在柳叶刀2016年统计的全球疾病负担研究报告中,听力损伤被列为全球范围内患病率第四的非致命性疾病,其患者遍布各个年龄段,且目前的治疗手段无法取得理想的治疗效果。究其致病原因,大抵可分为感音神经性、传导性及混合性听力损伤。目前佩戴传统助听器仍是广泛使用的治疗手段,其通过放大声压级提高患者的感声效果,主要适用于轻度感音神经性听力损伤,但由于存在着增益不足、声反馈、堵耳效应等问题,使得传统助听器的治疗效果及适用患者人群均受限。因此,人工中耳作为一种通过机械作动装置直接激振鼓膜、听骨链或者圆窗的治疗手段,具有增益高、适用患者广的特点,开始受到学者们的广泛关注和深入研究。其中,圆窗激振式人工中耳即是其中一种。目前,临床上广泛采用振动声桥的悬浮振子进行圆窗激振。但是,悬浮振子最初为砧骨激振所设计,用于圆窗激振时存在着作动端面较大的问题,且悬浮式的结构和筋膜固定的方式不利于振动传递。现有的临床报道显示,这种悬浮振子用于圆窗激振时,存在着低频输出不足、初始压力无法监控、耦合杆端部与圆窗膜之间尺寸不匹配等问题,使得患者的术后听力补偿效果不理想,且个体差异较大。为解决以上问题,本文首先基于当前圆窗激振式作动器应用中所存在的问题以及圆窗的生理解剖结构,对作动器各部分的功能需求进行构思,并进行相应的结构设计。主要包括:第一,采用压电叠堆作为动力源,并设计一种弯张放大器解决当前人工中耳作动器增益不足的问题;第二,设计一种支撑弹簧用于监控作动器与圆窗膜之间的初始压力,解决患者术后恢复效果个体差异大的问题;第三,设计一种耦合杆用于提高作动器与圆窗膜之间的耦合效率,解决当前悬浮振子作动端面较大,易与圆窗膜附近骨壁接触导致输出弱化的问题。然后,使用有限单元法基于弯张放大器的位移放大倍数以及作动器的频率特性,分别对弯张放大器的尺寸和支撑弹簧的截面尺寸进行优化设计。其次,将设计的作动器与人耳有限元模型建立耦合模型,通过对比镫骨足底板速度和等效声压级,研究作动器耦合杆的形状和尺寸对作动器听力补偿性能的影响,并与其他作动器的听力补偿性能进行对比。最终,加工出作动器的等比例放大的模型,通过实验定性地对作动器的可行性进行验证。研究表明该作动器具有增益高、初始压力可监控、耦合效率高、低频输出足的特点,可以用于圆窗激振。该论文有图59幅,表4个,参考文献97篇。