【摘要】： 目的：1.隨著耳科疾病診斷及治療的不斷發(fā)展,內(nèi)耳的精確解剖結構與空間關系的重要性日益突出,通過連續(xù)切片得到內(nèi)耳的三維幾何模型,可以顯示耳蝸及前庭系統(tǒng)的骨迷路、膜迷路和內(nèi)外淋巴液的結構及狀態(tài),加深臨床醫(yī)生對內(nèi)耳宏觀結構的理解認識。 2.通過對豚鼠內(nèi)耳的三維重建,初步研究實驗對象在正常條件下內(nèi)耳的宏觀結構,繼而為設定異常條件下的動物實驗(如強噪音刺激、前庭系統(tǒng)平衡能力破壞)后內(nèi)耳的變化及今后應用于人體內(nèi)耳的實驗研究奠定基礎。 3.熟練掌握冰凍連續(xù)切片技術及計算機三維重建方法,所做研究亦是為今后發(fā)現(xiàn)內(nèi)耳具體病變部位并對其進行測量和評價的有效臨床工具,為內(nèi)耳疾病的臨床診療提供了直觀的分析平臺,為今后開展相關的臨床工作積累經(jīng)驗。 4.本文還根據(jù)一例健康志愿者右耳前庭系統(tǒng)膜迷路的幾何參數(shù),運用有限元軟件進行三維重建,數(shù)值模擬此志愿者正弦擺動旋轉椅試驗前庭系統(tǒng)膜迷路內(nèi)的生物力學響應,研究結果有助于定量了解前庭系統(tǒng)維持平衡功能原理,為前庭系統(tǒng)疾病的臨床診療提供定量分析的平臺。 材料及方法：成年健康豚鼠1只,全麻后迅速斷頭取雙側顳骨(包括耳蝸及前庭部分)并固定,經(jīng)修剪、脫鈣、脫水、浸膠、包埋定位等步驟后行冰凍連續(xù)切片,每張間隔5μm,切片固定后染色,封片。對切片進行攝像,獲得一整套豚鼠內(nèi)耳組織切片放大后的圖像資料,圖像經(jīng)Photoshop處理后利用自編MATLAB程序識別邊界,獲得邊界點的三維坐標,利用幾何參數(shù)運用有限元軟件進行三維重建,得到豚鼠內(nèi)耳(包括耳蝸、半規(guī)管及前庭部分)膜結構的三維幾何模型。我們亦使用同樣的方法根據(jù)一例健康志愿者右耳前庭系統(tǒng)膜迷路的幾何參數(shù)進行三維重建,得到其前庭系統(tǒng)膜迷路的三維幾何模型,將內(nèi)淋巴液描述成不可壓縮擬彈性體,將平衡感受器壺腹嵴嵴頂視為大變形線彈性材料,數(shù)值模擬此志愿者正弦擺動旋轉椅試驗時前庭系統(tǒng)膜迷路內(nèi)的生物力學響應。 結果：1.獲得了一套完整的豚鼠內(nèi)耳組織連續(xù)切片放大后的圖像資料。 2.根據(jù)連續(xù)組織切片提供的數(shù)據(jù),建立了豚鼠內(nèi)耳,包括耳蝸、前庭及半規(guī)管膜結構的三維幾何模型,其能良好的反應豚鼠內(nèi)耳組織的細節(jié)及空間特性,且可以為今后應用于人體實驗奠定基礎。 3.對健康志愿者右耳前庭系統(tǒng)膜迷路三維幾何模型進行數(shù)值模擬,前庭系統(tǒng)膜迷路內(nèi)可變形部分嵴頂和內(nèi)淋巴液擬彈性體同時會受到離心力和慣性力作用,相對于膜表面產(chǎn)生變形運動,從而形成神經(jīng)電活動傳入各級前庭中樞,引起綜合反應,維持身體平衡,在這個機電轉換過程中,前庭系統(tǒng)膜迷路體現(xiàn)出生物角加速度儀的性質(zhì),嵴頂節(jié)點的位移特性可以間接體現(xiàn)纖毛運動特性,進而體現(xiàn)各平衡感受器維持人體平衡的關系。 結論：1.內(nèi)耳結構復雜,常規(guī)解剖及單純切片研究均不能很好地說明它們的空間細節(jié),難以保證空間測量的精確性,而連續(xù)切片的計算機三維重建結構既具備切片的細節(jié)性,又能反映其空間特性,是一種提高顳骨形態(tài)學研究水平的方法。 2.冰凍切片主要適用于形態(tài)觀察,其結果與顳骨火棉膠切片基本相同,對蝸管內(nèi)、外各結構之間的聯(lián)系和蝸軸內(nèi)組織結構的觀察更為理想,比火棉膠制片法切片薄、制片周期短,對顳骨解剖研究很有意義。 3.此實驗將豚鼠內(nèi)耳的三維結構完全構建出來,清晰地顯示了豚鼠耳蝸及前庭系統(tǒng)膜迷路的宏觀結構及狀態(tài),可以加深臨床醫(yī)生對內(nèi)耳結構的理解認識。 4.對基于健康志愿者右耳幾何參數(shù)所建立的生物力學模型進行數(shù)值模擬的結果,說明拉格朗日法應用到前庭系統(tǒng)膜迷路流固耦合振動分析是可行的,實驗結果具有可靠性。
[Abstract]:Objective:1. With the development of the diagnosis and treatment of the ear diseases, the importance of the precise anatomical structure and the spatial relationship of the inner ear is becoming more and more prominent, and the three-dimensional geometric model of the inner ear can be obtained through continuous slices, and the structure and the state of the bone labyrinth, the membrane labyrinth and the internal and external lymph fluid of the cochlea and the vestibular system can be displayed, To deepen the understanding of the clinician's understanding of the macrostructure of the inner ear. 2. After the three-dimensional reconstruction of the inner ear of the guinea pig, the macroscopic structure of the inner ear under normal conditions was first studied, and then the animal experiment under abnormal condition (such as strong noise) was established. The changes of the inner ear and its future application in the inner ear of the human body in the study of the changes of the inner ear and the future application in the inner ear of the human body. 3. Good command of the technique of frozen continuous slice and the method of computer three-dimensional reconstruction. The research is also an effective clinical tool for the measurement and evaluation of the specific position of the inner ear in the future, and provides the clinical diagnosis and treatment for the inner ear disease. Intuitive analysis platform for future development 4. Based on the geometric parameters of the labyrinth of the vestibular system in the right ear of a healthy volunteer, the three-dimensional reconstruction with the finite element software was used to simulate the vestibular system of the volunteer's sine swing swivel chair. The biomechanical response of the membrane in the labyrinth is helpful to the quantitative understanding of the principle of the balance function of the vestibular system and the clinical application of the vestibular system. The invention provides a platform for quantitative analysis of diagnosis and treatment, and a material and a method thereof. Each room and after the image is processed by the Photoshop, the boundary is identified by the self-designed MATLAB program, the three-dimensional coordinate of the boundary point is obtained, The three-dimensional reconstruction of the inner ear of the guinea pig (including the cochlea, the semicircular canal and the semicircular canal) was obtained by using the finite element software. the three-dimensional geometric model of the membrane structure of the vestibular part) is also used, and the three-dimensional geometric model of the labyrinth of the vestibular system membrane is obtained by three-dimensional reconstruction according to the geometric parameters of the labyrinth of the vestibular system membrane of the right ear of a healthy volunteer according to the same method, and the three-dimensional geometric model of the vestibular system membrane labyrinth is obtained, The internal lymph fluid is described as a non-compressible pseudo-elastic body, which is considered as a large deformation line elastic material, Vestibular system membrane The biomechanical response in the labyrinth. Results:1. A complete set of 2. According to the data provided by the continuous tissue section, the three-dimensional geometric model of the inner ear of the guinea pig, including the cochlea, the vestibule, and the semi-regulated membrane structure, is established, which can reflect the detail of the inner ear of the guinea pig. and 3, the three-dimensional geometric model of the vestibular system membrane of the right ear of the healthy volunteer is numerically simulated, and the deformable part of the vestibular system membrane is deformed to form the top and the inner lymph fluid quasi-elastic body, At the same time, it is subjected to the action of centrifugal force and inertia force, and the deformation movement is generated with respect to the surface of the membrane, so that the nerve electric activity is formed into the vestibule center at all levels, so that the comprehensive reaction is caused, the body balance is maintained, and during the electromechanical conversion, the vestibular system membrane is lost to reflect the acceleration of the biological angle. The property of the degree instrument, the displacement characteristic of the top-top node can be the indirect body. current cilia movement Conclusion:1. The structure of the inner ear, the conventional dissection and the simple slice study can not be used to explain their spatial detail, and it is difficult to ensure the accuracy of the space measurement. the computer three-dimensional reconstruction structure of the slice is not only provided with slices, 2. The frozen section is mainly suitable for morphological observation, and the result is basically the same as that of the soft tissue. The relationship between the contact and the structure of the inner tissue of the worm shaft In that experiment, the three-dimensional structure of the inner ear of the guinea pig was completely construct and clearly shown. The macroscopic structure and state of the membrane labyrinth in the cochlea of the guinea pig and the vestibular system can improve the understanding of the structure of the inner ear by the clinician.4. Numerical simulation of the biomechanical model established based on the right ear geometry of healthy volunteers
【學位授予單位】：大連醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：R764

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本文編號：2450918