사람 중이의 이소골 대체품 개발에 관한 연구
A study of design of TORP for human middle ear
- 주제(키워드) TORP , middle ear , FEM
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 유승현
- 발행년도 2006
- 학위수여년월 2006. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 기계공학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
이 연구는 청각기관 중에 중이(middle ear)질환으로 소리를 듣지 못하는 환자들을 위해 이소골 전체를 대체하는 대체품을 트리즈(TRIZ) 개념을 도입하여 설계하고 그 성능을 유한요소 해석을 통하여 검증하는데 목적을 두고 있다. 새로 설계한 모델을 이전 연구에서 만든 중이 유한요소 모델에 적용해 유한 요소 해석을 수행하여 그 성능을 검증한다. 이소골 대체품은 hydroxyapatite와 titanium을 주재료로 하며 중이를 이루고 있는 이소골(ossicle bone: malleus, incus and stapes) 전체를 대체하는 형태를 가진다. 현재 시판되고 있는 기존 제품들은 소리의 증폭 효과만을 고려하여 설계 되어 있으나 사람이 들을 수 있는 범위가 넘는 압력의 소리에서 작동되는 감쇄기(damper)를 적용하여 내이로 전달되는 고압의 큰소리를 감쇠시켜 내이 손상과 제품의 파손을 방지한다.
more초록/요약
This study designs ossicular replacement prosthesis for the people who hard of hearing by middle ear disease and verify the results of effect of the design product by finite element analysis. New designed model is applied to middle ear FE model which is generated in pre-study. Ossicular replacement prothesis made of Hydroxyapatite and Titanium. That is replaced full ossicles(malleus, incus, and stapes). The existing prosthesis considered only sound amplified effect but this type has damper system which is operated from the audible frequency over. So it can reduce the high frequency sound transmitted to inner ear and prevent the prosthesis and inner ear from damage.
more목차
1. 서 론 = 1
1. 1 연구배경 = 1
2. 연구 재료 및 방법 = 4
2. 1 귀의 생리 구조 = 4
2. 2 중이 유한요소 모델 = 6
2. 3 트리즈를 활용한 이소골 대체품의 설계 = 13
2.3.1 문제 정의 = 13
2.3.2 문제 분석 및 해결 = 14
2. 4 이소골 대체품에 대한 유한요소 해석 = 18
3. 연구 결과 = 22
4. 결론 = 27
5. 참고 문헌 = 28
6. Abstract = 31
목차
그림 1.귀의 구조 = 3
그림 2.사람 이소골의 세부 구조 = 4
그림 3.사람 이소골의 음압증강 작용 설명도 = 5
그림 4.Micro-CT로 촬영한 중이의 단면 영상 = 6
그림 5.모델 제작 및 해석 순서 = 9
그림 6.경계 조건과 하중조건 = 10
그림 7.고막을 포함한 이소골의 유한요소 모델 = 11
그림 8.외이도를 포함한 중이의 유한요소 모델 = 11
그림 9.중이의 물리적 모순에 따른 기술 = 15
그림 10.새로운 TORP에 사용될 감쇄기의 작동 원리 = 16
그림 11.시스템의 원리 = 17
그림 12.시스템의 형상과 재질 = 18
그림 13.TORP의 유한요소모델의 단면도 = 21
그림 14.TORP가 삽입된 유한요소모델 = 21
그림 15.고막에 연결된 TORP의 유한요소모델 = 22
그림 16.중이 유한요소 모델의 umbo의 변위 비교 = 25
그림 17.중이 유한요소 모델의 등골의 변위 비교 = 25
그림 18.기존 제품과 새로운 TORP와의 변위 비교(umbo) = 26
그림 19.기존 제품과 새로운 TORP와의 변위 비교(stapes) = 26
그림 20.80 dB과 130 dB에서의 변위 비교(umbo) = 27
그림 21.80 dB과 130 dB에서의 변위 비교(stapes) = 27
목차
표 1.중이 모델에 사용된 요소의 종류와 수 = 8
표 2. 중이 해석에 사용된 각 부위의 물성값 = 12
표 3. 시스템의 정의 = 13
표 4. TORP 유한요소 모델의 요소의 종류와 수 = 19
표 5. TORP 유한요소 모델의 해석에 사용된 각 부위의 물성값 = 20
