Modelli lineari e non lineari di partizione cocleare: loro realizzazione con filtri ad onda
Autore
Antonello Mastropaolo - Università degli Studi di Roma La Sapienza - [2002-03]
Documenti
Abstract
Questa tesi è la continuazione di un lavoro di ricerca dedicato allo studio e alla modellizzazione della coclea umana. L’obbiettivo è la costruzione di modelli numerici che riproducano il comportamento di una partizione cocleare. Quest’ultima è costituita da due membrane elastiche (membrana basilare e membrana tettoriale) e da una struttura cellulare (organo del Corti) ancorata alla membrana basilare. All’interno della coclea è presente un gran numero di queste partizioni, che hanno caratteristiche differenti e sono tutte affiancate e interagenti fra loro.
Il primo modello che si realizza è molto semplice e tiene conto principalmente del moto della membrana basilare; il secondo, invece, introduce il moto di compressione fra membrana basilare e membrana tettoriale; il terzo è ancora più complesso perché tiene conto anche del moto di slittamento fra le due membrane. La realizzazione di ognuno è partita dall’analisi di un modello meccanico che, grazie al metodo delle analogie, è stato tradotto in un circuito elettrico e realizzato con i filtri ad onda. Per ognuno è stato realizzato prima un semplice modello lineare e poi un modello non lineare più aderente alla realtà fisiologica.
La non linearità è stata introdotta supponendo che la rigidità della membrana basilare non fosse costante, ma avesse l’andamento di una sigmoide in funzione dello spostamento trasversale della membrana. In tal modo la partizione cocleare si muoverà maggiormente verso il basso e meno verso l’alto compiendo oscillazioni distorte e prive di simmetria. L’uso dei filtri ad onda ha consentito di trattare la non linearità in modo rigoroso.
Il primo modello che si realizza è molto semplice e tiene conto principalmente del moto della membrana basilare; il secondo, invece, introduce il moto di compressione fra membrana basilare e membrana tettoriale; il terzo è ancora più complesso perché tiene conto anche del moto di slittamento fra le due membrane. La realizzazione di ognuno è partita dall’analisi di un modello meccanico che, grazie al metodo delle analogie, è stato tradotto in un circuito elettrico e realizzato con i filtri ad onda. Per ognuno è stato realizzato prima un semplice modello lineare e poi un modello non lineare più aderente alla realtà fisiologica.
La non linearità è stata introdotta supponendo che la rigidità della membrana basilare non fosse costante, ma avesse l’andamento di una sigmoide in funzione dello spostamento trasversale della membrana. In tal modo la partizione cocleare si muoverà maggiormente verso il basso e meno verso l’alto compiendo oscillazioni distorte e prive di simmetria. L’uso dei filtri ad onda ha consentito di trattare la non linearità in modo rigoroso.
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