研究人员创建用于测试听力保护设备的3D打印耳朵模型

6月10日讯，俄克拉荷马大学的一组研究人员开发了一种 3D 打印人耳模型，用于标准化听力保护装置 (HPD) 的爆炸暴露测试。据研究人员称，利用 3D 打印技术可以通过提高个性化、提高成本效益和时间效率来显着改善 HPD 的评估。

3D打印耳朵模型的CAD模型。图片来自耳科和神经病学开放。

3D打印模型的好处

生成逼真且准确的人体形态表示对于解剖知识的教学、手术准备和培训机会至关重要，而这正是 3D 打印技术的优势可以发挥关键作用的地方。几年来，3D 打印已被用于生产精确的、针对患者的 3D 打印解剖模型，具有更高的色彩保真度，可以节省数小时的手术计划时间。随着 3D 打印技术的成熟，越来越多的 3D 打印公司正在为其 3D 打印模型获得 ISO 认证和 FDA 许可。

即时 3D 打印解剖建模服务也越来越受欢迎，Stratasys 和 Ricoh USA 等公司合作向医疗机构提供 3D 打印模型，Fast Radius 和 Axial3D 提供新的“DICOM 到打印”服务用于美国各地的医院。

研究人员创建用于测试听力保护设备的3D打印耳朵模型

用于测量 3D 打印耳朵模型中的冲击波传输的实验性冲击波设置和压力传感器放置。图片来自耳科和神经病学开放。

改进 HPD

在积极的战斗情况下，与爆炸相关的耳部损伤（如鼓膜 (TM) 破裂）可能会导致听力损失。在危险情况下部署时需要 HPD 以防止听力损失，尽管各种 HPD 广泛可用，但一些部队认为 HPD 会降低态势感知能力。高级 HPD 旨在提高感知态势感知和 HPD 合规性，但目前的研究表明，仍然需要对 HPD 进行进一步改进，以及更可靠和更有效的测试程序。

已经使用人类尸体颞骨 (TB) 和各种计算和实验方法研究了各种 HPD 耳塞在受到噪声脉冲或爆炸时的保护能力。在他们的研究中，俄克拉荷马州的团队开发了一个 3D 打印的 TB 模型，该模型由柔性和硬质聚合物制成，包含 TM、耳道、中耳悬韧带和肌腱、听骨链和中耳腔。

该模型是中耳和外耳的机械和解剖复制品，可以在爆炸暴露期间测量和评估 HPD。进行了实验以将 3D 打印的耳朵模型暴露在有和没有 HPD 的爆炸中。记录耳道入口处和耳道中 TM 附近的压力，然后将结果与尸体 TB 进行比较以进行验证。该团队还评估了该模型用作声学传输模型的潜力。

安装 HPD 后，TM 附近的衰减峰值压力低至 0.92 psi，耳道入口处的爆炸峰值压力为 5.62 psi，而没有 HPD，TM 附近的压力为 9.79 psi，类似的爆炸耳道入口处的高峰。因此，该研究准确评估了被动 HPD 在爆炸期间的保护功能，并证明了 3D 打印模型对 HPD 标准化测试的功效。