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An Electrical Model for the Simulation of Bone and Air Conducted Hearing

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The effects of pathological and postoperative modifications on the vibratory characteristics of the hearing organ have not been investigated thoroughly up to now. Therefore one often equates the deterioration of the bone conduction thresholds with the degree of the Corti organ function loss. This is only partially correct when patients with modified middle ear mechanics are involved.

To avoid difficult experimental problems, a new electrical model was developed to obtain at least a qualitative knowledge of these effects. The goal of this work was the specification of a model of the cochlea that includes stimulation through bone conduction as well as by the normal air conduction route.

The new model enables us to imitate the mechanisms of various possible stimulations of the hearing organ (air conduction, compressional bone conduction and oscillation of the whole cochlea without compressional components). Additionally, the consequences of a pathologically modified impedance of the middle ear and of the cochlear windows can be evaluated approximately in a simple way, even for stimulation by bone conduction.

Zusammenfassung

Bis heute wurden die Auswirkungen pathologischer oder postoperativer Veränderungen der ans Innenohr gekoppelten Strukturen auf das Bewegungsmuster im Hörorgan kaum untersucht. Daher setzt man üblicherweise bei alien Patienten die Verschlechterung der Knochenleitungshörschwelle mit dem Grad der Innenohrschwerhörigkeit gleich. Dies ist bei modifizierter Mittelohrmechanik jedoch nicht ganz richtig.

Um sonwierige experimentelle Probleme zu vermeiden, wurde ein elektrisches Modell entwickelt, das die Einflüsse pathologisch veränderter mechanischer Gegebenheiten wenigstens qualitativ nachvollzieht. Das Ziel der Arbeit war ein Modell der Schnecke, das sowohl durch simulierte Luft- als auch durch Knochenleitungsanregung adäquate Bewegungsmuster zeigt. Trotz des einfachen Aufbaus sind verschiedene Anregungen (Luftleitung, Knochenleitung durch Kompressions- und Transversalschwingungen der gesamten Schnecke) nachvollziehbar. Zudem ergibt sich eine sehr einfache Möglichkeit zur Abschätzung der Auswirkung veränderter Impedanzverhältnisse im Mittelohrbereich auch bei Knochenleitungsanregung.

Sommaire

Les effets des modifications pathologiques ou post-opératoires sur les caractéristiques vibratoires de l'organe de l'ouïe n'ont guère été étudiés d'une manière approfondie jusqu'ici. C'est pourquoi on assimile souvent la détérioration des seuils de l'audition par conduction osseuse au degré de dégradation du fonctionnement des organes de Corti, ce qui n'est plus tout à fait exact quand il s'agit de patients ayant subi des modifications mécaniques de l'oreille moyenne.

En vue d'éviter d'évidentes difficultés d'expérimentation, on a développé un modèle électrique nouveau capable de fournir une connaissance au moins qualitative des effets en question. L'objectif du présent travail est la spécification d'un modèle de cochlée pouvant être stimulée aussi bien par conduction osseuse que par la voie aérienne normale.

Ce nouveau modèle permet de simuler tous les mécanismes des diverses stimulations possibles de l'organe de l'audition: conduction aérienne, conduction osseuse par compression, oscillation en bloc de la cochlée entière sans effets de compression. En outre il fournit la possibilité d'estimer, approximativement et d'une manière simple, les conséquences d'une modification pathologique de l'impédance de l'oreille moyenne ou des fenêtres de la cochlée, et cela même en présence d'une stimulation par conduction osseuse.
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Document Type: Research Article

Publication date: July 1, 1991

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  • Acta Acustica united with Acustica, published together with the European Acoustics Association (EAA), is an international, peer-reviewed journal on acoustics. It publishes original articles on all subjects in the field of acoustics, such as general linear acoustics, nonlinear acoustics, macrosonics, flow acoustics, atmospheric sound, underwater sound, ultrasonics, physical acoustics, structural acoustics, noise control, active control, environmental noise, building acoustics, room acoustics, acoustic materials, acoustic signal processing, computational and numerical acoustics, hearing, audiology and psychoacoustics, speech, musical acoustics, electroacoustics, auditory quality of systems. It reports on original scientific research in acoustics and on engineering applications. The journal considers scientific papers, technical and applied papers, book reviews, short communications, doctoral thesis abstracts, etc. In irregular intervals also special issues and review articles are published.
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