Dynamics of  Middle Ear  with Smart Prosthesis
 

About Project

The explanation of fundamental physical phenomena occurring in the human middle ear with smart prosthesis during sound transmission is the main aim of the project. The main task will be an elaboration of adequate physical and mathematical models of the middle ear which considers complex 3D motion performed by ossicles. An application of a new concept of the smart prosthesis made of the shape memory alloys (SMA) is the innovative approach. The main aim of the project  needs solve the following detailed subtasks:

a) development of mathematical and numerical model of sound transmission through the human middle ear (intact and reconstructed). The models should explain, get knowledge and understand the fundamental physical phenomena.

b) development of the middle ear model with smart prosthesis (SPORP and STORP) which will be able to adjust its measures and geometry to anatomical conditions.

c) development of more functional method of signal analysis obtained from laser Doppler vibrometer using the method of delays and recurrence plots technique.

The project is interdisciplinary study  of nonlinear system with smart elements. In the project, the following research hypothesis has been formulated: applying smart prosthesis of middle ear has a key meaning on system dynamics and should increase reconstruction quality.

O projekcie

Głównym celem projektu jest wyjaśnienie podstawowych zjawisk fizycznych zachodzących podczas transmisji dźwięku w zrekonstruowanym, za pomocą „inteligentnej” protezy, uchu środkowym człowieka. Podstawowym zadaniem będzie zbudowanie modelu fizycznego i matematycznego ucha środkowego z uwzględnieniem złożonych ruchów wykonywanych przez kosteczki. Nowatorskim elementem w proponowanych badaniach jest zastosowanie „inteligentnej” (smart) protezy ucha środkowego wykonanej z materiałów z pamięcią kształtu (SMA). Cel główny wymaga rozwiązania następujących zadań szczegółowych:
a) opracowanie modelu matematycznego i numerycznego procesu przewodzenia dźwięku przez ucho środkowe człowiekae) pozwalającego na poznanie, zrozumienie i wyjaśnienie podstawowych zjawisk fizycznych
b)  opracowanie modelu ucha z „inteligentną” protezą, która potrafi dopasować się do wymaganego wymiaru i kształtu (smart Partial and Total Ossicullar Replacement Prosthesis – SPORP i STORP).
c) opracowanie funkcjonalnej metody analizy sygnałów drgań kosteczek słuchowych z otrzymanych z wibrometru   z wykorzystaniem metody współrzędnych opóźnionych i techniki wykresów rekurencyjnych.
d) Projekt ma charakter interdyscyplinarnego studium dynamiki nieliniowego układu z elementami SMA. W projekcie postawiono następującą hipotezę badawczą: zastosowanie  protezy ucha środkowego wykonanej z materiału SMA znacząco wpłynie na podniesienie jakości rekonstrukcji  ucha środkowego oraz poprawi własności dynamiczne układu.