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Confronto di dati timpanometrici

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Confronto di dati timpanometrici ottenuti con strumentazione standard e con sonde pressione-velocità.

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Transcript

  • 1. Confronto di dati timpanometrici ottenuti con strumentazione standard e con sonde pressione-velocità FACOLTÀ DI SCIENZE MATEMATICHE, FISICHE E NATURALI Corso di Laurea Triennale in Fisica Relatore: Prof Romano Zannoli Correlatore: Prof Domenico Stanzial Candidata: Fosca Fimiani Anno Accademico 2011-2012 – Sessione I
  • 2. • Introduzione teorica − Equazione d’onda − Immettenza acustica • Materiali e metodi − Anatomia dell’orecchio − Timpanometria − Apparato sperimentale e metodologia di misura •Risultati − Presentazione dei dati ottenuti − Confronto fra le due tecniche • Discussione e Conclusioni
  • 3. EQUAZIONE D’ONDA Prima Parte
  • 4. Conservazione della massa: equazione di continuità u t00 ˆ VV dSdV dt d nu Teorema di Gauss
  • 5. Conservazione della quantità di moto acustico p Dt Du 0p t uu u Equazione di Eulero non lineare Conservazione della massa: equazione di continuità u t00 ˆ VV dSdV dt d nu Teorema di Gauss
  • 6. Conservazione dell’energia e di continuità dell’entropia 0 Dt Ds Conservazione della quantità di moto acustico p Dt Du 0p t uu u Equazione di Eulero non lineare Conservazione della massa: equazione di continuità u t00 ˆ VV dSdV dt d nu Teorema di Gauss pp
  • 7. EQUAZIONE D’ONDA DELL’ACUSTICA LINEARE 00u 1uu 0 10 1 2 0010 cpppp Con s p c2 0 e
  • 8. EQUAZIONE D’ONDA DELL’ACUSTICA LINEARE 00u 1uu 0 10 1 2 0010 cpppp Con s p c2 0 e 1 2 0 1 0 10 1 1 2 01 c c t t p u u 1 22 02 1 2 1 22 02 1 2 1 22 02 1 2 u u c t c t pc t p t ρp 0 u 0dove u
  • 9. IMMETTENZA ACUSTICA Prima Parte • impedenza • ammettenza
  • 10. Impedenza Acustica U p ZV dove U = u^A 3 dadataèmisuradiunitàl'e msPa Impedenza volumetrica
  • 11. Impedenza Acustica U p ZV dove U = u^A 3 dadataèmisuradiunitàl'e msPa Impedenza volumetrica Impedenza specifica u p Z msPadadataèmisuradiunitàl'e
  • 12. Impedenza Acustica U p ZV dove U = u^A 3 dadataèmisuradiunitàl'e msPa Impedenza volumetrica Impedenza specifica u p Z Impedenza acustica caratteristica Impedenza definita per un campo ideale di onda piana progressiva cz 0 Definita anche come impedenza caratteristica del mezzo msPadadataèmisuradiunitàl'e
  • 13. Ammettenza Acustica L’ammettenza è il reciproco dell’impedenza Z Y 1 E dunque esiste un’ammettenza corrispondente ad ogni tipo d’impedenza definita nelle slide precedenti. L’unità di misura dell’ammettenza in cgs è il mho. acquista il significato di area di assorbimento acustico equivalente. casonel uuYYV
  • 14. ANATOMIA DELL’ORECCHIO Seconda parte • orecchio esterno • orecchio medio • orecchio interno
  • 15. Funzioni acustico-anatomiche dell’orecchio L’organo atto a recepire ed interpretare i suoni è l’orecchio. L’orecchio umano può udire suoni nell’intervallo dai 20 Hz ai 20 kHz. Suoni intesi come sensazioni date dalla vibrazione di un corpo in oscillazione.
  • 16. Struttura dell’orecchio • Orecchio esterno (pinna, condotto uditivo) • Orecchio medio (timpano, catena ossiculare) • Orecchio interno (coclea)
  • 17. TIMPANOMETRIA Seconda parte • standard • p-v
  • 18. Timpanometria Standard La timpanometria è utilizzata per studiare e identificare determinate patologie relative principalmente alla membrana timpanica e all'orecchio medio. Il test timpanometrico misura l'ammettenza volumetrica dell'orecchio in funzione della differenza del livello di pressione statica tra le due pareti del timpano, producendo un grafico, chiamato timpanogramma.
  • 19. Il test viene eseguito causando artificialmente una progressiva modifica della differenza di pressione statica tra il condotto uditivo esterno e l'orecchio medio, in un range normalmente compreso fra -600 e +400 daPa, e studiando quindi come varia la risposta acustica nel condotto uditivo in seguito ad uno stimolo monofrequenziale (tonale). Confrontando i valori trovati con la risposta di un orecchio normale si riesce a dare un responso clinico. Effettuando la calibrazione della sonda su un volumetto di volume 2 cc pompa microfono attuatore Ear-plug
  • 20. Timpanometria P-V A differenza del metodo standard la timpanometria p-v studia la dipendenza dell'ammettenza specifica del sistema condotto+timpano dalla frequenza, a pressione statica costante, allineandosi all'interesse sempre maggiore di una timpanometria a banda larga. e uno o più sensori di velocità. I rivelatori miniaturizzati pressione- velocità combinano due tipi di sensori differenti: un microfono per la misura della pressione
  • 21. APPARATO SPERIMENTALE E METODOLOGIA DI MISURA Seconda parte
  • 22. Le differenze sostanziali fra le due metodologie (standard e p-v) riguardano in particolare i risultati: mentre la timpanometria p-v misura l'ammettenza specifica, quella standard misura l'ammettenza volumetrica. Apparato di misura standard Apparato di misura con microsonda p-v a tecnologia MEMS
  • 23. Unità di misura Per confrontare le due grandezze è necessario che esse siano espresse nella stessa unità di misura. L’ammettenza è misurata in mmho, dove: bariescmmmho 33 1011 mentre la sonda timpanometrica p-v restituisce un valore di ammettenza specifica espresso in unità del Sistema Internazionale .Pasm1 Quindi: barie scm g m N Pa 101011 22 e: 2 4 10101 cm mmho baries cm Pas m
  • 24. Unità di misura Per confrontare le due grandezze è necessario che esse siano espresse nella stessa unità di misura. L’ammettenza è misurata in mmho, dove: bariescmmmho 33 1011 mentre la sonda timpanometrica p-v restituisce un valore di ammettenza specifica espresso in unità del Sistema Internazionale .Pasm1 Quindi: barie scm g m N Pa 101011 22 e: 2 4 10101 cm mmho baries cm Pas m Dove viene messo in evidenza il fattore superficiale.
  • 25. DATI OTTENUTI Parte 3
  • 26. Alla frequenza più bassa, il contributo dell'orecchio all'ammettenza è dato esclusivamente dal comportamento elastico del volume d'aria, pertanto è sufficiente studiare il modulo di Y. Ciò non è più vero per le frequenze più alte (678, 800 e 1000 Hz), per le quali vengono mostrate parte reale (G) e parte immaginaria (B) di Y. Timpanogramma a 226 Hz Timpanogramma a 678 Hz
  • 27. Per la timpanometria p-v sono mostrate le curve di ammettenza specifica |Y (f)| per alcuni soggetti , riportando sia l'effettivo intervallo di misura [50; 8000] Hz sia quello di interesse fra [50; 1000] Hz. Moduli dell'ammettenza specifica Ammettenza specifica fra 50 e 1000 Hz
  • 28. CONFRONTO FRA I DUE METODI Risultati
  • 29. Valori di ammettenza specifica ottenuti con la tecnica p-v Valori di ammettenza volumetrica ottenuti con la tecnica standard.
  • 30. Stime dell'area efficacie di assorbimento energetico Area media del timpano: 2 cm9,05,0 Area efficace media stimata: (grande variabilità dei soggetti) 2 cm5,01,1
  • 31. Conclusioni
  • 32. Con il presente lavoro sono stati riportati e messi a confronto i dati timpanometrici ottenuti con due diverse metodiche di misura dell'ammettenza acustica di ingresso dell'orecchio: quello standard e quello innovativo basato su microsonde p-v a tecnologia MEMS. Sonda standard Sonda p-v Valore di ammettenza determinato in funzione della differenza di pressione statica Differenza di pressione uguale a zero Stimoli monofrequenziali Ampio range di frequenze [50;8000] Hz Misura di ammettenza volumetrica Misura di ammettenza specifica
  • 33. Pro Contro Misura diretta dei valori di pressione e velocità Costo elevato delle sonde Misura più rapida e meno invasiva per il paziente Sensore velocimetrico estremamente fragile Vantaggi nell’uso del sensore p-v
  • 34. Si ringraziano: Prof. Domenico Stanzial Giorgio Sacchi Martina Buiat Prof. Romano Zannoli LABAT Prof. Silvano ProsserDeltatech Comune di Sogliano al Rubicone CNR-IDASC CNR-IEIIT Famiglia Amici