FEA를 이용한 이식형 인공중이용 차동전자 트랜스듀서의 진동 모델링과 최적 설계

김민규; 임형규; 한찬호; 송병섭; 박일용; 조진호

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김민규 (경북대 의용생체학과) 임형규 (경북대 전자전기컴퓨터공학부) 한찬호 (경북대 전자전기컴퓨터공학부) 송병섭 (대구대 재활공학과) 박일용 (경북대 첨단감각기능회복장치연구소) 조진호 (대구대 재활공학과)

저널정보: 한국음향학회 한국음향학회지 한국음향학회지 제24권 제7호

발행연도: 2005.1

수록면: 379 - 386 (8page)

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최근까지 개발되었던 청각 보조기 중에서 공기 전도형 보청기의 하울링 (howling) 현상과 수술 후 이소골 등 기존 음향계의 재생이 불가능한 인공 와우 (cochlear implant system)의 단점을 해결하고, 동시에 청음 명료도가 높은 음성 신호를 전달하기 위한 수단으로 연구된 것이 인공중이 (implantable middle ear hearing device) 이다. 본 연구에서는 인공중이의 음성 신호 재현을 위한 진동 장치인 차동전자 트랜스듀서 (differential electromagnetic transducer, DET)에 대한 수학적 모형화와 계의 진동을 기술하는 운동방정식을 유도하고 그 해를 구하였다. 제한된 크기와 인가 전류 $1\;mA_{rms}$ 정현파에서 최대 구동력을 얻기 위해서 전자기력에 대한 유한요소해석을 수행하였고, 결과에 의해서 자석과 코일에 대한 최적 크기를 결정하였다. 사람의 중이 내 등자뼈 (stapes)의 진동 특성과 유사한 진동을 갖는 DET를 설계하기 위해서, 진동막의 강성계수를 변화하면서 진동해석을 시뮬레이션 하였다. 설계된 DET는 마이크로 머시닝 기술에 의해서 제작하였고, 그 진동 특성을 측정 하였다. 최종적으로 측정된 진동 특성에 대한 분석을 통하여 인공중이를 위한 진동 장치로서의 적용 가능함을 확인하였다.

#난청 #운동방정식 #차동전자 트랜스듀서 #유한요소 해석 #인공중이 시스템

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