听觉是人类感知和判断周围环境的重要感官，也是交流的关键。人们对声音的感知方式有两种，一种是气传导，一种是骨传导。前者是声波通过外耳和中耳到达耳蜗的过程，后者是声波振动颅骨刺激耳蜗的过程。骨传导技术广泛应用于听力测试、听力康复以及消费电子等领域。骨传导耳机具有不堵耳、佩戴舒适等优点。骨传导器件的输出特性会受到颅骨激励位置力阻抗的影响。临床听力学中，骨传导器件的激励位置主要是乳突。骨传导耳机的激励位置主要是髁突。目前，已有多位学者对乳突力阻抗进行了测量分析，然而还没有学者测量和分析过髁突的力阻抗。
对此，中科院噪声与振动重点实验室博士研究生聂亚飞与其导师李晓东研究员、桑晋秋副研究员等人测试了100位中国人的乳突和髁突机械阻抗（图1），分析了不同生理因素与颅骨力阻抗的关系，其次搭建电力类比模型预测了力阻抗的差异对骨传导器件输出力的影响，并且与西方人群的颅骨力阻抗进行了对比。
相关研究成果在线发表于国际学术期刊 The Journal of the Acoustical Society of America。
实验结果表明，同一位受试者的乳突阻抗和髁突阻抗之间有显著差异，同一激励位置的力阻抗在共振频率以下的阻抗值存在明显的个体间差异（图2）。统计分析结果表明乳突阻抗会受到年龄影响（图3），和性别、胖瘦无关；髁突阻抗主要是受到胖瘦影响，其次受性别影响（图4），和年龄无关。对比结果表明中国人的乳突力阻抗和与标准人工乳突B&K 4930 以及西方人的乳突力阻抗均存在明显的差异（图5）。电力类比模型仿真预测结果表明乳突和髁突之间的阻抗差异会引起骨传导器件在激励位置的输出力存在显著差异（图6）。因此用现有的国际标准IEC-373来测量消费电子类骨导耳机的输出性能会存在较大偏差。该论文研究可以指导研制适合中国人群的乳突和髁突力阻抗模拟器，用于测量和校准骨传导器件的输出性能。研究人员为探究适配中国人群的骨传导器件校准监测优化做出基础贡献。
本研究得到了国家重点研发计划（No.2021YFB32）以及国家自然科学基金（No.12074403，No.11974086）的资助。
图1 乳突（Mastoid）和髁突（Condyle）的位置示意图。（图/中科院声学所）
（A） 乳突 （B）髁突
图2 100位受试者的乳突阻抗和髁突阻抗测量结果。（图/中科院声学所）
图 3 乳突力阻抗和年龄之间的关系（Group I表示22-29岁的受试者；Group II表示32-50岁的受试者；Group III表示52-67岁的受试者）。（图/中科院声学所）
图 4 （A）髁突力阻抗与性别之间的关系；（B）髁突力阻抗与胖瘦之间的关系（Normal-weight 表示BMI ＜ 24的受试者，Over-weight 表示BMI ≥ 24的受试者）。（图/中科院声学所）
图5 中外人群乳突力阻抗对比。（图/中科院声学所）
图6 （A）实际测量的乳突力阻抗、髁突力阻抗、以及人工乳突模拟器B&K 4930的力阻抗。（B）骨传导器件电力类比模型耦合人工乳突模拟器B&K 4930力阻抗、乳突力阻抗和髁突力阻抗时的输出力。（图/中科院声学所）
关键词：
骨传导；机械阻抗；乳突；髁突
参考文献：
Yafei Nie, Jie Wang, Chengshi Zheng, Jian Xu, Xiaodong Li, Yu Wang, Bo Zhong, Juanjuan Cai and Jinqiu Sang. Measurement and modeling of the mechanical impedance of human mastoid and condyle. The Journal of the Acoustical Society of America. 2022 ; 151(3):1434. DOI: 10.1121/10.0009618.
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