Page 45 - 《振动工程学报》2025年第8期
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第 8 期                     刘兆海，等： 适用于圆窗激振的人耳生理响度模型研究                                       1685

              函数，未考虑中耳生理结构和耳蜗第三窗。圆窗激                            由于该响度模型基于人耳生理结构，因此还可以用
              振下振动通过圆窗膜传递至耳蜗。两种激振方式的                            于研究耳硬化症等传导性听力损伤和外毛细胞损伤
              振动传递途径不同，传递函数不同。因此，PIEPER                         情况等感音神经性听力损伤患者的响应感知。基于
              模 型 不 能 模 拟 圆 窗 激 振 。 相 对 于 PIEPER 响 度 模          该响度模型和患者的听力损伤情况，可以开发个性
              型，本文响度模型进一步考虑了中耳生理结构和耳                            化的圆窗激振式人工中耳的验配算法。
              蜗第三窗，故能够用于计算圆窗激振响度。计算步
              骤如下：（1） 将圆窗激振人工中耳作动器激振力输                          参考文献:
              入至响度模型内中耳动力学模型的圆窗膜处，计算
              得到圆窗激振下的耳蜗液加速度；（2） 将 耳 蜗 液 加                      ［1］ 韩德民 . 世界听力报告（中文版）［M］. 北京： 人民卫生
              速 度 代 入 内 耳 模 型 ，计 算 得 到 圆 窗 激 振 下 每 个 耳               出版社， 2021.
              蜗片段上的基底膜振速；（3） 将基底膜振速代入数                          ［2］ 刘后广， 刘兆海， 王杰， 等 . 压电式人工中耳设计参数
              据处理后端得到圆窗激振响度。                                         对圆窗激振性能的影响［J］. 华中科技大学学报（自然
                  相较于上述响度模型，本文响度模型具有以下                               科学版）， 2023， 51（6）： 91-97.
                                                                     LIU Houguang， LIU Zhaohai， WANG Jie， et al. Influ‑
              优点：（1） 本文响度模型能够计算圆窗激振的响度；
                                                                     ence of design parameters of piezoelectric middle ear im‑
             （2） 本文响度模型考虑了中耳和内耳的生理结构，
                                                                     plant  on  performance  of  round-window  stimulation［J］.
              能够更真实地模拟听力损伤；（3） 本文响度模型能
                                                                     Journal of Huazhong University of Science and Technol‑
              够与人工中耳作动器的力学模型耦合，可以用于优
                                                                     ogy （Natural Science Edition）， 2023， 51（6）： 91-97.
              化 作 动 器 的 设 计 参 数 以 及 开 发 人 工 中 耳 的 验 配           ［3］ 刘后广， 寇寅欣， 王杰， 等 . 初压力控制式圆窗激振压
              算法。                                                    电 作 动 器 设 计 与 优 化［J］. 仪 器 仪 表 学 报 ， 2023， 44
                  本文响度模型除了有上述优点以外，还存在一                              （10）： 156-166.
              些将来工作中要逐渐解决的不足：（1） 由于考虑了                               LIU  Houguang，  KOU  Yinxin，  WANG  Jie，  et  al.  De‑
              人耳生理结构，本文响度模型所需计算时间要长于                                 sign and optimization of a preload controlled round-win‑
              MOORE 响度模型；（2） 本文响度模型是基于双耳                             dow stimulating piezoelectric actuator［J］. Chinese Jour‑
              所受激励相同假设建立的，不能准确计算双耳所受                                 nal of Scientific Instrument， 2023， 44（10）： 156-166.
              激励不同情况下的响度。这是由于双耳抑制作用，                            ［4］ COLLETTI V， SOLI S D， CARNER M， et al. Treat‑
              相同激励下双耳响度并不简单是标准 ANSI S3.4—                            ment of mixed hearing losses via implantation of a vibra‑
                                                                     tory  transducer  on  the  round  window［J］.  International
                                                     ［15］
                  ［17］
              2007  中描述的单耳响度之和，MOORE 等                  的研
                                                                     Journal of Audiology， 2006， 45（10）： 600-608.
              究结果显示双耳响度为单耳响度的 1.5 倍。
                                                                ［5］ SPRINZL  G  M，  SCHOERG  P，  MUCK  S，  et  al.
                                                                     Long-term  stability  and  safety  of  the  soundbridge  cou‑
              5 结  论                                                 pled to the round window［J］. The Laryngoscope， 2021，
                                                                     131（5）： E1434-E1442.
                  本文提出了一个适用于圆窗激振的人耳生理响                          ［6］ SNIK A， MAIER H， HODGETTS B， et al. Efficacy
              度模型。该响度模型由听觉外周模型和数据处理后                                 of  auditory  implants  for  patients  with  conductive  and
              端组成。通过将听觉外周模型计算结果与已有文献                                 mixed hearing loss depends on implant center［J］. Otolo‑
              中的外耳传递函数、声激励下中耳传递函数和镫骨                                 gy & Neurotology， 2019， 40（4）： 430-435.
              振速、圆窗激振传递函数、内耳基底膜选频特性、频                           ［7］ OLSZEWSKI  L，  JEDRZEJCZAK  W  W，  PI‑
              响特性和位移等试验数据进行对比，证明了听觉外                                 OTROWSKA  A，  et  al.  Round  window  stimulation
              周模型能够较为准确地模拟出声激励和圆窗激振下                                 with  the  vibrant  soundbridge：  comparison  of  direct  and
                                                                     indirect  coupling［J］.  The  Laryngoscope，  2017，  127
              基底膜振速。根据声激励下基底膜振速和等响曲
                                                                    （12）： 2843-2849.
              线，构建了数据处理后端。通过与已有文献中的试
                                                                ［8］ 欧健， 彭沸潭， 张庆庭， 等 . 极限梯度提升声品质预测
              验数据的对比，进一步验证了本文响度模型能够计
                                                                     模型在车内噪声主动控制中的运用［J］. 振动工程学
              算纯音响度、带宽噪声响度、频域掩蔽下纯音的响度
                                                                     报， 2023， 36（5）： 1349-1355.
              级和复音的阈值，并模拟临界带宽和频域掩蔽等心
                                                                     OU Jian， PENG Feitan， ZHANG Qingting， et al. Ap‑
              理声学现象。由于听觉外周模型能够模拟圆窗激振                                 plication of extreme gradient boosting sound quality pre‑
              下基底膜振速，并且响度的计算基于基底膜振速，因                                diction model in active control of interior noise［J］. Jour‑
              此本文响度模型能够计算圆窗激振的响度。此外，                                 nal of Vibration Engineering， 2023， 36（5）： 1349-1355.
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