摘要： 聽覺系統(tǒng)各組成部分的機械損傷是爆炸后造成聽力損失的主要原因，強脈沖聲致聽覺損害風險準則仍然存在許多爭議，例如：指標選擇沖量還是超壓峰值，正壓持續(xù)時間是否重要等。本研究基于自由場實爆條件，設計并搭建了大動物爆炸致傷平臺，探究了不同爆炸參數(shù)對鼓膜破裂的影響規(guī)律，并建立了基于自由場超壓峰值和正壓持續(xù)時間的鼓膜創(chuàng)傷量效關系。通過筆形壓力傳感器測量自由場超壓，通過Friedlander 公式擬合超壓時程曲線，確定沖擊波超壓峰值和正壓持續(xù)時間，并對時域中記錄的波形進行歸一化能量頻譜分析，以確定沖擊波在頻域上的信號能量分布。對爆炸后的小型豬進行解剖，記錄不同爆炸參數(shù)下鼓膜創(chuàng)傷程度。以超壓峰值和正壓持續(xù)時間為自變量，對實驗數(shù)據(jù)進行二元邏輯回歸分析，并給出鼓膜破裂風險曲線。研究發(fā)現(xiàn)，當自由場超壓峰值低于170 kPa 時，鼓膜無明顯損傷；當自由場超壓峰值高于237 kPa 時，部分鼓膜出現(xiàn)不同程度的破裂和充血。距爆心越近，超壓峰值越大，但鼓膜創(chuàng)傷的嚴重程度并未隨之單調增加。在8.0 kg TNT 當量的爆炸實驗中，鼓膜破裂的嚴重程度隨爆心距的減小呈現(xiàn)先提高再降低的趨勢。通過對沖擊波載荷特征的分析可知，距爆心越近，正壓持續(xù)時間越短，高頻段能量占比相對更大，小型豬鼓膜破裂的概率可能反而降低，此時仍然出現(xiàn)顯著的聽力損失和耳蝸損傷。鼓膜作為通過振動傳遞聲信號的黏彈性薄膜結構，其動力學響應可能與載荷頻率成分密切相關。除了超壓峰值，沖擊波波形頻譜分布對鼓膜破裂程度影響顯著。

關鍵詞： 自由場爆炸；沖擊波；鼓膜破裂；聽力損失；致傷風險

中圖分類號： O389 國標學科代碼： 13035 文獻標志碼： A

聽覺器官是爆炸沖擊波最敏感的靶器官之一，其爆炸沖擊傷發(fā)生率高，影響專業(yè)人員的作業(yè)能力，開展爆炸沖擊波致聽覺功能損害評估具有重要意義，目前爆炸致聽力損失的形成和預防機制尚不清晰。鼓膜（tympanic membrane， TM）破裂是最常見的耳部爆炸傷，Gan 等[1] 通過激波管動物實驗測量研究了鼓膜破裂閾值和超壓波形之間的關系。Gan 等[2] 通過激波管人體顳骨實驗研究了沖擊波方向與鼓膜破裂閾值的關系，基于人耳三維有限元建模計算，提出了鼓膜應力相對于超壓峰值的變化率可以表征鼓膜在沖擊波下的力學損傷的觀點。盡管閾值指標僅選擇了超壓峰值，基于人耳顳骨測量得到的鼓膜破裂閾值數(shù)據(jù)仍具有臨床診斷價值。Gan 等[3] 通過激波管人體顳骨實驗和人耳三維有限元建模評估了耳塞針對于沖擊波的防護機制，將傳遞到鼓膜處的沖擊波超壓峰值和超壓波形作為評價耳塞防護效果的2 個指標。

鼓膜由于其低破裂閾值且易觀察的特性，被視為一種爆炸傷標記物，用于判斷聽力的損害程度。隨著醫(yī)學研究的深入，研究者提出，鼓膜破裂程度和聽力損失程度并不一致，不能準確地判斷聽覺功能的損害程度。爆炸波如何與鼓膜相互作用并損害外周聽覺系統(tǒng)的機制仍然不清楚，Leckness 等[4] 建立了人耳三維有限元模型來預測爆炸超壓通過外耳中耳的傳輸。Brown 等[5-6] 和Bradshaw 等[7] 建立了從外耳到耳蝸的爆炸波傳輸三維有限元模型，并計算了鼓膜、中耳聽小骨和耳蝸基底膜的位移響應。有限元模型能模擬沖擊波加載時中耳和耳蝸的響應，為闡明爆炸致聽力損失機制提供參考，可應用于協(xié)助預防、診斷和治療戰(zhàn)場人員由于爆炸引起的聽力損失。Jiang 等[8-9] 通過激波管人耳顳骨實驗對爆炸暴露的人耳進行了生物力學測量，他們使用雙激光多普勒測振儀來測量爆炸導致的鼓膜以及鐙骨底板的運動。在此基礎上，Bien 等[10] 同時測量了沖擊波導致的鐙骨底板的運動和耳蝸內流體的壓力。這些研究提供了一種新的方法來定量表征爆炸導致的中耳力學響應并量化進入耳蝸的能量通量，實驗數(shù)據(jù)可用于幫助闡明外周聽覺系統(tǒng)損傷的形成機制。Gan 等[11] 通過掃描激光多普勒測振技術對正常和爆炸后的人顳骨鼓膜進行了全場表面運動測量，該方法可描述爆炸后鼓膜傳聲運動的改變以及可能的局部受損位置。Luo 等[12-13] 通過霍普金森拉桿在300～2 000 s?1 的高應變率下對人耳鼓膜條帶試樣進行了拉伸實驗，測試了爆炸前后鼓膜的高應變率力學性能。Engles 等[14] 通過激光多普勒測振儀在200～8 000 Hz 的頻率范圍測試了聲加載導致的鼓膜振動，通過有限元建模的逆問題求解確定了爆炸對鼓膜存儲模量和損耗模量的影響。Liang 等[15-17] 通過微條紋投影法表征了爆炸沖擊波對鼓膜非線性靜態(tài)力學性能的影響，并且表征了人耳圓窗膜的力學性質。

研究者也通過激波管動物實驗對聽覺功能損害和聽覺系統(tǒng)病理性變化進行了直接表征。Chen 等[18]通過龍貓爆炸模型量化了重復低強度爆炸導致的急性和進行性聽覺損害。Smith 等[19] 研究了龍貓反復暴露在引起輕度創(chuàng)傷性腦損傷（mild traumatic brain injury， mTBI）的爆炸載荷下所產生的進行性聽覺損害，在出現(xiàn)永久聽力損失的動物中觀察到了聽覺皮層的損傷，結果表明引起mTBI 的爆炸次數(shù)嚴重影響聽力損失。Jiang 等[20] 提出了一種新方法來對反復爆炸所導致的外周聽覺系統(tǒng)（peripheral auditorysystem， PAS）和中央聽覺系統(tǒng)（central audirory system， CAS）損傷進行造模，通過使用頭盔以及耳塞的動物模型和生物力學模型對這2 種損傷進行區(qū)分。Shao 等[21] 在此基礎上審查了PAS 和CAS 的改變，發(fā)現(xiàn)中樞聽覺反應獨立于外周聽覺，耳塞可以保護鼓膜和中耳免受結構損傷，但聽力水平、耳蝸外毛細胞和CAS（興奮性和抑制性神經遞質受體水平）僅在測試的爆炸超壓水平上得到部分保護。耳蝸核持續(xù)性的神經退化可能在長期的聽力損害中起主要作用。

然而，沖擊波致聽力損失的形成機制和預防機制并不清晰。爆炸致聽覺損害風險準則仍然存在很多爭議，例如：指標選擇沖量還是超壓峰值，正壓持續(xù)時間是否重要，短脈沖還是長脈沖更危險等。關于閾值的討論組成了一個龐大的數(shù)據(jù)庫，這個數(shù)據(jù)庫由看似不相容的數(shù)據(jù)集和相互矛盾的觀點組成。聽力是一個復雜的物理過程，爆炸致聽覺損害風險標準需要足夠復雜、能夠處理這些數(shù)據(jù)庫中各種看似矛盾的效應。此外，鼓膜作為多層黏彈性膜組織，其對于爆炸沖擊波和高強聲的失效準則如何制定仍然面臨挑戰(zhàn)。盡管明確鼓膜破裂與沖擊波波形相關，但沒有建立相應的量效關系?，F(xiàn)有研究絕大部分都是基于小動物激波管實驗平臺開展，且鼓膜損傷與耳蝸損傷的關系沒有進一步表征。

本研究基于自由場實爆條件，設計并搭建大動物爆炸致傷平臺，在不同爆心距離下得到一系列具有超壓峰值梯度和正壓持續(xù)時間梯度的沖擊波載荷工況，探究不同爆炸參數(shù)對于鼓膜破裂的影響規(guī)律，并建立基于自由場超壓峰值和正壓持續(xù)時間的鼓膜創(chuàng)傷量效關系。

1 方 法

1.1 搭建大動物致傷平臺

采用自由場實爆條件對爆炸致動物耳創(chuàng)傷進行研究，炸藥當量分別為1.9 kg TNT 以及8.0 kg TNT，爆心距離地面高度為1.8 m。選用14 頭質量均約15 kg 的健康雄性小型豬（巴馬小香豬）作為致傷豬，用于觀察沖擊波傷情，布放方法如圖1 所示。共有7 種致傷工況，每個工況布置2 頭小型豬。7 種致傷工況的爆炸條件分別為1.9 kg TNT 當量爆炸，距離爆心1.8、2.6 和3.2 m 以及8.0 kg TNT 當量爆炸，距離爆心2.6、2.9、3.2 和3.8 m，得到一系列具有超壓峰值梯度和正壓時間梯度的沖擊波載荷工況。

將焊制的半圓柱形鐵質艙室固定在增高支架上用于實驗，使艙室所處高度與爆心一致。采用2% 戊巴比妥鈉作為麻醉劑，以20 mg/kg 的劑量對小型豬進行誘導麻醉。將麻醉后的小型豬軀干放置在艙室中，注意頭部面對爆心，并在縫隙處填充泡沫膠保證密封性，泡沫膠固化后就實現(xiàn)了小型豬的固定。給固定后的小型豬佩戴防火面罩以保護口鼻，如圖2 所示。通過筆形壓力傳感器（型號PCB137B22/PCB137B23）測量自由場壓力，采樣頻率為5 MHz。壓力傳感器安裝位置離致傷豬較近，且與致傷豬保持在同一半徑，探頭離地面的高度與爆心一致，且方向與沖擊波傳播方向垂直。

爆炸前后，均采用聽性腦干反應（auditory brainstem response， ABR）對小型豬的聽力功能進行測試，記錄爆炸前后ABR 閾值的變化。將小型豬麻醉后轉至簡易隔聲屏蔽室，置于電熱毯上維持體溫。安裝完電極后，以短聲（ click）及1、2、4、6 和8 kHz 的短純音作為刺激聲音，最大刺激強度為90 dB，按10 dB 遞減，當出現(xiàn)無規(guī)律難以辨認的波形時，遞增5 dB，將誘發(fā)出可重復規(guī)律波形的最低刺激強度記為ABR 閾值。爆炸后記錄每個布放距離的即刻死亡率。將麻醉狀態(tài)下的小型豬放置在解剖臺上，以大動脈放血的方式將其處死。沿顱頂中線進行開顱，取出腦組織后，暴露鼓膜和耳蝸。摘取耳蝸放置于電鏡固定液中保存，通過掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope， SEM）觀察。使用咬骨鉗仔細剝離鼓膜周圍骨質，從中耳向外耳道方向暴露鼓膜，觀察記錄鼓膜的創(chuàng)傷情況。

1.2 自由場爆炸載荷條件

1.2.1 超壓時程曲線

沖擊波超壓時程（p-t）曲線具有一個特征形狀，當沖擊波到達時，壓力幾乎是瞬間升高的，然后呈現(xiàn)指數(shù)型衰減，在一段時間t+后，壓力返回到環(huán)境值并進入負壓階段[22]。Friedlander[23] 提出這種特征形狀可以描述為：

p = pse-γt/ t+（1-t/ t+） （1）

式中：ps 為超壓峰值；t+為正壓持續(xù)時間；γ 為無量綱常數(shù)，這里設置為4[24]。式（1） 對較寬峰值超壓范圍的爆炸沖擊波超壓時間歷史提供了較好的描述，是獲得超壓峰值和正壓持續(xù)時間的較好方法[22]。

1.2.2 沖擊波波形分析

對超壓波形進行脈沖壓力能量頻譜分析，以確定信號在頻率上的能量分布。通過傅里葉變換將記錄的超壓波形轉化為頻率（25 Hz～5 MHz）上的壓力分布。脈沖能量通量即單位面積的能量，由下式[1]給出：

式中：E*為脈沖能量通量；p（t） 為時域上的脈沖壓力信號；T 為信號總時長，本文中T=40 ms；ρ 為空氣密度；c 為空氣中的聲速；本文中假設ρ 和c 是與壓力無關的常數(shù)。

采用中心頻率為62.5、125、250 和500 Hz，1、2、4、8 和16 kHz 的倍頻帶通濾波器，以及低通濾波器L62.5 和高通濾波器H16k，對不同頻段的信號進行篩選和過濾。濾波信號的能量通量也通過式（2） 來計算。由于脈沖信號在時域上壓力平方的積分在頻域上保持恒等[25]，將各頻段的能量通量除以總脈沖能量通量，得到各個頻段的歸一化能量通量。

1.3 基于邏輯回歸模型識別創(chuàng)傷量效關系

與爆炸沖擊波致顱腦創(chuàng)傷（blast-induced traumatic brain injury， bTBI）類似，鼓膜創(chuàng)傷風險曲線可以表示為超壓峰值ps 與正壓持續(xù)時間t+的函數(shù)。根據(jù)Rafaels 等[26] 的描述，bTBI 耐受性曲線可以通過冪律關系進行現(xiàn)象學描述：

ps = p0[1+α（t+）-β]（3）

式中：p0、α 和β 為需要通過實驗確定的參數(shù)，且β＞0。本文中通過式（3） 對小型豬耳鼓膜致傷載荷的特點進行描述。采用Sigmoid 函數(shù)表示損傷概率：

Y （A） =1／1+e-A （4）

式中：Y 為損傷概率，其值限制在0～1 之間；A 為超壓峰值ps 和正壓持續(xù)時間t+共同貢獻的度量。A 定義

為如下形式[27]：

A = C1 +C2 ln{p0[1+α（t+）-β]=ps}（5）

式中：除p0、α、β 外，C1 和C2 也為待定常數(shù)。通過最大似然估計對實驗中測得的創(chuàng)傷數(shù)據(jù)進行二元邏輯回歸分析，確定鼓膜破裂風險曲線，并繪制在ps-t+圖中。

2 結果與討論

2.1 沖擊波載荷特征

2.1.1 超壓峰值和正壓持續(xù)時間

圖3 展示了在1.9 kg TNT 當量爆炸距離爆心1.8 m 處的實測自由場超壓時程曲線以及用Friedlander 方程擬合的結果，可以看出，F(xiàn)riedlander 方程提供了一個較好的超壓時間歷史的描述。由此確定沖擊波超壓峰值和正壓持續(xù)時間，如表1 所示。由表1 可以看出，在爆炸沖擊波作用范圍1.8～5.5 m 內，實驗測得超壓峰值為96.3～628.3 kPa，沖擊波正壓持續(xù)時間為1.4～6.6 ms。由距離擬合曲線（圖4～5）可見，隨著爆心距的增大，爆炸沖擊波超壓峰值減小，正壓持續(xù)時間增長，符合沖擊波衰減規(guī)律。

2.1.2 沖擊波能量頻譜分析

不同當量爆炸條件下，不同位置處所測沖擊波信號在不同頻帶的歸一化能量分布如圖6 所示。可以看出，沖擊波大部分能量集中在小于500 Hz 的較低頻率下；距離爆心越近，正壓持續(xù)時間越短，能量分布向高頻移動。這表明，不同正壓持續(xù)時間的沖擊波表現(xiàn)出不同的能量分布特征，正壓持續(xù)時間越短，高頻段能量占比相對越高。

2.2 爆炸致鼓膜破裂量效關系

2.2.1 鼓膜創(chuàng)傷形式

實驗中記錄到的鼓膜損傷情況如圖7 所示，可分為3 類，分別是鼓膜無明顯損傷（圖7（a））、鼓膜片狀出血（圖7（b））和鼓膜穿孔（圖7（c））。基于此分類統(tǒng)計的鼓膜損傷情況如表1 所示，可以看出，當自由場峰值超壓小于170 kPa 時，鼓膜無明顯損傷，為半透明狀薄膜，呈現(xiàn)張緊狀態(tài)。當峰值超壓大于237 kPa時，鼓膜會出現(xiàn)不同程度的充血甚至破裂。本研究中觀察到的鼓膜破裂呈現(xiàn)圓孔狀，占完整鼓膜面積的1/3～2/3，甚至全部消失。沒有觀察到Koike 等[28] 在臨界破裂壓力觀察到的沿徑向方向的撕裂以及靜壓作用下鼓膜的撕裂[29]。隨著離爆心距離越近，超壓峰值越大，但鼓膜創(chuàng)傷嚴重程度并未隨之單調增加。在8.0 kg TNT 當量爆炸實驗中，鼓膜破裂嚴重程度隨著爆心距的減小呈現(xiàn)先提高再降低的趨勢。

2.2.2 沖擊波致鼓膜破裂風險曲線

利用式（4）～（5），以超壓峰值和正壓持續(xù)時間為自變量，對表1 中實驗測得的鼓膜破裂率進行二元邏輯回歸分析，結果如圖8 所示。參數(shù)值確定如下：α=20 ms1.2， β=1.2， p0=67 kPa， C1=2， C2=?8.12。

對99%、50% 和1% 的致傷概率，繪制了沖擊波對小型豬鼓膜破裂風險曲線，同時也將實驗測得的數(shù)據(jù)繪制其中，如圖9 所示。隨爆心距的增大，超壓峰值降低，正壓持續(xù)時間增長。從建立的量效關系可以看出，1.9 kg TNT 當量爆炸實驗中，鼓膜致傷概率隨爆心距的增大而降低，而在8.0 kg TNT 當量爆炸實驗中，鼓膜致傷概率隨著爆心距的增大呈現(xiàn)先提高再降低的趨勢。和實驗觀察到的規(guī)律一致，回歸模型能捕捉到鼓膜破裂量效關系主要趨勢和特征。

2.3 討論

自由場沖擊波的特點是上升沿陡峭、超壓峰值高、信號帶寬和持續(xù)時間短（微秒-毫秒級）[30]。常用的沖擊波生物毀傷準則包括超壓峰值準則、結合持續(xù)時間的超壓峰值準則、沖量準則和超壓峰值-沖量準則，其中超壓峰值準則使用最廣泛[30]。然而，聽力損失是一個復雜的物理過程，爆炸致聽覺損害風險準則仍然存在很多爭議，例如：指標選擇沖量還是超壓峰值、正壓持續(xù)時間是否重要和短脈沖還是長脈沖更危險等[31]。本研究中就出現(xiàn)了與直覺相違背的現(xiàn)象。在8 kg TNT 當量的自由場爆炸中，鼓膜創(chuàng)傷程度沒有隨著超壓峰值的變大（爆心距的減?。┒鴨握{提高。在離爆心2.6 m 的位置，即使致死率為50%，鼓膜破裂率為0%，充血率為25%。此時超壓峰值為628.28 kPa，正壓持續(xù)時間為1.3 ms，這一沖擊波強度足以使小型豬致死，卻沒有出現(xiàn)鼓膜破裂。隨著爆心距的增大，沒有出現(xiàn)小型豬死亡的情況。在爆心距2.9 m 處，鼓膜破裂率為0%，充血率為100%，此時超壓峰值為528.74 kPa，正壓持續(xù)時間為2.11 ms。在爆心距3.2 m 處，鼓膜破裂率提高到100%，在爆心距3.8 m 處，鼓膜破裂率降低到50%，充血率為25%。

鼓膜作為一個黏彈性薄膜結構，通過自身的振動將聲音信號傳遞進中耳及內耳。Cullis[32] 討論了沖擊波與結構相互作用的影響因素，認為爆炸形成的沖擊波將來自爆炸流場的能量耦合到結構中而與結構相互作用。隨著沖擊波的傳播，其超壓峰值降低，正壓區(qū)被不斷拉寬，形狀發(fā)生改變，相應地沖擊波載荷的能量頻率分布也發(fā)生了變化。圖6 也能提供直接的依據(jù)，離爆心越遠，低頻能量占比越高。然而，受載結構具有一系列固定的特征頻率及相應的振動模式，結構的響應依賴于沖擊波如何將能量耦合到這些振動模式中[32]。因此，除了超壓峰值和沖量，沖擊波的整體形狀也對結構的響應產生顯著影響。此外，鼓膜及其附著的聽骨鏈、肌肉和韌帶都有黏彈性，具有一定的壓力緩沖能力[33]。當沖擊波的正壓持續(xù)時間與結構振蕩周期相比較短時，載荷的部分能量就會被結構的慣性吸收，從而減小結構變形[32]。這些機制提供了一定的角度去理解鼓膜的創(chuàng)傷程度是如何隨爆心距的改變而改變的。然而，確切的致傷機制需要進一步研究。一方面，可以通過實驗測量或者有限元仿真去定量研究鼓膜在不同類型沖擊波作用下的動態(tài)響應特性；另一方面，需要發(fā)展能反映鼓膜材料動態(tài)損傷特征的失效準則。

實驗中發(fā)現(xiàn)，盡管沒有發(fā)生鼓膜穿孔，卻仍然出現(xiàn)了嚴重的聽力損失和內耳耳蝸損傷，如圖10 所示。圖10 為8.0 kg TNT 當量爆炸條件下距爆心2.9 m 處的小型豬在爆炸前后的ABR 聽力閾值變化以及耳蝸毛細胞SEM 圖像?？梢钥闯?，短聲ABR 閾值上升40 dB，高頻聽力損失嚴重，2 kHz 以上純音ABR 閾值上升40～70 dB，同時也觀測到耳蝸內毛細胞（inner hair cell， IHC）與外毛細胞（outer hair cell，OHC）的顯著損傷。這一現(xiàn)象也印證了Xie 等[34] 和Littlefield 等[35] 提出的鼓膜破裂和聽力功能損失不一致的現(xiàn)象，鼓膜的破裂程度不能直接作為聽覺爆炸傷標記物。Amrein 等[31] 指出，即使正壓持續(xù)時間較短，也會立即出現(xiàn)嚴重的聽力損害。Koike 等[28] 提出鼓膜破裂可以被視為耳部的一種合適的保護機制。鼓膜與圓窗膜的面積比能夠放大鼓膜所接收到的聲壓，實現(xiàn)外耳空氣聲與內耳流體聲的阻抗匹配，使得大部分聲能可以傳遞進內耳[36]。如果鼓膜是非常頑強的，只會在顯著超壓下破裂，那么突然的非生理性超壓會導致壓力波的能量直接傳遞進入聽骨鏈以及耳蝸。這會導致更加嚴重的問題，例如：聽骨鏈的脫位和圓窗膜的破裂等。但是，鼓膜破裂是一種機械損傷，并不是所有高強度的沖擊波都會導致鼓膜破裂，例如：在本研究8 kg TNT 當量的實爆實驗中，距爆心2.6 和2.9 m 處，正壓持續(xù)時間短，即使超壓峰值高，也沒有出現(xiàn)鼓膜破裂。因此，具有高聲強、短正壓時間特征的載荷（例如小口徑武器產生的高強度短脈沖[37]）對于聽覺功能來說是危險的，在防護的過程中需要特別注意。這種載荷一般不會引起鼓膜破裂，容易受到忽略，類似的載荷還有低強度沖擊波的反復暴露（低于鼓膜破裂閾值）[18]。盡管鼓膜破裂程度不能作為長期聽覺功能障礙的標記物，但鼓膜仍然是沖擊波與耳部作用的第一步。沖擊波如何與鼓膜相互作用并將能量傳遞到外周聽覺系統(tǒng)的機制仍然需要研究，這對于闡明強脈沖聲致聽力損失的形成機制和預防機制至關重要。

3 結 論

基于自由場實爆條件，設計并搭建了大動物爆炸致傷平臺，在不同爆心距離下得到了一系列具有超壓峰值梯度和正壓持續(xù)時間梯度的沖擊波載荷工況。基于本實驗中小型豬耳部傷情的觀測結果，探究了不同爆炸參數(shù)對鼓膜破裂的影響規(guī)律，通過邏輯回歸分析建立了基于自由場超壓峰值和正壓持續(xù)時間的鼓膜創(chuàng)傷量效關系。研究發(fā)現(xiàn)，當自由場超壓峰值低于170 kPa 時，鼓膜無明顯損傷；當自由場超壓峰值大于237 kPa 時，部分鼓膜出現(xiàn)不同程度的破裂和充血。隨著離爆心越近，超壓峰值越大，但鼓膜創(chuàng)傷的嚴重程度并未隨之單調提高。通過分析沖擊波載荷特征可知，離爆心越近正壓持續(xù)時間越短，高頻段能量占比相對越高，小型豬鼓膜破裂的概率可能反而降低，此時，仍然出現(xiàn)顯著的聽力損失和耳蝸損傷。除了超壓峰值，沖擊波波形頻譜分布可能對鼓膜破裂程度影響顯著。爆炸波如何與鼓膜相互作用并損害聽覺系統(tǒng)的機制仍需進一步研究。本研究可為爆炸性武器沖擊波生物損傷效應標準的制定提供參考。

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（責任編輯 張凌云）

基金項目： 國家重點研發(fā)計劃（2020-JCJQ-ZD-254，2022YFC3320502）