新型聽力補(bǔ)償作動(dòng)器裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種治療聽力損傷的可外科手術(shù)新型植入作動(dòng)器，更具體的說，本發(fā)明涉及一種基于壓電疊堆和彈簧耦合桿聯(lián)結(jié)的植入式作動(dòng)器，該作動(dòng)器根據(jù)外部聲音信號產(chǎn)生振動(dòng)，通過直接驅(qū)動(dòng)聽骨鏈中砧骨底板或者鐙骨底板的方式來補(bǔ)償聽力損失。
【背景技術(shù)】
[0002]聽力損傷已經(jīng)成為了目前一種常見的疾病。目前每年國內(nèi)的新生兒中大約會(huì)有2萬到3萬患有先天性重度耳聾；隨著社會(huì)老齡化，越來越多的老年人也會(huì)因?yàn)槁犛X系統(tǒng)老化而患有感音神經(jīng)性耳聾；由于現(xiàn)代工業(yè)的影響，很多人因?yàn)樯钤胍艋蛘呗殬I(yè)原因聽毛細(xì)胞受損，耳聾患者的人數(shù)劇增。調(diào)查顯示，我國聽力損失人數(shù)位列世界第一，每年新增聽力損傷人數(shù)達(dá)30萬，青少年成為高危人群，迫切需要有效的治療有段。
[0003]目前，助聽裝置的研發(fā)已經(jīng)成為了國內(nèi)外的研宄熱點(diǎn)之一。國內(nèi)外有學(xué)者和研宄機(jī)構(gòu)開始研宄中耳植入式助聽裝置，將一作動(dòng)器植入在耳內(nèi)并作用于聽骨鏈的聽小骨上，通過該作動(dòng)器的機(jī)械激勵(lì)直接帶動(dòng)聽骨鏈振動(dòng)，進(jìn)而對聽力損傷進(jìn)行補(bǔ)償。由于不需要借助麥克風(fēng)放大聲音，故該裝置不存在耳道堵塞問題。且采用直接機(jī)械振動(dòng)激勵(lì)，更符合真實(shí)人耳自然感受聲音的方式，清晰度較高。其相對與麥克風(fēng)的聲激勵(lì)，這種機(jī)械式激勵(lì)通常都具有較高的輸出增益，能夠?qū)^高程度的聽力損傷進(jìn)行補(bǔ)償。在美國專利7651460中，GAN公開了一種全植入式中耳助聽裝置，其作動(dòng)器主要是由線圈和磁體構(gòu)成。其中，線圈植入在靠近外耳道部位，磁體放置在聽骨鏈上。利用電流在線圈中感應(yīng)出磁場來驅(qū)動(dòng)磁體，進(jìn)而利用磁體的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)聽骨鏈振動(dòng)。美國專利5800336中，Ball等公開了一種懸浮式作動(dòng)器，通過附在聽骨鏈上的電磁作動(dòng)器來驅(qū)動(dòng)聽骨鏈的振動(dòng)。這兩款設(shè)計(jì)的作動(dòng)器都是采用電磁式的，即利用電磁原理來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)，所以不能在強(qiáng)磁場環(huán)境下工作。此外，電磁式作動(dòng)器能耗較大，需較頻繁充電，不適合應(yīng)用到全植入式助聽裝置。相反，利用逆壓電效應(yīng)來驅(qū)動(dòng)聽骨鏈的壓電式作動(dòng)器能夠很好地克服以上兩點(diǎn)不足。Jin-Ho Cho在美國專利7239069中，公開了一種懸浮式壓電作動(dòng)器，該作動(dòng)器中壓電構(gòu)件用壓電陶瓷疊堆來實(shí)現(xiàn)，該作動(dòng)器直接鉗夾在靠近鐙砧關(guān)節(jié)的砧骨部位，通過慣性力驅(qū)動(dòng)聽骨鏈。這種懸浮式壓電振子的植入無需切斷聽骨鏈，不會(huì)對患者耳內(nèi)的傳聲組織造成不可恢復(fù)的破壞。此外，由于采用了壓電陶瓷疊堆作為壓電構(gòu)件，整個(gè)作動(dòng)器的工作頻率和輸出力較壓電雙晶片都有較大的提高。不過，由于該作動(dòng)器鉗夾在聽骨鏈上，其惰性將不可避免地惡化患者的殘余聽力。研宄表明，該類作動(dòng)器質(zhì)量越大對患者殘余聽力的影響越大，故需要限制整個(gè)作動(dòng)器的質(zhì)量，這就對制造工藝提出了較高要求，大大增加了制造成本。此外，該作動(dòng)器的正常工作，還需要患者的聽骨鏈完好，這使該作動(dòng)器無法對聽骨鏈損壞的混合性聽力損傷患者進(jìn)行治療。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種植入式助聽裝置的作動(dòng)器，該作動(dòng)器可以在強(qiáng)磁場環(huán)境下工作；且其高頻增益好，能夠?qū)^高程度的感音神經(jīng)性聽力損傷進(jìn)行補(bǔ)償；功耗低，使得患者無需頻繁更換電源或者充電；同時(shí)，作動(dòng)器的激勵(lì)可以作用在砧骨底板或者鐙骨底板，所以無需患者的聽力鏈完好。
[0005]本發(fā)明提供了一種新型聽力補(bǔ)償作動(dòng)器裝置，包括固定支撐部分、壓電構(gòu)件、耦合桿、彈簧，固定支撐部分通過植入手術(shù)，固定在患者頭骨上，為整個(gè)作動(dòng)器提供固定支座；壓電構(gòu)件，包括壓電疊堆，將導(dǎo)線傳入的電信號轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)部壓電材料的形變，實(shí)現(xiàn)機(jī)械激勵(lì)；耦合桿，與聽骨鏈系統(tǒng)聯(lián)結(jié)，傳遞機(jī)械激勵(lì)；彈簧，作為中間元件，聯(lián)結(jié)耦合桿，平衡來自壓電構(gòu)件的激勵(lì)力，減小系統(tǒng)的總剛度，降低系統(tǒng)功耗。
[0006]進(jìn)一步地，在本發(fā)明中，耦合桿和固定支撐部分皆由鈦、鈦合金等生物相容性金屬材料制成。
[0007]進(jìn)一步地，在本發(fā)明中，壓電疊堆構(gòu)件包括具有內(nèi)表面和外表面的殼體，所述外表面鍍有鈦、鈦合金等生物相容性材料，所述內(nèi)表面的大小設(shè)置成可容所述壓電疊堆，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)將壓電疊堆與人體的隔離。
[0008]進(jìn)一步地，在本發(fā)明中，壓電構(gòu)件包括一個(gè)特制的螺紋連接件，該螺紋連接件一端與壓電構(gòu)件中的壓電疊堆基部端連接；另一端與固定支撐部分通過螺紋來連接，進(jìn)而將壓電構(gòu)件連接在固定支架上。
[0009]更進(jìn)一步地，在本發(fā)明中，彈簧由鈦合金生物相容性金屬材料制成，具有剛度小的特點(diǎn)，可明顯減小壓電構(gòu)件與耦合桿之間系統(tǒng)的剛度，減小激勵(lì)功耗。
[0010]本發(fā)明中的作動(dòng)器與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):該作動(dòng)器的壓電構(gòu)件采用了壓電陶瓷堆的形式，相對與壓電雙晶片結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)使該作動(dòng)器工作頻帶寬、輸出增益大，有利于補(bǔ)償較高程度的感音神經(jīng)性耳聾；其工作原理基于壓電材料的逆壓電效應(yīng)，不會(huì)受電磁干擾的影響，使得患者可以在強(qiáng)磁場環(huán)境下工作；該作動(dòng)器直接作用在鐙骨上時(shí)，其植入無需患者聽骨鏈完好，能夠?qū)β牴擎湏p壞的混合性聽力損傷進(jìn)行治療。針對聽骨鏈完好的患者，該作動(dòng)器可直接作用在砧骨體上，無需切斷聽骨鏈，不會(huì)對患者的耳內(nèi)傳聲組織造成不可恢復(fù)的破壞；采用彈簧裝置，可明顯減小壓電構(gòu)件和耦合桿之間的系統(tǒng)剛度，減小助聽裝置的功耗。
【附圖說明】
[0011]圖1是人耳的主要結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是作動(dòng)器的壓電疊堆-彈簧-耦合桿系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3是作動(dòng)器第一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖4是作動(dòng)器第二個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖中:1、外耳，2、中耳，3、內(nèi)耳，4、耳廓，5、耳道，6、聽骨鏈，7、錘骨，8、砧骨，9、鐙骨，10、耳蝸，11、固定支架，12、螺紋連接件，13、壓電疊堆，14、連接桿，15、殼體，16、螺釘，17、導(dǎo)線，18、鉗夾轉(zhuǎn)置，19、彈簧，20、固定支撐裝置，21、內(nèi)螺紋軸套，22、內(nèi)螺紋套筒。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0017]實(shí)施例
[0018]圖1為人耳結(jié)構(gòu)示意圖，圖中示出了外耳1、中耳2及內(nèi)耳3的橫截面。外耳主要包括耳廓4及耳道5。中耳則包括鼓膜(耳膜)6和聽骨鏈。聽骨鏈由三塊微小互聯(lián)的骨頭(聽小骨)組成，即錘骨7、砧骨8和鐙骨9。錘骨7貼附