專利名稱：可植入的信號傳送系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及醫(yī)用植入物，并且更具體而言涉及ー種新型經皮聽覺假體植入物系統(tǒng)。
背景技術：
正常的耳朵如圖1所示將聲音通過外耳101傳送至鼓膜102，鼓膜102移動中耳 103的聽小骨，聽小骨振動耳蝸104的卵形窗106和圓形窗107的膜。耳蝸104是圍繞其軸線螺旋盤繞大約ニ叉二分之ー圈的狹長管道。耳蝸包括稱為前庭階的上通道和稱為鼓階的下通道，該上通道和下通道由耳蝸管相連。耳蝸104形成直立的螺旋維，其具有稱為蝸軸的中心，耳蝸神經105的螺旋神經節(jié)細胞位于蝸軸上。響應于接收到的由中耳103傳送的聲音，流體填充的耳蝸104充當換能器以生成電脈沖，電脈沖被發(fā)送到耳蝸神經105，并最終發(fā)送到大腦。當把外部聲音轉換為沿耳蝸104的神經基質的有意義的動作電位的能力存在問題時，聽カ受損。為了提高受損的聽力，已經開發(fā)出聽覺假體。例如，當損傷與中耳103的工作有關時，可使用常規(guī)的助聽器或中耳植入物以放大的聲音的形式向聽覺系統(tǒng)提供聲機械刺激?；蛘撸敁p傷與耳蝸104相關時，帶有植入的刺激電極的耳蝸植入物可通過由沿電極分布的多個電極觸頭傳送的小電流來電刺激聽覺神經組織。中耳植入物采用電磁換能器以將聲音轉換為中耳103的機械振動。線圈繞組通過附接到中耳103內的非振動結構而保持靜止，并且麥克風信號電流被傳送至該線圈繞組以生成電磁場。磁體附接到中耳103內的聽小骨，以使得磁體的磁場與線圈的磁場相互作用。 磁體響應于磁場的相互作用而振動，從而引起中耳103的骨骼的振動。參見以引用方式并入本文中的美國專利6，190，305。

發(fā)明內容
本發(fā)明的實施例旨在提供ー種用于受體患者的可植入的聽覺假體?？芍踩氲慕邮站€圈接收外部生成的通信數據信號?？芍踩氲男盘柼幚砥髋c接收線圈通信以將通信數據信號轉換為換能器刺激信號?？芍踩氲姆忾]的聲換能器與信號處理器通信以將換能器刺激信號轉換為聲信號，該聲信號用于生成在患者的中耳中的一個或多個聽覺結構的聲學振動刺激。如本文所用，術語“聲的”涉及聲音通過空氣的傳播，而與固體材料中的機械振動不同。在另外的實施例中，聲換能器可具體地為漂浮質量換能器。聲換能器可適于在ェ 作位置中漂浮例如在栓系引線的末端處漂浮，而不直接附接到患者的鼓膜或顱骨?；蛘撸?br> 4換能器可適于固定地附接到例如顱骨或鼓膜。聲換能器可具有用于生成聲信號的柔性主體。在特定實施例中，聲換能器可由生物相容性膜來密封封閉或封閉。在特定實施例中，聲換能器可產生單向聲信號或多向(如雙向)聲信號。聽覺結構可包括卵形窗膜、圓形窗膜和/或患者中耳中的ー個或多個聽小骨。在本發(fā)明的各種實施例中，可植入的信號傳送阻隔器被提供用于將聲能和/或機械能導向至耳朵中的結構。信號傳送阻隔器包含可植入的封閉換能器。阻隔器可以是在阻隔器壁中具有一系列褶皺的末端開ロ的圓柱體。阻隔器的結構和組成將由換能器生成的聲能或機械能有效地耦合到所選的耳部結構，并且隔離殘余能量，以免導致高逆向轉換函數 (“RTF”)水平。阻隔器可定制以適合耳朵的解剖結構。在特定實施例中，阻隔器由有機硅或鈦制成，并且包括在阻隔器壁中的一系列褶皺，用于確定能量的傳播模式。褶皺可以排布為垂直或平行于圓柱體的縱向軸線，或者可以圍繞圓柱體的縱向軸線扭轉。在本發(fā)明的其它實施例中，提供了探測器麥克風系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以顯著減輕由諸如手術室的環(huán)境中的環(huán)境噪音帶來的聲音感測問題。校準后的聲音刺激信號被饋送至換能器，換能器在中耳中生成聲能和/或機械能。一次性阻隔器被提供用于封閉和密封中耳中的容積，例如耳蝸窗或整個中耳中的容積。麥克風管將來自阻隔器室的聲音傳導至麥克風。 麥克風記錄生成電信號的聲壓級，該電信號被放大和饋送至模數轉換器。轉換器的輸出由諸如計算機的處理裝置讀取，并且與預期聲級相比較。麥克風阻隔器用來顯著降低環(huán)境噪音水平，從而允許準確測量。


圖1示出了典型人耳的解剖結構。圖2示出了本發(fā)明的ー個特定實施例在植入受體患者的耳中時的實例。圖3示出了根據本發(fā)明的一個實施例的聲換能器的進ー步細節(jié)。圖4A、4B和4C示出了根據本發(fā)明的實施例的包括換能器的有機硅的可植入傳送阻隔器。圖5A至5C示出了根據本發(fā)明的實施例的包括換能器的鈦的可植入傳送阻隔器。圖6是根據本發(fā)明的實施例的帶有一次性阻隔器的探測器麥克風系統(tǒng)的圖示。圖7示出了圖6的探測器麥克風系統(tǒng)的進一歩細節(jié)。
具體實施例方式本發(fā)明的各種實施例旨在提供用于使用可植入的封閉聲換能器的受體患者的可植入的聽覺假體。這將聲信號作為振動能量導向到更靠近用于聽覺的目標結構耳蝸。圖2示出了本發(fā)明的ー個特定實施例在植入受體患者耳內時的實例，圖3示出了這樣的聲換能器的進ー步細節(jié)。外部信號處理器201生成表示附近聲音的通信數據信號。 外部發(fā)射線圈202置于患者皮膚的表面上，并位于恰在皮膚下方植入的對應接收線圈203 上方。發(fā)射線圈202將通信數據信號通過皮膚耦合到植入的接收線圈203?？芍踩氲男盘柼幚砥髋c接收線圈203(例如在共用的殼體中)通信并將通信數據信號轉換為換能器刺激信號。來自可植入的信號處理器的換能器刺激信號通過植入物引線204耦合到可植入的封閉聲換能器205，封閉聲換能器205定位在中耳103和耳蝸104的聽覺結構例如圓形窗107 和/或卵形窗106膜附近。聲換能器205將來自植入物引線204的換能器刺激信號轉換為對應聲信號，該聲信號用于生成中耳103和/或耳蝸104中的附近聽覺結構中的一個或多個的聲學振動刺激。在圖2和3所示實施例中，在其靠近中耳103和/或耳蝸104中的聽覺結構的工作位置中，聲換能器205在植入物引線204的栓系端處漂浮，而不直接附接到患者的鼓膜102 或顱骨。在這樣的實施例中，聲換能器可產生多向(如雙向)聲信號，該聲信號能以振動方式刺激多個目標聽覺結構，例如，中耳103中的聽小骨、耳蝸104的圓形窗107和/或卵形窗106中的ー個或多個。然而在其它實施例中，聲換能器205可適于固定地例如附接到顱骨或鼓膜102。在這樣的實施例中，聲換能器205可產生實際上為單向的聲信號，該聲信號可以振動方式僅僅刺激單個聽覺結構，或者多個目標聽覺結構。聲換能器205可具體地為漂浮質量換能器(FMT)，其帶有用于生成聲信號的柔性主體。在一些實施例中，聲換能器205可由生物相容性膜來密封封閉或封閉(例如，充當可植入的聲學揚聲器)。可棺入的信號傳送阻隔器在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，可植入的信號傳送阻隔器被提供用于將聲能和/或機械能導向至耳朵中的結構。阻隔器可以是在阻隔器壁中具有一系列褶皺的末端開ロ的圓柱體。阻隔器包含可植入的封閉換能器。阻隔器的結構和組成將由換能器生成的聲能或機械能有效地耦合到所選的中耳結構，并且隔離殘余能量，以免導致高逆向轉換函數(“RTF”) 水平。阻隔器可定制以適合耳朵的解剖結構。圖4A示出了信號傳送阻隔器400的一個實施例。阻隔器400是帶有開ロ端405 的柔性有機硅的圓柱體。阻隔器400的壁中的手風琴狀褶皺有助于確定到耳部結構的聲能或機械能的傳遞模式。阻隔器400的手風琴狀褶皺也允許外科醫(yī)生調節(jié)(“壓扁”)阻隔器 400以適合患者的解剖結構。外科醫(yī)生可將阻隔器400沿其縱向軸線壓縮或垂直于該軸線調整阻隔器400。圖4B示出了安裝在耳朵內的圖4A的阻隔器400的剖視圖。換能器410 利用來自接收機420的信號刺激。該信號被外部發(fā)射機430發(fā)射。在該實例中，阻隔器400 定位在鄰近中耳的圓形窗440處。圖4C示出了類似地定位在圓形窗440上的阻隔器400， 并且示出了其它中耳結構450。當然，阻隔器400可以定位成將能量導向至各種耳部結構。圖5A示出了根據本發(fā)明的另ー個實施例的可植入的信號傳送阻隔器500。阻隔器500由鈦制成，并且形成為末端開ロ的圓柱體。在優(yōu)選實施例中，阻隔器500的直徑可在從約1至約4mm的范圍內變化，阻隔器500的長度同樣地在從約1至約4mm的范圍內變化。 圖5A的阻隔器500的壁內的褶皺圍繞圓柱體的縱向軸線扭轉。扭轉的阻隔器利用沿阻隔器500的扭轉的凸緣(rib)的初級模式耦合能量，同時沿阻隔器500的縱向軸線排布次級模式。圖5B示出了鈦阻隔器530的另ー實施例的剖視圖。阻隔器530封閉壓電雙作用換能器534。圓柱體具有焊接的鈦端蓋532。也示出了有凸緣的阻隔器530設計的另外的能量耦合模式。圖5C示出了帶有以凸緣形式褶皺的另外的鈦阻隔器550，該凸緣平行于阻隔器圓柱體的縱向軸線。用于該阻隔器陽0的初級模式的能量傳送平行于阻隔器的縱向軸線。帶一次性阻隔器的探測器麥克風
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在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，提供了探測器麥克風系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以顯著減輕由手術室中的高壞境噪音水平帶來的聲音感測問題。校準后的聲音刺激信號被饋送至在耳朵中生成聲音的換能器。一次性的阻隔器被提供用于密封耳朵的窗或整個中耳。麥克風管將來自阻隔器室的聲音傳導至麥克風。麥克風記錄生成電信號的聲壓級，該電信號被放大和饋送至模數轉換器。轉換器的輸出由諸如計算機的處理裝置讀取，并且與預期聲級相比較。阻隔器用來顯著降低環(huán)境噪音水平，從而允許準確測量。圖6和7示出了根據本發(fā)明的另ー個實施例的探測器麥克風系統(tǒng)?？捎捎嬎銠C 620驅動的聲音發(fā)生器610生成校準后的信號，以驅動換能器630。換能器將聲能傳送到中耳642的振動結構。換能器可以是漂浮質量換能器或本領域已知的其它換能器。中耳642 中的麥克風阻隔器650在其中封閉包括將探測的耳部結構的容積，所述將探測的耳部結構例如在本實例中的耳蝸窗652，從而形成聲室651。阻隔器壁顯著衰減到達聲室651的環(huán)境噪音。麥克風管660將來自阻隔器室的聲音傳導至麥克風670。麥克風670記錄聲壓級并生成電信號，該電信號被放大680和饋送至模數轉換器(未示出)。轉換器的輸出由諸如計算機620的處理裝置讀取，并且與預期聲級相比較。麥克風阻隔器650用來顯著降低記錄麥克風670處的環(huán)境噪音水平，從而有利于準確測量聲音。在探測器麥克風系統(tǒng)的各種實施例中，阻隔器650可由柔軟的醫(yī)用級有機硅制成，并密封耳朵652的窗或整個中耳。其它實施例可采用用于阻隔器的其它材料。這些阻隔器可以是一次性或可重復使用的。麥克風探測器管660為無菌的，并且可以是一次性或可重復使用的。雖然已經公開了本發(fā)明的各種示例性實施例，但對于本領域的技術人員應顯而易見的是，在不脫離本發(fā)明的實質范圍的情況下，可進行將實現本發(fā)明的一些優(yōu)點的各種變化和修改。
權利要求
1.ー種用于受體患者的可植入的聽覺假體，該假體包括可植入的接收線圏，所述可植入的接收線圈用于接收外部生成的通信數據信號； 可植入的信號處理器，所述可植入的信號處理器與所述接收線圈通信以將所述通信數據信號轉換為換能器刺激信號；和可植入的封閉聲換能器，所述可植入的封閉聲換能器與所述信號處理器通信以將所述換能器刺激信號轉換為聲信號，用于生成在患者的中耳中的一個或多個聽覺結構的聲學振動刺激。
2.根據權利要求1所述的可植入的聽覺假體，其中所述聲換能器為漂浮質量換能器。
3.根據權利要求1所述的可植入的聽覺假體，其中所述聲換能器適于在工作位置處漂浮，而不直接附接到所述患者的鼓膜或顱骨。
4.根據權利要求3所述的可植入的聽覺假體，其中所述聲換能器在栓系引線的末端處漂浮。
5.根據權利要求1所述的可植入的聽覺假體，其中所述聲換能器為密封封閉的。
6.根據權利要求1所述的可植入的聽覺假體，其中所述聲換能器由生物相容性膜來封閉。
7.根據權利要求1所述的可植入的聽覺假體，其中所述聲換能器適于固定地附接到所述患者的顱骨。
8.根據權利要求1所述的可植入的聽覺假體，其中所述聲換能器適于固定地附接到鼓膜。
9.根據權利要求1所述的可植入的聽覺假體，其中所述聲換能器產生單向聲信號。
10.根據權利要求1所述的可植入的聽覺假體，其中所述聲換能器產生多向聲信號。
11.根據權利要求10所述的可植入的聽覺假體，其中所述聲換能器產生雙向聲信號。
12.根據權利要求1所述的可植入的聽覺假體，其中所述聲換能器具有用于生成所述聲信號的柔性主體。
13.根據權利要求1所述的可植入的聽覺假體，其中所述聽覺結構包括所述患者的卵形窗膜。
14.根據權利要求1所述的可植入的聽覺假體，其中所述聽覺結構包括所述患者的圓形窗膜。
15.根據權利要求1所述的可植入的聽覺假體，其中所述聽覺結構包括在所述患者的中耳中的ー個或多個聽小骨。
16.ー種用于受體患者的可植入的聽覺假體，該假體包括可植入的接收線圏，所述可植入的接收線圈用于接收外部生成的通信數據信號； 可植入的信號處理器，所述可植入的信號處理器與所述接收線圈通信以將所述通信數據信號轉換為換能器刺激信號；可植入的聲換能器，所述可植入的聲換能器與所述信號處理器通信以用于將所述換能器刺激信號轉換為聲學振動刺激信號；和可植入的信號傳送阻隔器，所述可植入的信號傳送阻隔器封閉所述聲換能器并將所述聲學振動刺激信號機械耦合到患者的中耳中的一個或多個聽覺結構。
17.根據權利要求16所述的可植入的聽覺假體，其中所述聲換能器為漂浮質量換能器
18.根據權利要求16所述的可植入的聽覺假體，其中所述阻隔器由有機硅制成。
19.根據權利要求16所述的可植入的聽覺假體，其中所述阻隔器由鈦制成。
20.根據權利要求16所述的可植入的聽覺假體，其中所述阻隔器為末端開ロ的圓柱體。
21.根據權利要求20所述的可植入的聽覺假體，其中所述阻隔器的壁包括作為凸緣沿所述圓柱體的縱向軸線排布的多個褶皺。
22.根據權利要求20所述的可植入的聽覺假體，其中所述阻隔器的壁包括作為凸緣圍繞所述圓柱體的縱向軸線扭轉地排布的多個褶皺。
23.根據權利要求20所述的可植入的聽覺假體，其中所述阻隔器的壁包括垂直于所述圓柱體的縱向軸線排布的多個褶皺。
24.根據權利要求16所述的可植入的聽覺假體，其中所述聽覺結構包括所述患者的卵形窗膜。
25.根據權利要求16所述的可植入的聽覺假體，其中所述聽覺結構包括所述患者的圓形窗膜。
26.根據權利要求16所述的可植入的聽覺假體，其中所述聽覺結構包括在所述患者的中耳中的ー個或多個聽小骨。
27.ー種用于監(jiān)視患者的中耳的探測器麥克風系統(tǒng)，包括 麥克風阻隔器，所述麥克風阻隔器適于封閉所述中耳的一定容積； 麥克風管，所述麥克風管在第一末端處以操作方式耦合到阻隔器；和麥克風，麥克風以操作方式耦合到所述麥克風管的第二末端。
28.根據權利要求27所述的探測器麥克風系統(tǒng)，還包括耦合到耳朵的換能器。
29.根據權利要求觀所述的探測器麥克風系統(tǒng)，其中所述換能器為漂浮質量換能器。
30.根據權利要求27所述的探測器麥克風系統(tǒng)，其中所述阻隔器適于覆蓋整個中耳。
31.根據權利要求27所述的探測器麥克風系統(tǒng)，其中所述阻隔器包括醫(yī)用級有機硅。
全文摘要
描述了一種用于受體患者的可植入的聽覺假體。可植入的接收線圈接收外部生成的通信數據信號?？芍踩氲男盘柼幚砥髋c接收線圈通信以將通信數據信號轉換為換能器刺激信號?？芍踩氲姆忾]聲換能器與信號處理器通信以將換能器刺激信號轉換為聲信號，用于生成患者的中耳中的一個或多個聽覺結構的聲學振動刺激。換能器可封閉在可植入的信號傳送阻隔器中。探測器麥克風系統(tǒng)包括用于密封中耳結構的阻隔器，以減少環(huán)境噪音拾取。
文檔編號H04R25/00GK102598716SQ201080049602
公開日2012年7月18日 申請日期2010年10月28日 優(yōu)先權日2009年10月30日
發(fā)明者杰弗里·R·鮑爾 申請人:維布蘭特美迪醫(yī)療電子聽覺技術有限公司