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中耳结构动力响应对不同病理圆窗封闭的反馈
目的 研究耳蜗圆窗病变对中耳结构力学行为的影响.方法 依据临床健康志愿者右耳CT扫描结果,将CT扫描数据数值化导入PATRAN软件进行人耳三维有限元模型重建,并应用NASTRAN软件进行流固耦合频率响应分析,通过数值模拟方法探讨中耳结构动力响应对内耳耳蜗圆窗病变的反馈.结果 硬化症导致的圆窗封闭比先天性圆窗封闭使镫骨振幅下降更多,大达到30.2 dB,且后者不会对镫骨振动速度产生明显影响.相位角方面,硬化症情况下镫骨和圆窗均多产生90°变化,且两者保持180°差值;而先天性圆窗封闭情况下镫骨大有270°变化,同时圆窗相位角变化消失.结论 基于振幅、速度和相位角,镫骨动力行为会对先天性和硬化症导致的圆窗封闭形成不同的反馈表现,研究结果可为未来临床上诊断及修复圆窗病变提供理论支撑.
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基于两相多孔介质模型的骨组织力学响应数值分析
引入基于混合物理论的流-固两相多孔介质模型来描述骨组织在承受各种动载荷时,其骨质应力场、变形场以及孔间骨液压力场的分布规律.模型中考虑固体骨质为横观各向同性的液饱和多孔材料,研究骨质变形、骨液流动以及流动电位间的耦合关系.采用Galerkin加权残值法,导出了骨组织流-固耦合动力响应的罚有限元公式和流动电位计算式,编制了相应的有限元程序.算例表明,骨组织特别是松质骨组织的表观黏弹性行为和能量耗散性质,很大程度上是由于骨孔间液体扩散和流动引起的;同时,由于骨组织固-液两相界面间双电层的存在,当液体组分扩散时,引起流动电位,从而促进骨的生长和吸收.
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松质骨的一维撞击动力响应
基于对松质骨结构特征的观察,引入了描述松质骨的两相多孔弹性模型,对松质骨在一维撞击载荷作用下的动力响应进行了深入的分析.研究表明:由于松质骨中流体组分的扩散和流动,松质骨呈现着一种强烈的表观粘弹性行为以及能量耗散性质.
