内耳有限元模型的研究现状

周 雷， 黄新生

复旦大学附属中山医院耳鼻咽喉头颈外科，上海 200032

内耳被包裹在颅底坚硬的岩质骨中，难以在人体进行无损测量和试验。因此，目前多数关于内耳的生物力学认识是通过实验动物和颞骨标本获得的[1]。Cooper等[2]在活体沙鼠耳蜗中发现，Corti器周围流体存在热点振动，认为其可以优化听觉的调制现象。Ding等[3]通过建立膜迷路积水的豚鼠模型，测量后发现膜迷路积水会导致中耳低频振动减弱。Cheng等[4]通过颞骨标本研究发现，上半规管裂可能影响250 Hz以下低频的听力，并认为该频段的听力检测结果可能有利于对上半规管裂的诊断。Alhussaini等[5]通过颞骨标本研究了不同程度的中耳积液对声刺激时耳蜗内流体压力的影响。

由于在颞骨和动物实验中改变变量及实际测试较困难，学者们建立了各种数学模型来分析内耳的生物力学机制。Rabbitt等[6]通过一系列数学模型分析了半规管、壶腹嵴、耳石器等结构的生理功能和病理机制。苏海军等[7]通过建立半规管、耳石器的广义分数阶黏弹性动力学模型并进行分析，认为胶质层的黏弹性效应对耳石器官的动力影响起主要作用，进而对Grant等[8]的经典耳石数学模型进行了改进。Iversen等[9]建立水平半规管的数学模型，研究了该模型中内、外淋巴液的交互作用及在旋转运动时双腔流体中膜迷路的变形情况。Rajguru等[10]运用数学模拟方法，发现变位实验诱发的眩晕程度与游离耳石的质量相关，而到达最大反应的潜伏期则和耳石从壶腹运动到半规管最低点的时间有关。……