Concepção, análise e fabricação de um cabo flat para conexão de um acelerômetro implantado na orelha média

Abstract

Os recentes avanços no desenvolvimento de substratos e interconexões flexíveis para dispositivos eletrônicos motivaram diversas pesquisas sobre futuras tecnologias implantáveis. No que concerne o desenvolvimento de um implante coclear totalmente implantável, a literatura ainda apresenta poucas propostas de cabos flexíveis para a conexão elétrica do implante. O presente trabalho tem como objetivo analisar o comportamento dinâmico de distintas propostas de cabos flexíveis para operar com sensores implantados na orelha média humana. Para tanto, realizaram-se análises analíticas e análises numéricas usando um software comercial de elementos finitos. Inicialmente, foi realizada a análise modal e harmônica de dois cabos do tipo flat descritos na literatura para caracterização do comportamento vibratório de cada cabo e validação dos modelos de elementos finitos.

A análise seguite quantifica a influência dos cabos da literatura na resposta vibratória da orelha média, utilizando de um modelo mecânico de parâmetros concentrados e um modelo de elementos finitos da mesma. Em um segundo momento, foi analisada a falha mecânica de uma concepção própria de cabo flat flexível adaptado a operar com o sensor de vibração implantável desenvolvido pelo grupo.

Verificou-se que as frequências e formas modais do 1º cabo de referência modelado por elementos finitos são muito próximas às frequências e formas modais determinados por modelos analíticos usando a teoria de viga de Euler-Bernoulli. O segundo cabo de referência apresentou comportamento vibratório semelhante a placa de Kirchhoff cujos dos delocamentos transversais dependem das duas direções laterais da placa. Em relação aos efeitos dos cabos sobre a orelha média, o 1º cabo apresenta influência quase nula, porém o 2º reduz significativamente o nível de vibração na maior parte do espectro de análise.

Por fim. avaliou-se que as tensões impostas ao cabo proposto pelo deslocamento da orelha média, não levam a falha mecânica do mesmo.