矩形压电双晶片骨传导听觉装置的研究

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１ 引 言
近 些 年 来 ． 由于 大 量 新 型 应 用 材 料 的 使 用 与 制造 技 术 的 发 展 ， 传 导 技 术 有 了 较 大 突破 ， 骨 出现 多种 材 料 设 计 制 作 、 多 种 结 构 类 型 的骨 传 导 听觉 装 置 ， 有外 型微 型化 、 能完 善化 方 功
向发 展 趋 势 。
的发 展 ． 电磁 式 骨 传 导 听 觉 装 置性 能不 断 提 高 并 日臻 稳 定 ， 但 它 仍 然 存 在 体 积 大 、 能 大 、 受 电磁 信 号 干 扰 、 射 电 磁信 耗 易 放 号等缺点。 而压 电骨 传 导 听 觉装 置 具 有 响 应 速度 快 、 位 质量 单 输 出信 号 强 、 耗 低 、 量 小 、 面 薄 、 受 电 磁 干 扰 、 电 磁 功 质 型 不 无 辐 射 、 温 下 可 正 常 使 用 等 特 点 ， 受 关 注【］ 低 备 】。 － ７
点。
【 键 词】 骨传 导 ； 电 驱 动 ； 觉装 置 关 压 听 ［ 中国 图书 资 料 分 类 号］ Ｒ １．； ７ ４４ ［ 献标 识码 ］ Ａ ［ 章 编 号］ １０ — ８ ８ ２ １ ）２ ０ １ － ５ ３ ８ Ｒ ６ ．３ 文 ６ 文 ０ ３ ８６ （０ ２ ０ — ０ １０
于提高 。
本 文 基 于 目前 压 电骨 传 导 听 觉 装 置研 究 的现 状 ，提 出利
用 矩 形 压 电 双 晶 片作 为 振 动 元 件 ， 行 仿 真 分 析 与实 验 研 究 ， 进 确 定 合 理 的 骨传 导 压 电振 子 参 数 、 撑 方 式 ， 高 骨 传 导 压 电 支 提
第 ２种 为 “ 声波 一 鼓膜 一 鼓 室空 气一 卵 圆窗一 内耳 淋 巴液 一 螺
・
医疗 卫 生 装 备 ・０ ２年 ２月ｐ ｅｔ ｏｒａ・ ｏ３ ・ ｏ ・ｅｒａ ‘０ ２ ｈｎ ｓ ｅ ｉ ｑ ｉｍ ｎ ｕｎｌＶ １ ３Ｎ ． Ｆ ｂｕ ｒ ２ １ ｃ ｌ Ｊ ． ２ ｙ
［ 要 】 目的 ： 据 骨 传 导原 理 ， 用 矩 形 压 电 双 晶 片作 为 声 振 动 元 件 ， 音 讯 信 号转 变 为振 动 信 号 ， 由脑 颅 骨 刺 激 摘 根 采 将 经
听 神 经 使 人 产 生 听 觉 ， 计 压 电骨 传 导 听 觉 装 置 。 法 ： 用有 限元 对 矩 形 压 电振 子进 行 仿 真分 析 ， 出矩 形 压 电振 子 设 方 利 提
Ａ ｓｒｃ ０ ｉ￣ｉ ｏｄｓ ｎａｐｅｏｌ ｔｃｂ ｎ ｏ ｄｃｉ ｅｔ ｇｄｖｃ ｓ ｇｒｃ ｎｕａ ｉｚｅ ｃｒ ｉ ｒｈａ ｂ ｔａｔ ｂｅ ｖ Ｔ ｅｉ ｉ ｅ ｃ ｉ ｏｅｃｎ ｕｔ ｎｈ ａ ｎ ｅｉ ｕｉ ｅｔ ｇ ｌ ｐｅｏｌ ｔｃｂｍｏ ｓ ｅ ｇ ｚ ｅ ｒ ｏ ｉ ｅ ｎ ａ ｒ ｅｉ ｐ
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支 撑 方 式 及 结 构 参数 的优 化 方 案 ，提 高装 置 在 听 觉低 频 信 号 区域 发 声 效 果 。对 矩 形 压 电骨 传 导 听 觉装 置 进 行 实验 测 试 ， 此 结构 装 置 的测 试 曲线 和 性 能 参 数 。 果 ： 验研 究表 明 ， 形 压 电 骨传 导装 置 能 很 好 实现 骨传 导 听 觉装 置 的 功 得 结 实 矩 能 。 结 论 ： 用仿 真 分 析 矩 形 压 电振 子 的 振 动 位 移及 基 频 、 应 阻抗 等 特 性 结 果 ， 为 骨传 导 听 觉装 置 结 构 尺 寸 的参 数 ， 作 所 制 作 的 样 机 与 电磁 式 骨传 导 听 觉装 置 对 比测 试 表 明 ，矩 形 压 电双 晶 片 的 骨传 导 听 觉装 置 具 有 效 率 高 、结 构 简单 的优
Ｔ ｅ ｐ ｅｅ ｔｄ ｂ ｎ ｏ ｄ ｃｉｎ ｈ ａ ｎ ｅ ｉｅ ｗ ｓ ｃ ｐ ｂｅ ｆ ｔ ｎ ｆｒｉｇ ｓｕ ｄ ｓｇ ａ．Ｇ叩ｄｌ ｈ ｒｓｎｅ ｏ ｅ ｃ ｎ ｕ ｔ ｅ ｒ ｇ ｄ ｖｃ ａ ａ ａ ｌ ｏ ｒ ｓ ｒｎ ｏ ｎ ｉｎ １ ｏ ｉ ａ ｅ ｌ ｉ ｈ ｐｉ ｌ 商ｍ Ｗ ｔ ｔｅ ｏ ｔ ｈ ｍａ
而 商业 化 应 用 最 多 的是 电磁 式 骨 传 导 装 置 。 随 着 结 构 技术 上
基金项目： 教育 部 高 等 学校 科 技 创新 工 程 重 大 项 目培 育 资 金项 目（０ ０ ８ ； ７ ８ ２ ） 吉林 省 科 技 发 展计 划 项 目（０ ７ ５ ８ ２００３ ） 作 者 简介 ： 景 阳 （９ ８ ）男 ， 士 ， 级工 程 师 ， 孙 １６ 一 ， 博 高 主要 从 事机 械 制 造 及 其 自 动 化 方 面 的 研 究 工 作 ， ｍａｌｓ ２ ０ ４１０ ２ ｉａ ｏ 程 光 明 （９ ７ ） Ｅ－ ｉ：ｙ ０ ３ ３０ ＠ｓｎ． ｍ； ｊ ｃ Ｉ５ 一 ， 男。 教授 ， 主要 从 事压 电材 料应 用 方 面 的研 究工 作 。
振 子 在 低 频 区域 振 动 产生 的声 压 ，改 善 骨 传 导声 振 动 压 电振
子发声效果 。
２ 骨传 导听 觉装置 结构 与原 理
２１ 声 音 的传 导 途 径 ．
声 音 的感 受 细 胞 在 内耳 的耳 蜗 部 分 ，而外 来 的声 波 必 须
从 结 构 材 料 上 区分 ， 用 较 多 的 是 电磁 式 、 电 式 ２种 ， 应 压
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目前 ， 传 导 听觉 装 置 从 形 式 上 区分 ， 分 为 骨锚 式 骨 传 骨 可 导 听 觉 装 置 与外 置佩 带 式 骨 传 导 听觉 装 置 ＿ 骨 锚 式 是锚 钉 在 １ ］ 。 颅 骨 上 的骨 传 导 听觉 装 置 ， 对于 听力 受 损 患 者 应 用 较 多 ， 是 但 这 种 骨传 导装 置 应 用 起 来 不 仅 造 成 人 为 痛 苦 ，而 且 配 置使 用 极 为 不 便 ； 置 佩 带 式 装 置 使 用 范 围广 ， 常 人 也 可 以 使 用 ， 外 正 且 方 便 无 痛 苦 ， 其 正 处 于 初 步使 用 阶段 ， 性 能 及音 效有 待 但 其
Ｍｃｌ ｄ ｈ ｕ ｐ ｒ ａ ｄ ｓｒｃｕｅ ｐ ｒｍｅｅｓｗｅｅ ｏ ｔ ｚ ｄ ｂ ｉ ｌｔ ｎ ａ ａｙ ｉ ｏ ｈ ｉｒｔｒｕｉｇ ｆ ｉ ｌｍｅ ｔ ｔ ｏ Ｊ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏｔ ｎ ｔｕ ｔｒ ａａ ｔｒ ｒ ｐｉ ｅ ｙ ｓｍｕａｉ ｎ ｌｓｓ ｆｔｅ ｖｂ ａｏ ｓｎ ｉ ｔ ｅｅ ｎ ａ ｒ ｍｉ ｏ ｎ ｅ ｔｏｓｔ ｍｐ ｏ ｅｔｅ ｌｗ ｆ ｑ ｅ ｃ ｅｆｒ ａ ｃ ｆｔｅｄ ｖｃ ．Ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｗ ｒ ｏ ｄ ｃｅ ｏｔｓ ｔ ｐ ｒｏｍａ ｃ ． ｏｌ ｏ ｉ ｒｖ ｈ ｏ ｅ ｕ ｎ ｙｐ ｒｏ ｎ ｅｏ ｅ ｉｅ ｘ ｅ ｒ ｍ ｈ ｉ ｎｓ ｅｅ ｃ ｎ ｕ ｔｄ ｔ ｅ ｔ ｓ ｅ ｒ ｎ ｅ Ｒ嘲 Ｊ ｉ ｆ 】 协
通讯作者 ： 王东 辉 ． — ｉ： ｈ ｉ ｏ Ｃ Ｂ Ｅ ｍａｌｗｄ ｕ＠ｔｍ． Ｏ
进 入 内耳 才 能 引起 听 觉 ， 音传 人 内耳 的 途 径 （ 图 １ 示 ） 声 如 所 有 ２种 方 式 ， 即气 传 导 和 骨 传 导【 引 。 ２１１ 气传 导 途径 ．．
气 传 导 有 ２种 途 径 ： １ 为 “ 波一 鼓 膜 一 听 小 骨一 卵 第 种 声 圆 窗一 内耳 淋 巴液一 螺 旋 器 一 听 神 经一 大 脑 皮 层 听 觉 中枢 ” ；
究 论 著 Ｉ ｈ ｓ Ｒ ｓａｃ ｅ ｏｔ ｅｉ Ｔ ｓ ｅｅ ｒｈＲ ｐ ｒ
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矩形压电双晶片骨传导听觉装置的研究
孙景 阳 程 光 明 ， 平 温建 明 ， 继杰 王 东辉 ， 曾 ， 马 ，
（ ． 阳 军 区总 医院 ， 阳 １ ０ １ ；． 江师 范大 学工 学院 ， １沈 沈 １ ０ ６ ２浙 浙江金 华 ３ １ ０ ； ２ ０ ４ ３吉林 大 学机 械科 学与 工程 学院 ， ． 长春 １０ ２ ） ３ ０ ５