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Die Aufgabe von aktiven Mittelohrimplantaten besteht darin, die Basilarmembran des Innenohrs mechanisch zu stimulieren. Neben dem klassischen Zugang über den Steigbügel ist auch die Erregung über das runde Fenster möglich.

In dieser Arbeit werden die mechanischen Grundlagen der Ankopplung aktiver Mittelohrimplantate an das runde Fenster untersucht. Die Kraft- und Bewegungsübertragung steht dabei im Vordergrund und wird durch Simulationen am Rechner und grundlegende Laborexperimente behandelt.

Um die Erregung des Innenohrs zu bewerten, muss die Kinematik an der Einkoppelstelle betrachtet werden. Bei Erregung über das ovale Fenster kann die Starrkörperbewegung der Steigbügelfußplatte mit drei Elementarbewegungen idealisiert werden. Diese Darstellung ist bei der Ankopplung an die elastische Rundfenstermembran als Kontinuum nicht mehr möglich. Als Kenngröße der Deformation wird hier die effektive Volumenverschiebung vorgestellt.

Die Ankopplung an die Rundfenstermembran stellt eine unilaterale Bindung dar. Zur Gewährleistung des Kontakts ist eine Vorspannung an der Koppelstelle erforderlich, um quasistatische Druckschwankungen auszugleichen. Die Vorspannung führt aufgrund des nichtlinearen Steifigkeitsverhaltens des Gesamtsystems zu einer Veränderung des Arbeitspunkts. Dadurch verschieben sich die Eigenfrequenzen nach oben und die Erregungsamplituden des Aktors nehmen ab. Langzeiteffekte wie z.B. Kriechen oder Relaxation verursachen eine Reduktion der ursprünglichen Vorspannung.

Die angesprochenen Problemkreise werden an Beispielen eines schädelgekoppelten Implantats und eines Floating-Mass-Transducers aufgezeigt.