固有振動数評価による健常者および負傷者の耳介の力学的挙動の特性評価

Characterization of mechanical behaviour of healthy and injured human incus by eigenfrequency evaluation.

• Virginija Gyliene
• Giedrius Gylys
• Pawel Lipinski
• Sebastian Wronski
• Jacek Tarasiuk
• Adrien Baldit
• Rachid Rahouadj
• Valdas Eidukynas
• Neringa Kraptavičiūte

抄録

有限要素法を用いることで、時間のかかる実験の代替や、数値シミュレーションによる耳の物理的なプロセスの模倣が可能になります。特に、中耳の骨膜鎖の空間運動の研究は、耳鼻咽喉科医や技術者にとって大きな関心事です。中耳の骨の中で最も影響を受けているのは切歯であることが知られていますが、この切歯の空間運動の研究は耳鼻咽喉科医や耳鼻咽喉科医にとっても大きな関心事です。胆嚢腫の手術や鼓膜形成術の後、患部を切除するか、犠牲にして、ステープや新しいチタンや他の材料のプロテーゼに雑音を伝える可能性があります。この症例では、鼓膜腔内に前方に転がっていた胆嚢腫のため、患部切除を行いました。患部長突起を有する切除されたインカスは、マイクロコンピュータ断層撮影に合格した。コンピュータ支援設計システムは、長突起が無傷の「健康な」インカスを再設計することを可能にした。このようにして、振動解析におけるインカスの損傷した長突起の影響を評価することが可能となった。本論文では、損傷したインカスと健康なインカスの力学的挙動の問題を解析した。数値シミュレーションの結果、特に低周波(約500Hz)では、健常者のインカスと分析された傷ついたインカスの特徴に大きな違いはないことが示された。これにより、オージオグラムの中では、コレスティートマが聴覚に長時間影響を与えない理由が説明された。

The usage of finite element method techniques gives a possibility to replace time-consuming experiments or imitate physical process in the ear by numerical simulation. Especially, the research of spatial motion of ossicular chain in the middle ear is of high interest for the oto-surgeons and engineers. It is known that the most affected bone from the ossicular chain is the incus. After the cholesteatoma operation and tympanoplasty, the affected incus is removed or sacrificed; thus, the possibility of transducing noise lays on the stapes, new titanium or other material prosthesis. In this case, the affected incus was removed because of the cholesteatoma that was lying in front of it in the tympanic cavity. The removed incus with the affected long process passed micro-computed tomography. The computer-aided design systems allowed redesigning a 'healthy' incus with an intact long process. In this way, it was possible to evaluate the influence of damaged long process of incus in the vibrational analysis. This article analyses the problems of mechanical behaviour of injured and healthy human incus. The numerical simulation has demonstrated that the features of healthy incus and analysed injured incus do not differ significantly, especially at low (about 500 Hz) frequencies. It explains why there is no impact of cholesteatoma on hearing for a long time in the audiogram.