Свободные колебания среднего уха, подвергнутого тотальной тимпанопластике и оссикулопластике, при функциональной подвижности подножной пластины стремени

  • Сергей Михайлович Босяков Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Геннадий Иванович Михасев Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

Аннотация

Патологические изменения колебательной системы среднего уха могут привести к снижению порога восприимчивости слухового анализатора к звуковым колебаниям и вследствие этого – к частичной или полной потере слуха. Для реконструкции тимпанальной мембраны наиболее часто используются хрящевые имплантаты, поскольку они позволяют избежать осложнений после лечения. Наиболее важным при анализе качества операций, улучшающих слуховую проводимость, и выработке дальнейших рекомендаций по оптимальному протезированию является нахождение динамических характеристик (собственных форм и частот колебаний) реконструированного среднего уха. Цель настоящей работы – определение частот свободных колебаний среднего уха после протезирования на основании математической модели, предусматривающей поперечные колебания хрящевого трансплантата и движение протеза, соединяющего реконструированную тимпанальную мембрану и основание подножной пластины стремени. Значения собственных частот вычислены для различных положений узловых линий, усредненных геометрических параметров и упругих свойств тимпанальной мембраны, а также подножной пластины стремени и протеза.

Биографии авторов

Сергей Михайлович Босяков, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

кандидат физико­-математических наук, доцент; доцент кафедры теоретической и прикладной механики механико­-математического факультета

Геннадий Иванович Михасев, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

доктор физико­-математических наук, профессор; заведующий кафедрой биомеханики и наномеханики механико­-математического факультета

Литература

1. Volandri G, Di Puccio F, Forte P, Carmignani C. Biomechanics of the tympanic membrane. Journal of Biomechanics. 2011;44;1219 –1236. DOI: 10.1016/j.jbiomech.2010.12.023.
2. Beer H­J, Bornitz M, Hardtke H­J, Schmidt R, Hofmann G, Vogel U, et al. Modeling of components of the human middle ear and simulation of their dynamic behavior. Audiology and Neurootology. 1999;4;156 –162. DOI: 10.1159/000013835.
3. Mürbe D, Zahnert T, Bornitz M, Hüttenbrink KB. Acoustic properties of different cartilage reconstruction techniques of the tympanic membrane. Laryngoscope. 2002;112:1769 –1776. DOI: 10.1097/00005537­200210000­00012.
4. Mikhasev G, Ermochenko S, Bornitz M. On the strain­stress state of the reconstructed middle ear after inserting a malleus­incus prosthesis. Mathematical Medicine and Biology: A Journal of the IMA. 2010;27(4):289 –312. DOI: 10.1093/imammb/dqp020.
5. Zwislocki J. Analysis of the middle ear function. Journal of Acoustical Society of America. Part I. Input Impedance. 1962;34(8):1514 –1523. DOI: 10.1121/1.1918382.
6. Selyaninov AA, Yelovikov АМ, Borodulina ТS, Podgaets RМ. Choice of papameters of the stapes prosthesis on the basis of eigenfrequencies at the stapedioplasty operation. Russian Journal of Biomechanics. 2009;13(4):40 –50.
7. Zhao F, Koike T, Wang J, Sienz H, Meredith Rh. Finite­element analysis of the middle ear transfer functions and related pathologies. Medical Engineering and Physics. 2009;31(8):907– 916. DOI: 10.1016/j.medengphy.2009.06.009.
8. Gan RZ, Feng B, Sun Q. Three­dimensional finite element modeling of human ear for sound transmission. Annals of Biomedical Engineering. 2004;32:847– 859. DOI: 10.1023/B:ABME.0000030260.22737.53.
9. Koike T, Wada H, Kobayashi T. Modeling of the human middle ear using the finite­element method. Journal of the Acoustical Society of America. 2002;111(3):1306 –1317. DOI: 10.1121/1.1451073.
10. Lee CF, Chen PR, Lee WJ, Chen JH, Liu TC. Three­dimensional reconstruction and modeling of middle ear biomecha nics by high­resolution computed tomography and finite element analysis. Laryngoscope. 2006;116:711–716. DOI: 10.1097/01.mlg.0000204758.15877.34.
11. Sun Q, Chang KH, Dormer KJ, Dyer RKJr, Gan RZ. An advanced computer­aided geometric modeling and fabrication method for human middle ear. Medical Engineering and Physics. 2002;24(9):595–605.
12. Wever EG, Lawrence M. Physiological acoustics. Princeton: Princeton University Press; 1982. 454 p.
Опубликован
2019-04-08

Просмотров аннотации: 131
Загрузок PDF: 21
Ключевые слова: среднее ухо, реконструкция, тимпанопластика, протез типа TORP, свободные колебания, собственная частота
Поддерживающие организации Работа выполнена в рамках государственной программы научных исследований «Конвергенция» (задание 1.8.01.1).
Как цитировать
Босяков С. М., Михасев Г. И. Свободные колебания среднего уха, подвергнутого тотальной тимпанопластике и оссикулопластике, при функциональной подвижности подножной пластины стремени // Журнал Белорусского государственного университета. Математика. Информатика. 2019. 1. С. 46-57.