<Desc/Clms Page number 1>
Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van oorstukjes. Deze uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van oorstukjes, meer speciaal op maat vervaardigde oorstukjes, ook"maatoorstukjes" genoemd.
Het is bekend dat oorstukjes in verschillende toepassingen kunnen worden aangewend, onder andere als gehoorbeschermers die al dan niet van ingebouwde accessoires, zoals bijvoorbeeld een dempingselement, zijn voorzien, als onderdeel van een hoorapparaat en als behuizing voor een communicatieelement, zoals een luidspreker, micro en dergelijke.
Oorstukjes dienen voor elke gebruiker afzonderlijk te worden aangemaakt, daar de gehoorgang van iedere persoon verschillend is in vormgeving.
Tot op heden gebeurt dit door het nemen van een afdruk van het gehoorkanaal. Hierbij wordt eerst een propje watten in de gehoorgang aangebracht, waarna een hoeveelheid afdrukpasta, bijvoorbeeld siliconen of dergelijke in de gehoorgang wordt ingespoten. Door het opstijven van de afdrukpasta wordt een model verkregen dat een weergave is van de gehoorgang. Aan de hand van dit model wordt vervolgens een tegenmodel gemaakt. In de holte van dit tegenmodel wordt uiteindelijk een hoeveelheid kunststof gegoten, bijvoorbeeld acrylaat. De uitgeharde kunststof vormt dan uiteindelijk het oorstukje.
Deze bekende techniek is bijzonder omslachtig. Enerzijds komen hier veel manuele handelingen bij kijken, en wanneer
<Desc/Clms Page number 2>
een groot aantal gehoorbeschermers dient te worden vervaardigd voor de tewerkgestelden in een bedrijf, dienen steeds vakmensen ter plaatse te gaan om afdrukken te nemen, wat een dure aangelegenheid is. Anderzijds bestaat het risico dat het trommelvlies beschadigd wordt tijdens het inspuiten van de afdrukpasta of tijdens het verwijderen van de afdruk, bijvoorbeeld wanneer dit laatste gebeurt door vacuümtrekken.
De uitvinding heeft een werkwijze en een inrichting tot doel voor het vervaardigen van oorstukjes, waarbij de voornoemde nadelen kunnen worden uitgesloten.
Hiertoe bestaat de uitvinding in de eerste plaats uit een werkwijze voor het vervaardigen van oorstukjes, met als kenmerk dat zij bestaat in het driedimensionaal opmeten van de vorm van de gehoorgang van de patiënt of dergelijke, en het aan de hand van de opgemeten gegevens fabriceren van het betreffende oorstukje.
Doordat de vormgeving van de gehoorgang driedimensionaal wordt vastgelegd met behulp van een meettechniek, ontstaat het voordeel dat geen afdruk meer dient te worden gemaakt aan het oor van de patiënt zelf, wat een aanzienlijke besparing in manuele handelingen en tijd betekent en het risico op beschadiging van het trommelvlies tot nul herleidt. Zulke opgemeten gegevens laten ook toe dat de vormgeving van de gehoorgang in een databank kan worden opgeslagen, zonder dat fysieke modellen dienen te worden bewaard.
Zowel het opmeten als fabriceren kan op verschillende manieren gebeuren, zoals hierna in een gedetailleerde beschrijving nog wordt uiteengezet.
<Desc/Clms Page number 3>
De uitvinding heeft eveneens betrekking op een inrichting voor het verwezenlijken van de voornoemde werkwijze, met als kenmerk dat zij bestaat in de combinatie van een opname-inrichting voor het driedimensionaal opmeten van de vorm van de gehoorgang en een fabricagetoestel dat de opgemeten, en eventueel nabewerkte meetresultaten, omzet in een oorstukje.
Met het inzicht de kenmerken volgens de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna als voorbeelden zonder enig beperkend karakter enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen beschreven, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 schematisch de werkwijze volgens de uitvinding weergeeft ; figuur 2 het oorstukje uit figuur 1 weergeeft, nadat het is aangebracht in de gehoorgang van de betreffende patiënt of dergelijke ; figuren 3 en 4 schematisch twee technieken weergeven om de vorm van de gehoorgang driedimensionaal op te meten ; figuren 5,6 en 7 verschillende sensoren weergeven waarmee zulke opmeting kan worden uitgevoerd ; figuren 8 en 9 schematisch nog twee technieken weergeven om de vorm van de gehoorgang driedimensionaal op te meten ;
figuren 10 en 11 schematisch twee technieken weergeven om een oorstukje te fabriceren aan de hand van de opgemeten gegevens ; figuren 12 tot 15 verschillende oorstukjes weergeven die volgens de werkwijze van de uitvinding zijn gefabriceerd.
<Desc/Clms Page number 4>
Zoals schematisch in figuur 1 is weergegeven bestaat de werkwijze volgens de uitvinding er hoofdzakelijk in dat met een meting 1 driedimensionaal de vormgeving van de gehoorgang 2 van een patiënt 3 of dergelijke wordt opgemeten, of althans toch van een gedeelte van de gehoorgang 2, en dat vervolgens aan de hand van de hieruit resulterende gegevens 4 een oorstukje 5 wordt gefabriceerd, dat dan, zoals weergegeven in figuur 2, precies in de betreffende gehoorgang 2 past.
De meting 1 wordt verwezenlijkt met een opname-inrichting 6, die zoals hierna is uiteengezet, van verschillende aard kan zijn.
De verkregen meetgegevens 4 kunnen eventueel in een data-geheugen 7, bijvoorbeeld van een computer, tussentijds worden opgeslagen, wat ook toelaat om deze gegevens eventueel bij te werken, of gegevens hieraan toe te voegen, bijvoorbeeld omtrent de lengte waarover het te fabriceren oorstukje 5 zich dient uit te strekken. Op deze wijze kunnen de meetgegevens 4 ook gemakkelijk op een informatiedrager, zoals een magnetisch schijfje worden gestockeerd, waardoor de meetgegevens van een groot aantal patiënten of dergelijke gemakkelijk kan worden overgebracht tussen de plaats waar de meting wordt uitgevoerd en de plaats waar de fabricage gebeurt, wanneer deze plaatsen zich niet in elkaars nabijheid bevinden.
De fabricage gebeurt door middel van een fabricagetoestel 8.
Bij de fabricage wordt bij voorkeur het oorstukje 5 direct als eindproduct gevormd. Zoals schematisch is weergegeven in figuur 1 is het echter niet uitgesloten om eerst aan de hand van de meetgegevens 4 een tussenmodel 9 te fabriceren, vervolgens een tegenmodel 10 tot stand te brengen, en met
<Desc/Clms Page number 5>
behulp van dit tegenmodel het uiteindelijke oorstukje 5A te realiseren. Alhoewel deze techniek een groter aantal stappen vergt dan de directe fabricage van het oorstukje 5, kan zij nuttig zijn wanneer een oorstukje 5A dient te worden gefabriceerd uit een materiaal waaruit het niet rechtstreeks met behulp van het fabricagetoestel 8 kan worden gefabriceerd.
Volgens een variante, die schematisch met referentie 11 is aangeduid, kunnen de meetgegevens 4 ook worden aangewend om een tegenmodel 10 te fabriceren, waarbij het oorstukje 5 dan op klassieke wijze, uitgaande van dit tegenmodel 10, kan worden tot stand gebracht.
Volgens de uitvinding gebeurt het opmeten van de vorm van de gehoorgang 2 ofwel contactloos, ofwel met een aftasting door middel van contact.
Voor de contactloze wijze van opmeten, voorziet de uitvinding hoofdzakelijk in drie oplossingen, namelijk : - het contactloos volledig of"overall"scannen ; - het contactloos plaatselijk scannen ; en - het contactloos opmeten met behulp van een in de gehoorgang te brengen sonde.
Bij deze wijze van opmeten kunnen volgens de uitvinding metingen met behulp van verschillende technologieën worden uitgevoerd zoals beeldvorming door middel van scanner en/of röntgenopname, aftasting door middel van golven, bijvoorbeeld ultrasone geluidsgolven, magnetische golven, licht, meer speciaal laserlicht en dergelijke.
Bij het voornoemde volledig of "overall" scannen wordt te werk gegaan zoals schematisch in figuur 3 is afgebeeld.
<Desc/Clms Page number 6>
Hierbij bestaat de opname-inrichting 6 minstens uit een scanner 12 die als het ware beeldopnamen maakt van dunne laagjes 13 van de gehoorgang 2, bijvoorbeeld door middel van zogenaamde CT-scans (Computer Tomografie). Het scannen wordt hierbij uitgevoerd ter hoogte van het oor 14, doch wel over de volledige doorsnede van het hoofd 15 van de patiënt of dergelijke. Gelijktijdig kan een opname aan de beide gehoorgangen van de patiënt geschieden. Verder bevat deze opname-inrichting 6 een beeldverwerkingseenheid 16 waarmee de meetgegevens 4 uit het geregistreerde beeld kunnen worden afgeleid.
De beeldverwerkingseenheid 16 die het beeld omzet in gegevens die driedimensionale informatie bevatten hoeft niet noodzakelijk deel uit te maken van de opname-inrichting 6, en kan in wezen een afzonderlijke eenheid zijn.
Figuur 4 geeft schematisch weer hoe een contactloze aftasting met behulp van een sonde 17 tot stand kan worden gebracht. Deze sonde 17 bestaat uit een fijne stift 18 die voorzien is van verschillende sensoren 19. De aftasting gebeurt hierbij door de stift 18 in de gehoorgang 2 te schuiven, bijvoorbeeld door middel van een aandrijfelement 20 dat tot de opname-inrichting 6 behoort.
De sensoren 19 hiervan kunnen van verschillende aard zijn.
Volgens figuur 4 wordt gebruik gemaakt van een zendelement 21 dat een signaal 22 uitzendt en een ontvangstelement 23 dat het tegen de wand van de gehoorgang 2 weerkaatste signaal 22 opvangt. Uit dit signaal 22 kan dan de afstand van de sonde 17, meer speciaal van het zendelement 21 tot aan de wand van de gehoorgang 2 worden afgeleid, bijvoorbeeld door na te gaan op welke plaats het
<Desc/Clms Page number 7>
weerkaatste signaal 22 het ontvangstelement 23 treft of door te bepalen welke weg dit signaal dient af te leggen.
Door de sonde 17 te verdraaien kan op deze wijze een tweedimensionale meting worden verwezenlijkt. Door de sonde 17 eveneens in de langsrichting Z te verschuiven kan aan de meting een driedimensionaal karakter worden verleend.
Tijdens deze meting kan het hoofd 15 van de patiënt 3 tegen een steun worden vastgehouden.
Rond de sonde 17 kan een beschermhuls 24 zijn aangebracht die doorlaatbaar is voor het signaal 22.
Het signaal 22 kan van verschillende aard zijn en bijvoorbeeld worden gerealiseerd met behulp van licht, meer speciaal laserlicht, ultrasoon geluid, magnetisme en dergelijke.
Zoals weergegeven in figuur 5 kan ook gebruik worden gemaakt van een sonde 17 die voorzien is van een reeks zendelementen 21, en bij voorkeur hiermee overeenstemmende ontvangstelementen 23, die zieh langs de volledige omtrek van de sonde 17 uitstrekt. Op deze wijze dient de sonde 17 niet te worden geroteerd en slechts in de langsrichting Z te worden verplaatst.
In figuur 6 is een variante weergegeven met meerdere zendelementen 21 en ontvangstelementen 23 die zowel verspreid zijn langs de omtrek als in de langsrichting Z.
Deze sonde 17 dient dan ook in de gehoorgang 2 te worden aangebracht, waarna een meting kan worden uitgevoerd zonder dat verder nog enige beweging van de sonde 17 nodig is.
<Desc/Clms Page number 8>
Figuur 7 geeft een variante weer met zendelementen 21 en ontvangstelementen 23 die in de langsrichting Z opgesteld staan, waardoor de sonde 17 tijdens het opmeten uitsluitend dient te worden geroteerd.
In een bijzondere uitvoeringsvorm zal de sonde 17 worden voorzien met middelen die toelaten om een controle uit te voeren op de inbrengdiepte, dit, enerzijds, om een referentiepunt te kunnen definiëren, en anderzijds, om uit te sluiten dat het trommelvlies 25 wordt beschadigd. Zulk referentiepunt kan worden bepaald door contact te maken met het trommelvlies 25 of met een tussenmateriaal, of ook op contactloze wijze.
In figuur 8 is een werkwijze weergegeven waarbij contactloos tewerk wordt gegaan. Hierbij wordt een elementje 26 in een prop watten 27 in de gehoorgang 2 aangebracht en wordt gebruik gemaakt van een sonde 17 met een magnetische nabijheidssensor 28 die toelaat om zonder enig contact waar te nemen wanneer het voorste uiteinde van de sonde 17 zich in de buurt bevindt van het element 26 en dus van het trommelvlies 25.
De voornoemde middelen kunnen ook bestaan uit een nabijheidssensor 28 die op een ander principe werkt en niet de aanwezigheid van een element 26 vergt.
In figuur 9 is een opname-inrichting 6 weergegeven waarvan de scan-en/of meetelementen 29-30 in een element 31 in de vorm van een koptelefoon zijn ingebouwd, waarbij dit element 31 gekoppeld is aan een registratie-eenheid 32.
Deze uitvoering heeft het voordeel dat zulk element 31 naar bedrijven kan worden rondgestuurd, waarbij zonder de noodzaak van vakmensen ter plaatse, metingen kunnen worden uitgevoerd en per persoon kunnen worden geregistreerd. De
<Desc/Clms Page number 9>
geregistreerde gegevens 4 worden dan aan de fabricant van de oorstukjes 5,5A toegestuurd die dan de benodigde oorstukjes fabriceert, louter aan de hand van de geregistreerde gegevens 4.
Voor de fabricage kunnen fabricagetoestellen van verschillende aard worden aangewend.
Volgens een eerste mogelijkheid van de uitvinding worden machines aangewend die in een verspanende bewerking voorzien. Bij voorkeur zijn dit CNC-machines. Een voorbeeld hiervan is schematisch in figuur 10 weergegeven waarbij een oorstukje 5 uit een roterend materiaalstuk 33 wordt vervaardigd met behulp van een vingerfrees 34 die zowel zijdelings als in radiale richting wordt aangestuurd in functie van de voornoemde meetgegevens 4, of in functie van gegevens die uit deze meetgegevens 4 zijn afgeleid.
Volgens een tweede mogelijkheid wordt een techniek toegepast waarbij het oorstukje 5 systematisch uit een materie wordt opgebouwd volgens een techniek die ook gebruikt wordt voor het aanmaken van prototypes, "Rapid Prototyping"genoemd, met het belangrijke verschil dat hier geen prototype gemaakt wordt doch direct het daadwerkelijke eindprodukt.
In de meest voorkeurdragende uitvoeringsvorm bestaat het fabricatoestel 8 uit een apparaat voor stereolitografie.
Zoals schematisch is weergegeven in figuur 11 wordt hierbij een vloeistof 35 of poeder in een reservoir 36 aangebracht, waarbij aan het oppervlak 37 hiervan een laagje wordt uitgehard of samengesmolten volgens een welbepaald patroon, bijvoorbeeld door middel van een laserstraal 38 die door middel van een toestel 39 over het oppervlak 37 wordt
<Desc/Clms Page number 10>
bewogen. Door dit laagje door middel van een beweeglijke steun 40 te ondersteunen en deze steun 40 na het vormen van ieder laagje systematisch naar beneden te verplaatsen, door middel van een aandrijving 41 wordt laag op laag het betreffende oorstukje 5 opgebouwd. Het toestel 39 en de aandrijving 41 worden hierbij aangestuurd door middel van een stuureenheid 42 in functie van de voornoemde geregistreerde meetgegevens 4.
Voor de vloeistof 35 zal bij voorkeur gebruik worden gemaakt van acrylaat of een epoxyhars, waaraan eventuele additieven zijn toegevoegd, zoals bijvoorbeeld vinylesters.
Voor de laser kan gebruik worden gemaakt van een infraroodlaser of een helium-cadmium laser.
De voornoemde techniek van stereolitografie heeft als voordeel dat doorgangen 43 en eventuele uitsparingen 44 voor het aanbrengen van accessoires direct in het oorstukje 5 kunnen worden gevormd door de laserstraal 38 volgens een geschikt patroon te bewegen, waardoor nabewerkingen voor het aanbrengen van deze doorgangen 43 en uitsparingen 44, zoals boren en frezen, kunnen worden uitgesloten.
In plaats van laag op laag te werken kan ook laag onder laag worden gewerkt, waardoor de uitharding systematisch langs de onderzijde gebeurt en het oorstukje 5 naarmate dit verder wordt opgebouwd naar boven verschuift.
Uiteindelijk wordt een oorstukje 5 verkregen zoals afgebeeld in figuur 12, waarin dan de nodige accessoires, althans deze nodig zijn, worden aangebracht. In het voorbeeld van figuur 12 bestaan deze accessoires uit een afsluitstopje 45 voor het afsluiten van een testkanaal en een regelventiel 46 om de demping van het geluid te regelen. Een oorstukje 5 dat van zulke accessoires is
<Desc/Clms Page number 11>
voorzien is ondermeer beschreven in het Amerikaans octrooi nr. 4. 974. 606.
Volgens een variante wordt een holle vorm gefabriceerd door middel van stereolitografie, waarvan de wand 47 zoals weergegeven in de figuur 13 overeenstemt met de contour van het te vormen oorstukje 5, waarna, om dit oorstukje 5 te verkrijgen, de holle vorm wordt gevuld met kunststof 48 of dergelijke die men laat uitharden. Deze techniek heeft als voordeel dat slechts een beperkte hoeveelheid materiaal via het stereolitografieproces dient te worden uitgehard, waardoor de totale duur van het vervaardigingsproces aanzienlijk kan worden ingekort. Uiteraard kunnen hierin dan achteraf ook uitsparingen en doorgangen worden aangebracht, door middel van boren of frezen.
In figuur 14 is een variante weergegeven waarbij ook de contour van de doorgangen 43 en de uitsparing 44 door middel van stereolitografie is opgebouwd en vervolgens de resterende ruimte is opgevuld met kunststof 48.
Zoals weergegeven in figuur 15 kunnen ook andere accessoires in het oorstukje 5 worden aangebracht die bijvoorbeeld tijdens het stereolitografieproces in het uitgeharde materiaal worden ingebed. In figuur 15 is bij wijze van voorbeeld een trillingssensor 49 in het oorstukje 5 aangebracht, waardoor de spraak van de drager van zulk oorstukje in een elektrisch signaal 50 wordt omgezet dat voor verdere communicatie kan worden aangewend.
Het stereolitografieproces laat ook toe om tijdens het vormen van het oorstukje 5 onmiddellijk een herkenningsinscriptie 51 hierin te vormen, om het oorstukje 5 te personaliseren en van andere gevormde oorstukjes 5,5A te kunnen onderscheiden om zodoende het juiste oorstukje 5
<Desc/Clms Page number 12>
aan de juiste persoon te bezorgen, en ook een onderscheid te kunnen maken tussen het linkse en het rechtse oorstukje 5.
Volgens de uitvinding kan ook gebruik worden gemaakt van andere"Rapid modelling"-technieken, zoals bijvoorbeeld "Fused Depositing Modelling", "Solid Ground Curing Technology", een opbouw uit de samensmelting van folielagen,"Spincasting", enz. Het voordeel van deze technieken bestaat erin dat een nauwkeurigheid van enkele microns mogelijk is.
Bij voorkeur zullen de oorstukjes 5 in een kunststof worden vervaardigd die niet-toxisch en biocompatibel is. Deze kunststof kan hierbij transparant of gekleurd zijn en kan naar wens van de gebruiker worden uitgevoerd in een harde of in een zachte kunststof.
De uitvinding heeft zowel betrekking op de hiervoor beschreven werkwijze als op inrichtingen die, in overeenstemming met het voorgaande bedoeld zijn om deze werkwijze te realiseren.
In een bijzondere uitvoeringsvorm zal deze inrichting bestaan uit een opname-inrichting 6 voor het opmeten van de vorm van een gehoorgang 2 en een onmiddellijk hieraan gekoppelde of eendelig hiermee uitgevoerd fabricagetoestel 8, dat toelaat dat de gebruiker onmiddellijk over zijn oorstukjes 5 zal kunnen beschikken.
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch de voornoemde werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van oorstukjes kunnen in
<Desc/Clms Page number 13>
verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.
<Desc / Clms Page number 1>
Method and device for manufacturing earmolds. This invention relates to a method and apparatus for manufacturing earpieces, more specifically custom-made earpieces, also called "custom earmolds".
It is known that earmolds can be used in various applications, including as hearing protectors with or without built-in accessories, such as a damping element, as part of a hearing aid and as a housing for a communication element, such as a loudspeaker, micro and of such.
Earmolds should be made for each user individually, as each person's ear canal is different in design.
To date, this is done by taking an impression of the auditory canal. A plug of cotton wool is first placed in the ear canal, after which an amount of printing paste, for example silicone or the like, is injected into the ear canal. By stiffening the printing paste, a model is obtained that is a representation of the ear canal. Based on this model, a counter model is then made. In the hollow of this counter model, a quantity of plastic, such as acrylic, is eventually poured. The cured plastic eventually forms the earmold.
This known technique is very laborious. On the one hand, many manual actions are involved, and when
<Desc / Clms Page number 2>
a large number of hearing protectors have to be manufactured for the employees in a company, professionals always have to go on site to take prints, which is an expensive matter. On the other hand, there is a risk that the eardrum may be damaged during the injection of the impression paste or during the removal of the impression, for example when the latter is done by drawing a vacuum.
The object of the invention is a method and an apparatus for manufacturing earpieces, wherein the above-mentioned drawbacks can be excluded.
To this end, the invention primarily consists of a method for manufacturing earmolds, characterized in that it consists of three-dimensional measuring the shape of the patient's ear canal or the like, and manufacturing on the basis of the measured data the respective earmold.
Because the shape of the ear canal is recorded three-dimensionally using a measurement technique, there is the advantage that no more printing has to be made at the patient's ear, which means a significant saving in manual operations and time and the risk of damage to the patient's ear. reduces the eardrum to zero. Such measured data also allows the shape of the ear canal to be stored in a database without the need to store physical models.
Both measuring and manufacturing can be done in different ways, as will be explained in more detail below.
<Desc / Clms Page number 3>
The invention also relates to a device for realizing the aforementioned method, characterized in that it consists in the combination of a recording device for three-dimensional measuring the shape of the auditory canal and a manufacturing device that measures the measured and, if necessary, finished measurement results, converted into an earmold.
With the insight to better demonstrate the features according to the invention, some preferred embodiments are described below as examples without any limitation, with reference to the accompanying drawings, in which: figure 1 schematically represents the method according to the invention; Figure 2 shows the earmold from Figure 1 after it has been placed in the ear canal of the patient or the like in question; Figures 3 and 4 schematically represent two techniques for three-dimensionally measuring the shape of the ear canal; figures 5,6 and 7 show different sensors with which such measurement can be carried out; figures 8 and 9 schematically represent two more techniques for measuring the shape of the ear canal three-dimensionally;
Figures 10 and 11 schematically illustrate two techniques for fabricating an earmold from the measured data; figures 12 to 15 represent different ear pieces which have been manufactured according to the method of the invention.
<Desc / Clms Page number 4>
As shown schematically in figure 1, the method according to the invention mainly consists in that with a measurement 1 three-dimensionally the shape of the ear canal 2 of a patient 3 or the like is measured, or at least of a part of the ear canal 2, and that subsequently, on the basis of the data 4 resulting from this, an earmold 5 is manufactured, which, as shown in figure 2, then fits exactly in the corresponding auditory canal 2.
The measurement 1 is carried out with a recording device 6, which can be of different nature as explained below.
The obtained measurement data 4 can optionally be stored in a data memory 7, for example from a computer, which also makes it possible to update this data if necessary, or to add data thereto, for example about the length over which the earmould 5 is to be manufactured. should stretch out. In this way, the measurement data 4 can also be easily stored on an information carrier, such as a magnetic disk, so that the measurement data of a large number of patients or the like can be easily transferred between the place where the measurement is carried out and the place where the manufacturing takes place, when these places are not in close proximity to each other.
Manufacturing is by means of a manufacturing device 8.
In the manufacture, the earmould 5 is preferably formed directly as a final product. However, as schematically shown in Figure 1, it is not excluded to first manufacture an intermediate model 9 on the basis of the measurement data 4, then to create a counter model 10, and
<Desc / Clms Page number 5>
realize the final earmold 5A using this counter model. Although this technique requires a greater number of steps than the direct fabrication of the earmold 5, it can be useful when an earmold 5A is to be fabricated from a material from which it cannot be fabricated directly using the fabricator 8.
According to a variant, which is indicated schematically with reference 11, the measuring data 4 can also be used to manufacture a counter-model 10, whereby the earmould 5 can then be produced in a classic manner, starting from this counter-model 10.
According to the invention, the shape of the auditory canal 2 is measured either contactlessly or with a scanning by means of contact.
For the contactless measuring method, the invention mainly provides three solutions, namely: - contactless full or "overall" scanning; - contactless local scanning; and - measuring without contact using a probe to be inserted into the ear canal.
In this method of measurement, according to the invention, measurements can be carried out using various technologies such as imaging by means of scanner and / or X-ray recording, scanning by means of waves, for example ultrasonic sound waves, magnetic waves, light, more particularly laser light and the like.
The aforementioned full or "overall" scanning proceeds as shown schematically in Figure 3.
<Desc / Clms Page number 6>
Here, the recording device 6 consists at least of a scanner 12 which, as it were, makes image recordings of thin layers 13 of the auditory canal 2, for example by means of so-called CT scans (Computer Tomography). The scanning is hereby performed at the height of the ear 14, but over the entire cross section of the head 15 of the patient or the like. A recording can be made at the same time on both ear canals of the patient. This recording device 6 further comprises an image processing unit 16 with which the measurement data 4 can be derived from the registered image.
The image processing unit 16 which converts the image into data containing three-dimensional information does not necessarily have to be part of the recording device 6, and may essentially be a separate unit.
Figure 4 schematically shows how a contactless scan can be effected by means of a probe 17. This probe 17 consists of a fine pin 18 which is provided with different sensors 19. The scanning is done by sliding the pin 18 into the auditory canal 2, for example by means of a drive element 20 which belongs to the recording device 6.
The sensors 19 thereof can be of different nature.
According to Figure 4, use is made of a transmitter element 21 which transmits a signal 22 and a receiving element 23 which receives the signal 22 reflected against the wall of the auditory canal 2. From this signal 22, the distance of the probe 17, more particularly from the transmitter element 21 to the wall of the auditory canal 2, can then be derived, for example by checking at which position the
<Desc / Clms Page number 7>
reflected signal 22 hits the receiving element 23 or by determining which path this signal should travel.
In this way, a two-dimensional measurement can be realized by rotating the probe 17. By also sliding the probe 17 in the longitudinal direction Z, the measurement can be given a three-dimensional character.
During this measurement, the head 15 of the patient 3 can be held against a support.
A protective sleeve 24 which is transmissive to the signal 22 may be arranged around the probe 17.
The signal 22 can be of different nature and can for instance be realized with the aid of light, more in particular laser light, ultrasonic sound, magnetism and the like.
As shown in Figure 5, use can also be made of a probe 17 which is provided with a series of transmitter elements 21, and preferably corresponding receiving elements 23, which extend along the entire circumference of the probe 17. In this way, the probe 17 should not be rotated and only moved in the longitudinal direction Z.
Figure 6 shows a variant with a plurality of transmitter elements 21 and receiving elements 23, which are spread both along the circumference and in the longitudinal direction Z.
This probe 17 must therefore also be arranged in the ear canal 2, after which a measurement can be carried out without any further movement of the probe 17 being required.
<Desc / Clms Page number 8>
Figure 7 shows a variant with transmitter elements 21 and receiving elements 23 arranged in the longitudinal direction Z, whereby the probe 17 only has to be rotated during the measurement.
In a special embodiment, the probe 17 will be provided with means allowing to check the insertion depth, this, on the one hand, to be able to define a reference point, and on the other hand, to exclude the eardrum 25 from being damaged. Such a reference point can be determined by contacting the tympanic membrane or with an intermediate material, or also in a contactless manner.
Figure 8 shows a method in which a contactless procedure is used. Hereby an element 26 is placed in a wad of cotton wool 27 in the ear canal 2 and use is made of a probe 17 with a magnetic proximity sensor 28 which allows to detect without any contact when the front end of the probe 17 is in the vicinity of the element 26 and thus of the eardrum 25.
The aforementioned means may also consist of a proximity sensor 28 which operates on a different principle and does not require the presence of an element 26.
Figure 9 shows a recording device 6 of which the scanning and / or measuring elements 29-30 are built into an element 31 in the form of headphones, this element 31 being coupled to a recording unit 32.
This embodiment has the advantage that such element 31 can be circulated to companies, whereby measurements can be carried out and registered per person without the need for on-site experts. The
<Desc / Clms Page number 9>
registered data 4 are then sent to the manufacturer of the earmolds 5,5A, which then produces the required earmolds, purely on the basis of the registered data 4.
Manufacturing devices of various kinds can be used for manufacturing.
According to a first possibility of the invention, machines are provided which provide a machining operation. These are preferably CNC machines. An example of this is shown schematically in figure 10, in which an earmold 5 is manufactured from a rotating material piece 33 with the aid of a end mill 34, which is driven both laterally and radially in function of the aforementioned measurement data 4, or in function of data obtained from these measurement data 4 have been derived.
According to a second possibility, a technique is used in which the earmold 5 is systematically built from a material according to a technique that is also used for the production of prototypes, called "Rapid Prototyping", with the important difference that no prototype is made here, but directly the actual end product.
In the most preferred embodiment, the fabrication device 8 consists of a stereolithography device.
As schematically shown in Figure 11, a liquid 35 or powder is hereby applied in a reservoir 36, whereby a layer is cured or fused together according to a specific pattern on the surface 37 thereof, for example by means of a laser beam 38 which is provided by means of a device 39 across the surface 37
<Desc / Clms Page number 10>
moved. By supporting this layer by means of a movable support 40 and systematically moving this support 40 downwards after each layer has been formed, the respective ear piece 5 is built up layer by layer by means of a drive 41. The device 39 and the drive 41 are hereby controlled by means of a control unit 42 in function of the aforementioned registered measurement data 4.
The liquid 35 will preferably use acrylate or an epoxy resin, to which optional additives have been added, such as, for example, vinyl esters.
An infrared laser or a helium-cadmium laser can be used for the laser.
The aforementioned technique of stereolithography has the advantage that passages 43 and any recesses 44 for attaching accessories can be formed directly in the earmold 5 by moving the laser beam 38 in a suitable pattern, resulting in finishing operations for the application of these passages 43 and recesses 44, such as drilling and milling, can be excluded.
Instead of working layer by layer, it is also possible to work layer by layer, as a result of which the curing takes place systematically along the underside and the earmold 5 shifts upwards as it is built up.
Ultimately, an earmold 5 is obtained as shown in figure 12, into which the necessary accessories, at least these are required, are then fitted. In the example of Figure 12, these accessories consist of a sealing plug 45 for closing a test channel and a control valve 46 for controlling the damping of the sound. An earmold 5 of such accessories
<Desc / Clms Page number 11>
provided is described, inter alia, in U.S. Patent No. 4,974,606.
According to a variant, a hollow shape is manufactured by means of stereolithography, the wall 47 of which, as shown in figure 13, corresponds to the contour of the earmold 5 to be formed, after which, in order to obtain this earmold 5, the hollow shape is filled with plastic 48 or the like which is allowed to cure. This technique has the advantage that only a limited amount of material has to be cured via the stereolithography process, so that the total duration of the manufacturing process can be considerably shortened. Naturally, recesses and passages can also be provided herein afterwards, by means of drilling or milling.
Figure 14 shows a variant in which the contour of the passages 43 and the recess 44 is also built up by means of stereolithography and the remaining space is then filled with plastic 48.
As shown in figure 15, other accessories can also be placed in the earmold 5, which for example are embedded in the cured material during the stereolithography process. In Fig. 15, by way of example, a vibration sensor 49 is arranged in the earmold 5, whereby the speech of the wearer of such earmold is converted into an electrical signal 50 which can be used for further communication.
The stereolithography process also allows, during the formation of the earmold 5, to immediately form a recognition inscription 51 herein, to personalize the earmold 5 and to distinguish it from other shaped earmolds 5.5A in order to obtain the correct earmold 5
<Desc / Clms Page number 12>
to the right person, and also be able to distinguish between the left and right earmolds 5.
According to the invention, use can also be made of other "Rapid modeling" techniques, such as, for example, "Fused Depositing Modeling", "Solid Ground Curing Technology", a build-up from the fusion of foil layers, "Spincasting", etc. The advantage of this techniques consists in that an accuracy of a few microns is possible.
Preferably, the earmolds 5 will be made of a plastic which is non-toxic and biocompatible. This plastic can herein be transparent or colored and, according to the user's wishes, can be made of a hard or a soft plastic.
The invention relates both to the above-described method and to devices which, in accordance with the foregoing, are intended to realize this method.
In a special embodiment, this device will consist of a recording device 6 for measuring the shape of a ear canal 2 and a manufacturing device 8 directly coupled to it or in one piece with it, which device allows the user to have immediate access to his earmolds 5.
The present invention is by no means limited to the exemplary embodiments described in the figures, but the aforementioned method and apparatus for manufacturing earmolds can be
<Desc / Clms Page number 13>
different variants are realized without departing from the scope of the invention.