Μοντελοποίηση Τυμπανικής Κοιλότητας Μέσου Ωτός Με Χρήση Μεθόδου Πεπερασμένων Στοιχείων

Abstract

Η μελέτη του ανθρώπινου ωτός είναι ένας πολύ σημαντικός κλάδος της ιατρικής επιστήμης. Το αυτί συνδέεται με κάποιες από τις σημαντικότερες λειτουργίες του ανθρώπινου οργανισμού, δηλαδή την ακοή και την ισορροπία. Η δομή του είναι περίπλοκη, καθώς απαρτίζεται από μικρά και σύνθετα στοιχεία, με αποτέλεσμα να είναι δύσκολη η εξαγωγή τρισδιάστατων μαθηματικών μοντέλων για την περιγραφή τους. Με τη βοήθεια του Η/Υ και την πρόοδο των λογισμικών τρισδιάστατης απεικόνισης και μαθηματικής προσομοίωσης, βελτιώνονται συνεχώς οι προσπάθειες για τη μοντελοποίηση της λειτουργίας του ανθρώπινου ωτός και τη μελέτη των παθολογιών του.Στα πλαίσια αυτής της εργασίας, η κύρια περιοχή ενδιαφέροντος είναι η κοιλότητα του μέσου ωτός. Αρχικά, αναλύεται η ανατομία και η φυσιολογία του ανθρώπινου ωτός, όπως και οι μηχανικές ιδιότητές του. Στη συνέχεια γίνεται αναφορά στη Μέθοδο των Πεπερασμένων Στοιχείων για το μέσο αυτί, στις παλαιότερες έρευνες που την εφαρμόζουν και στις σημαντικότερες παραμέτρους που πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά την εφαρμογή της.Το βασικό κομμάτι της εργασίας περιέχει την κατασκευή ενός τρισδιάστατου μοντέλου πεπερασμένων στοιχείων της κοιλότητας του μέσου ωτός, χρησιμοποιώντας ως αναφορά ένα ακριβές μοντέλο των εσωτερικών στοιχείων της. Έπειτα, γίνεται απλοποίηση των σύνθετων αυτών στοιχείων και προκύπτει ένα μοντέλο το οποίο μπορεί να χρησιμεύσει στη μελέτη σημαντικών παθολογιών του μέσου ωτός. Ως παράδειγμα, μελετάται η διάσπαση της οσταριακής αλυσίδας και η αποκατάστασή της με τεχνητή πρόθεση. Τέλος, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα αυτής της προσομοίωσης και μέσω της αξιολόγηγής τους προκύπτει το περιθώριο βελτίωσης του μοντέλου.