皮肤覆盖的人类头部在不同刺激位置,静态力和接口区域的机械阻抗

科学领域:

• 生物力学 生物力学
• 审计科学 审计科学
• 医疗设备工程 医疗设备工程

背景情况:

• 骨传导 (BC) 传感器对于听觉假肢和研究至关重要.
• 传感器的性能受到机械合到头骨的显著影响.
• 了解头部机械阻抗对于优化BC设备设计和应用至关重要.

研究的目的:

• 在不同的条件下,研究皮肤覆盖的人类头部的机械阻抗.
• 为了确定传感器定位,接触面积和静态力对头阻抗的影响.
• 为改进BC传感器模拟开发头部的机械模型.

主要方法:

• 对30名参与者进行了机械阻抗测量,测量了耳前,额头和胸骨.
• 使用直径为10,15和25毫米的圆接口.
• 应用了从0.5到7N的静态力来评估阻抗变化.

主要成果:

• 机械阻抗在共振频率以下以刚度控制,在共振频率以上以质量控制.
• 低频阻抗因位置 (额头最高,耳前最低) 和静态力而有显著的变化.
• 阻抗大小随着界面面积低于350 Hz和高于共振频率而增加,在形上有显著的差异.

结论:

• 人工乳头和人类乳头之间存在显著阻抗不匹配,影响BC设备的力估计.
• 开发了三元和六元块式机械模型,用于不同的头部位置,取决于接触面积和静态力.
• 结果为优化BC传感器设计,放置和性能评估提供了关键数据.