【技术实现步骤摘要】
本专利技术实施例涉及人工鼓膜性能评价，尤其涉及一种人工鼓膜性能综合评价系统、方法。
技术介绍
1、鼓膜位于人耳传声系统的外中耳交界处，通过自身振动将外界声压转化为机械信号再通过听骨链运动传递至内耳，推动内耳外淋巴液运动引起基底膜响应，产生电信号传递至大脑听觉皮层，形成听觉。实际生活中，急慢性中耳炎、外界压差的剧烈变化等常常会导致鼓膜穿孔的发生。
2、目前临床常用的修复材料为颞肌筋膜和软骨，但其模量和厚度与原始鼓膜不匹配，术后常伴随高频听力损失的现象出现。近年来，一些人工鼓膜材料也层出不穷，但如何综合评价其力学和声学性能目前还没有明确的方法。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供了一种人工鼓膜性能综合评价系统、方法，以对人工鼓膜的性能进行综合评价，以评价人工鼓膜能否有效修复听力。
2、本专利技术实施例第一方面提供了一种人工微生物群落从头设计方法，所述方法包括：
3、一种人工鼓膜性能综合评价系统，所述人工鼓膜性能综合评价系统包括：压头实验平台、多普勒激光测振平台和有限元评估平台；
4、所述压头实验平台用于测量人工鼓膜的刚度，评价人工鼓膜的实验力学性能；
5、所述多普勒激光测振平台用于测量人工鼓膜的振动行为，评价人工鼓膜的实验声学性能；
6、有限元评估平台用于将获取到的人工鼓膜的基本力学参数与人工鼓膜的几何模型结合，通过数值模拟获得人工鼓膜的模拟力学性能和模拟声学性能；
7、综合所述压头实验平台、多普勒
8、可选地，所述压头实验平台包括：动态机械测试仪、支撑杆、压头夹具装置和压头，所述压头与所述动态机械测试仪连接；所述压头实验平台具体用于：
9、基于支撑杆控制压头的行程，控制压入深度，向压头夹具装置内的真实鼓膜或者人工鼓膜施加压力；
10、基于所述动态机械测试仪测量压头加载过程中真实鼓膜或者人工鼓膜的位移，并分别确定真实鼓膜与人工鼓膜的实验力位移曲线；
11、基于所述真实鼓膜与人工鼓膜的实验力位移曲线，确定人工鼓膜的实验力学性能。
12、可选地，所述压头夹具包括：压头夹具上端盖和压头夹具下端盖，所述压头夹具上端盖和压头夹具下端盖用于夹持所述真实鼓膜或者人工鼓膜。
13、可选地，在分别向压头夹具装置内的真实鼓膜或者人工鼓膜施加压力的压头加载过程中，压头加载速度一致。
14、可选地，所述多普勒激光测振平台包括：声学夹具、激光多普勒测振仪、耳机、麦克风、功率放大器、信号发生器、计算机和数据采集卡，所述数据采集卡与所述麦克风和所述耳机分别连接；所述多普勒激光测振平台具体用于：
15、通过信号发生器控制耳机向声学夹具内的真实鼓膜或者人工鼓膜施加声压，通过激光多普勒捕捉标记点的振动速度，通过数据采集卡实时采集耳机产生的声压、真实鼓膜或者人工鼓膜的鼓膜振动速度信息，通过计算机处理分别得到真实鼓膜与人工鼓膜的实验传声曲线；
16、基于所述真实鼓膜与人工鼓膜的实验传声曲线，确定人工鼓膜的实验声学性能。
17、可选地，所述多普勒激光测振平台还包括：手术显微镜和耳窥器，手术显微镜连接耳窥器，所述耳窥器与声学夹具相连，所述手术显微镜用于通过耳窥器确定激光测量标记点的精确位置。
18、可选地，所述声学夹具包括声学夹具上端盖和声学夹具装置下端盖，所述声学夹具上端盖和声学头夹具下端盖用于夹持所述真实鼓膜或者人工鼓膜。
19、可选地，所述有限元评估平台包括：模型构建模块、力学模拟模块和声学模拟模块，所述有限元评估平台具体用于：
20、基于模型构建模块将获取到的人工鼓膜的基本力学参数与对应的人工鼓膜的几何模型结合，建立人工鼓膜对应的声固耦合和压头实验有限元模型，将获取到的真实鼓膜的基本力学参数与对应的真实鼓膜的几何模型结合，建立真实鼓膜对应的声固耦合和压头实验有限元模型；所述力学模拟模块用于分别提取人工鼓膜和真实鼓膜的有限元模型的力位移曲线，以确定所述人工鼓膜和所述真实鼓膜的模拟力学性能；所述声学模拟模块用于提取有限元模型的传声曲线，以确定所述人工鼓膜和所述真实鼓膜的模拟声学性能。
21、可选地，综合所述压头实验平台、多普勒激光测振平台和有限元评估平台得到的人工鼓膜的实验力学性能、实验声学性能和人工鼓膜的模拟力学性能和模拟声学性能评价人工鼓膜的力学性能和声学性能，包括：
22、所述模拟力学性能和所述模拟声学性能为模拟得到的数值范围，在所述实验力学性能属于所述模拟力学性能的数值范围的情况下，以所述实验力学性能作为所述人工鼓膜的力学性能，在所述实验力学性能不属于所述模拟力学性能的数值范围的情况下，以所述实验力学性能的数值范围的最小值作为所述人工鼓膜的力学性能；
23、在所述实验力声学性能属于所述模拟声学性能的数值范围的情况下，以所述实验声学性能作为所述人工鼓膜的声学性能，在所述实验声学性能不属于所述模拟声学性能的数值范围的情况下，以所述实验声学性能的范围的最小值作为所述人工鼓膜的声学性能。
24、本专利技术实施例第二方面提供了一种人工鼓膜性能综合评价方法，所述方法包括：
25、基于压头实验平台测量人工鼓膜的刚度，评价人工鼓膜的实验力学性能；
26、基于多普勒激光测振平台测量人工鼓膜的振动行为，评价人工鼓膜的实验力学性能；
27、基于有限元评估平台结合所述人工鼓膜的基础力学参数与人工鼓膜的几何模型，通过数值模拟获得所述人工鼓膜的模拟力学性能和模拟声学性能；
28、综合所述压头实验平台、多普勒激光测振平台和有限元评估平台得到的人工鼓膜的实验力学性能、实验声学性能和人工鼓膜的模拟力学性能和模拟声学性能评价人工鼓膜的力学性能和声学性能。
29、本专利技术实施例提供的人工鼓膜性能综合评价系统包括：压头实验平台、多普勒激光测振平台和有限元评估平台，具体而言，压头实验平台可以用于测量人工鼓膜的刚度，评价人工鼓膜的实验力学性能；多普勒激光测振平台可以用于测量人工鼓膜的振动行为，评价人工鼓膜的实验声学性能；有限元评估平台可以用于将获取到的人工鼓膜的基本力学参数与人工鼓膜的几何模型结合，通过数值模拟获得人工鼓膜的模拟力学性能和模拟声学性能；最后可以基于三个平台获得的人工鼓膜的实验力学性能、实验声学性能和人工鼓膜的模拟力学性能和模拟声学性能评价人工鼓膜的力学性能和声学性能。
30、从而，使用本专利技术实施例提供的人工鼓膜性能综合评价系统，能够结合实验结果和数值模拟结果更好的评估人工鼓膜的性能，为人工鼓膜能否有效修复听力提供参考，进而提高临床鼓膜修复手术的成功率。
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1.一种人工鼓膜性能综合评价系统，其特征在于，所述人工鼓膜性能综合评价系统包括：压头实验平台、多普勒激光测振平台和有限元评估平台；
2.根据权利要求1所述的人工鼓膜性能综合评价系统，其特征在于，所述压头实验平台包括：动态机械测试仪、支撑杆、压头夹具装置和压头，所述压头与所述动态机械测试仪连接；所述压头实验平台具体用于：
3.根据权利要求2所述的人工鼓膜性能综合评价系统，其特征在于，所述压头夹具包括：压头夹具上端盖和压头夹具下端盖，所述压头夹具上端盖和压头夹具下端盖用于夹持所述真实鼓膜或者人工鼓膜。
4.根据权利要求2所述的人工鼓膜性能综合评价系统，其特征在于，在分别向压头夹具装置内的真实鼓膜或者人工鼓膜施加压力的压头加载过程中，压头加载速度一致。
5.根据权利要求1所述的人工鼓膜性能综合评价系统，其特征在于，所述多普勒激光测振平台包括：声学夹具、激光多普勒测振仪、耳机、麦克风、功率放大器、信号发生器、计算机和数据采集卡，所述数据采集卡与所述麦克风和所述耳机分别连接；所述多普勒激光测振平台具体用于：
6.根据权利要求5所述
7.根据权利要求5所述的人工鼓膜性能综合评价系统，其特征在于，所述声学夹具包括声学夹具上端盖和声学夹具装置下端盖，所述声学夹具上端盖和声学头夹具下端盖用于夹持所述真实鼓膜或者人工鼓膜。
8.根据权利要求1所述的人工鼓膜性能综合评价系统，其特征在于，所述有限元评估平台包括：模型构建模块、力学模拟模块和声学模拟模块，所述有限元评估平台具体用于：
9.根据权利要求1所述的人工鼓膜性能综合评价系统，其特征在于，综合所述压头实验平台、多普勒激光测振平台和有限元评估平台得到的人工鼓膜的实验力学性能、实验声学性能和人工鼓膜的模拟力学性能和模拟声学性能评价人工鼓膜的力学性能和声学性能，包括：
10.一种人工鼓膜性能综合评价方法，其特征在于，所述方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种人工鼓膜性能综合评价系统，其特征在于，所述人工鼓膜性能综合评价系统包括：压头实验平台、多普勒激光测振平台和有限元评估平台；
2.根据权利要求1所述的人工鼓膜性能综合评价系统，其特征在于，所述压头实验平台包括：动态机械测试仪、支撑杆、压头夹具装置和压头，所述压头与所述动态机械测试仪连接；所述压头实验平台具体用于：
3.根据权利要求2所述的人工鼓膜性能综合评价系统，其特征在于，所述压头夹具包括：压头夹具上端盖和压头夹具下端盖，所述压头夹具上端盖和压头夹具下端盖用于夹持所述真实鼓膜或者人工鼓膜。
4.根据权利要求2所述的人工鼓膜性能综合评价系统，其特征在于，在分别向压头夹具装置内的真实鼓膜或者人工鼓膜施加压力的压头加载过程中，压头加载速度一致。
5.根据权利要求1所述的人工鼓膜性能综合评价系统，其特征在于，所述多普勒激光测振平台包括：声学夹具、激光多普勒测振仪、耳机、麦克风、功率放大器、信号发生器、计算机和数据采集卡，所述数据采集卡与所述麦克风和所述耳机分别连接；所述多普勒激光测振...
【专利技术属性】
技术研发人员：柳占立，徐军，王杰，史家昕，施汇斌，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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