基于压电叠堆的砧骨激励式人工中耳低功耗结构设计

作     者：王梦丽 刘后广 杨建华 周雷 黄新生 韩帅 WANG Meng-li;LIU Hou-guang;YANG Jian-hua;ZHOU Lei;HUANG Xin-sheng;HAN Shuai

作者机构：中国矿业大学机电工程学院徐州221116 复旦大学附属中山医院耳鼻喉科上海200032 

基　　金：国家自然科学基金项目(51305442) 江苏省自然科学基金项目(BK20130194) 江苏省博士后科研资助计划(1301122C) 

出 版 物：《医用生物力学》 (Journal of Medical Biomechanics)

年 卷 期：2017年第32卷第1期

页      码：21-26页

摘      要：目的设计一种具有位移放大结构的压电振子改进方案,用于降低现有砧骨激励式人工中耳压电叠堆振子的功耗。方法首先,基于人耳解剖结构,设计带有位移放大结构和仅仅由压电叠堆构成的两种压电振子,并建立相应压电振子与中耳的耦合力学模型。通过对比该两种耦合力学模型的计算结果,分析引入位移放大结构前后的人工中耳听力补偿性能及功耗。结果引入位移放大结构后,压电振子在10.5 V有效电压驱动下,在1 kHz频率处的等效声压级由之前的100 dB增大至113 dB。此外,由压电叠堆直接激振时,振子在1、2和4 kHz处的功耗分别为6.42、1.56和0.28 mW;引入位移放大结构后,压电振子对应上述3个频率点的功耗分别降低至0.39、0.09和0.01 mW。结论所设计的带有位移放大结构的压电振子能够提高砧骨激励式人工中耳的听力补偿能力,有效降低压电振子的功耗。研究结果将有助于人工中耳结构设计的进一步完善,从而达到更好的听力补偿效果。

主 题 词：人工中耳 砧骨激励 压电振子 位移放大结构 有限元模型 功耗 

学科分类：0831[工学-公安技术类] 08[工学] 0836[0836] 

核心收录：

D　O　I：10.16156/j.1004-7220.2017.01.004

馆 藏 号：203218707...