CN114270424A - 用于模拟鼓膜的系统和方法 - Google Patents

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乔治·盖茨
查理·科瑞多
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Abstract

本文公开了一种用于对耳朵的特性进行建模的装置。该装置包括人工鼓膜和耦合到人工鼓膜的外壳。外壳限定了耦合到人工鼓膜的内部表面的内部部分。内部部分具有可调节体积或可调节类型的流体和可调节的气体压力。流体体积或类型以及气体压力的调节改变膜移动以根据活动性尺度产生选定的移动特性。

Description

用于模拟鼓膜的系统和方法
交叉引用
本申请要求2019年4月30日提交的美国临时专利申请号62/840,829的权益，所述申请通过引用完整并入本文。
关于联邦资助研究的声明
本发明是在美国政府通过小企业创新研究(SBIR)计划的支持下完成的，美国国家科学基金会的资助号为1853244(第二阶段奖)。
背景技术
中耳炎(OM)是内耳的一组炎性疾病并且是最普遍的儿童医疗保健问题的诱因，通常称为“耳部感染”。OM定义为中耳中存在液体积液，并具有以下主要类型：急性中耳炎(AOM)，渗出性中耳炎(OME)，慢性中耳炎(COM)和慢性化脓性中耳炎(CSOM)。通常伴随耳痛的感染的快速发作是AOM中耳积液(MEE)的特点，而OME通常不与症状相关联，因为MEE液体是非感染性的。
OM诊断的准确性取决于设备和医师的技能。平均误诊率可能在30％-50％之间。例如，OME可能被误诊为AOM，而没有相关中耳积液的缩回鼓膜可能被误诊为OME。鉴于误诊率，需要改进的装置、系统和方法用于诊断OM。随着新设备的开发，直接对人体进行测试可能不可行或不安全，或两者兼有。
因此，需要改进的装置、系统和方法用于模拟鼓膜，例如患病鼓膜、紊乱鼓膜或健康鼓膜。
可能与本文公开内容相关的参考文献可以包括美国专利号5,997,307、7,771,356、7,859,455、10,043,415和10,097,923；美国专利公开号2019/0142258；中国台湾地区申请号1447681；以及非专利出版物Shelton等人的Quantitative Pneumatic OtoscopyUsing a Light-Based RangingTechnique,Journal ofThe Association for Researchin Otolaryngology 18(4):555–568,2017；Morris等人的DevelopmenTand Validation ofa Novel Ear SimulatorToTeach Pneumatic Otoscopy,7(1):22-26,2012；和Diagnosticand Procedural EarTrainer w/Pneumatic Otoscopy Kit,www.GTsimulators.com。
发明内容
本公开内容涉及用于模拟鼓膜的系统和方法。模拟的膜可以近似鼓膜在耳朵的各种生物状态(诸如，疾病状态或健康状态)期间的活动性。本公开内容的实施方式可以帮助开发用于诊断耳部紊乱，诸如举例而言中耳炎的工具。
在一方面，提供了一种用于对包括鼓膜的耳朵的特性进行建模的装置。所述装置可以包括：具有模仿生物鼓膜的超声反射率的超声反射率的人工鼓膜；和耦合到所述人工鼓膜并进一步限定耦合到所述人工鼓膜的内部表面的内部部分的外壳，所述内部部分具有可调节体积的流体或可调节类型的流体，并且所述内部部分具有可调节的气体压力。
在一些实施方式中，所述流体体积、所述流体类型或所述气体压力中的一个或多个的调节改变膜偏转或膜移动以可控地模仿耳朵的疾病状态。在一些实施方式中，所述流体类型的所述调节包括改变流体的粘度。在一些实施方式中，所述耳朵的所述疾病状态是细菌性或病毒性耳部感染。
在一些实施方式中，所述人工鼓膜的形状展现来自所述人工鼓膜表面的光学反射，从而能够定位所述人工鼓膜并对准耳镜。在一些实施方式中，所述光学反射展现在所述人工鼓膜的前下象限上。在一些实施方式中，所述人工鼓膜具有一个或多个视觉提示，其中所述视觉提示包括至少部分地展现鼓膜脐或锤骨的形状。
在一些实施方式中，所述人工鼓膜是可扩张或可收缩的一种或多种，并且还被配置成响应于施加的气动压力变化而移动。在一些实施方式中，所述人工鼓膜的所述移动可根据一组序数值而调节。在一些实施方式中，所述人工鼓膜的所述移动可根据连续尺度而调节。在一些实施方式中，所述流体体积、所述流体类型或所述气体压力中的一个或多个的调节改变膜移动的速率，以可控地模仿耳朵的疾病状态。在一些实施方式中，所述外壳进一步限定外部部分，其中所述外部部分包括人工耳道，所述人工耳道具有人类儿童受试者或人类成人受试者的近似几何形状。在一些实施方式中，所述内部部分包括耦合到所述鼓膜的模拟听骨链。在一些实施方式中，所述模拟听骨具有可控的张力。在一些实施方式中，所述人工鼓膜的形状和硬度被配置成模仿听骨链的存在。
在一些实施方式中，所述内部部分包括流体注射器或用于流体注射器的开口。在一些实施方式中，所述内部部分包括内空气阀和内空气泵或用于内空气阀和内空气泵的开口。在一些实施方式中，所述内部部分包括内压力计或用于内压力计的开口。在一些实施方式中，所述外壳还限定了耦合到所述人工鼓膜的外部表面的外部部分。在一些实施方式中，所述外部部分包括外压力计或用于外压力计的开口。在一些实施方式中，所述外部部分包括外空气泵或用于外空气泵的开口。
在一些实施方式中，任何方面或实施方式所述的装置还包括处理器，所述处理器被配置成控制以下中的一个或多个的操作：所述流体注射器、所述内空气阀、所述内空气泵、所述内压力计、所述外压力计、所述外部气泵或用户可见的显示器。在一些实施方式中，所述处理器被配置成从所述内压力计或所述外压力计中的一个或多个接收压力数据。在一些实施方式中，所述压力数据用于调节以下中的一个或多个：接近所述内部表面的所述流体体积；接近所述内部表面的所述气体压力；和接近所述外部表面的所述气体压力。
在另一方面，提供了一种使用包括人工鼓膜的模型耳朵来测试耳镜的方法。所述方法包括：提供具有模仿生物鼓膜的超声反射率的超声反射率的人工鼓膜；调节接近所述人工鼓膜的内部表面的流体的体积或类型；调节接近所述人工鼓膜的内部表面的气体的压力。
在一些实施方式中，所述流体体积、所述流体类型或所述气体压力中的一个或多个的所述调节改变膜偏转或膜移动以可控地模仿耳朵的疾病状态。在一些实施方式中，调节所述流体类型所述包括改变流体的粘度。在一些实施方式中，所述耳朵的所述疾病状态是细菌性或病毒性耳部感染。
在一些实施方式中，所述方法还包括基于来自所述人工鼓膜表面的光学反射来对准耳镜以定位所述人工鼓膜。在一些实施方式中，所述光学反射展现在所述人工鼓膜的前下象限上。在一些实施方式中，所述人工鼓膜具有一个或多个视觉提示，其中所述视觉提示包括至少部分地展现鼓膜脐或锤骨的形状。
在一些实施方式中，所述方法还包括根据一组序数值来调节所述人工鼓膜的移动。在一些实施方式中，所述方法还包括根据连续尺度来调节所述人工鼓膜的移动。在一些实施方式中，所述方法还包括将声学耳镜的窥器朝向所述人工鼓膜引导，其中所述人工鼓膜是可扩张或可收缩中的至少一种，并且被配置成响应于施加的气动压力变化而移动。在一些实施方式中，所述流体体积、所述流体类型或所述气体压力中的一个或多个的所述调节改变膜移动的速率，以可控地模仿耳朵的疾病状态。
在一些实施方式中，所述方法还包括提供人工耳道，所述人工耳道具有人类儿童受试者或人类成人受试者的近似几何形状。在一些实施方式中，所述方法还包括调节耦合到所述人工鼓膜的模拟听骨链中的张力。在一些实施方式中，所述人工鼓膜的形状和硬度被配置成模拟听骨链的存在。
在一些实施方式中，所述方法还包括使用流体注射器接近所述内部表面注射流体。在一些实施方式中，调节接近所述内部表面的所述气体压力包括打开或关闭内空气阀并启动内空气泵。在一些实施方式中，所述方法还包括使用内压力计测量接近所述内部表面的所述气体压力。在一些实施方式中，所述方法还包括使用外压力计测量接近所述人工鼓膜的外部表面的所述气体压力。在一些实施方式中，所述方法还包括使用外空气泵调节接近所述人工鼓膜的外部表面的所述气体压力。
在一些实施方式中，所述方法还包括使用处理器控制所述流体注射器、所述内空气阀、所述内空气泵、所述内压力计、所述外压力计、所述外部气泵或用户可见的显示器中的一个或多个的操作。在一些实施方式中，所述方法还包括从所述内压力计或在处理器处的所述外压力计中的一个或多个接收压力数据。在一些实施方式中，所述方法还包括使用所述压力数据来调节以下中的一个或多个：接近所述内部表面的所述流体体积；接近所述内部表面的所述气体压力；和接近所述外部表面的所述气体压力。
在另一方面，提供了一种用于对包括鼓膜的耳朵的特性进行建模的装置。所述装置可以包括：人工鼓膜；耦合到所述人工鼓膜并进一步限定耦合到所述人工鼓膜的内部表面的内部部分的外壳，所述内部部分具有可调节体积的流体以及可调节的气体压力；其中所述流体体积以及所述气体压力的调节改变膜移动，以根据活动性尺度(mobility scale)产生选定的移动特性。
在一些实施方式中，所述活动性尺度是一组序数值。在一些实施方式中，所述活动性尺度是连续尺度。在一些实施方式中，所述人工鼓膜是可扩张或可收缩的，并被配置成响应于施加的气动压力变化而移动。在一些实施方式中，所述流体体积、所述流体类型或所述气体压力中的一个或多个的所述调节改变膜偏转或膜移动以可控地模仿耳朵的疾病状态。在一些实施方式中，所述流体类型的所述调节包括改变流体的粘度。在一些实施方式中，所述耳朵的所述疾病状态是细菌性或病毒性耳部感染。
在一些实施方式中，所述人工鼓膜的形状展现来自所述人工鼓膜表面的光学反射，从而能够定位所述人工鼓膜并对准耳镜。在一些实施方式中，所述光学反射展现在所述人工鼓膜的前下象限上。在一些实施方式中，所述人工鼓膜具有一个或多个视觉提示，其中所述视觉提示包括至少部分地展现鼓膜脐或锤骨的形状。在一些实施方式中，所述外壳进一步限定外部部分，其中所述外部部分包括人工耳道，所述人工耳道具有人类儿童受试者或人类成人受试者的近似几何形状。在一些实施方式中，所述内部部分包括耦合到所述鼓膜的模拟听骨链。在一些实施方式中，所述模拟听骨具有可控的张力。在一些实施方式中，所述人工鼓膜的形状和硬度被配置成模仿听骨链的存在。
在一些实施方式中，所述内部部分包括流体注射器或用于流体注射器的开口。在一些实施方式中，所述内部部分包括内空气阀和内空气泵或用于内空气阀和内空气泵的开口。在一些实施方式中，所述内部部分包括内压力计或用于内压力计的开口。在一些实施方式中，所述外壳还限定了耦合到所述人工鼓膜的外部表面的外部部分。在一些实施方式中，所述外部部分包括外压力计或用于外压力计的开口。在一些实施方式中，所述外部部分包括外空气泵或用于外空气泵的开口。
在一些实施方式中，所述装置还包括处理器，所述处理器被配置成控制以下中的一个或多个的操作：所述流体注射器、所述内空气阀、所述内空气泵、所述内压力计、所述外压力计、所述外部气泵或用户可见的显示器。在一些实施方式中，所述处理器被配置成从所述内压力计或所述外压力计中的一个或多个接收压力数据。在一些实施方式中，所述压力数据用于调节以下中的一个或多个：接近所述内部表面的所述流体体积；接近所述内部表面的所述气体压力；和接近所述外部表面的所述气体压力。
在另一方面，提供了一种使用包括人工鼓膜的模型耳朵来测试耳镜的方法。所述方法包括：提供人工鼓膜；调节接近所述人工鼓膜的内部表面的流体的体积或类型；调节接近所述人工鼓膜的内部表面的气体的压力；其中所述流体体积或类型的所述调节以及所述气体压力的所述调节改变膜移动以根据活动性尺度产生选定的移动特性。
在一些实施方式中，所述流体体积、所述流体类型或所述气体压力中的一个或多个的所述调节改变膜偏转或膜移动以可控地模仿耳朵的疾病状态。在一些实施方式中，所述耳朵的所述疾病状态是细菌性或病毒性耳部感染。在一些实施方式中，所述耳朵的所述疾病状态是细菌性或病毒性耳部感染。在一些实施方式中，所述活动性尺度包括一组序数值。在一些实施方式中，所述活动性尺度包括连续尺度。
在一些实施方式中，其中所述方法还包括基于来自所述人工鼓膜表面的光学反射来对准耳镜以定位所述人工鼓膜。在一些实施方式中，所述光学反射展现在所述人工鼓膜的前下象限上。在一些实施方式中，所述人工鼓膜具有一个或多个视觉提示，其中所述视觉提示包括至少部分地展现鼓膜脐或锤骨的形状。
在一些实施方式中，所述方法还包括将声学耳镜的窥器朝向所述人工鼓膜引导，其中所述人工鼓膜是可扩张或可收缩中的至少一种，并且被配置成响应于施加的气动压力变化而移动。在一些实施方式中，所述流体体积、所述流体类型或所述气体压力中的一个或多个的所述调节改变膜移动的速率，以可控地模仿耳朵的疾病状态。在一些实施方式中，所述方法还包括提供人工耳道，所述人工耳道具有人类儿童受试者或人类成人受试者的近似几何形状。在一些实施方式中，所述内部部分包括耦合到所述鼓膜的模拟听骨链。在一些实施方式中，所述方法还包括调节耦合到所述人工鼓膜的模拟听骨链中的张力。在一些实施方式中，所述人工鼓膜的形状和硬度被配置成模拟听骨链的存在。
在一些实施方式中，所述方法还包括使用流体注射器接近所述内部表面注射流体。在一些实施方式中，调节接近所述内部表面的所述气体压力包括打开或关闭内空气阀并启动内空气泵。在一些实施方式中，所述方法还包括使用内压力计测量接近所述内部表面的所述气体压力。在一些实施方式中，所述方法还包括使用外压力计测量接近所述人工鼓膜的外部表面的所述气体压力。在一些实施方式中，所述方法还包括使用外空气泵调节接近所述人工鼓膜的外部表面的所述气体压力。
在一些实施方式中，所述方法还包括使用处理器控制所述流体注射器、所述内空气阀、所述内空气泵、所述内压力计、所述外压力计、所述外部气泵或用户可见的显示器中的一个或多个的操作。在一些实施方式中，所述方法还包括从所述内压力计或所述外压力计中的一个或多个接收压力数据。在一些实施方式中，所述方法还包括使用所述压力数据来调节以下中的一个或多个：接近所述内部表面的所述流体体积；接近所述内部表面的所述气体压力；和接近所述外部表面的所述气体压力。
在另一方面，提供了一种用于对包括鼓膜的耳朵的特性进行建模的装置。所述装置可以包括：人工鼓膜；以及耦合到所述人工鼓膜并进一步限定耦合到所述人工鼓膜的内部表面的内部部分的外壳，所述内部部分具有可调节体积或类型的流体以及可调节的气体压力。其中所述流体体积或所述流体类型和所述气体压力中的两个或更多个的调节改变膜偏转或膜移动以可控地模仿耳朵的疾病状态。
在另一方面，提供了一种使用包括人工鼓膜的模型耳朵来测试耳镜的方法。所述方法包括：提供人工鼓膜；调节接近所述人工鼓膜的内部表面的流体的体积或类型；调节接近所述人工鼓膜的内部表面的气体的压力，其中调节所述流体体积、所述流体类型或所述气体压力中的一个或多个改变膜偏转或膜移动以可控地模拟耳朵的疾病状态。
在另一方面，提供了一种模拟鼓膜的系统。所述系统包括：主腔；膜，其中所述膜被支撑在所述主腔内，其中所述膜将所述主腔的内部与所述主腔的外部分隔开，并且其中所述膜通过膜夹固定；以及弹性体弹簧，其中所述弹性体弹簧耦合到所述膜并且其中所述弹性体弹簧通过弹簧夹固定；其中所述膜的质量、所述弹性体弹簧的阻尼、弹簧刚度、所述主腔的所述内部中的压力和所述主腔的所述内部中的流体量中的至少一个被选择性地控制为模拟耳朵内的状况。
援引并入
本说明书中所提及的所有出版物、专利和专利申请均通过引用并入本文，其程度如同具体地和单独地指出每个单独的出版物、专利或专利申请均通过引用而并入。在通过援引并入的出版物和专利或专利申请与本说明书中包含的公开内容相矛盾的情况下，本说明书旨在代替和/或优先于任何这样的矛盾材料。
附图说明
本发明的新颖特征在随附权利要求中具体阐述。通过参考以下对其中利用到本发明原理的说明性实施方式加以阐述的详细描述和附图(本文也称“图”)，将会获得对本发明的特征和优点的更好的理解，在附图中：
图1A图示了根据一些实施方式的用于对耳朵的特性进行建模的装置的示意图，该装置包括具有模拟听骨链的内部部分。
图1B图示了根据一些实施方式的用于对耳朵的特性进行建模的装置的示意图，该装置包括具有模拟听骨链的内部部分和具有密封件的外部部分。
图1C图示了根据一些实施方式的用于对耳朵的特性进行建模的装置的示意图，该装置包括内部部分和具有密封件的外部部分。
图2图示了根据一些实施方式的与膜模拟相关的一些潜在原理。
图3A图示了根据一些实施方式的用于对耳朵的特性进行建模的示例装置的分解图，该装置包括内部部分和具有密封件的外部部分。
图3B图示了根据一些实施方式的用于对耳朵的特性建模的图3A的示例装置的外部等距视图。
图3C图示了根据一些实施方式的用于对耳朵的特性建模的图3A的示例装置的外部前视图。
图4图示了根据一些实施方式的包括具有模拟听骨链的内部部分的示例装置的透明等距视图。
图5A、图5B和图5C分别示出了根据一些实施方式的人工鼓膜的等距视图、前视图和侧视图。
图5D是本公开内容的示例人工鼓膜的外部表面的图像。
图6是根据一些实施方式的用于对耳朵的特性进行建模的装置的示例气液子系统的图示。
图7是根据一些实施方式的用于对耳朵的特性进行建模的装置的示例电气子系统的图示。
图8图示了根据一些实施方式的用于对耳朵的特性进行建模的装置的示例气液子系统的俯视图。
图9是根据一些实施方式的用于对耳朵的特性进行建模的连接到气液子系统的装置的照片。
图10图示了根据一些实施方式的用于对耳朵的特性进行建模的具有人工耳道和耳廓的示例装置的外部等距视图。
图11A图示了根据一些实施方式的用于对耳朵的特性进行建模的具有人工耳道和耳廓的示例装置的剖视图。
图11B图示了根据一些实施方式的图11A的示例装置的人造耳道和耳廓的等距剖视图。
图12A图示了安设在受试者耳朵内的本公开内容的耳镜的窥器。
图12B、图12C、图12D和图12E图示了示例实验数据，示出了示例耳镜的输出可以如何随着膜后积液的不同粘度而改变。
图13图示了示例实验数据，示出了可以基于振动频率和振幅来识别各种类型的积液。
图14是根据一些实施方式的使用模型耳朵来测试耳镜的示例方法的流程图。
图15是根据一些实施方式的使用模型耳朵来测试耳镜的另一示例方法的流程图。
图16是图示根据一些实施方式的用于对耳朵的特性进行建模的示例装置的示意图，该示例装置包括数字处理装置和对用户可见的显示器。
具体实施方式
本发明本公开内容涉及用于使用人工耳朵模型(本文也称为“体模”)对耳朵的特性进行建模的装置、方法和系统。本文的装置、方法和系统可以与气动或其他耳镜结合使用。气动耳镜可以对鼓膜施加压力挑战，并且可以响应于气动挑战来测量鼓膜的特性。用于模拟鼓膜的改进的装置、方法和系统可以允许在与受试者一起使用之前在不需要受试者等的情况下测试耳镜装置(例如，声学耳镜装置)。本文公开的装置、方法和系统可以允许更快速的原型制作，更安全的原型测试等。耳朵的人工模型可以充分模拟耳朵的各种特性，例如膜移动、膜位移、光学反射率、超声反射率等，以允许测试耳镜装置，例如，声学耳镜装置和/或气动耳镜装置。耳朵的人工模型可以是可调节的以模仿耳朵的特定疾病状态。耳朵的人工模型可以是可调节的以模仿鼓膜的膜移动或位移特点。人工鼓膜可以根据活动性尺度而可调节。临床诊断测试可以使用序数尺度来对膜特点进行分类。因此，设计一种根据临床尺度模仿特定移动特点的人工鼓膜可能是有益的。
如本文所公开的装置、方法和系统可以例如与诸如以下中描述的那些等用于表征延性膜、表面和表面下特性的装置和方法组合使用：共同所有美国专利号7,771,356以及美国专利公开号2019/0365292、2018/0310917和2017/0014053，前述中的每个通过引用整体并入。本文所公开的方法、系统和介质可以例如与如以下中公开的使用光学相干断层扫描(OCT)的装置和方法组合使用：共同转让的美国专利公开号2019/0200873和美国专利公开号2017/0360302，前述中的每个通过引用整体并入。
如本文所公开的装置、方法和系统可以使用耳朵作为示例膜。在一些情况下，本文所公开的装置、方法和系统可以用于模仿多种生物组织以提供各种诊断信息。生物组织可包括患者器官。窥器可布置在体腔内以表征患者组织。患者器官或体腔可包括例如：肌肉、腱、韧带、口腔、舌、咽、食道、胃、肠、肛门、肝脏、胆囊、胰脏、鼻、喉、气管、肺、肾脏、膀胱、尿道、子宫、阴道、卵巢、睾丸、前列腺、心脏、动脉、静脉、脾脏、腺体、脑、脊髓、神经等，仅举几例。
如本文所公开的装置、方法和系统可以用于模拟鼓膜的一种或多种特性如本文所公开的装置、方法和系统可以包括人工鼓膜。例如，人工鼓膜可以模拟耳朵的各种病况，诸如急性中耳炎(AOM)、慢性中耳炎、渗出性中耳炎和/或慢性化脓性中耳炎。耳部表现出AOM的分类可以包括检测积液的存在和表征积液的类型为浆液样、粘液样、脓性或这些的组合中的一种。在AOM中，中耳积液(MEE)可以通过传染物诱导，并且在病菌感染下可能是薄或浆液样的，而在细菌感染下是较厚且脓性的。因此，模拟耳朵的患病状态或健康状态可以包括模拟鼓膜附近的流体的各种特性，诸如流体的类型、流体的粘度等。模拟耳朵的患病状态或健康状态可以包括模拟耳朵内的压力。模拟耳朵的患病状态或健康状态可以包括模拟鼓膜的张力或形状。例如，膜可以是扩张的或收缩的。
现在将详细参考各种实施方式，其示例在附图中示出。在下面的详细描述中，阐述了许多具体细节以提供对本公开内容和所描述的实施方式的透彻理解。然而，本公开内容的实施方式任选地在没有这些具体细节的情况下实践。在其他情况下，没有详细描述公知的方法、步骤、组件和电路，以免不必要地使实施方式的各方面不清楚。在附图中，相同的附图标记指代相同或相似的步骤或组件。
本文使用的术语仅为了描述具体实施方式，而不意欲限制权利要求。如实施方式和所附权利要求的描述中所用，除非文中另有明确说明，否则单数形式“一个”、“一种”和“该”也意欲包括复数形式。还应理解，如本文所用的术语“和/或”是指并且涵盖一个或多个相关联的所列项目的任何和所有可能的组合。将进一步理解，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，其指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件，和/或其组。
如本文所用，术语“如果”任选地解释为意指“当”、“在……之后”或“响应于测定”或“根据测定”或“响应于检测”时，先决条件为真，具体取决于上下文。类似地，短语“如果确定[所述先决条件为真]”或“如果[所述先决条件为真]”或“当[所述先决条件为真]时”任选地解释为意指“在测定之后”或“响应于测定”或“根据测定”或“根据检测”或“响应于检测”，所述条件先决条件为真，具体取决于上下文。
如本文所用，并且除非另有说明，否则术语“约”或“大约”意指本领域普通技术人员测定的特定值的可接受误差，该可接受误差部分取决于该值如何测量或测定。在某些实施方式中，术语“约”或“大约”意指在1、2、3或4个标准差内。在某些实施方式中，术语“约”或“大约”意指在给定值或范围的30％、25％、20％、15％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％或0.05％之内。
如本文所用，术语“包括”、“包含”或其任何其他变体意欲覆盖非排他性的包括，使得包括一系列元件的过程、方法、物品或装置不仅包括所述元件，而且还可包括未明确列出的其他元件或此类过程、方法、物品或装置所固有的其他元件。
如本文所用，术语“受试者”和“患者”可互换使用。如本文所用，术语“受试者”是指动物(例如，鸟类、爬行动物和哺乳动物)、包括灵长类(例如，猴、黑猩猩和人类)以及非灵长类(例如，骆驼、驴、斑马、牛、猪、马、猫、狗、大鼠和小鼠)的哺乳动物。在某些实施方式中，哺乳动物为0至6个月、6至12个月、1至5岁、5至10岁、10至15岁、15至20岁、20至25岁、25至30岁、30至35岁、35至40岁、40至45岁、45至50岁、50至55岁、55至60岁、60至65岁、65至70岁、70至75岁、75至80岁、80至85岁、85至90岁、90至95岁或95至100岁。
本文公开了一种用于对耳朵的特性进行建模的装置。该装置可以对耳朵的特性，包括鼓膜的特性，进行建模。在一些实施方式中，该装置包括人工鼓膜。人工鼓膜可以具有模仿生物鼓膜的超声反射率的超声反射率。人工鼓膜可以具有模仿生物鼓膜的光学反射率。该装置可以包括耦合到人工鼓膜的外壳。外壳可以限定内部部分，该内部部分可以耦合到人工鼓膜的内部表面。内部部分可以具有可调节体积的流体或可调节类型的流体。内部部分可以具有可调节的气体压力。
本文公开了一种用于对耳朵的特性进行建模的装置。该装置可以包括鼓膜。该装置可以包括人工鼓膜。该装置可以包括耦合到人工鼓膜的外壳。外壳可以限定耦合到人工鼓膜的内部表面的内部部分。内部部分可以具有可调节体积或类型的流体和可调节的气体压力。流体体积或类型和气体压力中的两个或更多个的调节改变膜偏转或膜移动以可控地模仿耳朵的疾病状态。
本文公开了一种用于对耳朵的特性进行建模的装置。该装置可以包括鼓膜。该装置可以包括人工鼓膜。该装置可以包括耦合到人工鼓膜的外壳。外壳可以限定耦合到人工鼓膜的内部表面的内部部分。内部部分可以具有可调节体积或可调节类型的流体和可调节的气体压力。流体体积或类型以及气体压力的调节改变膜移动以根据活动性尺度产生选定的移动特性。
本文还公开了包括用于对包括鼓膜的耳朵的特性进行建模的装置的系统。本文公开的系统可以包括本公开内容的装置和一个或多个附加部件，例如，数字处理装置、空气子系统、液体子系统、电气系统、人工外耳、问诊装置(例如，耳镜)，及其任何组合。
本文公开了一种用于模拟鼓膜的系统。该系统可以包括主腔。该系统可以包括膜。膜可以支撑在主腔内。膜可以将主腔的内部与主腔的外部分隔开。膜可以通过夹具固定在主腔内。该系统可以包括弹性体弹簧。弹性体弹簧可以耦合到膜并且通过弹簧夹固定。在一些情况下，膜的质量、弹性体弹簧的阻尼、弹簧刚度、主腔的内部中的压力和主腔的内部中的流体量中的至少一个可以被选择性地控制为模拟耳朵内的状况。
图1A图示了根据一些实施方式的用于对耳朵的特性进行建模的装置100的示意图，该装置100包括具有模拟听骨链的内部部分。该装置可以包括外壳170。外壳170可以包括内部部分120。外壳170可以包括弹性材料130，其可以充当模拟听骨链。外壳170可以包括耦合到外壳的流体注射器150。外壳170可以包括耦合到外壳的空气阀或空气泵140。外壳可以包括主腔，该主腔被人工鼓膜分隔并且包括至少内部部分和可选的外部部分。
外壳170可以包括人工鼓膜110。膜110可以包括具有模仿生物鼓膜的特性的材料。例如，膜110可以模仿生物鼓膜的张力和/或形状。例如，膜110可以扩张或收缩以模仿生物鼓膜。膜可以扩张或收缩以模仿耳朵的健康状态或患病状态。膜可以响应于施加的气动挑战而移动。响应于施加的气动挑战的膜移动速率可以模仿耳朵的疾病状态或健康状态。膜110可以具有显示模仿生物鼓膜的视觉外观的视觉线索的形状。例如，人工鼓膜的表面可以具有锤骨或鼓膜或两者的视觉形状。膜可以具有模仿生物超声反射率的超声反射率。
内部部分可以包括液体。液体体积122可以是可调节的以模拟鼓膜后面的流体量。在一些情况下，流体类型可以是可调节的以模拟生物流体的特性。例如，可以改变流体类型以升高或降低膜后流体的粘度。改变流体的粘度可以改变鼓膜的运动或运动速率。例如，更粘稠的流体可能会降低鼓膜的有效弹性。在一些情况下，内部部分包括流体注射器或用于流体注射器的开口。流体注射器可用于升高或降低液体的体积。流体注射器可用于改变液体的类型。
在一些情况下，液体的类型可以是水。在一些情况下，流体的类型可以是溶液。在一些情况下，流体的类型可以是水溶液。可以通过控制溶剂中溶质的量来改变水溶液的粘度。例如，可以将氯化钠、碘化钾、糖等加入水中以改变粘度。在一些情况下，液体的类型可以是蜂蜜。在一些情况下，液体的类型可以是油，诸如橄榄油、亚麻籽油、蓖麻油、机油、矿物油、硅油等。在一些情况下，液体的类型可以是两种不混溶液体的悬浮液。在一些情况下，液体的类型可以是油和水的悬浮液。在一些情况下，流体可以是糊状、凝胶或另一种半固体。在一些情况下，流体可以是粘弹性聚合物。流体的粘度可以随温度而变化。例如，在室温下，流体的粘度可以在例如轻质流体的100微帕斯卡秒与例如蜂蜜的5000帕斯卡秒之间变化。
内部部分120可以包括可调节的空气体积。可以调节空气体积以模拟鼓膜后面的压力。鼓膜后面的压力可以调节鼓膜的运动或运动速率。例如，鼓膜后面的较高压力可以降低鼓膜的运动或运动速率。在一些情况下，内部部分包括内空气阀。装置100可以包括内空气泵。装置100可以包括用于内空气阀的开口。装置100可以包括用于内空气泵的开口。在一些情况下，内部部分包括内压力计或用于内压力计的开口。内部部分内的压力可以通过泵调节。可以通过用泵升高或降低压力并用阀密封内部部分来调节内部部分的压力。内部部分内的压力可以用仪表监测。可以连续监测或定期监测内部部分内的压力。
在一些情况下，气体的类型可以是空气。气体可以包括氮气、氧气、氦气、氢气、二氧化碳、氦气、氪气、氩气等，及其任何组合。气体可以包括惰性气体。气体可以包括元素气体。气体的压力可以从几毫托到100千托不等。生物耳压通常可以是约760托。
在一些情况下，内部部分120可以包括耦合到人工鼓膜的弹性材料130。在一些情况下，内部部分包括耦合到鼓膜的模拟听骨链。在一些情况下，耦合到人工鼓膜的弹性材料是弹簧，例如弹性体弹簧。在一些情况下，耦合到人工鼓膜的弹性材料具有可控的张力。模拟听骨可能具有可控的张力。图1A示出了耦合到弹性材料130的弹簧调节器160。弹簧调节器可以控制张力以调节人工鼓膜110的弹性。
图1B图示了根据一些实施方式的用于对耳朵的特性进行建模的装置100’的示意图，该装置100’包括具有模拟听骨链的内部部分和具有密封件的外部部分。该装置可以包括外壳170’。外壳170’可以包括内部部分120’。外壳170’可以包括弹性材料130’，其可以充当模拟听骨链。外壳170’可以包括耦合到外壳的流体注射器150’。外壳170’可以包括耦合到外壳的内空气阀或内空气泵140’。外壳可以包括主腔，该主腔被人工鼓膜分隔并且包括至少内部部分和外部部分125’。外壳170’可以包括耦合到外壳的外空气阀或外空气泵145’。外壳170’可以包括耦合到外壳的密封件180’。
外壳170’可以包括人工鼓膜110’。膜110’可以包括具有模仿生物鼓膜的特性的材料。例如，膜110’可以模仿生物鼓膜的张力或形状。例如，膜110’可以扩张或收缩以模仿生物鼓膜。膜可以扩张或收缩以模仿耳朵的健康状态或患病状态。膜可以响应于施加的气动挑战而移动。响应于施加的气动挑战的膜移动速率可以模仿耳朵的疾病状态或健康状态。膜110’可以具有显示模仿生物鼓膜的视觉外观的视觉线索的形状。例如，人工鼓膜的表面可以具有锤骨或鼓膜或两者的视觉形状。膜可以具有模仿生物超声反射率的超声反射率。
内部部分可以包括液体。液体体积122’可以是可调节的以模拟鼓膜后面的流体量。在一些情况下，流体类型可以是可调节的以模拟生物流体的特性。例如，可以改变流体类型以升高或降低膜后流体的粘度。改变流体的粘度可以改变鼓膜的运动或运动速率。例如，更粘稠的流体可能会降低鼓膜的有效弹性。在一些情况下，内部部分包括流体注射器或用于流体注射器的开口。流体注射器可用于升高或降低液体的体积。流体注射器可用于改变液体的类型。
在一些情况下，液体的类型可以是水。在一些情况下，流体的类型可以是溶液。在一些情况下，流体的类型可以是水溶液。可以通过控制溶剂中溶质的量来改变水溶液的粘度。例如，可以将氯化钠、碘化钾、糖等加入水中以改变粘度。在一些情况下，液体的类型可以是蜂蜜。在一些情况下，液体的类型可以是油，诸如橄榄油、亚麻籽油、蓖麻油、机油、矿物油、硅油等。在一些情况下，液体的类型可以是两种不混溶液体的悬浮液。在一些情况下，液体的类型可以是油和水的悬浮液。在一些情况下，流体可以是糊状、凝胶或另一种半固体。在一些情况下，流体可以是粘弹性聚合物。流体的粘度可以随温度而变化。例如，在室温下，流体的粘度可以在例如轻质流体的100微帕斯卡秒与例如蜂蜜的5000帕斯卡秒之间变化。
内部部分120’可以包括可调节的空气体积。可以调节空气体积以模拟鼓膜后面的压力。鼓膜后面的压力可以调节鼓膜的运动或运动速率。例如，鼓膜后面的较高压力可以降低鼓膜的运动或运动速率。在一些情况下，内部部分包括内空气阀。装置100’可以包括内空气泵。装置100’可以包括用于内空气阀的开口。装置100’可以包括用于内空气泵的开口。在一些情况下，内部部分包括内压力计或用于内压力计的开口。内部部分内的压力可以通过泵调节。可以通过用泵升高或降低压力并用阀密封内部部分来调节内部部分的压力。内部部分内的压力可以用仪表监测。可以连续监测或定期监测内部部分内的压力。
在一些情况下，气体的类型可以是空气。气体可以包括氮气、氧气、氦气、氢气、二氧化碳、氦气、氪气、氩气等，及其任何组合。气体可以包括惰性气体。气体可以包括元素气体。气体的压力可以从几毫托到100千托不等。生物耳压通常可以是约760托。
在一些情况下，内部部分120’可以包括耦合到人工鼓膜的弹性材料130’。在一些情况下，内部部分包括耦合到鼓膜的模拟听骨链。在一些情况下，耦合到人工鼓膜的弹性材料是弹簧，例如弹性体弹簧。在一些情况下，耦合到人工鼓膜的弹性材料具有可控的张力。模拟听骨可能具有可控的张力。图1B示出了耦合到弹性材料130’的弹簧调节器160’。弹簧调节器可以控制张力以调节人工鼓膜110’的弹性。
装置100’可以包括耦合到人工鼓膜的内部表面的外部部分125’。外部部分125’可以包括可调节的空气体积或压力。可以调节空气体积或压力以模拟施加到鼓膜的压力。施加到鼓膜的压力可以是气动挑战。例如，气动挑战可以引起膜移动，这可以通过问诊装置，例如耳镜，测量。在一些情况下，外部部分包括外空气阀。装置100’可以包括外空气泵。装置100’可以包括用于外空气阀的开口。装置100’可以包括用于外空气泵的开口。在一些情况下，外部部分包括外压力计或用于外压力计的开口。外部部分内的压力可以通过泵调节。可以通过用泵升高或降低压力并用阀密封外部部分来调节外部部分的压力。
外部部分内的压力可以用仪表监测。可以连续监测或定期监测外部部分内的压力。监测外部部分内的压力可以用于监测施加的压力，诸如施加的气动挑战。了解通过问诊装置施加的压力可能是有益的，例如，以防止患者耳朵的过度加压。
装置100’可以包括耦合到外部部分125’的密封件180’。在临床条件下，问诊装置可以包括对受试者孔口的密封件。例如，耳镜的窥器可以包括配合在生物耳道(诸如，成人或婴儿受试者的耳道)内的大小和形状。密封件180’可以模拟问诊装置与受试者孔口之间的生物密封件。在一些情况下，当问诊装置就位或在使用时，可以使用外压力计来监测密封质量。
图1C图示了根据一些实施方式的用于对耳朵的特性进行建模的装置100”的示意图，该装置包括内部部分和具有密封件的外部部分。该装置可以包括外壳170”。外壳170”可以包括内部部分120”。外壳170”可以包括耦合到外壳的流体注射器150”。外壳170”可以包括耦合到外壳的内空气阀或内空气泵140”。外壳可以包括主腔，该主腔被人工鼓膜分隔并且包括至少内部部分和外部部分125”。外壳170”可以包括耦合到外壳的外空气阀或外空气泵145”。外壳170”可以包括耦合到外壳的密封件180”。
图1C的示例可以包括人工鼓膜110”，其中所述人工鼓膜的形状和硬度被配置成模拟听骨链的存在。膜110”可以与本文其他地方描述的弹性材料(例如，模拟听骨链)组合使用或代替其使用。
外壳170”可以包括人工鼓膜110”。膜110”可以包括具有模仿生物鼓膜的特性的材料。例如，膜110”可以模仿生物鼓膜的张力或形状。例如，膜110”可以扩张或收缩以模仿生物鼓膜。膜可以扩张或收缩以模仿耳朵的健康状态或患病状态。膜可以响应于施加的气动挑战而移动。响应于施加的气动挑战的膜移动速率可以模仿耳朵的疾病状态或健康状态。膜110”可以具有显示模仿生物鼓膜的视觉外观的视觉线索的形状。例如，人工鼓膜的表面可以具有锤骨或鼓膜或两者的视觉形状。膜可以具有模仿生物超声反射率的超声反射率。
内部部分可以包括液体。液体体积122”可以是可调节的以模拟鼓膜后面的流体量。在一些情况下，流体类型可以是可调节的以模拟生物流体的特性。例如，可以改变流体类型以升高或降低膜后流体的粘度。改变流体的粘度可以改变鼓膜的运动或运动速率。例如，更粘稠的流体可能会降低鼓膜的有效弹性。在一些情况下，内部部分包括流体注射器或用于流体注射器的开口。流体注射器可用于升高或降低液体的体积。流体注射器可用于改变液体的类型。
在一些情况下，液体的类型可以是水。在一些情况下，流体的类型可以是溶液。在一些情况下，流体的类型可以是水溶液。可以通过控制溶剂中溶质的量来改变水溶液的粘度。例如，可以将氯化钠、碘化钾、糖等加入水中以改变粘度。在一些情况下，液体的类型可以是蜂蜜。在一些情况下，液体的类型可以是油，诸如橄榄油、亚麻籽油、蓖麻油、机油、矿物油、硅油等。在一些情况下，液体的类型可以是两种不混溶液体的悬浮液。在一些情况下，液体的类型可以是油和水的悬浮液。在一些情况下，流体可以是糊状、凝胶或另一种半固体。在一些情况下，流体可以是粘弹性聚合物。流体的粘度可以随温度而变化。例如，在室温下，流体的粘度可以在例如轻质流体的100微帕斯卡秒与例如蜂蜜的5000帕斯卡秒之间变化。
内部部分120”可以包括可调节的空气体积。可以调节空气体积以模拟鼓膜后面的压力。鼓膜后面的压力可以调节鼓膜的运动或运动速率。例如，鼓膜后面的较高压力可以降低鼓膜的运动或运动速率。在一些情况下，内部部分包括内空气阀。装置100”可以包括内空气泵。装置100”可以包括用于内空气阀的开口。装置100”可以包括用于内空气泵的开口。在一些情况下，内部部分包括内压力计或用于内压力计的开口。内部部分内的压力可以通过泵调节。可以通过用泵升高或降低压力并用阀密封内部部分来调节内部部分的压力。内部部分内的压力可以用仪表监测。可以连续监测或定期监测内部部分内的压力。
在一些情况下，气体的类型可以是空气。气体可以包括氮气、氧气、氦气、氢气、二氧化碳、氦气、氪气、氩气等，及其任何组合。气体可以包括惰性气体。气体可以包括元素气体。气体的压力可以从几毫托到100千托不等。生物耳压通常可以是约760托。
装置100”可以包括耦合到人工鼓膜的内部表面的外部部分125”。外部部分125”可以包括可调节的空气体积或压力。可以调节空气体积或压力以模拟施加到鼓膜的压力。施加到鼓膜的压力可以是气动挑战。例如，气动挑战可以引起膜移动，这可以通过问诊装置，例如耳镜，测量。在一些情况下，外部部分包括外空气阀。装置100”可以包括外空气泵。装置100”可以包括用于内空气阀的开口。装置100”可以包括用于外空气泵的开口。在一些情况下，外部部分包括外压力计或用于外压力计的开口。外部部分内的压力可以通过泵调节。可以通过用泵升高或降低压力并用阀密封外部部分来调节外部部分的压力。
外部部分内的压力可以用仪表监测。可以连续监测或定期监测外部部分内的压力。监测外部部分内的压力可以用于监测施加的压力，诸如施加的气动挑战。了解通过问诊装置施加的压力可能是有益的，例如，以防止患者耳朵的过度加压。
装置100”可以包括耦合到外部部分125”的密封件180”。在临床条件下，问诊装置可以包括对受试者孔口的密封件。例如，耳镜的窥器可以包括配合在生物耳道(诸如成人或婴儿受试者的耳道)内的大小和形状。密封件180”可以模拟问诊装置与受试者孔口之间的生物密封件。在一些情况下，当问诊装置就位或在使用时，可以使用外压力计来监测密封质量。
图2图示了根据一些实施方式的与膜模拟相关的一些潜在原理。图2是中耳的声学机械示意图，该中耳包括耳道(EAM)、中耳腔(MEC)、鼓膜(TM)、听骨连接(M,I,SFP)和充满流体的内耳。听骨连接，也为听骨链，包括锤骨M、砧骨I和镫骨底板SFP。还示出了圆窗RS和咽鼓管ET。随着外空气压力PT，诸如耳道中的气动挑战或声音，TM移动导致中耳PMEC内的体积位移VU和伴随的压力变化。TM的前后移动还会引起听骨链和镫骨底板的伴随位移，从而引起底板PC内侧前庭的压力变化。鼓膜脐是TM上有时可见的锤骨头。对于耳声学力学的附加描述，参见例如Acoustics of Speech&Hearing MIT6.551J/HST.714J，http://web.mit.edu/6.551j/www/，其通过引用整体并入本文。
OM的特点在于TM后面存在流体。细菌性耳部感染可以用抗生素治疗；然而，病毒性耳部感染可能对抗生素没有反应。细菌性与病毒性OM的特点是不同类型的积液；然而，从外耳通常看不到TM后面的积液。可以通过探测鼓膜移动的各种问诊装置来辅助识别积液的类型。这些间接方法可能有助于正确并更早地识别感染，而不是对受试者TM进行活检或未经诊断就开处方。例如，病毒性积液通常比可能更粘性(例如，更粘稠)的细菌性感染更加水样(例如，不怎么粘稠)。
用于探测膜移动的方法的示例包括应用气动挑战UT并在该挑战之前和之后监测膜移动。可以通过视觉检查或使用更复杂的方法(诸如使用超声系统或光学相干断层扫描)来监测运动。这些技术在本文其他地方更详细地描述，例如在“问诊装置”部分。
探测膜移动可以包括膜收缩或扩张的测量、移动速度的测量、膜移动阻尼时间的测量、膜移动频率的测量等。响应于气动挑战的膜移动的简单模型是简单谐振子的模型。弹簧力可以与TM的弹性、耳蜗的压缩(经由听骨链)、中耳内空气的压缩等有关。振荡器的阻尼可以与TM的阻尼、经由ET的空气压力平衡、耳蜗内的压力平衡等有关。振荡器的质量可以与TM的质量、耳朵内流体的质量和听小骨的质量有关。准确的膜模拟应该使用简单且可调节的部件来捕获许多或所有这些参数。
本公开内容的装置可以被选择性地调节以产生模仿疾病状态的移动特性。在一些情况下，膜的质量、弹性体弹簧的张力、内部部分中的压力、内部部分中的流体量中的至少一个可以被选择性地控制为模拟耳朵内的状况。在一些情况下，可能不需要弹性体弹簧。在一些情况下，内部部分内的流体的类型或体积以及压力可以是可调节参数。单一膜类型可以用于可控地模仿多种疾病状态。在一些情况下，流体体积、流体类型或气体压力中的一个或多个的调节改变膜偏转或膜移动以可控地模拟耳朵的疾病状态。在一些情况下，流体类型的调节包括改变流体的粘度。在一些情况下，人工鼓膜的移动可根据一组序数值或连续尺度而调节。在一些情况下，流体体积、流体类型或气体压力中的一个或多个的调节改变膜移动的速率，以可控地模拟耳朵的疾病状态。
图3A图示了根据一些实施方式的用于对耳朵的特性进行建模的示例装置300的分解图，该装置包括内部部分和具有密封件的外部部分。图3B图示了根据一些实施方式的用于对耳朵的特性建模的图3A的示例装置外部等距视图。图3C图示了根据一些实施方式的用于对耳朵的特性建模的图3A的示例装置外部前视图。装置300可以包括图1C中呈现的示意性装置100”的示例实现。
装置可以包括外壳。外壳可以包括内部部分320。外壳可以包括用于流体注射器的开口。外壳可以包括用于耦合到内部部分320的内空气阀或内空气泵的开口。外壳可以包括主腔，该主腔被人工鼓膜分隔并且包括至少内部部分320和外部部分325。外部部分可以包括用于耦合到外部部分的外空气阀或外空气泵的开口。装置可以包括耦合到外壳的密封件380。
装置300可以包括人工鼓膜310，其中人工鼓膜的形状和硬度被配置成模拟听骨链的存在。膜310可以与本文其他地方描述的弹性材料(例如，模拟听骨链)组合使用或代替其使用。如所示出的，膜310可以包括密封件312以辅助内部部分与外部部分之间的压力分隔。膜310可以包括取向特征。
装置300可以包括人工鼓膜310。膜310可以包括具有模仿生物鼓膜的特性的材料。例如，膜310可以模仿生物鼓膜的张力或形状。例如，膜310可以扩张或收缩以模仿生物鼓膜。膜可以扩张或收缩以模仿耳朵的健康状态或患病状态。膜可以响应于施加的气动挑战而移动。响应于施加的气动挑战的膜移动速率可以模仿耳朵的疾病状态或健康状态。膜310可以具有显示模仿生物鼓膜的视觉外观的视觉线索的形状。例如，人工鼓膜的表面可以具有锤骨或鼓膜或两者的视觉形状。膜可以具有模仿生物超声反射率的超声反射率。
内部部分320可以包括液体。液体体积可以是可调节的以模拟鼓膜后面的流体量。在一些情况下，流体类型可以是可调节的以模拟生物流体的特性。例如，可以改变流体类型以升高或降低膜后流体的粘度。改变流体的粘度可以改变鼓膜的运动或运动速率。例如，更粘稠的流体可能会降低鼓膜的有效弹性。在一些情况下，内部部分包括用于流体注射器的开口。流体注射器可用于升高或降低液体的体积。流体注射器可用于改变液体的类型。
在一些情况下，液体的类型可以是水。在一些情况下，流体的类型可以是溶液。在一些情况下，流体的类型可以是水溶液。可以通过控制溶剂中溶质的量来改变水溶液的粘度。例如，可以将氯化钠、碘化钾、糖等加入水中以改变粘度。在一些情况下，液体的类型可以是蜂蜜。在一些情况下，液体的类型可以是油，诸如橄榄油、亚麻籽油、蓖麻油、机油、矿物油、硅油等。在一些情况下，液体的类型可以是两种不混溶液体的悬浮液。在一些情况下，液体的类型可以是油和水的悬浮液。在一些情况下，流体可以是糊状、凝胶或另一种半固体。在一些情况下，流体可以是粘弹性聚合物。流体的粘度可以随温度而变化。例如，在室温下，流体的粘度可以在例如轻质流体的100微帕斯卡秒与例如焦油的1000帕斯卡秒之间变化。
内部部分320可以包括可调节的空气体积。可以调节空气体积以模拟鼓膜后面的压力。鼓膜后面的压力可以调节鼓膜的运动或运动速率。例如，鼓膜后面的较高压力可以降低鼓膜的运动或运动速率。在一些情况下，内部部分包括内空气阀。装置300可以包括用于内空气泵的开口。装置300可以包括用于内空气阀的开口。在一些情况下，内部部分包括用于内压力计的开口。内部部分内的压力可以通过泵调节。可以通过用泵升高或降低压力并用阀密封内部部分来调节内部部分的压力。内部部分内的压力可以用仪表监测。可以连续监测或定期监测内部部分内的压力。
在一些情况下，气体的类型可以是空气。气体可以包括氮气、氧气、氦气、氢气、二氧化碳、氦气、氪气、氩气等，及其任何组合。气体可以包括惰性气体。气体可以包括元素气体。气体的压力可以从几毫托到100千托不等。生物耳压通常可以是约760托。
内部部分320可以通过附接装置324粘附到外部部分。内部部分和外部部分可以通过螺钉、螺栓、螺旋配合、卡扣配合等附接。内部部分和外部部分可以彼此流体地和气动地密封。
装置300可以包括耦合到人工鼓膜的内部表面的外部部分325。外部部分325可以包括可调节的空气体积或压力。可以调节空气体积或压力以模拟施加到鼓膜的压力。施加到鼓膜的压力可以是气动挑战。例如，气动挑战可以引起膜移动，这可以通过问诊装置，例如耳镜，测量。在一些情况下，外部部分包括用于外空气阀的开口。装置300可以包括用于外空气泵的开口。在一些情况下，外部部分包括用于外压力计的开口。外部部分内的压力可以通过泵调节。可以通过用泵升高或降低压力并用阀密封外部部分来调节外部部分的压力。
外部部分内的压力可以用仪表监测。可以连续监测或定期监测外部部分内的压力。监测外部部分内的压力可以用于监测施加的压力，诸如施加的气动挑战。了解通过问诊装置施加的压力可能是有益的，例如，以防止患者耳朵的过度加压。
装置300可以包括耦合到外部部分325的密封件380。在临床条件下，问诊装置可以包括对受试者孔口的密封件。例如，耳镜的窥器可以包括配合在生物耳道(诸如，成人或婴儿受试者的耳道)内的大小和形状。密封件380可以模拟问诊装置与受试者孔口之间的生物密封件。在一些情况下，当问诊装置就位或在使用时，可以使用外压力计来监测密封质量。
密封件380可以包括用于插入问诊装置的开口382。密封件380可以在装置的外部部分与外部之间形成流体气动的密封。密封件380可以通过面板384附接到外部部分。面板384可以通过附接装置386粘附到外部部分。面板和外部部分可以通过螺钉、螺栓、螺旋配合、卡扣配合等附接。
图4图示了根据一些实施方式的包括具有模拟听骨链的内部部分的示例装置的透明等距视图。装置400可以包括图1A中呈现的示意性装置100的示例实现。该装置可以包括外壳470。外壳470可以包括内部部分。外壳470可以包括弹性材料430，其可以充当模拟听骨链。外壳470可以包括耦合到外壳的流体注射器连接部450。外壳470可以包括耦合到外壳的空气阀连接部440。外壳可以包括主腔，该主腔被人工鼓膜分隔并且包括至少内部部分和可选的外部部分。
外壳470可以包括人工鼓膜410。膜410可以包括具有模仿生物鼓膜的特性的材料。例如，膜410可以模仿生物鼓膜的张力或形状。例如，膜410可以扩张或收缩以模仿生物鼓膜。膜可以扩张或收缩以模仿耳朵的健康状态或患病状态。膜可以响应于施加的气动挑战而移动。响应于施加的气动挑战的膜移动速率可以模仿耳朵的疾病状态或健康状态。膜410可以具有显示模仿生物鼓膜的视觉外观的视觉线索的形状。例如，人工鼓膜的表面可以具有锤骨或鼓膜或两者的视觉形状。膜可以具有模仿生物超声反射率的超声反射率。
如所示出的，膜410包括密封件412以辅助装置的内部部分与外部之间的压力分隔。面板472可以与外壳474的内部部分接合。内部部分和面板可以通过螺钉、螺栓、螺旋配合、卡扣配合等附接。
内部部分可以包括液体。液体体积可以是可调节的以模拟鼓膜后面的流体量。在一些情况下，流体类型可以是可调节的以模拟生物流体的特性。例如，可以改变流体类型以升高或降低膜后流体的粘度。改变流体的粘度可以改变鼓膜的运动或运动速率。例如，更粘稠的流体可能会降低鼓膜的有效弹性。在一些情况下，内部部分包括用于流体注射器的开口。内部部分可以包括流体注射器连接部450。内部部分可以包括阀452和流体出口454。流体注射器可用于升高或降低液体的体积。流体注射器可用于改变液体的类型。
在一些情况下，液体的类型可以是水。在一些情况下，流体的类型可以是溶液。在一些情况下，流体的类型可以是水溶液。可以通过控制溶剂中溶质的量来改变水溶液的粘度。例如，可以将氯化钠、碘化钾、糖等加入水中以改变粘度。在一些情况下，液体的类型可以是蜂蜜。在一些情况下，液体的类型可以是油，诸如橄榄油、亚麻籽油、蓖麻油、机油、矿物油、硅油等。在一些情况下，液体的类型可以是两种不混溶液体的悬浮液。在一些情况下，液体的类型可以是油和水的悬浮液。在一些情况下，流体可以是糊状、凝胶或另一种半固体。在一些情况下，流体可以是粘弹性聚合物。流体的粘度可以随温度而变化。例如，在室温下，流体的粘度可以在例如轻质流体的100微帕斯卡秒与例如蜂蜜的5000帕斯卡秒之间变化。
内部部分474可以包括可调节的空气体积。可以调节空气体积以模拟鼓膜后面的压力。鼓膜后面的压力可以调节鼓膜的运动或运动速率。例如，鼓膜后面的较高压力可以降低鼓膜的运动或运动速率。在一些情况下，内部部分包括内空气阀。装置400可以包括内空气泵连接部440。装置400可以包括用于内空气阀442的开口和出口444。
在一些情况下，内部部分包括用于内压力计的开口。内部部分内的压力可以通过泵调节。可以通过用泵升高或降低压力并用阀密封内部部分来调节内部部分的压力。内部部分内的压力可以用仪表监测。可以连续监测或定期监测内部部分内的压力。
在一些情况下，气体的类型可以是空气。气体可以包括氮气、氧气、氦气、氢气、二氧化碳、氦气、氪气、氩气等，及其任何组合。气体可以包括惰性气体。气体可以包括元素气体。气体的压力可以从几毫托到100千托不等。生物耳压通常可以是约760托。
在一些情况下，内部部分474可以包括耦合到人工鼓膜的弹性材料430。在一些情况下，内部部分包括耦合到鼓膜的模拟听骨链。在一些情况下，耦合到人工鼓膜的弹性材料是弹簧，例如弹性体弹簧。在一些情况下，耦合到人工鼓膜的弹性材料具有可控的张力。模拟听骨可能具有可控的张力。图4示出了耦合到弹性材料430的弹簧调节器460。弹簧调节器可以控制张力以调节人工鼓膜410的弹性。
人工鼓膜
图5A、图5B和图5C分别示出了根据一些实施方式的人工鼓膜的等距视图、前视图和侧视图。膜510可以包括柔性表面511。膜510可以包括具有模仿生物鼓膜的特性的材料。例如，膜510可以模仿生物鼓膜的张力或形状。例如，膜510可以扩张或收缩以模仿生物鼓膜。膜可以扩张或收缩以模仿耳朵的健康状态或患病状态。膜可以响应于施加的气动挑战而移动。
膜510可以包括被配置成模仿听骨链的存在的形状和/或硬度。膜510可以与本文其他地方描述的弹性材料(例如，模拟听骨链)组合使用或代替其使用。响应于施加的气动挑战的膜移动速率可以模仿耳朵的疾病状态或健康状态。膜510可以具有显示模仿生物鼓膜的视觉外观的视觉线索的形状。例如，人工鼓膜的表面可以具有锤骨或鼓膜或两者的视觉形状。膜可以具有模仿生物超声反射率的超声反射率。
可以调节各种参数以接近耳内的状况，例如患病状态或健康状态。在一些情况下，膜的质量、弹性体弹簧的阻尼、弹簧刚度、主腔的内部中的压力和主腔的内部中的流体量或流体类型中的一个或多个可以被选择性地控制为模拟耳朵内的状况。
膜可以包括柔性材料。膜可以包括弹性体。膜可以包括弹性体。弹性体可以包括天然橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、弹性聚合物、硅橡胶、聚异戊二烯、聚丁二烯、氯丁二烯、丁基橡胶、苯乙烯橡胶、丁二烯-丙烯腈橡胶、乙丙橡胶、环氧氯丙烷橡胶、聚丙烯酸橡胶、氟硅橡胶、氟弹性体、全氟弹性体、聚醚嵌段酰胺、氯磺化聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯等。膜可以包含硅树脂。在一些情况下，膜包括密封件512以辅助附接到本公开内容的装置。
图5D是本公开内容的示例人工鼓膜的外部表面511的图像。鼓膜的视觉外观可能是一个重要的考虑因素，因为耳镜通常可以通过眼睛对准。本公开内容的膜可以被设计成展现一种或多种视觉提示。例如，膜可以至少部分地展现鼓膜脐或锤骨的形状514。
在一些实施方式中，本公开内容的膜的形状展现来自人工鼓膜表面的光学反射，从而能够定位人工鼓膜并对准耳镜。在一些情况下，本公开内容的膜展现出光锥。在一些情况下，光学反射展现在人工鼓膜的前下象限上。
光锥或光反射是一种可能在鼓膜的视觉检查期间发生的可见现象。将光照射到鼓膜上可能会导致光的锥形反射出现。锥体的顶点位于鼓膜最凹陷的部分，即鼓膜脐。这可能位于鼓膜的前下象限。在检查鼓膜期间，光锥可用作对准辅助。在耳朵中，用户可以在耳道内对准光源，使得锥形光可见。在图5D中，光锥示出为鼓膜脐514附近的亮点。
气液子系统
图6是根据一些实施方式的用于对耳朵的特性进行建模的装置的示例气液子系统的图示。示例气液子系统可以与本文公开的用于对耳朵的特性进行建模的装置的任何变体、实施方式或实施例结合使用。如所示出的，气液子系统包括控制单元650和测量单元610。测量单元610可以包括用于对空气的特性进行建模的装置的实施方式、变体或实施例。装置可以包括外壳。外壳可以包括主腔，该主腔被人工鼓膜310分隔并且包括至少内部部分320和外部部分325。
测量单元610可以包括用于内部部分320的部件的控件。内部部分可以包括用于流体注射器660的开口。外壳可以包括用于内空气阀614的开口。如所示出的，第一阀614可以将测量单元与控制单元分隔开。数字压力计P/S1可以流体地连接到空气处理线。一个或多个注射筒622和624可以流体地连接到内空气系统以进行精细压力控制。
测量单元610可以包括用于外部部分325的部件的控件。外部部分325可以包括用于内空气阀612的开口。外空气阀612可以用作排气阀。数字压力计P/S2可以流体地连接到外空气处理线。如所示出的，外空气泵672可以连接到外部部分。装置可以包括耦合到外壳的密封件。还示出了密封件内的问诊装置640。
控制单元650可以包括关于图7更详细地描述的电气子系统。控制单元可以包括耦合到内部部分320的内空气泵652。内空气泵可以是微型隔膜泵。内空气管线可以包括通风口654和通风阀656。内空气管线可以包括方向控件658。控制单元还可以包括内空气管线上的仪表680。仪表可以是用户可见的。仪表可以是模拟仪表。控制单元可以包括耦合到内部流体管线的流体注射器660。流体注射器可包括注射泵。控制单元可以包括外空气泵672。外空气泵可以包括具有灯泡压缩机670和控件674的灯泡。灯泡压缩机可以包括螺线管。灯泡可以模仿手动控制的气动耳镜的动作。
图7是根据一些实施方式的用于对耳朵的特性进行建模的装置的示例电气系统的图示。数字压力计P/S1和数字压力计P/S2可以向模数转换器(DAC)715提供电信号。DAC可以向数字处理装置710提供至少两个通道输出。数字处理装置可以是微处理器，诸如Arduino微处理器。数字处理装置可以通过输出712(诸如USB或以太网端口)连接到一个或多个二级处理器。数字处理装置710可以连接到用户可见的显示器690。
可以连接处理器以控制本文公开的装置和方法的各个方面。泵652可以包括马达M。马达M可以由电源开关750和方向控件658控制。处理器可以被配置成控制马达M、电源开关750和方向控件658的操作。处理器可以被配置成控制螺线管控制开关772的操作以移动螺线管670来压缩灯泡672。
图8图示了根据一些实施方式的用于对耳朵的特性进行建模的装置的示例气液子系统的俯视图。图8的下部示出了控制单元650。控制单元650可以包括数字处理装置710。数字处理装置710可以连接到用户可见的显示器690。控制单元还可以包括在内空气管线上的仪表680，其可以在控制单元的外表面上可见。控制单元可以包括外空气泵672。外空气泵可以包括具有灯泡压缩机670和控件674的灯泡。控制单元可以包括耦合到内部流体管线的流体注射器660。图8的上部示出了外空气阀612和一个或多个注射筒622和624。
图9图示了根据一些实施方式的用于对耳朵的特性进行建模的连接到气液子系统的装置的测量单元。测量单元610可以包括用于本公开内容的装置的支架。测量单元可以包括数字压力仪P/S1和数字压力仪P/S2。测量单元可以包括内空气阀614。
人工外耳
图10图示了根据一些实施方式的用于对耳朵的特性进行建模的具有人工耳道和耳廓的示例系统的外部等距视图。该系统可以包括受试者1000的头部模型。该系统可以包括用于对耳朵的特性进行建模的装置的底座1620。底座1620可以连接到耳廓1610。耳廓可以包括耳道1615。耳道1615可以接近于受试者的耳道的几何形状。例如，耳道1615可以包括人类成人受试者或人类儿童受试者的几何形状。
图11A图示了根据一些实施方式的用于对耳朵的特性进行建模的具有人工耳道和耳廓的示例装置的剖视图。图11B图示了根据一些实施方式的图11A的示例装置的人造耳道和耳廓的等距剖视图。该系统可以包括用于对耳朵的特性进行建模的装置的底座1620。底座1620可以连接到耳廓1610。耳廓可以包括耳道1615。底座1620可以连接到包括鼓膜1100的装置1200的相应安装部分1025。装置1200可以包括如本文所公开的装置的任何实施方式、变型，或实施例。耳廓1610可以伸入内部部分以与装置形成密封1012。
问诊装置
图12A图示了安设在受试者耳朵内的本公开内容的耳镜的窥器。耳镜的窥器可以是本文公开的问诊装置的实施方式。问诊系统可以响应于气动激励来收集数据。问诊系统可以收集与膜移动有关的数据，例如，响应于气动激励。气动激励可以包括压力激励，例如一阵空气。气动激励可改变膜对超声激励的响应。例如，气动激励可引起膜偏转，相对于未暴露于气动激励的膜，这可改变反射的超声的相位。膜的偏转可包括阻尼简谐运动。该运动可受到膜的弹性变化的影响。例如，如果水、细菌生长或其他异物与膜相邻，则膜弹性可能发生变化。
在一些示例中，气动激励可在一定时间间隔内产生表面或膜的运动。该间隔可与由超声发射器传递至表面或膜的声波相一致。气动激励可为连续的，可为脉冲的，等等。从表面反射的超声可在换能器处被接收。换能器可为与产生入射声波的相同换能器。表面或膜的位移可与接收信号的相位变化(与发射信号相比)有关。膜的运动可影响所接收的超声的相位变化。位移可随时间变化。表面或膜的时间位移的分析可用于确定表面或膜的机械属性，如通过响应于偶联至表面或膜的气动激励的反射超声的相移测量的。
时间信息的分析可与从其他膜响应的模板测量的时间位移结合使用，以创建比较。时间信息的分析可与反射超声幅的延迟相关联的其他度量结合使用，所述反射超声表征表面或膜的响应。所测量的机械属性可包括延展性、弹性、硬度等。可测定膜表面或膜表面下方的流体的机械性能的非接触式测量。
在一些实施方式中，可测量表面的弹性。可分析从膜反射的超声的相位和/或振幅，以产生弹性度量。弹性测量可表征响应施加的激励的一系列测量。弹性度量可从表面的响应得出，并且可提供几种不同现象的一种或多种指示。例如，弹性度量可指示与膜相邻的表面是否具有气态边界或流体边界。例如，如果膜具有流体边界，则膜可运动得更少，运动得更慢，或根本不运动。在一个示例中，对于表征膜后面的流体的情况，弹性度量可指示流体边界、流体的程度或特征。在一些示例中，弹性度量可用于测量具有或没有响应滞后的弹性流体的特征。在具有滞后响应的流体中，流体可在位移响应或“存储(memory)”中表现出偏移，使得一个方向上的响应行为与相反方向上的响应行为相似，但仅在经过特定的位移距离之后。对于滞后响应，可有必要在与系统滞后相关的特定测量位移之后表征响应的线性行为。可根据表面或膜对表面激励的特征响应和反射的超声表征来测定流体弹性度量。
在一些实施方式中，可估计表面偏转。例如，表面偏转的估计可由速度、加速度或与偏转随时间变化的任何其他相关度量测得的估值得出。例如，表面的位移将导致从换能器到表面的路径缩短，并且从表面回到换能器的反射信号将返回存在相移。因此，反射的超声相对于激励的相移给出有关偏转量的信息。利用由激励施加的力的估值，可估计膜的弹性估值。
图12B、图12C、图12D和图12E图示了示例实验数据，示出了示例耳镜的输出可以如何随着膜后积液的不同粘度而改变。在一个示例中，激励为具有上升沿、下降沿或脉冲激励的阶跃或脉冲响应。脉冲激励引起膜的振荡偏转。可根据激励到膜振荡的阻尼期的时间来测量反射的超声。在一些实施方式中，位置、弹性或粘度的估值可通过检查振铃属性进行。例如，振铃属性可包括指数衰减时间或振铃周期间隔或频率中的至少一个，例如将响应分解为振铃属性，例如：
φ(t)＝e-t/τcos(2πft)
其中：
φ(t)为一系列测量的捕获相位；
τ为指数衰减系数；
f为振铃周期频率；且
t为时间。
振荡器的阻尼常数可与从膜损失到周围环境中的能量有关。在一个示例中，如果膜与流体相邻，则流体可使膜的振荡衰减。流体的粘度可与振荡器的阻尼有关。振铃周期频率可与弹性膜的恢复常数有关。恢复常数可与膜的弹性有关。恢复常数可与邻近膜的流体的粘度有关。邻近膜的流体的粘度越低，振铃周期频率可越高。
各激励事件可引起膜的新偏转。例如，脉冲激励可在有限的时间内将膜拉入或将膜推出。例如，方波激励可在更长的时间内将膜拉入或将膜推出。例如，可施加正弦波或其他更复杂的激励，并且在换能器处观察到的振铃可为激励场与响应场的互相关。能够以小于100kHz、小于1kHz、小于100Hz、小于10Hz、小于1Hz或更小，或者由前述值中的任何两个给定的范围内的频率施加气动激励。能够以大于1Hz、大于10Hz、大于100Hz、大于1kHz、大于100kHz或更大，或者由前述值中的任何两个给定的范围内的频率施加气动激励。可以在10Hz到100Hz的范围内施加气动激励。
在示例中，如本文所公开的问诊系统可以包括在美国专利号7,771,356以及美国专利公开号2019/0365292、2018/0310917和2017/0014053中公开的方法和系统的实施方式、变化或实施例，前述专利各自通过引用整体并入本文。并入参考文献中公开的用于使用超声回波信号获得关于鼓膜运动的信息的方法和系统可以用于生成与鼓膜的动态特性有关的一个或多个参数。用于测量超声回波信号的系统可以通过施加系统压力脉冲来引起鼓膜的运动，并继而从超声波中提取多普勒换档信号以分析TM的位移和/或分类耳部积液的粘稠度。
在示例中，如本文所公开的问诊系统可以包括在共同转让的美国专利公开号2019/0200873以及美国专利公开号2017/0360302中公开的方法和系统的实施方式、变化或实施例，前述专利中的每一个通过引用整体并入本文。如美国专利公开号2019/0200873和美国专利公开号2017/0360302中所公开的用于使用光学相干断层扫描(OCT)表征膜的方法和系统可以用于生成与鼓膜的动态特性有关的一个或多个参数。例如，鼓膜的动态特性可以包括反射光信号响应于施加的气动激发的相位延迟或时间延迟。OCT可以用于收集与鼓膜有关的深度相关数据。OCT可以用于收集频率相关数据，诸如膜或邻近膜的流体的吸收波长。
图14是根据一些实施方式的使用模型耳朵来测试耳镜的示例方法1400的流程图。方法1400可以包括提供人工鼓膜。根据操作1410，人工鼓膜可以具有模仿生物鼓膜的超声反射率的超声反射率。根据操作1420，方法1400可以包括调节接近人工鼓膜的内部表面的流体的体积或类型。根据操作1430，方法1400可以包括调节接近人工鼓膜的内部表面的气体的压力。
在一些情况下，调节流体体积、流体类型或气体压力中的一个或多个可以改变膜偏转或膜移动以可控地模拟耳朵的疾病状态。在一些情况下，调节流体类型包括改变流体的粘度。在一些情况下，其中耳朵的疾病状态是细菌性或病毒性耳部感染。
在一些情况下，方法1400还包括基于来自人工鼓膜表面的光学反射来对准耳镜以定位人工鼓膜。在一些情况下，光学反射展现在人工鼓膜的前下象限上。在一些情况下，人工鼓膜具有一个或多个视觉提示，其中视觉提示包括至少部分地展现鼓膜脐或锤骨的形状。
在一些情况下，方法1400还包括根据一组序数值或根据连续尺度来调节人工鼓膜的移动。
在一些情况下，方法1400还包括将声学耳镜的窥器朝向人工鼓膜引导，其中人工鼓膜是可扩张或可收缩中的至少一种，并且被配置成响应于施加的气动压力变化而移动。在一些情况下，流体体积、流体类型或气体压力中的一个或多个的调节改变膜移动的速率，以可控地模拟耳朵的疾病状态。
在一些情况下，方法1400还包括提供人工耳道，该人工耳道具有人类儿童受试者或人类成人受试者的近似几何形状。在一些情况下，方法1400还包括调节耦合到人工鼓膜的模拟听骨链中的张力。在一些情况下，人工鼓膜的形状和硬度被配置成模拟听骨链的存在。
在一些情况下，方法1400还包括使用流体注射器接近内部表面注射流体。在一些情况下，调节接近内部表面的气体压力包括打开或关闭内空气阀并启动内空气泵。在一些情况下，方法1400还包括使用内压力计测量接近内部表面的气体的压力。在一些情况下，方法1400还包括使用外压力计测量接近人工鼓膜的外部表面的气体的压力。在一些情况下，方法1400还包括使用外空气泵调节接近人工鼓膜的外部表面的气体的压力。
在一些情况下，方法1400还包括使用处理器控制流体注射器、内空气阀、内空气泵、内压力计、外压力计、外部气泵或用户可见的显示器中的一个或多个的操作。在一些情况下，方法1400还包括从内压力计或在处理器处的外压力计中的一个或多个接收压力数据。在一些情况下，方法1400还包括使用压力数据来调节以下中的一个或多个：接近内部表面的流体体积；接近内部表面的气体压力；和接近外部表面的气体压力。
尽管以上操作示出了根据一些实施方式的对耳朵进行建模的方法1400，本领域普通技术人员将认识到基于本文所述教导的许多变化。能够以任何顺序完成步骤。可以添加或删除步骤。许多步骤可以包括子步骤。许多步骤可以在对方法有益的情况下而经常重复。
图15是根据一些实施方式的使用模型耳朵来测试耳镜的另一示例方法1500的流程图。根据操作1510，方法1500可以包括提供人工鼓膜。根据操作1520，方法1500可以包括调节接近人工鼓膜的内部表面的流体的体积或类型。根据操作1530，方法1500可以包括调节接近人工鼓膜的内部表面的气体的压力。根据操作1540，方法1500可以通过改变膜移动来调节流体的体积或类型以及气体的压力以根据活动性尺度产生选定的移动特性。
在一些情况下，调节流体体积、流体类型或气体压力中的一个或多个改变膜偏转或膜移动以可控地模拟耳朵的疾病状态。在一些情况下，耳朵的疾病状态是细菌性或病毒性耳部感染。在一些情况下，流体类型的调节包括改变流体的粘度。
在一些情况下，方法1500还包括基于来自人工鼓膜表面的光学反射来对准耳镜以定位人工鼓膜。在一些情况下，光学反射展现在人工鼓膜的前下象限上。在一些情况下，人工鼓膜具有一个或多个视觉提示，其中视觉提示包括至少部分地展现鼓膜脐或锤骨的形状。
在一些情况下，活动性尺度包括一组序数值或连续尺度。
在一些情况下，方法1500还包括将声学耳镜的窥器朝向人工鼓膜引导，其中人工鼓膜是可扩张或可收缩中的至少一种，并且被配置成响应于施加的气动压力变化而移动。
在一些情况下，流体体积、流体类型或气体压力中的一个或多个的调节改变膜移动的速率，以可控地模拟耳朵的疾病状态。
在一些情况下，方法1500还包括提供人工耳道，该人工耳道具有人类儿童受试者或人类成人受试者的近似几何形状。在一些情况下，内部部分包括耦合到鼓膜的模拟听骨链。在一些情况下，方法1500还包括调节耦合到人工鼓膜的模拟听骨链中的张力。在一些情况下，人工鼓膜的形状和硬度被配置成模仿听骨链的存在。
在一些情况下，方法1500还包括使用流体注射器接近内部表面注射流体。在一些情况下，方法1500还包括调节接近内部表面的气体压力包括打开或关闭内空气阀并启动内空气泵。在一些情况下，方法1500还包括使用内压力计测量接近内部表面的气体的压力。在一些情况下，方法1500还包括使用外压力计测量接近人工鼓膜的外部表面的气体的压力。在一些情况下，方法1500还包括使用外空气泵调节接近人工鼓膜的外部表面的气体的压力。
在一些情况下，方法1500还包括使用处理器控制流体注射器、内空气阀、内空气泵、内压力计、外压力计、外部气泵或用户可见的显示器中的一个或多个的操作。在一些情况下，方法1500还包括从内压力计或在处理器处的外压力计中的一个或多个接收压力数据。在一些情况下，方法1500还包括使用压力数据来调节以下中的一个或多个：接近内部表面的流体体积；接近内部表面的气体压力；和接近外部表面的气体压力。
尽管以上操作示出了根据一些实施方式的对耳朵进行建模的方法1500，本领域普通技术人员将认识到基于本文所述教导的许多变化。能够以任何顺序完成步骤。可以添加或删除步骤。许多步骤可以包括子步骤。许多步骤可以在对方法有益的情况下而经常重复。
本文公开了一种使用包括人工鼓膜的模型耳朵来测试耳镜的方法。在一些情况下，该方法包括提供人工鼓膜。在一些情况下，该方法包括调节接近人工鼓膜的内部表面的流体的体积和/或类型。在一些情况下，该方法包括调节接近人工鼓膜的内部表面的气体的压力。在一些情况下，调节流体体积、流体类型或气体压力中的两个或更多个改变膜偏转或膜移动以可控地模拟耳朵的疾病状态。
数字处理装置
图16是图示根据一些实施方式的用于对耳朵的特性进行建模的示例装置的示意图，该示例装置包括数字处理装置和对用户可见的显示器。
在本文所述的一些实施方式中，本文所述的装置、系统机器使用方法包括数字处理装置或其使用。例如，数字处理装置可以用于控制本文公开的装置、方法和系统的各个方面。例如，数字处理装置可以用于执行使用包括人工鼓膜的模型耳朵来测试耳镜的方法的一个或多个操作。数字处理装置可以包括计算系统，例如，包括存储器的计算系统，该存储器包括用于执行测试鼓膜的方法的一个或多个步骤。数字处理装置可以被配置成执行方法1400或方法1500的一个或多个步骤，如本文所公开的。数字处理装置可以被配置成控制以下中的一个或多个的操作：流体注射器、内空气阀、内空气泵、内压力计、外压力计、外部气泵或用户可见的显示器。数字处理装置可以被配置成从内压力计或外压力计中的一个或多个接收压力数据。数字处理装置可以从本文公开的装置或系统接收和/或检索一个或多个数据集。数字处理装置可以被配置成使用压力数据来调节以下中的一个或多个：接近内部表面的流体体积；接近内部表面的气体压力；和接近外部表面的气体压力。数字处理装置可以包括用于一个或多个数据集的数据库管理系统。
在其他实施方式中，数字处理装置包括执行该设备功能的一个或多个硬件中央处理单元(CPU)、通用图形处理单元(GPGPU)或现场可编程门阵列(FPGA)。在其他实施方式中，数字处理装置还包括配置为执行可执行指令的操作系统。在一些实施方式中，数字处理装置可任选地连接至计算机网络。在其他实施方式中，数字处理装置任选地连接至互联网，使得其可访问万维网。在其他实施方式中，数字处理装置任选地连接至云计算基础设施。在其他实施方式中，数字处理装置任选地连接至内联网。在其他实施方式中，数字处理装置任选地连接至数据存储设备。
根据本文的描述，合适的数字处理装置包括，作为非限制性示例，服务器计算机、台式计算机、手提计算机、笔记本计算机、子笔记本计算机、上网本计算机、上网平板计算机、机顶盒计算机、媒体流设备、掌上计算机、互联网设备、移动智能电话、平板计算机、个人数字助理、视频游戏机和车辆。本领域技术人员将认识到，多种智能电话适用于本文所述的系统。本领域技术人员还将认识到，具有任选的计算机网络连接性的选定的电视、视频播放器和数字音乐播放器适用于本文所述的系统。合适的平板计算机包括本领域技术人员已知的具有翻盖(booklet)构造、板式构造和可转换构造的那些。
在一些实施方式中，数字处理装置包括配置为执行可执行指令的操作系统。操作系统为例如包括程序和数据的软件，该软件管理设备的硬件并提供用于执行应用程序的服务。
在一些实施方式中，设备包括存储和/或存储器设备。存储和/或存储器设备是用于临时或永久地存储数据或程序的一个或多个物理设备。在一些实施方式中，设备为易失性存储器，并且需要电力来维持所存储的信息。在一些实施方式中，设备为非易失性存储器，并且在数字处理装置不通电时保留所存储的信息。在其他实施方式中，非易失性存储器包括闪存。在一些实施方式中，非易失性存储器包括动态随机存取存储器(DRAM)。在一些实施方式中，非易失性存储器包括铁电随机存取存储器(FRAM)。在一些实施方式中，非易失性存储器包括相变随机存取存储器(PRAM)。在其他实施方式中，作为非限制性示例，设备为包括CD-ROM、DVD、闪存设备、磁盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器和基于云计算的存储器的存储设备。在其他实施方式中，存储和/或存储器设备为诸如本文公开的设备的组合。
在一些实施方式中，数字处理装置包括显示器，以将视觉信息发送给用户。在一些实施方式中，显示器为阴极射线管(CRT)。在一些实施方式中，显示器为液晶显示器(LCD)。在其他实施方式中，显示器为薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)。在一些实施方式中，显示器为有机发光二极管(OLED)显示器。在各种其他实施方式中，在OLED显示器上为无源矩阵OLED(PMOLED)或有源矩阵OLED(AMOLED)显示器。在一些实施方式中，显示器为等离子显示器。在其他实施方式中，显示器为视频投影仪。在其他实施方式中，显示器为诸如本文公开的那些的设备的组合。
在一些实施方式中，数字处理装置包括用于从用户接收信息的输入设备。在一些实施方式中，输入设备为键盘。在一些实施方式中，输入设备为定点设备，其包括，作为非限制性示例，鼠标、跟踪球、跟踪板、操纵杆、游戏控制器或手写笔。在一些实施方式中，输入设备为触摸屏或多点触摸屏。在其他实施方式中，输入设备为麦克风以捕获语音或其他声音输入。在其他实施方式中，输入设备为摄像机或其他传感器，以捕获运动或视觉输入。在其他实施方式中，输入设备为Kinect、Leap Motion等。在其他实施方式中，输入设备为诸如本文公开的那些的设备的组合。
参考图16，在特定实施方式中，示例数字处理装置710被编程或以其他方式被配置成控制或实现如本文所述的装置和方法。设备710可以调节本公开的用于对鼓膜进行分类的系统和方法，以及用于训练计算机实现的分类器的系统和方法的各个方面，诸如，举例而言，执行处理步骤。在该实施方式中，数字处理装置710包括中央处理单元(CPU，在本文中也称为“处理器”和“计算机处理器”)1605，其可为单核或多核处理器，或为用于并行处理的多个处理器。数字处理装置710还包括存储器或存储器位置1610(例如，随机存取存储器、只读存储器、闪存)、电子存储单元1615(例如，硬盘)、与一个或多个其他系统通信的通信接口1620(例如，网络适配器)，以及外围设备1625(例如，缓存、其他存储器、数据存储和/或电子显示适配器)。存储器1610、存储单元1615、接口1620和外围设备1625通过通信总线(实线)(如母板)与CPU 1605通信。存储单元1615可为用于存储数据的数据存储单元(或数据存储库)。数字处理装置710可借助于通信接口1620有效地偶联至计算机网络(“网络”)1630。网络1630可为因特网、互联网和/或外部网，或与因特网通信的内部网和/或外部网。在一些情况下，网络1630为电信和/或数据网络。网络1630可包括一个或多个计算机服务器，其可实现分布式计算，例如云计算。在一些情况下，网络1630借助于设备710可实现对等网络，该对等网络可使偶联至设备710的设备能够充当客户端或服务器。
继续参考图16，CPU 1605可执行可在程序或软件中体现的一系列机器可读指令。指令可存储在存储器位置中，例如存储器1610。指令可指向CPU 1605，CPU 1605可随后编程以执行本公开内容的方法或以其他方式配置CPU 1605以执行本公开内容的方法。由CPU1605执行的操作的示例可包括获取，解码，执行和回写。CPU 1605可为电路(如集成电路)的一部分。设备710的一个或多个其他组件可包括在电路中。在一些情况下，电路为专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)。
继续参考图16，存储单元1615可存储文件，例如驱动器、库和保存的程序。存储单元1615可存储用户数据，例如，用户偏好和用户程序。在一些情况下，数字处理装置710可包括一个或多个另外的外部数据存储单元，例如位于通过内部网或因特网通信的远程服务器上。数字处理装置710可通过网络1630与一个或多个远程计算机系统通信。例如，设备710可与用户的远程计算机系统通信。
远程计算机系统的示例包括个人计算机(例如，便携式PC)，平板计算机(例如，
Figure GDA0003518866770000411
iPad、
Figure GDA0003518866770000412
GalaxyTab)、电话、智能电话(例如，
Figure GDA0003518866770000413
iPhone、支持Android的设备、
Figure GDA0003518866770000414
)或个人数字助理。
如本文所述的方法可通过在数字处理装置710的电子存储位置(例如，存储器1610或电子存储单元1615)上存储的机器(例如，计算机处理器)可执行代码来执行。机器可执行代码或机器可读代码可以以软件的形式提供。在使用期间，代码可由处理器1605执行。在一些情况下，可从存储单元1615中检索代码并将其存储在存储器1610中，以供处理器1605随时访问。在一些情况下，可排除电子存储单元1615，并且将机器可执行指令存储在存储器1610中。
数字处理装置710可包括电子显示器690或与之通信，电子显示器690包括用户界面(UI)1640。UI的示例包括但不限于图形用户界面(GUI)和基于网络的用户界面。在一些情况下，电子显示器690可经由网络(例如，经由网络1630)连接至计算机系统710。
在一些实施方式中，本文公开的平台、系统、介质和方法包括一种或多种非暂时性计算机可读存储介质，其使用包括可由任选地联网的数字处理装置的操作系统执行的指令的程序编码。在其他实施方式中，计算机可读存储介质为数字处理装置的有形组件。在其他实施方式中，计算机可读存储介质任选地可从数字处理装置移除。在一些实施方式中，计算机可读存储介质包括，作为非限制性示例，CD-ROM、DVD、闪存设备、固态存储器、磁盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器、云计算系统和服务器等。在一些情况下，程序和指令永久地、基本上永久地、半永久地或非临时地编码在介质上。
在一些实施方式中，本文公开的平台、系统、介质和方法包括至少一个计算机程序，或其用途。计算机程序包括可在数字处理装置的CPU中执行的一个指令序列，该指令序列被编写为执行指定任务。计算机可读指令可实现为执行特定任务或实现特定抽象数据类型的程序模块，例如功能、对象、应用程序编程接口(API)、数据结构等。根据本文提供的公开内容，本领域技术人员将认识到，可用各种语言的各种版本来编写计算机程序。
可在各种环境中根据需要组合或分配计算机可读指令的功能。在一些实施方式中，计算机程序包括一个指令序列。在一些实施方式中，计算机程序包括多个指令序列。在一些实施方式中，从一个位置提供计算机程序。在其他实施方式中，从多个位置提供计算机程序。在各种实施方式中，计算机程序包括一个或多个软件模块。在各种实施方式中，计算机程序包括，部分或全部地，一个或多个网络应用程序、一个或多个移动应用程序、一个或多个独立应用程序、一个或多个网络浏览器插件、扩展、加载项或附件，或其组合。
在一些实施方式中，本文公开的平台、系统、介质和方法包括软件模块、服务器模块和/或数据库模块，或者对其的使用。鉴于本文提供的公开内容，软件模块是使用本领域已知的机器、软件和语言通过本领域技术人员已知的技术来创建的。本文公开的软件模块以多种方式实现。在各个实施方式中，软件模块包括一个文件、一段代码、一个编程对象、一个编程结构或其组合。在进一步的各个实施方式中，软件模块包括多个文件、多段代码、多个编程对象、多个编程结构或其组合。在各个实施方式中，所述一个或多个软件模块举非限制性示例而言，包括网络应用、移动应用和独立应用。在一些实施方式中，软件模块是在一个计算机程序或应用中。在其他实施方式中，软件模块是在不止一个计算机程序或应用中。在一些实施方式中，软件模块托管在一个机器上。在其他实施方式中，软件模块托管在不止一个机器上。在进一步实施方式中，软件模块托管在云计算平台上。在一些实施方式中，软件模块托管在位于一个位置的一个或多个机器上。在其他实施方式中，软件模块托管在位于不止一个位置的一个或多个机器上。
在一些实施方式中，本文所公开的平台、系统、介质和方法包括一个或多个数据库或其使用。鉴于本文所提供的公开内容，本领域技术人员将认识到许多数据库适合于存储和检索来自问诊系统的数据集、存储分类数据库、确定来自一个或多个数据库的参数、存储与分类数据库相关联的参数等。在各个实施方式中，合适的数据库举非限制性示例而言，包括关系型数据库、非关系型数据库、面向对象数据库、对象数据库、实体关系模型数据库、关联数据库和XML数据库。进一步非限制性示例包括SQL、PostgreSQL、MySQL、Oracle、DB2以及Sybase。在一些实施方式中，数据库是基于因特网的。在进一步实施方式中，数据库是基于网络的。在更进一步实施方式中，数据库是基于云计算的。在其他实施方式中，数据库是基于一个或多个本地计算机存储设备的。
实施例
图13图示了使用响应于气动挑战而进行的多普勒超声测量获得的示例实验数据。数据表明，可以根据振动频率和振幅来识别各种类型的积液。左上角的数据点来自膜后有空气(例如，无积液)的样品，显示出高振动频率和高振幅。左下角的数据点来自具有高粘性积液的样品，显示出高频率和非常低的幅度。右上角的数据点来自具有中等和较低粘性流体的样品，并显示出高幅度且低频率振动。
以下数据表示出了示例实验数据，该示例实验数据示出了根据活动性尺度调节本公开内容的装置以产生选定的移动特性。我们使用了从邵氏硬度20A到邵氏硬度70A的不同硬度的人工鼓膜。我们安排临床医生使用装配有用于气动耳镜检查的手动充气灯泡的标准耳镜查看人工鼓膜。我们的临床医生是儿科医生，他们在实践中经常使用气动耳镜。耳体模型还设置为使外耳道向环境打开(即开放式密封)，使得由于泄漏而导致吹气作用略微减弱，或者外耳道对环境关闭(“封闭式密封”)。针阀用于调节系统的阻尼。外耳道的入口在入口孔径之上有弹性体覆盖物，该弹性体覆盖物有直径为2mm的孔。这允许窥器的外表面与外耳道充分密封。
响应于吹气的鼓膜活动性的尺度是基于临床医生对体内鼓膜的预期移动的观察，其中“3”是正常的，“2”有点过度活动，“1”过度活动，“4”有点太僵硬，“5”太僵硬。根据数据，我们确定最接近正常值的平均值为70A。我们还确定了开放条件在鼓膜活动性方面引入了太多不确定性并代表了过度的泄漏状态。我们以随机顺序呈现鼓膜硬度，以减少模式识别引起的观察偏差。
我们用范围在邵氏70A值附近的人工鼓膜重复相同的方法。对于此套件，我们没有使用外耳道密封件上的“打开”位置。我们发现接近正常平均测量值的值是邵氏70A和80A人工鼓膜。
Figure GDA0003518866770000441
Figure GDA0003518866770000451
表1：测试1
Figure GDA0003518866770000452
表2：测试2
虽然本文已经示出和描述了本发明的优选实施方式，但对于本领域技术人员容易理解的是，这样的实施方式只是以示例的方式提供的。本领域技术人员现将在不偏离本发明的情况下想到许多更改、改变和替代。应当理解，在实践本发明的过程中可以采用对本文所描述的本发明实施方式的各种替代方案。以下权利要求旨在限定本发明的范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的方法和结构及其等效项。

Claims (95)

1.一种用于对包括鼓膜的耳朵的特性进行建模的装置，所述装置包括：
人工鼓膜，所述人工鼓膜具有模仿生物鼓膜的超声反射率的超声反射率；和
外壳，所述外壳耦合到所述人工鼓膜并进一步限定一内部部分，所述内部部分耦合到所述人工鼓膜的内部表面，所述内部部分具有可调节体积的流体或可调节类型的流体，并且所述内部部分具有可调节的气体压力。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述流体体积、所述流体类型或所述气体压力中的一个或多个的调节改变膜偏转或膜移动以可控地模仿耳朵的疾病状态。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述流体类型的所述调节包括改变流体的粘度。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述耳朵的所述疾病状态是细菌性或病毒性耳部感染。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述人工鼓膜的形状展现出来自所述人工鼓膜表面的光学反射，从而能够定位所述人工鼓膜并对准耳镜。
6.根据权利要求5所述的装置，其中所述光学反射展现在所述人工鼓膜的前下象限上。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述人工鼓膜具有一个或多个视觉提示，其中所述视觉提示包括至少部分地展现鼓膜脐或锤骨的形状。
8.根据权利要求1所述的装置，其中所述人工鼓膜是可扩张或可收缩的一种或多种，并且还被配置成响应于施加的气动压力变化而移动。
9.根据权利要求2所述的装置，其中所述人工鼓膜的所述移动可根据一组序数值而调节。
10.根据权利要求2所述的装置，其中所述人工鼓膜的所述移动可根据连续尺度而调节。
11.根据权利要求1所述的装置，其中所述流体体积、所述流体类型或所述气体压力中的一个或多个的调节改变膜移动的速率，以可控地模仿耳朵的疾病状态。
12.根据权利要求1所述的装置，其中所述外壳进一步限定外部部分，其中所述外部部分包括人工耳道，所述人工耳道具有人类儿童受试者或人类成人受试者的近似几何形状。
13.根据权利要求1所述的装置，其中所述内部部分包括耦合到所述鼓膜的模拟听骨链。
14.根据权利要求13所述的装置，其中所述模拟听骨具有可控的张力。
15.根据权利要求1所述的装置，其中所述人工鼓膜的形状和硬度被配置成模仿听骨链的存在。
16.根据权利要求1所述的装置，其中所述内部部分包括流体注射器或用于流体注射器的开口。
17.根据权利要求1所述的装置，其中所述内部部分包括内空气阀和内空气泵或用于内空气阀和内空气泵的开口。
18.根据权利要求17所述的装置，其中所述内部部分包括内压力计或用于内压力计的开口。
19.根据权利要求1所述的装置，其中所述外壳还限定了耦合到所述人工鼓膜的外部表面的外部部分。
20.根据权利要求19所述的装置，其中所述外部部分包括外压力计或用于外压力计的开口。
21.根据权利要求19所述的装置，其中所述外部部分包括外空气泵或用于外空气泵的开口。
22.根据权利要求1-21中任一项所述的装置，还包括处理器，所述处理器被配置成控制以下中的一个或多个的操作：所述流体注射器、所述内空气阀、所述内空气泵、所述内压力计、所述外压力计、所述外部气泵或用户可见的显示器。
23.根据权利要求22所述的装置，其中所述处理器被配置成从所述内压力计或所述外压力计中的一个或多个接收压力数据。
24.根据权利要求23所述的装置，其中所述压力数据用于调节以下中的一个或多个：
接近所述内部表面的所述流体体积；
接近所述内部表面的所述气体压力；和
接近所述外部表面的所述气体压力。
25.一种使用包括人工鼓膜的模型耳朵来测试耳镜的方法，所述方法包括：
提供具有模仿生物鼓膜的超声反射率的超声反射率的人工鼓膜；
调节接近所述人工鼓膜的内部表面的流体体积或类型；
调节接近所述人工鼓膜的内部表面的气体压力。
26.根据权利要求25所述的方法，其中调节所述流体体积、所述流体类型或所述气体压力中的一个或多个改变膜偏转或膜移动以可控地模仿耳朵的疾病状态。
27.根据权利要求26所述的方法，其中调节所述流体类型包括改变流体的粘度。
28.根据权利要求25所述的方法，其中所述耳朵的所述疾病状态是细菌性或病毒性耳部感染。
29.根据权利要求25所述的方法，还包括基于来自所述人工鼓膜表面的光学反射来对准耳镜以定位所述人工鼓膜。
30.根据权利要求29所述的方法，其中所述光学反射展现在所述人工鼓膜的前下象限上。
31.根据权利要求29所述的方法，其中所述人工鼓膜具有一个或多个视觉提示，其中所述视觉提示包括至少部分地展现鼓膜脐或锤骨的形状。
32.根据权利要求25所述的方法，还包括根据一组序数值来调节所述人工鼓膜的移动。
33.根据权利要求25所述的方法，还包括根据连续尺度来调节所述人工鼓膜的移动。
34.根据权利要求25所述的方法，还包括将声学耳镜的窥器朝向所述人工鼓膜引导，其中所述人工鼓膜是可扩张或可收缩中的至少一种，并且被配置成响应于施加的气动压力变化而移动。
35.根据权利要求26所述的方法，其中所述流体体积、所述流体类型或所述气体压力中的一个或多个的所述调节改变膜移动的速率，以可控地模仿耳朵的疾病状态。
36.根据权利要求25所述的方法，还包括提供人工耳道，所述人工耳道具有人类儿童受试者或人类成人受试者的近似几何形状。
37.根据权利要求25所述的方法，还包括调节耦合到所述人工鼓膜的模拟听骨链中的张力。
38.根据权利要求25所述的方法，其中所述人工鼓膜的形状和硬度被配置成模仿听骨链的存在。
39.根据权利要求25所述的方法，还包括使用流体注射器接近所述内部表面注射流体。
40.根据权利要求25所述的方法，其中调节接近所述内部表面的所述气体压力包括打开或关闭内空气阀并启动内空气泵。
41.根据权利要求25所述的方法，还包括使用内压力计测量接近所述内部表面的所述气体压力。
42.根据权利要求25所述的方法，还包括使用外压力计测量接近所述人工鼓膜的外部表面的所述气体压力。
43.根据权利要求25所述的方法，还包括使用外空气泵调节接近所述人工鼓膜的外部表面的所述气体压力。
44.根据权利要求25-43中任一项所述的方法，还包括使用处理器控制所述流体注射器、所述内空气阀、所述内空气泵、所述内压力计、所述外压力计、所述外部气泵或用户可见的显示器中的一个或多个的操作。
45.根据权利要求25所述的方法，还包括从所述内压力计或在处理器处的所述外压力计中的一个或多个接收压力数据。
46.根据权利要求45所述的方法，使用所述压力数据来调节以下中的一个或多个：
接近所述内部表面的所述流体体积；
接近所述内部表面的所述气体压力；和
接近所述外部表面的所述气体压力。
47.一种用于对包括鼓膜的耳朵的特性进行建模的装置，所述装置包括：
人工鼓膜；
外壳，所述外壳耦合到所述人工鼓膜并进一步限定耦合到所述人工鼓膜的内部表面的内部部分，所述内部部分具有可调节体积或可调节类型的流体以及可调节的气体压力；
其中所述流体体积或类型以及所述气体压力的调节改变膜移动以根据活动性尺度产生选定的移动特性。
48.根据权利要求47所述的装置，其中所述活动性尺度是一组序数值。
49.根据权利要求48所述的装置，其中所述活动性尺度是连续尺度。
50.根据权利要求47所述的装置，其中所述人工鼓膜是可扩张或可收缩的，并且被配置成响应于施加的气动压力变化而移动。
51.根据权利要求47所述的装置，其中所述流体体积、所述流体类型或所述气体压力中的一个或多个的所述调节改变膜偏转或膜移动以可控地模仿耳朵的疾病状态。
52.根据权利要求51所述的装置，其中所述流体类型的所述调节包括改变流体的粘度。
53.根据权利要求51所述的装置，其中所述耳朵的所述疾病状态是细菌性或病毒性耳部感染。
54.根据权利要求47所述的装置，其中所述人工鼓膜的形状展现来自所述人工鼓膜表面的光学反射，从而能够定位所述人工鼓膜并对准耳镜。
55.根据权利要求54所述的装置，其中所述光学反射展现在所述人工鼓膜的前下象限上。
56.根据权利要求47所述的装置，其中所述人工鼓膜具有一个或多个视觉提示，其中所述视觉提示包括至少部分地展现鼓膜脐或锤骨的形状。
57.根据权利要求47所述的装置，其中所述外壳进一步限定外部部分，其中所述外部部分包括人工耳道，所述人工耳道具有人类儿童受试者或人类成人受试者的近似几何形状。
58.根据权利要求47所述的装置，其中所述内部部分包括耦合到所述鼓膜的模拟听骨链。
59.根据权利要求58所述的装置，其中所述模拟听骨具有可控的张力。
60.根据权利要求47所述的装置，其中所述人工鼓膜的形状和硬度被配置成模仿听骨链的存在。
61.根据权利要求47所述的装置，其中所述内部部分包括流体注射器或用于流体注射器的开口。
62.根据权利要求47所述的装置，其中所述内部部分包括内空气阀和内空气泵或用于内空气阀和内空气泵的开口。
63.根据权利要求62所述的装置，其中所述内部部分包括内压力计或用于内压力计的开口。
64.根据权利要求47所述的装置，其中所述外壳还限定了耦合到所述人工鼓膜的外部表面的外部部分。
65.根据权利要求64所述的装置，其中所述外部部分包括外压力计或用于外压力计的开口。
66.根据权利要求64所述的装置，其中所述外部部分包括外空气泵或用于外空气泵的开口。
67.根据权利要求47-66中任一项所述的装置，还包括处理器，所述处理器被配置成控制以下中的一个或多个的操作：所述流体注射器、所述内空气阀、所述内空气泵、所述内压力计、所述外压力计、所述外部气泵或用户可见的显示器。
68.根据权利要求67所述的装置，其中所述处理器被配置成从所述内压力计或所述外压力计中的一个或多个接收压力数据。
69.根据权利要求68所述的装置，其中所述压力数据用于调节以下中的一个或多个：
接近所述内部表面的所述流体体积；
接近所述内部表面的所述气体压力；和
接近所述外部表面的所述气体压力。
70.一种使用包括人工鼓膜的模型耳朵来测试耳镜的方法，所述方法包括：
提供人工鼓膜；
调节接近所述人工鼓膜的内部表面的流体体积或类型；
调节接近所述人工鼓膜的内部表面的气体压力；
其中所述流体体积或类型的所述调节以及所述气体压力的所述调节改变膜移动以根据活动性尺度产生选定的移动特性。
71.根据权利要求70所述的方法，其中调节所述流体体积、所述流体类型或所述气体压力中的一个或多个改变膜偏转或膜移动以可控地模仿耳朵的疾病状态。
72.根据权利要求70所述的方法，其中所述耳朵的所述疾病状态是细菌性或病毒性耳部感染。
73.根据权利要求70所述的方法，其中所述流体类型的所述调节包括改变流体的粘度。
74.根据权利要求70所述的方法，还包括基于来自所述人工鼓膜表面的光学反射来对准耳镜以定位所述人工鼓膜。
75.根据权利要求74所述的方法，其中所述光学反射展现在所述人工鼓膜的前下象限上。
76.根据权利要求74所述的方法，其中所述人工鼓膜具有一个或多个视觉提示，其中所述视觉提示包括至少部分地展现鼓膜脐或锤骨的形状。
77.根据权利要求70所述的方法，其中所述活动性尺度包括一组序数值。
78.根据权利要求70所述的方法，其中所述活动性尺度包括连续尺度。
79.根据权利要求70所述的方法，还包括将声学耳镜的窥器朝向所述人工鼓膜引导，其中所述人工鼓膜是可扩张或可收缩中的一种，并且被配置成响应于施加的气动压力变化而移动。
80.根据权利要求71所述的方法，其中所述流体体积、所述流体类型或所述气体压力中的一个或多个的所述调节改变膜移动的速率，以可控地模仿耳朵的疾病状态。
81.根据权利要求70所述的方法，还包括提供人工耳道，所述人工耳道具有人类儿童受试者或人类成人受试者的近似几何形状。
82.根据权利要求70所述的方法，其中所述内部部分包括耦合到所述鼓膜的模拟听骨链。
83.根据权利要求70所述的方法，还包括调节耦合到所述人工鼓膜的模拟听骨链中的张力。
84.根据权利要求70所述的方法，其中所述人工鼓膜的形状和硬度被配置成模仿听骨链的存在。
85.根据权利要求70所述的方法，还包括使用流体注射器接近所述内部表面注射流体。
86.根据权利要求70所述的方法，其中调节接近所述内部表面的所述气体压力包括打开或关闭内空气阀并启动内空气泵。
87.根据权利要求70所述的方法，还包括使用内压力计测量接近所述内部表面的所述气体压力。
88.根据权利要求70所述的方法，还包括使用外压力计测量接近所述人工鼓膜的外部表面的所述气体压力。
89.根据权利要求70所述的方法，还包括使用外空气泵调节接近所述人工鼓膜的外部表面的所述气体压力。
90.根据权利要求70-89中任一项所述的方法，还包括使用处理器控制所述流体注射器、所述内空气阀、所述内空气泵、所述内压力计、所述外压力计、所述外部气泵或用户可见的显示器中的一个或多个的操作。
91.根据权利要求70所述的方法，还包括从所述内压力计或所述外压力计中的一个或多个接收压力数据。
92.根据权利要求91所述的方法，使用所述压力数据来调节以下中的一个或多个：
接近所述内部表面的所述流体体积；
接近所述内部表面的所述气体压力；和
接近所述外部表面的所述气体压力。
93.一种用于对包括鼓膜的耳朵的特性进行建模的装置，所述装置包括：
人工鼓膜；以及
外壳，所述外壳耦合到所述人工鼓膜并进一步限定耦合到所述人工鼓膜的内部表面的内部部分，所述内部部分具有可调节体积或类型的流体以及可调节的气体压力；
其中所述流体体积或所述流体类型和所述气体压力中的两个或更多个的调节改变膜偏转或膜移动以可控地模仿耳朵的疾病状态。
94.一种使用包括人工鼓膜的模型耳朵来测试耳镜的方法，所述方法包括：
提供人工鼓膜；
调节接近所述人工鼓膜的内部表面的流体体积或类型；
调节接近所述人工鼓膜的内部表面的气体压力；
所述流体体积、所述流体类型或所述气体压力中的两个或更多个的所述调节改变膜偏转或膜移动以可控地模仿耳朵的疾病状态。
95.一种模拟鼓膜的系统，所述系统包括：
主腔；
膜，其中所述膜被支撑在所述主腔内，其中所述膜将所述主腔的内部与所述主腔的外部分隔开，并且其中所述膜通过膜夹固定；以及
弹性体弹簧，其中所述弹性体弹簧耦合到所述膜并且其中所述弹性体弹簧通过弹簧夹固定；
其中所述膜的质量、所述弹性体弹簧的阻尼、弹簧刚度、所述主腔的所述内部中的压力和所述主腔的所述内部中的流体量中的至少一个被选择性地控制为模拟耳朵内的状况。
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