Kohti personoituja välikorvaproteeseja - Välikorvan mekaniikan mittauslaitteiston käyttöönotto ja mittausten suorittaminen

Abstract

Insinöörityön tarkoituksena oli ottaa käyttöön uusi välikorvan mekaniikan mittaamiseen tarkoitettu laitteisto Helsingin yliopistollisen keskussairaalan (HYKS) korva-, nenä- ja kurkkutautien klinikalla. Työssä selvitettiin, miten välikorvan mekaniikan mittaaminen onnistuu siten, että mitattu signaali vastaisi aikaisemmissa kansainvälisissä tutkimuksissa saatuja tuloksia.

Välikorvan mekaniikka perustuu äänenpaineesta syntyvään kuuloluuketjun mekaaniseen värähtelyyn, joka on keskeistä äänen etenemiselle korvassa. Tässä työssä haluttiin selvittää korvaan syötetystä ääniherätteestä ja kuuloluiden liikkeestä muodostuva välikorvan siirtofunktio.

Käyttöönotto aloitettiin perehtymällä tieteellisiin tutkimuksiin välikorvan mittaamisesta ja niissä käytettävistä mittauslaitteistoista ja -menetelmistä. Tutkimusten perusteella testattiin erilaisia laitteita, tarvikkeita ja menetelmiä prosessinomaisesti kadaveeriohimoluuta mittaamalla klinikkaan hankitun mittalaitteiston avulla. Lopputuloksena laitteisto saatiin kalibroitua välikorvan mekaniikan mittaamiseen sopivaksi ja menetelmä kehittyi siten, että mitattujen signaalien arvot vastasivat tavoiteltuja siirtofunktion arvoja.

Insinöörityö toimii lähtökohtana tutkimusprojektille, jossa tarkoituksena on kehittää uudenlaisia välikorvaproteeseja. Työn pohjalta tutkimusprojektissa voidaan alkaa mitata välikorvaproteesien toimintaa hyödyntämällä työssä hyväksi todettuja menetelmiä.

The purpose of this thesis is to introduce a new device for measuring the mechanics of the middle ear at the Department of Otorhinolaryngology at Helsinki University Hospital. The study investigated how to measure the mechanics of the middle ear as efficiently as possible so that the measured signal corresponds to the results obtained in previous international studies.

The mechanics of the middle ear are based on the mechanical vibration of the auditory ossicles caused by sound pressure, which is central to the propagation of sound in the ear. The aim of the study is to find out the middle ear transfer function between the sound stimulus applied to the ear and the movement of the ossicles of the middle ear.

The adoption of equipment started with a review of scientific studies on the measurement of the middle ear and the equipment and methods used in them. They were used to test a variety of equipment, supplies, and methods by process-based measurement of cadaveric temporal bone. As a result, the equipment was calibrated to measure the mechanics of the middle ear. The method evolved so that the values of the measured signals corresponded to the desired values of the transfer function.

The thesis serves as a starting point for a research project aimed at developing new types of middle ear prostheses. Based on the study, the research project can start testing the function of middle ear prostheses by utilizing measurement methods proven effective here.