换一批基于压电叠堆的砧骨激励式人工中耳低功耗结构设计
Low power consumption structure design of an incus-stimulating middle ear implant based on piezoelectric stack
摘要目的 设计一种具有位移放大结构的压电振子改进方案,用于降低现有砧骨激励式人工中耳压电叠堆振子的功耗.方法 首先,基于人耳解剖结构,设计带有位移放大结构和仅仅由压电叠堆构成的两种压电振子,并建立相应压电振子与中耳的耦合力学模型.通过对比该两种耦合力学模型的计算结果,分析引入位移放大结构前后的人工中耳听力补偿性能及功耗.结果 引入位移放大结构后,压电振子在10.5 V有效电压驱动下,在1 kHz频率处的等效声压级由之前的100 dB增大至113 dB.此外,由压电叠堆直接激振时,振子在1、2和4 kHz处的功耗分别为6.42、1.56和0.28 mW;引入位移放大结构后,压电振子对应上述3个频率点的功耗分别降低至0.39、0.09和0.01 mW.结论 所设计的带有位移放大结构的压电振子能够提高砧骨激励式人工中耳的听力补偿能力,有效降低压电振子的功耗.研究结果将有助于人工中耳结构设计的进一步完善,从而达到更好的听力补偿效果.
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关键词
人工中耳砧骨激励压电振子位移放大结构有限元模型功耗Middle ear implantIncus-stimulatingPiezoelectric actuatorDisplacement magnification structureFinite element modelPower consumption
分类号
R318.01（医用一般科学）
栏目名称
DOI
10.16156/j.1004-7220.2017.01.004
发布时间
2017-04-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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