耳蜗放大模型的设计制备及振动传感特性研究
发布时间：2021-09-18 08:02
耳蜗是人体内耳的重要组成部分,主要由中央的蜗轴和周围的骨蜗管组成,蜗管内的基底膜上分布有感觉纤毛,外界信号经由耳廓、耳道、听骨链等传递系统引起感觉纤毛发生变形产生神经冲动并传递至大脑皮层的听觉中枢最终被解释为声音。由于生理及结构等原因,目前对于人体耳蜗的感知机理缺乏深入了解。本课题采用PVDF制成的半电极含金属芯压电纤维作为耳蜗放大模型的感觉纤维,设计制备耳蜗传感模型,探究其对振动信号的传感特性。主要研究内容如下:1、设计制备了 SMPF（Symmetric Metal core PVDF Fiber）仿生纤毛传感器,并推导了 SMPF产生的电荷与激励大小之间的关系。通过实验论证得知SMPF可以感知振动信号的类型、频率和振幅,且响应信号大小与振动信号幅值成线性关系。2、使用SMPF代替耳蜗感觉纤毛,用AB硅胶模拟耳蜗膜迷路,模仿人体耳蜗的结构,并按一定比例进行放大制备出人工圆柱直管耳蜗模型。搭建实验平台,用振动信号对圆柱直管耳蜗进行振动冲击。实验结果表明,制备的圆柱直管耳蜗对振动信号的类型具有感知作用且耳蜗响应信号与振动信号幅值成线性关系。3、设计制备锥管单根感觉纤维耳蜗模型,用与2中...
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１人耳结构分布图??内耳按解剖和功能亦可分为三部分：前庭、半规管和耳蜗，如图１－２所示
?扬州大学硕士学位论文???在蜗底靠近前庭窗处，低频声引起的最大振幅部位靠近蜗顶，其展开结构如图１－４所??不。??２、感音功能，即将螺旋器受到的声能转换到蜗神经的电位。基底膜的内缘附着于??骨螺旋板上，而盖膜的内缘则与螺旋板缘连接，耳膜的附着点不在同一轴上，故其发??生交错位移剪切运动时，基底膜于盖膜之间便产生了一种剪切力，在剪切力的作用下，??毛细胞的纤毛发生弯曲或偏转，引起毛细胞兴奋［７］，并将机械能转变为生物电能，而使??附于毛细胞底部到蜗神经末梢产生冲动。经蜗神经及其中枢传导路径向上传到听觉皮??层，产生听觉。??内ｉｔ；结构与功能?＿＿?ｍ织结构与功能?细胞结构与功能??ｆ）?＼?＿．勤??〈糾?Ｉ?／Ｓ??内?｜赚?＼?＊ｆ￡??纤毛运动??Ｉ?Ｉ?Ｉ?＇?Ｉ??１０Ｗ?ｎｎ?１０?１?ｆｎｒ?１０?＊?ｒｒａ?１０?１?ｍｍ?＊－?１０?ｉｅ??图１－２内耳生理??耳蜗基底膜的部位不同，所感受的声音的频率不同。高频声引起的最大振幅部位??在蜗底靠近前庭窗处，低频声的最大振幅部位靠近蜗顶，中频声则在基底膜底中间部??位发生共振。蜗底区域感受高频，蜗顶部位感受低频。８００Ｈｚ以下的频率位于周顶，??２０００Ｈｚ位于蜗孔到镫骨组办的中间点。??环境中的声能经传送通过鼓膜后被转换成机械能，而机械能又被听小骨增强之后??通过前庭窗传给耳蜗，耳蜗中的液体流动则属于液体能，这一液体运动使位于基底膜??的毛细胞弯曲ｔ８］，毛细胞又把机械能，液体能转换成电脉冲传输给大脑，大脑最后将接??受电脉冲信号并解释为“声音”。??人体正常情况下各感觉系统所接受到感觉信息是相互匹配的。正
?第１章绪论???图１－３耳蜗剖面图??７?Ｙ＾．＿■ｒ—＾＾！ｒ＾＂ｒｒｒ７＾ｒ?／??Ｚ?／．?／?娲孔??［Ｍ窗膜?｛?竹阶??图１－４耳蜗展开图??１．?２选题背景??随着社会的进步和工业的发展，越来越多的人饱受耳科疾病折磨，耳聋、耳鸣等??耳类疾病也在无时无刻不影响着我们的生活质量和节奏。其中大多数耳科疾病均与耳??蜗的损伤或无法正常工作存在着密切的联系。近些年来的临床调查表明，明显听力障??碍者约占世界总人口的７％－１０％。我国２００６年第二次全国残疾人抽样调查的听力语言??残疾者为２７８０万人，占全部残疾人总数的２７％，而７岁以下的聋哑儿童高达８０万人，??并以每年３万聋儿的速度在持续增长。??本课题研究高等动物的前庭系统的耳蜗。耳蜗是听觉系统的核心，直接影响到我??们对外部世界的感知，同时耳蜗又是十分脆弱的，耳蜗一旦发生病变，一般来说很难??修复，这事就只能借助人工耳蜗来代替执行其功能。这些年来，人工耳蜗的发展还是??非常迅速的，市场上也出现了形形色色的人工耳蜗或其他助听设备，这些设备基本上??能满足人们的正常生活需要，但缺点便是价格比较昂贵。因此对耳蜗感知机理的研究，??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]内耳及相关解剖结构的教学方法和经验[J]. 宋跃帅,龚树生. 中华耳科学杂志. 2020(01)
[2]电激励下基于挠曲电效应的外毛细胞力电耦合分析[J]. 陈本强,苏雅璇,周志东. 厦门大学学报(自然科学版). 2019(04)
[3]豚鼠圆窗EABR、EMLR与ELLR特征分析[J]. 梁文琦,宋新雨,刘攀,王伟,王林娥. 中华耳科学杂志. 2019(02)
[4]耳蜗毛细胞活动的神经动力学分析[J]. 戎伟峰,王如彬. 应用数学和力学. 2019(02)
[5]耳蜗图的绘制及应用进展[J]. 袁芳,亓卫东. 中国耳鼻咽喉颅底外科杂志. 2018(06)
[6]The effect of curcumin as an antioxidant on cochlea fibroblasts in ototoxic rat models[J]. Tengku Siti Hajar Haryuna,Agustinus Hamonangan Winston Purba,Farhat Farhat,Soehartono Taat Putra. Journal of Chinese Pharmaceutical Sciences. 2018(12)
[7]如何认识耳蜗内、外毛细胞之间的关系[J]. 刘浩强,赵立东. 中华耳科学杂志. 2018(06)
[8]耳朵传声的振动学原理[J]. 秦任甲,闫冰. 中国医学物理学杂志. 2018(11)
[9]表面对称电极含金属芯聚偏二氟乙烯纤维的简谐振动传感器[J]. 边义祥,王汝梦,孙凯旋,刘榕榕,陈文家. 光学精密工程. 2017(12)
[10]表面对称电极含金属芯PVDF纤维冲击振动传感特性研究[J]. 边义祥,张弋,王汝梦,孙凯旋,刘榕榕. 仪表技术与传感器. 2017(12)
硕士论文
[1]圆窗激振耳蜗微观动态特性研究[D]. 张莹.中国矿业大学 2019
本文编号：3399781
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１人耳结构分布图??内耳按解剖和功能亦可分为三部分：前庭、半规管和耳蜗，如图１－２所示
?扬州大学硕士学位论文???在蜗底靠近前庭窗处，低频声引起的最大振幅部位靠近蜗顶，其展开结构如图１－４所??不。??２、感音功能，即将螺旋器受到的声能转换到蜗神经的电位。基底膜的内缘附着于??骨螺旋板上，而盖膜的内缘则与螺旋板缘连接，耳膜的附着点不在同一轴上，故其发??生交错位移剪切运动时，基底膜于盖膜之间便产生了一种剪切力，在剪切力的作用下，??毛细胞的纤毛发生弯曲或偏转，引起毛细胞兴奋［７］，并将机械能转变为生物电能，而使??附于毛细胞底部到蜗神经末梢产生冲动。经蜗神经及其中枢传导路径向上传到听觉皮??层，产生听觉。??内ｉｔ；结构与功能?＿＿?ｍ织结构与功能?细胞结构与功能??ｆ）?＼?＿．勤??〈糾?Ｉ?／Ｓ??内?｜赚?＼?＊ｆ￡??纤毛运动??Ｉ?Ｉ?Ｉ?＇?Ｉ??１０Ｗ?ｎｎ?１０?１?ｆｎｒ?１０?＊?ｒｒａ?１０?１?ｍｍ?＊－?１０?ｉｅ??图１－２内耳生理??耳蜗基底膜的部位不同，所感受的声音的频率不同。高频声引起的最大振幅部位??在蜗底靠近前庭窗处，低频声的最大振幅部位靠近蜗顶，中频声则在基底膜底中间部??位发生共振。蜗底区域感受高频，蜗顶部位感受低频。８００Ｈｚ以下的频率位于周顶，??２０００Ｈｚ位于蜗孔到镫骨组办的中间点。??环境中的声能经传送通过鼓膜后被转换成机械能，而机械能又被听小骨增强之后??通过前庭窗传给耳蜗，耳蜗中的液体流动则属于液体能，这一液体运动使位于基底膜??的毛细胞弯曲ｔ８］，毛细胞又把机械能，液体能转换成电脉冲传输给大脑，大脑最后将接??受电脉冲信号并解释为“声音”。??人体正常情况下各感觉系统所接受到感觉信息是相互匹配的。正
?第１章绪论???图１－３耳蜗剖面图??７?Ｙ＾．＿■ｒ—＾＾！ｒ＾＂ｒｒｒ７＾ｒ?／??Ｚ?／．?／?娲孔??［Ｍ窗膜?｛?竹阶??图１－４耳蜗展开图??１．?２选题背景??随着社会的进步和工业的发展，越来越多的人饱受耳科疾病折磨，耳聋、耳鸣等??耳类疾病也在无时无刻不影响着我们的生活质量和节奏。其中大多数耳科疾病均与耳??蜗的损伤或无法正常工作存在着密切的联系。近些年来的临床调查表明，明显听力障??碍者约占世界总人口的７％－１０％。我国２００６年第二次全国残疾人抽样调查的听力语言??残疾者为２７８０万人，占全部残疾人总数的２７％，而７岁以下的聋哑儿童高达８０万人，??并以每年３万聋儿的速度在持续增长。??本课题研究高等动物的前庭系统的耳蜗。耳蜗是听觉系统的核心，直接影响到我??们对外部世界的感知，同时耳蜗又是十分脆弱的，耳蜗一旦发生病变，一般来说很难??修复，这事就只能借助人工耳蜗来代替执行其功能。这些年来，人工耳蜗的发展还是??非常迅速的，市场上也出现了形形色色的人工耳蜗或其他助听设备，这些设备基本上??能满足人们的正常生活需要，但缺点便是价格比较昂贵。因此对耳蜗感知机理的研究，??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]内耳及相关解剖结构的教学方法和经验[J]. 宋跃帅,龚树生. 中华耳科学杂志. 2020(01)
[2]电激励下基于挠曲电效应的外毛细胞力电耦合分析[J]. 陈本强,苏雅璇,周志东. 厦门大学学报(自然科学版). 2019(04)
[3]豚鼠圆窗EABR、EMLR与ELLR特征分析[J]. 梁文琦,宋新雨,刘攀,王伟,王林娥. 中华耳科学杂志. 2019(02)
[4]耳蜗毛细胞活动的神经动力学分析[J]. 戎伟峰,王如彬. 应用数学和力学. 2019(02)
[5]耳蜗图的绘制及应用进展[J]. 袁芳,亓卫东. 中国耳鼻咽喉颅底外科杂志. 2018(06)
[6]The effect of curcumin as an antioxidant on cochlea fibroblasts in ototoxic rat models[J]. Tengku Siti Hajar Haryuna,Agustinus Hamonangan Winston Purba,Farhat Farhat,Soehartono Taat Putra. Journal of Chinese Pharmaceutical Sciences. 2018(12)
[7]如何认识耳蜗内、外毛细胞之间的关系[J]. 刘浩强,赵立东. 中华耳科学杂志. 2018(06)
[8]耳朵传声的振动学原理[J]. 秦任甲,闫冰. 中国医学物理学杂志. 2018(11)
[9]表面对称电极含金属芯聚偏二氟乙烯纤维的简谐振动传感器[J]. 边义祥,王汝梦,孙凯旋,刘榕榕,陈文家. 光学精密工程. 2017(12)
[10]表面对称电极含金属芯PVDF纤维冲击振动传感特性研究[J]. 边义祥,张弋,王汝梦,孙凯旋,刘榕榕. 仪表技术与传感器. 2017(12)
硕士论文
[1]圆窗激振耳蜗微观动态特性研究[D]. 张莹.中国矿业大学 2019
本文编号：3399781
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