耳假肢设计根据不同的条件,和一种新型的小骨的假肢设计。此外,通过优化结构、材料和连接模式,当前市场产品单键模式改变了。使用连接球小骨的假肢的运动模式和镫骨板更符合实际情况,和假体的稳定性增强。的帮助下的谐波响应分析三个不同的义肢模型,可以得出结论,与铝合金的假肢球有最好的和最广泛的应用范围,应用效果提供数据帮助促进临床康复。