Ο σκοπός της διδακτορικής διατριβής ήταν η μελέτη και η ανάπτυξη προσομοιωτή λειτουργίας του μέσου ωτός με σκοπό την υποστήριξη στη διάγνωση. Ο βασικός τρόπος διάγνωσης των παθολογιών του μέσου ωτός βασίζεται στην τυμπανομετρία. Εξέλιξη της τυμπανομετρίας είναι η τυμπανομετρία πολλαπλών συχνοτήτων, η οποία χρησιμοποιήθηκε για το σκοπό της διατριβής. Στις περισσότερες παθολογικές καταστάσεις, η διάγνωση βασίζεται εν μέρει σε αντικειμενικά κριτήρια. Το πρόβλημα έγκειται στη μετάφραση της κωδωνοειδούς καμπύλης του τυμπανογράμματος. Σε πολλές περιπτώσεις αυτό είναι αναποτελεσματικό για δύο λόγους. Πρώτον γιατί η καμπύλη ενδέχεται να συμπίπτει σε περισσότερες από μία παθολογικές καταστασεις και δεύτερον γιατί μπορεί να λειτουργούν στοιχεία του συστήματος κατά τέτοιο τρόπο ώστε να αλληλοεξουδετερώνονται τα αποτελέσματά τους. Η λειτουργία του προσομοιωτή βασίζεται στην αντιστοίχιση του βιολογικού συστήματος του μέσου ωτός (από τον τυμπανικό υμένα ως την ωοειδή και στρογγυλή θυρίδα) σε μηχανολογικό σύστημα και εν συνεχεία στην αντιστοίχιση του σε ισοδύναμο ηλεκτρικό κύκλωμα. Στο πλαίσιο της μελέτης εκφράστηκε η συνάρτηση μεταφοράς του ισοδύναμου κυκλώματος, αναπτύχθηκε η αρχιτεκτονική λειτουργίας του προσομοιωτή, διερευνήθηκαν αλγόριθμοι επεξεργασίας των μετρήσεων, λήφθηκαν κλινικές μετρήσεις φυσιολογικών και παθολογικών δειγμάτων και αξιολογήθηκαν τα αποτελέσματά τους. Εν τέλει αποδείχθηκε η ορθή λειτουργία του προσομοιωτή για φυσιολογική λειτουργία του μέσου ωτός και για την παθολογική λειτουργία του στις νόσους της ωτοσκλήρυνσης και της μέσης εκκριτικής ωτίτιδας. / The purpose of this doctoral dissertation was the study and development of a simulator of the function of middle-ear in order to support the diagnostic procedure. The basic diagnostic procedure for middle ear pathologies is based on tympanometry. The evolution of classic tympanometry is multi-frequency tympanometry, which was used for the purpose of this study. In most pathological situations, diagnosis is based partly on objective criteria. The problem lies with the translation of the bell-like curve of the tympanogram. In most cases this is not effective for two reasons. Firstly, because the curve may concur in more than one pathological situations and secondly, because elements of the system may function in such a way as to cancel each other out in their depiction. The operation of the simulator is based on the correlation of the biological system of the middle ear (tympanic membrane to round and oval windows) to the mechanical system and eventually to the equivalent electrical circuit. During thiw study, the transfer function of the system was generated, the architecture of the simulator was created, algorithms of manipulation of the measurements were investigated, clinical measurements were taken for both normal and pathological ears and their results were evaluated. Finally, the correct operation of the simulator was proven for normal operation of the middle ear and pathological operation in the cases of otosclerosis and secretory otitis media.

Το ακουστικό σύστημα έχει να μας διδάξει πολλά σχετικά με τις κεντρικές ακουστικές διαδικασίες, όμως ο τρόπος με τον οποίο συμπεριφέρεται και λειτουργεί σε διάφορα νοσήματα (αυτισμός, σ.Αsperger, σχιζοφρένεια), όσο και σε καταστάσεις τόσο προβληματικές (δυσλεξία, αλκοολισμός, κώμα) όσο και φυσιολογικές (εκμάθηση ξένων γλωσσών), είναι ακόμη άγνωστος. Ο λεπτός κρίκος που παρεμβάλλεται μεταξύ όλων αυτών των καταστάσεων και της λειτουργίας του ακουστικού συστήματος είναι ένα (ακουστικό) προκλητό δυναμικό, το αρνητικό δυναμικό ασυμφωνίας (ΑΔΑ). Το δυναμικό αυτό εκλύεται από τον εγκέφαλο οποτεδήποτε ένας διαφορετικός ήχος επιδράσει σε μια ακολουθία σταθερών ήχων. Πρόκειται για ένα αυτόματο φαινόμενο το οποίο υπάρχει στη φύση, είναι όμως δυνατό να εκλυθεί και να μελετηθεί και πειραματικά. Στην παρούσα εργασία αναλύεται το δυναμικό ΑΔΑ, περιγράφονται κάποιες κλινικές χρησιμότητες και μερικά πλεονεκτήματά του και αναλυτικά η μεθοδολογία και η πειραματική διάταξη που ακολουθήθηκε για την ανάδειξη του σημαντικού αυτού δυναμικού. Η πειραματική διάταξη που χρησιμοποιήθηκε στην παρούσα εργασία, επέτρεψε την ανίχνευση ισχυρών και διακριτών δυναμικών ΑΔΑ. Η διάταξη είναι εύκολα αναπαραγώγιμη και θα μπορούσε να τύχει πολλών κλινικών εφαρμογών. / By studying the function of the auditory system, it is possible to also elucidate the function of several central auditory procedures. It is however largely unknown how these are related to diseases such as autism, Asperger's syndrome, schizophrenia, but also to other situations such as dyslexia, coma, alcoholism, or the learning of foreign languages. The tiny bond that connects all these functions with central auditory processes is an auditory evoked potential called mismatch negativity (MMN). The MMN is elicited whenever a deviant sound interferes in a sequence of standard tones. Elicitation of MMN potentials is an automatic procedure that happens in nature all the time. It can however also be produced and detected in the laboratory. The present work starts with a detailed description of the MMN potential. Some of its advantages, as well as its clinical uses are also presented. This work also includes a very detailed description of the methhodology used to detect and study MMN potentials in experimental conditions. The experimental setup used in this work allowed us to detect substantial and discernible MMNs. This setup, and hence the study of MMNs is easily replicable, could therefore be also used in clinical praxis.