不同乙狀竇溝骨板厚度對血管性耳鳴的生物力學影響

不同乙狀竇夠骨板厚度對血管性耳鳴的生物力學影響

摘要

血管性耳鳴的發病機理復雜，雖然有文獻報道乙狀竇溝骨板缺損可以引起血管性耳鳴，但骨板缺損對血管性耳鳴的具體影響尚不清楚，能否作為診斷指標缺乏有力支持。為了明確二者關系，本項目采用計算機仿真模擬的方法，從生物力學的角度進行了定量化的研究。主要方法是模擬乙狀竇生理狀態下血流環境計算血液流動引起的噪聲信號，將聲源信號加載到不同厚度的二維骨板模型上，研究骨板厚度對聲波傳導過程的影響，并計算經顳骨氣房傳導最終在鼓室內接收到的聲信號強度，將結果與患者聽力測試得到的耳鳴聲音強度進行對比驗證。結果表明完整的骨板具有良好的聲學屏蔽作用，骨板外側檢測的聲強跟骨板的厚度呈負相關；驗證結果顯示骨板缺損時，有限元仿真結果基本與患者實際情況一致。從而說明骨板缺損是血管性耳鳴的病因之一，可作為臨床上血管性耳鳴病因診斷的一個特征性指標，而單純的骨板變薄不足以引起明顯的耳鳴癥狀。

關鍵詞：骨板缺損、血管性耳鳴、數值模擬、噪聲計算

Abstract

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目錄

1緒論1

1.1背景1

1.2血管性耳鳴研究現狀2

1.3有限元方法簡介3

1.4本文主要內容4

2理論基礎4

2.1中耳和內耳解剖結構4

2.2聲學基本理論5

2.2.1聲音的產生5

2.2.2聲壓及聲壓級6

2.2.3聲波傳導原理7

2.2.4頻譜9

2.2.5噪聲的疊加9

2.3層流和湍流10

2.4流致噪聲及其聲學模型10

2.4.1流致噪聲10

2.4.2Ffowcs Williams—Hawkings方程介紹11

3計算及驗證過程12

3.1頭部圖像采集及乙狀竇血流量計算12

3.1.1樣本選取12

3.1.2掃描方法12

3.2MRI采集及血流參數計算13

3.3乙狀竇三維建模13

3.3.1Mimics建模13

3.3.2Geomagic平滑15

3.4二維建模16

3.4.1血管壁二維模型16

3.4.2不同厚度骨板二維模型16

3.4.3顳骨氣腔二維模型17

3.5網格劃分17

3.5.1三維乙狀竇模型網格劃分18

3.5.2骨板和血管壁網格劃分18

4噪聲產生、傳導及驗證計算19

4.1Fluent計算19

4.2ABAQUS計算血管壁及骨板聲傳導20

4.3結果驗證22

5結果及分析22

5.1乙狀竇流場22

5.2乙狀竇聲場23

5.3血管壁及骨板傳導結果24

5.4驗證結果24

5.5討論24

結論29

致謝29

參考文獻30