模態分析結果

第四章植入式骨導助聽器於活體頭骨之振動特性分析

4.2 結果與討論

4.2.1 模態分析結果

針對病患植入骨導助聽器時的一個術前的評估的首要工作。表 4-2 為頭骨自然頻率與臨床聽力檢查頻率模態分析果。

圖 4-12 頭骨在 125/250/500/750/1k/2kHz 模態振形

圖 4-13 頭骨在 3k/4k/5k/6k/7k/8kHz 模態振形

表4-2 頭骨自然頻率與臨床聽力檢查頻率模態分析果

部位

試頻率頭骨

測

125 HZ

○

250 HZ

○

500 HZ

○

750 HZ

○

1k HZ

○

2k HZ

○

3k HZ

○

4k HZ

○

5k HZ

-

6k HZ

-

7k HZ

-

8k HZ

-

○

頭骨自然頻率與臨床聽力檢查頻率達成共振條件(±20Hz)

4.2.2 調

頭骨乳突部表個區域位置，

分為上、中、，分別位於耳道15 0 度及-15 度部分，給予聲壓 PL(0.0002N/m

²

) 及 70dB-SPL(0.0632N/m

²

)之負載作用於各區域面積上，以及由 BAHA 所產生的振動力約為 550 克 (5.39N)去檢視頭骨乳突部上特定節點，從 12 個頻率中於 125Hz 至 8kHz 範圍內頻率與振幅的響應檢視其結果，並且去觀察聲音透過振動器傳入近耳遠耳耳蝸中的聽力狀態影響表 4-3 頭骨乳突部表面上表B 動器所裝置之各區域面積。圖 14 為聲壓 20dB 於頭骨乳突部表面在 15 度、0 度及-15 度區域頻率響應圖。圖 4-15 為聲壓 70dB 於頭骨乳突部表面在 15 度、0 度及-15 度區域頻率響應圖。圖 4-16 為 BAHA 振動力 550 克於頭骨乳突部表面在 15 度、0 度及-15 度區域頻率響應圖。圖 4-17 為聲壓 20dB 於頭骨乳突部表面在 15 度、0 度及-15 度區域傳入近耳耳蝸之頻率響應圖。圖 4-18 為聲壓 70dB 於頭骨乳突部表面在 15 度、0 度及-15 度區域傳入近耳耳蝸之頻率響應圖。圖4-19 為 BAHA 振動力 550 克於頭骨乳突部表面在 15 度、0 度及-15 度區域傳入近耳耳蝸之頻率響應圖。圖 4-20 為聲壓 20dB 於頭骨乳突部表面在15 度、0 度及-15 度區域傳入遠耳耳蝸之頻率響應圖。圖4-21 為聲壓 70dB 於頭骨乳突部表面在 15 度、0 度及-15 度

和外力分析結果

在調和外力分析結果中，針對面上三

下三部位做探討度、

20dB-S

耳蝸中及。

AHA 振

4-區域傳入遠耳耳蝸之頻率響應圖。圖4-22 為 BAHA 振動力 550 克於頭骨乳突部表面在15 度、0 度及-15 度區域傳入遠耳耳蝸之頻率響應圖。

在頭骨乳突部表面部分中，由圖 4-14 可知，聲壓為 20dB-SPL 時，

在15 度、0 度及-15 度三區域位置由頻率響應圖可看出在顳骨乳突部表面位置位於 15 度區域距離耳道 40mm 處，聲音在透過骨傳導傳遞時，在此處所呈現出來的效果會優於其它兩區域位置，頻率大約接近於5kHz，而在高於 5kHz 時的高頻部分則是有遞減的趨勢，聲音的放大率將會逐漸減小。

由圖 4-15 可知，聲壓為 70dB-SPL 時，在 15 度、0 度及-15 度三區域位置由頻率響應圖可看出在顳骨乳突部表面位置位於 15 度區域距離耳道40mm 處，聲音在透過骨傳導傳遞時，在此處所呈現出來的效果會優於其它兩區域位置，頻率大約接近於5kHz，而在高於 5kHz 時的高頻部分則是有遞減的趨勢，聲音的放大率將會逐漸減小。由兩刺激音做比較可以發現，刺激音的大小並不會影響骨傳導的頻率改變，而唯一會改變的只有振動幅度的大小。

由圖 4-16 可知，BAHA 的振動力為 550 克時，由頻率響應圖可看出在頭骨乳突部表面位置位於15 度區域距離耳道 35mm 處，在 15 度、0 度及-15 度三區域位置所呈現出來的效果會優於其它兩區域位

置，頻率大約接近於5kHz，而在高於 5kHz 時的高頻部分則是有遞減的趨勢，聲音的放大率將會逐漸減小。

表4-3 頭骨乳突部表面上 BAHA 振動器所裝置之各區域面積

區域位置面積

15 度 30mm 處 18.827 mm

²

15 度 35mm 處 36.805 mm

²

15 度 40mm 處 46.433 mm

²

0 度 35mm 處 71.887 mm

²

0 度 40mm 處 38.140 mm

²

0 度 45mm 處 22.308 mm

²

-15 度 30mm 處 36.911 mm

²

-15 度 35mm 處 55.403 mm

²

-15 度 40mm 處 22.132 mm

²

1E-011

1E-024 1E-0 1E-0 1E-0 1E-0 1E-019 1E-0 1E-017 1E-0 1E-015 1E-014 1E-013 1E-012

Am pli tu de (mm)

100 1000 10000

Frequency(Hz)

23 22 21 20 18 16

skull_20dB 15degree_30mm 15degree_35mm 15degree_40mm 0degree_35mm 0degree_40mm 0degree_45mm -15degree_30mm -15degree_35mm -15degree_40mm

100 1000 10000

Frequency(Hz)

1E-022 1E-021 1E-020 1E-019 1E-018 1E-017 1E-016 1E-015 1E-014 1E-013 1E-1E-011

1E-Am pli tu de (mm)

012 010 009

skull_70dB 15degree_30mm 15degree_35mm 15degree_40mm 0degree_35mm 0degree_40mm 0degree_45mm -15degree_30mm -15degree_35mm -15degree_40mm

圖4-14 骨乳突部表面在15 度、度各區域

圖4-15 聲壓 70dB 於頭骨乳突部表面在 15 度、0 度及-15 度各區域之頻率響應圖

聲壓20dB 於頭 0 度及-15

之頻率響應圖

100 1000 10000

Frequency(Hz)

1E-010 1E-009 1E-008 1E-007 1E-006 1E-005 0.0001 0.001 0.01 0.1

Amp li tu de (m m )

skull_550g 15degree_30mm 15degree_35mm 15degree_40mm 0degree_35mm 0degree_40mm 0degree_40mm -15degree_30mm -15degree_35mm -15degree_40mm

圖4-16 BAHA 振動力 550 克於頭骨乳突部表面在 550N 15 度、0 度及-15 度各區域之頻率響應圖

在頭骨近耳部分中，由圖 4-17 可知，聲壓為 20dB-SPL 時，在 15 度、0 度及-15 度三區域位置，聲音透過振動器傳入近耳耳蝸內的力狀態影響，由頻率響應圖可看出頻率約接近於1 kHz 時為一個分處，可以看出頻率在高於1 kHz 時振動幅度則是向下遞減，能量被消耗許多，而聲音的放大率將會逐漸減小，而在高頻的部分也就相對

受到影響。

由圖 4-18 可知，聲壓為 70dB-SPL 時，在 15 度、0 度及-15 度三域

個分界處，可以看出頻率在於1 kHz 時振動幅度則是向下遞減，能量被消耗許多，聲音的放大率將會逐漸減小，而在高頻的部分也就相對的受到影響。由兩刺激音比較可以發現，刺激音的大小在傳入近耳耳蝸中並不會影響到骨傳的頻率改變，而唯一改變的只有振動幅度的大小。

由圖 4-19 可知，BAHA 的振動力為 550 克時，在 15 度、0 度及 -15 度三區域位置，聲音透過振動器傳入近耳耳蝸內的聽力狀態影響，由頻率響應圖可看出頻率約接近於 1 kHz 時為一個分界處，可以看出頻率在高於1 kHz 時振動幅度則是向下遞減，能量被消耗許多，

聲音的放大率將會逐漸減小，而在高頻的部分也就相對的受到影響。

聽界

的

區位置，聲音透過振動器傳入近耳耳蝸內的聽力狀態影響，由頻率響應圖可看出頻率約接近於1 kHz 時為一

高

做導

1E-034 1E-030 1E-026 1E-022 1E-018 1E-014

pli de mm)

1E-032 1E-028 1E-024 1E-020 1E-016 1E-012

Am tu (

skull_20dB_near ear 15degree_30mm 15degree_35mm 15degree_40mm 0degree_35mm 0degree_40mm 0degree_45mm -15degree_30mm -15degree_35mm -15degree_40mm

100 1000 10000

Frequency(Hz)

1E-032 1E-028 1E-024 1E-014 1E-010

pli de mm)

100 1000 10000

Frequency(Hz)

1E-030 1E-026

Am

1E-022 1E-020 1E-018 1E-016 1E-012 1E-008

tu (

skull_70dB_near ear 15degree_30mm 15degree_35mm 15degree_40mm 0degree_35mm 0degree_40mm 0degree_45mm -15degree_30mm -15degree_35mm -15degree_40mm

圖4-17 聲壓 20dB 於頭骨乳突部表面在 15 度、0 度及-15 度各區域傳入近耳耳蝸之頻率響應圖

圖4-18 聲壓 70dB 於頭骨乳突部表面在 15 度、0 度及-15 度各區域傳入近耳耳蝸之頻率響應圖

100 1000 10000

Frequency(Hz)

1E-018 1E-016 1E-014 1E-012 1E-010 1E-008 1E-006 0.0001 0.01

Amp li tu de (m m )

skull_5.39g_near ear 15degree_30mm 15degree_35mm 15degree_40mm 0degree_35mm 0degree_40mm 0degree_45mm -15degree_30mm -15degree_35mm -15degree_40mm

圖4-19 BAHA 振動力 550 克於頭骨乳突部表面在 550N 15 度、0 度及-15 度各區域傳入近耳耳蝸之頻率響應圖

在頭骨遠耳部分中，由圖 4-20 可知，聲壓為 20dB-SPL 時，在 15 度、0 度及-15 度三區域位置，聲音透過振動器傳入遠耳耳蝸內的

力狀態影響，由頻率響應圖可看出頻率約接近於800 kHz 時為一個界處，可以看出頻率在高於800Hz 時振動幅度則是大幅度的遞減，

能量被消耗許多，而聲音的放大率將會逐漸減小，而在高頻的部分也相對的受到影響。

由圖 4-21 可知，聲壓為 70dB-SPL 時，在 15 度、0 度及-15 度三域

可以看出頻率高於800 kHz 時振動幅度則是大幅度的遞減，能量被消耗許多，聲音的放大率將會逐漸減小，而在高頻的部分也就相對的受到影響。由兩刺激音做比較可以發現，刺激音的大小在傳入近耳耳蝸中並不會影響到骨傳導的頻率改變，而唯一改變的只有振動幅度的大小。

由圖 4-22 可知，BAHA 的振動力為 550 克時，在 15 度、0 度及 -15 度三區域位置，聲音透過振動器傳入遠耳耳蝸內的聽力狀態影響，由頻率響應圖可看出頻率約接近於 800 kHz 時為一個分界處，可以看出頻率在高於800 kHz 時振動幅度則是大幅度的遞減，能量被消耗許多，聲音的放大率將會逐漸減小，而在高頻的部分也就相對的受到影響。

聽分

就

區位置，聲音透過振動器傳入遠耳耳蝸內的聽力狀態影響，由頻率響應圖可看出頻率約接近於800 kHz 時為一個分界處，

在

100 1000 10000

Frequency(Hz)

1E-042 1E-036 1E-030 1E-027 1E-021 1E-015

pli de mm)

1E-039 1E-033 1E-024 1E-018 1E-012

Am tu (

skull_20dB_far ear 15degree_30mm 15degree_35mm 15degree_40mm 0degree_35mm 0degree_40mm 0degree_45mm -15degree_30mm -15degree_35mm -15degree_40mm

100 1000 10000

Frequency(Hz)

1E-040 1E-034 1E-028 1E-019 1E-013

pli de mm)

1E-037 1E-031

Am

1E-025 1E-022 1E-016 1E-010

tu (

skull_70dB_far ear 15degree_30mm 15degree_35mm 15degree_40mm 0degree_35mm 0degree_40mm 0degree_45mm -15degree_30mm -15degree_35mm -15degree_40mm

圖4-20 聲壓 20dB 於頭骨乳突部表面在 15 度、0 度及-15 度各區域傳入遠耳耳蝸之頻率響應圖

圖4-21 聲壓 70dB 於頭骨乳突部表面在 15 度、0 度及-15 度各區域傳入遠耳耳蝸之頻率響應圖

100 1000 10000

Frequency(Hz)

1E-032 1E-029 1E-026 1E-023 1E-020 1E-017 1E-014 1E-011 1E-008 1E-005 0.01

Amp li tu de (m m )

skull_5.39g_far ear 15degree_30mm 15degree_35mm 15degree_40mm 0degree_35mm 0degree_40mm 0degree_45mm -15degree_30mm -15degree_35mm -15degree_40mm

圖4-22 BAHA 振動力 550 克於顳骨乳突部表面在 550N 15 度、0 度及-15 度各區域傳入遠耳耳蝸之頻率響應圖

4.2.3 近耳及遠耳比較

由調合外力分析可得知，聲音透過 BAHA 的振動器傳遞到近耳部時，由近耳頻率響應圖可看出頻率大約在1 kHz 以後振動幅度則向遞減，能量被消耗許多，而聲音的放大率將會逐漸減小，在高頻的部分也就相對的受到影響。而在遠耳部分中，聲音透過骨傳導的傳遞近耳傳到遠耳時，由遠耳頻率響應圖可看出頻率大約在800Hz 以振動幅度則大幅度的遞減，所消耗的能量遠比近耳要來的大，所以

BAHA 分

下

由後

近耳及遠耳做一個比較，可知聲音透過傳遞到遠耳時，在傳遞的過程中，所消耗的能量特別的多。

在文檔中中華大學 (頁 79-97)

第四章 植入式骨導助聽器於活體頭骨之振動特性分析

4.2 結果與討論

4.2.1 模態分析結果

○

○

○

○

○

○

○

○

-

-

-

-

○

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

1E-011

1E-024 1E-0 1E-0 1E-0 1E-0 1E-019 1E-0 1E-017 1E-0 1E-015 1E-014 1E-013 1E-012

Am pli tu de (mm)

100 1000 10000

Frequency(Hz)

23 22 21 20 18 16

100 1000 10000

Frequency(Hz)

1E-022 1E-021 1E-020 1E-019 1E-018 1E-017 1E-016 1E-015 1E-014 1E-013 1E-1E-011

1E-Am pli tu de (mm)

012 010 009

100 1000 10000

Frequency(Hz)

1E-010 1E-009 1E-008 1E-007 1E-006 1E-005 0.0001 0.001 0.01 0.1

Amp li tu de (m m )

1E-034 1E-030 1E-026 1E-022 1E-018 1E-014

pli de mm)

1E-032 1E-028 1E-024 1E-020 1E-016 1E-012

Am tu (

100 1000 10000

Frequency(Hz)

1E-032 1E-028 1E-024 1E-014 1E-010

pli de mm)

100 1000 10000

Frequency(Hz)

1E-030 1E-026

Am

1E-022 1E-020 1E-018 1E-016 1E-012 1E-008

tu (

100 1000 10000

Frequency(Hz)

1E-018 1E-016 1E-014 1E-012 1E-010 1E-008 1E-006 0.0001 0.01

Amp li tu de (m m )

100 1000 10000

Frequency(Hz)

1E-042 1E-036 1E-030 1E-027 1E-021 1E-015

pli de mm)

1E-039 1E-033 1E-024 1E-018 1E-012

Am tu (

100 1000 10000

Frequency(Hz)

1E-040 1E-034 1E-028 1E-019 1E-013

pli de mm)

1E-037 1E-031

Am

1E-025 1E-022 1E-016 1E-010

tu (

100 1000 10000

Frequency(Hz)

1E-032 1E-029 1E-026 1E-023 1E-020 1E-017 1E-014 1E-011 1E-008 1E-005 0.01

Amp li tu de (m m )

第四章植入式骨導助聽器於活體頭骨之振動特性分析

²

²

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²

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²

²

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