中耳力学研究

张绍兴　马芙蓉北京大学第三医院耳鼻咽喉头颈外科（100191，北京）



中耳力学研究

张绍兴马芙蓉
北京大学第三医院耳鼻咽喉头颈外科（100191，北京）

【摘要】本文以研究方法为维度对中耳力学研究进行了系统全面介绍，包括物理实验检测，如声导抗检测、激光多普勒测振仪，频闪成像测量仪，重力显微镜，可以实现更大维度、更小尺度、复杂的力学探测；有限元模型分析经历了逐渐发展和成熟的历程，目前不仅用于研究中耳生理、病理、手术、听觉植入假体，还深入到结构更加精细复杂的内耳力学领域。实验法和模型研究法两者从一开始就具有互补的关系。

【关键词】中耳力学；有限元；激光多普勒测振仪；原子力微镜；全息成像检测；听觉

This research is financially supported by the Capital Health Development Research Fund of China（CHDR 2016-2-4094）

Declaration of interest：The authors report no conflicts of interest.

在距今约3.6亿年前的泥盆纪晚期，海洋生物开始登陆，两栖动物不断进化，由此开启了耳听觉系统数亿年的发展历程，逐渐进化出外中耳复杂的结构，外耳收集声音信号并传递到中耳的鼓膜；鼓膜引起听骨链运动，将声音信号转为机械振动；再通过内耳将振动转变成听神经脉冲。从工程学角度看，耳是一个在声波激励下的非线性流—固耦合动力系统。它复杂神奇的声音传导、分析功能，它的病理状态导致的听力下降，手术重建后的功能恢复等等复杂的现象一直被用各种研究方法解读，包括临床听力学、组织学、电生理学、影像学、基因学方法等。耳听觉力学研究因为具有量化描述、功能模拟的特点，已经被越来越多的耳科、工程专业研究人员认可接受，并进入快速发展期；其研究成果不断展出，如每隔三年的中耳力学研究与耳科学会议（the Middle-Ear Mechanics in Research and Otology，MEMRO）；研究领域不断拓展，已由单纯模拟中耳形态，生理、病理功能研究，重建研究，深入到听觉植入假体评估与研发，甚至内耳的力学研究，国内外此领域研究已成蔚为大观之势。本文拟综述此领域的相关内容，以期增进同行对该领域的理解，并对未来科研展开有所裨益。

1　中耳力学的数学背景

“普遍数学（mathesis universalis）”是笛卡尔早期著作中的核心概念，他认为一切问题都可以转化为数学问题。其发明微积分以阐释复杂的几何图形和物理现象背后的数学问题。随着科学技术发展，人们认识到许多问题不能用一个自变量的函数来描述，需要多变量函数来描述，比如：物理量有不同的性质，温度、密度、速度等，偏微积分方程应运而生。生物体的研究更加复杂，从生物力学研究角度看，声音经外耳道，引起鼓膜振动，再经听骨链传递至镫骨，最后经镫骨底板将振动传递至内耳淋巴液。该过程中任何影响振动传递的因素均将影响听力，中耳传声过程一定程度上是包涵偏微分方程的生物力学过程。在该过程中，声能传递介质经过了空气、固体及液体，涉及声学、结构、流体力学等多学科问题，尺度从宏观到微观均有［1］。从中耳力学角度研究认识中耳传声机制由来已久，比如经典中耳传声理论认为：鼓膜面积与镫骨底板面积之比约为17，理论增26 dB声压；听骨链杠杆比1.3，增约2 dB声压，共28dB。后来的实验研究又将这一结果进行了修正。这是早期中耳力学研究的举例，下面我们将从研究方法的角度详细全面审视该领域。

2　中耳力学研究

2.1实验研究

2.1.1声导抗

自上世纪70年代以来声导抗检测就已经普遍应用于临床，此处将之归为中耳力学研究的方法之一，是从广义维度出发，也是为了说明中耳力学研究的方法之多样与历史之悠久。声导抗测量是通过声刺激所引起的中耳传音结构生物物理变化来观察听觉系统功能状态的一种客观方法。人的中耳是一种阻抗匹配装置，阻抗大小取决于质量、劲度（活动度）和摩擦力。由于中耳病变对质量和摩擦力的影响较小，通常影响的是劲度，所以中耳的状态用顺应性来描述。

2.1.2激光多普勒测振仪（Laser Doppler Vibrometry，LDV）

LDV评价中耳某一点的振动，反映其声—机械能特性。其原理是利用激光束瞄准运动中的物体，同时物体将激光束反射，利用多普勒原理分析运动目标的速率、振幅和时相。实验使用感应头、扫描系统、标准显微镜、电视摄像头。其优点有：其灵敏度和精确度可以测量到1nm；由于显微镜不直接接触被测目标，所以在测量时无机械负荷和声的干扰；由于能自动记录同一个界面上的多个点的运动特性，所以可以提供振动物体的视觉图像并非常方便地对数据进行作图分析［2，3］。采用LDV测量听骨链及其假体振动尤为出色。

2.1.2.1使用LDV并采用自然声刺激可进行完整状态下鼓膜表面位点的振动检测。

这适用于尸头与活体的中耳力学研究。Goode等［4］采用商用LDV和计算机控制给声，检测了6例人活体和15例新鲜颞骨标本鼓膜脐部的振动特点，并进行了对比。该研究发现从140到1000 Hz鼓膜脐部的振幅频率曲线呈相对平滑，而在1000—7000Hz曲线则随着给声频率升高成斜坡下降型。在1000Hz，80dB声压级的输入刺激下，鼓膜脐部振幅为0.945微米。在新鲜尸头上检测的结果与活体非常相似。作者认为未来LDV可有一定的临床应用，如用在检测鼓膜的振动效率，发现鼓膜有问题的患者；还可以用来分析鼓膜成型术后的鼓膜功能，协助手术医师改进手术。

2.1.2.2使用LDV并采用电机械刺激可进行鼓膜以内结构的振动测量，进行中耳传声机制的研究。

对鼓膜内侧的中耳结构进行检测需要手术的暴露，故很难在活体上进行，多选择颞骨标本；检测过程中激光束需要对准听骨链，并掀起耳鼓膜瓣，所以进行标准的声刺激是不可能的，只有通过对听骨链的机械刺激进行测量并换算为声刺激。故利用电机械刺激模型研究中耳传声机制，该模式将磁铁放置在鼓膜脐部，并用掀起的耳道鼓膜瓣覆盖和固定。电磁刺激线圈放置在颞骨鳞部的顶部，线圈、放大器和信号发生器相连并产生所需强度的电磁场，并产生机械刺激。Ruggero等［5］使用LDV技术测量了活体和尸头的鼓膜与镫骨在不同频率下的振动衰减速率，发现活体与尸头具体振动模式存在一定的差距，并推测镫骨只有轻微的调频传导能力（这与其他的胎生脊椎动物具有相似性），进一步探讨了人类中耳声音传导的特点是宽带传输还是具有调频功能这一问题。Killion和Clemis［6］等人使用陈旧的颞骨标本模拟了中耳手术实验，并使用该技术测量了中耳手术前后的能量传递，在实验中发现能量的传递过程中出现3 kHz的切迹。Gyo［7］基于Killion的模型进行了改进，在500 Hz以上频率范围，其结果仍不理想。究其原因，其一，可能跟颞骨不够新鲜，不是马上进行观察有关。原有的标本一般都放置了数天或先行冰冻保存［8，9，10］，这样会影响实验结果。马芙蓉［11］采用新鲜颞骨，尸体距离死亡时间平均在1～1.5天，保证实验条件更接近活体的情况，利用激光多普勒振动仪，在声刺激和不同强度的机械刺激下，研究了鼓膜和镫骨底板的运动，发现鼓膜和镫骨底板的运动与活体测量的数据接近，新鲜颞骨标本可以用于不同方面中耳传声机制的研究，在鼓膜脐部的电机械刺激可以模仿声刺激。随后研究了声音在中耳传递过程中在砧镫关节上的声损失，采用激光多普勒振动仪，分别在声刺激和机械刺激下，对15个新鲜颞骨标本进行了研究，发现砧镫关节上的声损失在3dB以内，认为这种损失是生理性和保护性的［12］。

2.1.2.3利用LDV测量中耳结构（听骨链、圆窗膜、鼓岬、第三窗）振动，评估不同手术方式、人工听骨假体、人工中耳植入体、植入式骨导助听器的效果，指导手术改进与优化植入装置设计。

马芙蓉［13］在新鲜尸体颞骨标本上，采用不同强度的机械刺激研究镫骨赝复体与砧骨长脚间不同的连接程度对声音传导的影响，发现紧密连接时，声音的传导在此连接上损失2dB，小于砧镫关节生理性的声损失3dB，松弛连接和未连接对声音的传导在此连接上的损失很大，高达28dB不等，平均为10dB；认为镫骨手术时镫骨赝附体与砧骨长脚连接紧密时，声传导损失接近砧镫关节的生理性声传导损失。Asia等［9］利用LDV在22例新鲜的人颞骨标本上测量圆窗振动，以评估在镫骨底板不同部位进行听骨链重建手术后的听力提高效果，从而指导如何在镫骨底板上安装假体。Needham［14］在尸头标本上进行了振动声桥（Vibrant Soundbridge，VSB）的质量载荷效应，使用LDV测量镫骨的振动，发现漂浮质量传感器（Floating Mass Transducer，FMT）一定程度上减低了镫骨的振动振幅，在高频时尤其明显。Eze［15］在尸头上利用LDV测量了VSB植入后镫骨的振动速度，进行了FMT与砧骨长脚之间角度的变化对振动传导效率之影响的研究，发现45度以上角度并不会显著影响植入体的工作效能，尤其是在言语频率范围以内时。Schraven［16］在新鲜的尸头标本上模拟了两种方式的VSB植入手术，新术式采用了弹夹耦合装置固定FMT与砧骨长脚。LDV测量了各自镫骨振动的速度振幅，发现在1KHz附近，弹夹可以获得增益10dB以内的增益，但在1.8至6kHz镫骨振幅反而下降，研究者认为弹夹耦合器虽然改变了术中需要将FMT卷曲固定在砧骨长脚上的做法，可降低砧骨长脚坏死几率，但是其振动传导效果却比传统方式下降许多。还有部分学者在尸头上对VSB植入时FMT与砧骨长脚的耦合方式、FMT安置的不同位置（砧骨、镫骨、圆窗）进行了评估。BAHA（Bone Anchored Hear⁃ing Aid）是骨锚式助听器的代表，其传导机制的研究对于指导手术非常重要。Eeg-Olofsson［17］使用LDV对尸头中耳鼓岬的振动进行了测量，研究了BAHA植入的不同位置、距离耳蜗的远近、以及鳞骨骨缝对骨导传输的影响。Håkansson［18］则对一种新研发的骨导助听器的最大输出（鼓岬振动）进行了测量。与传统的BAHA输出效果进行对比时，发现新式装置在同侧振动输出中具有优势，对侧则相反。Majdala⁃wieh［19］测量了不同BAHA植入实验模型（空载BAHA、干颅骨、塑料头颅模型、术中病人）的振动输出差异，分析了影响因素。由此可见，目前LDV技术在广义的中耳力学研究中仍然被广泛采用，产生了大量的确实可信的研究成果，指导了中耳病生理研究、临床研究。

2.1.3原子力显微镜

原子力显微镜（Atomic Force Microscope，AFM），一种用来研究材料表面结构特点的分析仪器。它通过检测样品表面和力敏感元件间的极微弱的原子间相互作用力来研究物质的表面结构及性质。将一个对微弱力极端敏感的微悬臂一端固定，另一端有微小针尖，可接近样品，这时它将与其相互作用，作用力将使得微悬臂发生形变或运动状态发生变化。扫描样品时，传感器可获得作用力分布信息，从而以纳米级分辨率获得表面形貌结构、粗糙度信息。该技术被应用于测量材料的物理属性参数，而这一属性参数对有限元的准确性至关重要。在2006年就有学者对生物体的关节软骨细胞粘弹性进行了测量［20］，Murakoshi等［21］及Gueta等［22］报道了用原子力显微镜测量小鼠、沙鼠、豚鼠等的毛细胞、盖膜等组织的弹性参数，为精确模型的建立提供了必须的物理材料属性数据。Monika［23］采用该技术对镫骨环韧带在生理弯曲范围内的最大弯曲度、弹性系数、刚度进行了准确测量。由于该技术可以在显微尺度和纳米尺度对生物材料的属性进行检查，故非常适合精细的中耳、内耳结构的材料属性测定，为下一步更加精准有效的有限元建模提供数据。

2.1.4频闪全息测量仪（Stroboscopic Holography，SH）

利用机器微视觉技术对高速物体运动状态进行描述。SH可以发出频密闪光，当闪光频率与被测物体的转动或运动速度接近或同步时，利用视频同步，能轻易观测到高速运动物体的表面质量或运行状况。耳鼻喉科临床使用的频闪喉镜便是基于这一技术。早在上世纪80年代，Gyo［6］在听骨上安装钢珠以便于记录，并利用搭建的视频测量系统（频闪记录仪），测量利用声音刺激引起的听骨的振动。Daniel［24］使用该技术对离体的鼓膜、锤骨复合体进行了研究，观察了不同频率下鼓膜整体的振动幅度与频率，提出鼓膜具有一定的粘滞阻力，推测了连接鼓膜与锤骨柄的上皮皱襞的材料属性特点。Cheng［25，26］使用频闪全息干涉测量研究对人鼓膜表面约40000点运动的振幅和相位，使用的声音刺激为0.5，1，4和8kHz；频闪全息图记录的原始数据与傅里叶估算运动数据之间的相关性0.9以上，发现0.5、1kHz时整个鼓膜振动模式大致同步，但伴有一些位于大振幅之间的小相位延迟，在4和8kHz鼓膜运动更加复杂，锤骨柄环周处出现多个最大振幅。在这项研究中发现鼓膜运动不能用任何单一波运动解释，更符合掺杂有多个小“行波”样成分低高阶模态运动。Rosowski［27］通过此方法对0.4至25kHz频率声音刺激引起的鼓膜表面运动特点进行了研究，发现鼓膜表面运动的相位具有有趣的空间梯度特点，如同“行波”，可能是具有一定的阻尼能力的鼓膜受到统一模式的刺激所致。

既往的研究只能观察和测量中耳某一局部位点的振动特点，该技术的出现让研究者可以首次直观地观察到鼓膜整体的运动形式及特点，拓展了观察的维度，并促进了对中耳力学更加深入的研究，提供了理解中耳生理功能的新视角。

2.2模型研究

2.2.1早期模型

早在19世纪末即有建立理论模型的尝试，如电路模型。Zwislocki首次用该模型解释中外耳的阻抗匹配现象。其他还有分析模型以及多体模型。虽然在当时的技术条件下促进了人们对中耳的理解，但是这些在揭示复杂的中耳系统动力学特征方面具有很大的局限性，不能很好的适用于对结构复杂的中耳系统的研究，相比之下后起的有限元方法对复杂的生物系统建模就有很多优势。

2.2.2有限元模型

有限元方法可以全面的模拟复杂的几何形态、超微结构特征以及生物系统非同质性和各向异性的生物特性，研究细致的振动模式、压力分布以及系统中任何位置的力学行为。有限元的概念是于1956年由Turner［28］等首先提出，并迅速应用到航空工业中分析飞机结构等问题。随后，其在解决复杂工程问题中的优越性日益凸显，在飞机、轮船、电视、冰箱等制造业领域得到广泛应用与推广。

2.2.2.1有限元模型对外中耳生理功能的研究

Funnell等1978年首次报道了第1例中耳有限元模型，来自于猫的组织切片。之后他对该模型进行了改进，并研究了猫的中耳正常生理传声功能［29］。1992年Wada等［30］创建了第一例人的中耳有限元模型，而Koike等［31］于2002年进一步改进了此模型，包含结构更加全面，在增加了鼓膜、听骨链、锤骨前韧带、砧骨后韧带、鼓膜张肌腱、镫骨肌腱、中耳腔和外耳道等解剖结构的同时，还将听骨链关节的活动性和耳蜗负载对中耳传声的影响考虑在内。Gan等［32］于2002年建立的模型是基于颞骨的组织切片数据建成，并使用LDV系统作了验证，由此建立了较为真实的中耳有限元模型，在此基础上不断改进。在建立了相对成熟的有限元模型后，针对中耳的生理功能进行了一系列研究，有学者［30，33］研究了鼓膜的振动模式与外界声音频率的关系，应力最大区域主要位于鼓膜下方靠边处，低频时振动增幅出现在后部及松弛部，高频时前方和后方出现不协调运动，最大振幅位于后下部。描述了接近生理状态下镫骨足板沿着特定轴线作“活塞”、“摇摆”、“旋转”的运动模式［30，31］。鼓膜、镫骨环韧带、耳蜗负荷的不同材料性质对镫骨活动的影响［34］，声压于不同频率下在中耳腔不同部位的分布特点［35］。王杰［36］等使用分辨率极高的成年男性颞骨标本的Micro-CT扫描数据建模，研究外耳道对鼓膜外表面的增压作用，发现显示外耳道对鼓膜外表面有明显频率特异性的增压作用，于共振频率处最强。

2.2.2.2有限元模型对中耳病理状态的研究

有限元分析还可以应用在中耳病理状态下的机制研究。如临床上早已观察到分泌性中耳炎可导致传导性聋，这一简单现象背后有哪些复杂微妙的原因机制呢？通过有限元分析，发现中耳积液是如何影响鼓膜和镫骨足板运动的：中耳内形成气液耦合系统使共振频率向低频移动，并降低了鼓膜及镫骨足板在共振频率附近的振幅［37］。第二个常见现象是鼓膜穿孔的大小可以对听力产生影响。通过有限元分析发现，穿孔使鼓膜两侧压差变小。当鼓膜穿孔面积小于2%时，穿孔位置对中耳腔的声压分布和频率响应没有显著影响，穿孔尺寸则会显著影响声压峰值及频率响应［35］。这使得我们能够用不同以往的手段系统、深入、量化、直观的研究中耳力学。另外，老年性聋的机制？有研究发现镫骨环韧带的硬度增加会减低镫骨足板活动度，尤其是在较低频率刺激下，这提示与年龄升高有关的韧带弹性减弱可导致一些老年性聋［38］。此外，还有对耳硬化症的研究。通过在有限元模型中分别模拟锤骨固定和耳硬化症，发现部分锤骨固定中锤骨柄的振动模式显著改变，伴有镫骨振动减弱，尤其在低频（＜1000 Hz）明显；耳硬化症对镫骨振动的影响明显大于对锤骨的影响［39］。听骨或砧镫关节负重、硬度增加，可以使得镫骨活动度增加［40］。砧镫关节的硬度减低会引起镫骨活动下降，但低频鼓膜振幅却增加，这可能是关节硬度增加减少传导至镫骨足板的能量，故而鼓膜活动增加［34］。Chen［41］报道了一个新的有限元耳模型，包括各听骨，外耳道，鼓室腔，乳突腔。适合用来研究中耳不同病理状态下的动态行为，如在镫骨肌腱、鼓膜张肌腱、鼓膜的硬度不同时的表现。

2.2.2.3有限元模型对中耳手术和人工植入假体的研究

通过在有限元模型中比较不同的人工听骨、手术方式的中耳行为模式，可以指导人工听小骨的设计、选择以及手术的方式。王杰等［42］根据颞骨标本Micro-CT数据建立了有限元模型，研究了颞肌筋膜重建鼓膜厚度对中耳传声的影响，发现重建后的鼓膜厚度影响鼓膜本身及镫骨底板的振动，当厚度超过1.0mm时对中耳传声影响显著。Jie Wang等［43］报道了使用有限元分析前鼓膜耳道夹角对中耳传声功能的影响，发现随着角度钝化的加重，传导效率随之下降。增加人工听骨硬度会导致镫骨活动度增加，对锤骨柄和镫骨头的压力增高。硬度下降会导致共振频率减低和多共振产生［38，42］。所以出色的人工听骨应该具有较轻的质量和足够的硬度。而当锤骨柄与镫骨头之间夹角偏大时，TORP放置的位置会影响振动，直接放在鼓膜处对高频的传导会优于放在锤骨柄处［44］。一个可靠的有限元模型是中耳植入体研发必不可少的工具。通过利用已知的结构尺寸、材料属性、载荷等参数建模，可以对植入体的结构材料特点、功能等进行分析，并优化其设计。目前已开发出不同类型的可植入助听设备来治疗传导性耳聋，有学者对中耳及助听设备的振动单元建模并进行有限元分析，比较了两种不同类型振动单元的优缺点，并对它们的听骨链附着位置进行了分析，最后指出镫骨头具有对刺激方向低敏感的特点，并推荐为最佳附着位［45］。Monika［46］建立了一个包含镫骨底板的内耳有限元模型，并通过与尸头的实验结果进行对比，验证了该模型进行力学分析的有效性，通过模拟分析不同形态的镫骨假体（Piston）植入时圆窗膜的振动，来判断假体植入后的听力恢复效果，最后指出该模型可以用来进行优化听觉植入假体的研究。Zhang等［47］建立了包括外耳道、中耳、耳蜗的有限元模型，研究了中耳植入式助听设备的正向与反向传动机理以及它对基底膜的被动运动，指导助听器的研发。另有学者利用集成有限元模型，分别模拟前庭窗传入内耳的正向传递过程和蜗窗机械激励在耳中逆向传递过程，计算获得相应的传递函数，为蜗窗驱动的听力装置研发提供参考。

2.2.2.4借鉴中耳力学研究耳蜗力学

在中耳有限元建模逐渐成熟的同时，耳蜗有限元建模也取得了较快发展，包括对柯蒂器进行了局部三维建模，引入三维黏性液体影响、材料属性及柯蒂器的正馈作用，建立外毛细胞的流固耦合模型，研究黏性流体对外毛细胞的频率阻尼效应，建立毛细胞有限元模型，研究毛细胞个体位移，外毛细胞对基底膜和纤毛的影响，纤毛发生位移、外毛细胞的阻尼与频率的关系，耳蜗有限元研究更复杂于中耳［48，49，50，51］，涉及更加精确建模要求和材料参数的确定等，受篇幅和主题所限，此处不做赘述。

3　总结和展望

本文主要从研究方法的角度对中耳力学研究进行了综述。从20世纪下半叶至今，耳力学研究突飞猛进：在传统的声导抗检测、激光多普勒测振仪仍然活跃于研究者手中的同时，新的研究工具已经不断涌现，如频闪成像测量仪，原子力显微镜，甚至触觉力检测装置，从而可以实现更大维度、更小尺度、更复杂的力学探测；有限元模型分析也经历了逐渐发展和成熟的历程，目前不仅用于研究中耳生理、病理、手术、听觉植入假体，还深入到结构更加精细复杂的内耳力学领域［52，53］。

实验法和模型法从一开始就具有互补的关系。有限元分析需要的材料参数、边界条件来自实验法的数据。有限元模型可以简单、无创地完成实验所不能的任务，但具有一定的不准确性，其结果的有效性需要实验法验证和支撑。

虽然耳力学研究从各种实验方法到数值模型均已取得长足的进展，但仍存在许多需要进一步探索和突破之处，主要有：①中耳有限元模型的准确有效性需要进一步提高，这涉及到对生物材料的物理属性的不断校正，利用现代检测工具和方法对材料属性再测量，尤其是用现代方法开展中国人体组织材料性能测试工作；探索更加精细全面的中耳结构形态分析和建模方法［54］；收集不同种族、年龄、性别的人耳系统数据，并建立相应的有限元模型。②借鉴中耳研究经验，推动内耳力学研究不断深入，并尝试中耳-内耳联合系统的有限元研究。内耳系统更加细微复杂，有限元分析对于内耳能量传递机理、毛细胞主动产生动力的机制、包括淋巴液在内的多结构联动作用、柯蒂器对声刺激的敏感性和频率选择性的机理、基底膜振动的机理等问题的探索具有独特的优势，同时又面临巨大的挑战，其中建立准确可信的内耳有限元模型便是一个难点；③近10余年来各种中耳主动、被动植入体已经应用于临床，还有大量新型植入体处于研发之中。需要进一步推进将有限元分析引入到对植入体研发和应用的综合评估中；同时推进有限元分析在手术模拟分析中的应用，促进听骨链重建技术的改进、鼓室成型方法的改进。④有限元分析不应只限于此，还可以探索应用到对病人的个性化分析、评估、诊断、手术规划中，也可尝试用于患者教育和医学教育领域［55］。其次要关注有限元建模软件的改进，适合于中耳、内耳三维重建算法的改进，加快有限元建模速度，提高建模质量。⑤中耳力学的研究不应限于或受缚于有限元法，不能忽视传统和新兴物理实验检测手段的优势，避免对有限元分析的盲信和跟风，应针对研究目的和内容选择合适的研究方法，并使用实验法进行校验。

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·临床研究·

Research on middle ear mechanics

ZHANG Shaoxing，MA Furong
Department of Otorhinolaryngology Head and Neck Surgery，Peking University Third Hospital，Beijing 100191，China Corresponding author：MA FurongEmail：furongma@126.com

【Abstract】This paper mainly focuses on various studies on middle ear mechanics，including physical experiments and model studies，the former including acoustic immittance measurement，laser Doppler vibrometry，atomic force microscopy and stroboscopic holography which are capable of complex and accurate mechanical detection in greater dimensions and smaller scales.Finite element model analysis has also experienced a progressive development and is applied at present not only to research of middle ear physiology，pathology，surgery and auditory prosthesis implantation，but also to precise and complex inner ear mechanics.Both experimental and model studies，which have a complementary relationship，are crucial to advancing knowledge of middle ear mechanics.

【keywords】Middle ear mechanics；Finite element；Laser doppler vibrometry；Atomic force microscope；Stroboscopic holography；Hearing

【中图分类号】R764

【文献标识码】A

【文章编号】1672-2922（2016）03-353-7

DOI：10.3969 / j.issn.1672-2922.2016.03.008

基金项目：首都卫生发展科研专项（首发2016-2-4094）资助。

作者简介：张绍兴，博士，主治医师，研究方向：耳科基础与临床治疗、机器人与影像导航手术研究。

通讯作者：马芙蓉，Email：furongma@126.com

收稿日期：（2016-05-03）