CN101422051A - 助听器系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于产生直接骨导振动的直接骨导助听器系统。直接骨导助听器系统具有放置在植入式振动器单元中的振动器和具有能量接收感应线圈的植入式能量接收单元。振动器供电电缆将植入式能量接收单元连接到植入式振动器单元。安装臂连接植入式振动器单元与通过头骨表面固定到头骨的锚定固定装置。植入式振动器单元固定在乳突腔中。安装臂侧面固定到植入式振动器单元和锚定固定装置的骨固定部分。

Description

助听器系统

技术领域

本发明涉及提供直接骨导听音的助听器系统。

背景技术

骨导的原理是通过头骨向内耳例如耳蜗传送振动。对于骨导助听器，振动通过头骨传送，由于耳蜗是头骨中的弯曲，振动直接进入到耳蜗。这意味着对于骨导，正常传送链的听骨例如镫骨不直接包含在对耳蜗的振动传输中。例如连接到中耳听骨的助听器不是骨导助听器。

直接骨导助听器是骨导助听器的一种，其中助听器的振动器牢固地连接到头骨，从而来自振动器的振动不经过皮肤到达头骨。传统的骨导助听器中振动经过皮肤到达头骨，由于经过皮肤时振动会衰减，所以传统骨导助听器的效率比直接骨导助听器低。

最普通类型的直接骨导助听器包括具有振动器的外耳助听器，振动器连接到穿透皮肤的支座，支座连接到固定在头骨中的螺杆形固定装置上。由于支座长期穿透皮肤这些患者常常有皮肤感染的问题。

具有植入皮下的振动器的直接骨传导助听器已经在例如US3209081、US2004032962和1999年查尔姆斯理工大学的StefanStenfelt编著的Hearing by Bone Conduction中提出。但是这些方案有一些缺点。

Stenfelt提出的设计方案具有固定在乳突腔中的振动器单元，锚定固定装置深深地固定在乳突腔的底部。这种锚定的问题是该区域的骨头非常柔软以至于锚定相当脆弱。如果锚定固定装置深入乳突腔放置，若振动单元需要拆除，则很难接触到锚定固定装置。

在US2004032962提出的方案中，振动器放置在头骨的外侧，可植入构造包含在一个单元中。由于将振动器制作得非常平坦很困难，因此该方案的外形不太美观。在一个单元中制作整个可植入构造也不是一个好的方案，由于振动器通常是电磁振动器，所以不应当与感应能量发送线圈共同放置，因为振动器会干扰感应能量发送的功能。

发明内容

本发明为可植入直接骨导助听器提供针对上述问题的有效解决方案。更具体地，本发明的直接骨导助听器系统具有放置在植入式振动器单元中的振动器。植入式振动器单元固定在乳突腔中。安装臂在部分头骨表面上方从植入式振动器单元的侧面末端延伸到头骨侧面(即外侧)，其中安装臂通过锚定固定装置固定到头骨。锚定固定装置非常容易安装和接触，因为其从侧面安装到头骨。锚定固定装置优选螺杆形骨结合固定装置，其通过头骨表面拧入头骨。

按照这种方式，需要空间的振动器固定在乳突腔，乳突腔中有用于振动器的空间。但是，振动器通过安装臂固定到骨质量高的皮质层头骨，其中锚定固定装置容易安装和接触。

本发明具有获取音频声音并将其转换为电传声器信号的传声器系统。助听器的传声器或传声器系统既可以植入、放置在外部发送器单元中、放置在外部电池单元中，也可以放置在单独的外部传声器单元。具有音频信号处理的前置放大器通常与传声器一起安放。来自传声器的信号可以通过感应能量线路或单独的传输线路传送到植入式电子装置。例如FM或AM线路可以用于该传输。

本发明还具有放大电传声器信号和驱动产生音频振动的振动器的放大器。该放大器是输出放大器。

具有外壳和振动器的植入式振动器单元固定到外壳。安装臂优选固定在植入式振动器单元的外壳的侧面末端。

锚定固定装置具有通过头骨侧表面固定在头骨中的骨固定部分。

振动器通过植入式振动器单元的外壳、安装臂和锚定固定装置机械连接到头骨。

来自振动器的音频振动通过安装臂和锚定固定装置到达头骨。

本发明具有包含能量接收感应线圈的植入式能量接收单元，线圈获取电磁能并将其转换为电源电压和电流。来自电源电压和电流的能量用于直接供给放大器，或者在使用之前能量存储在例如电池或电容中。振动器供电电缆将植入式能量接收单元连接到植入式振动器单元。

对于本发明，植入式振动器单元与植入式能量接收单元分离。这一点非常重要，因为在振动器中经常使用的铁磁材料会严重影响外部设备与能量接收感应线圈之间的感应线路的功能。振动器通常工作在音频频率，而感应线路通常工作在例如0.5MHz。振动器也可以影响永磁体结构，永磁体结构通常用于将外部发送器单元支撑到位，倚靠能量接收感应线圈上方的皮肤。

植入式结构中所需的电子装置可以放置在植入式能量接收单元、植入式振动器单元，或者在从植入式能量接收单元到植入式振动器单元的电缆上的独立单元。植入式电子装置包括驱动振动器的放大器。

本发明为安全、美观和可靠的可植入式直接骨导助听器系统提供独特的解决方案。

振动器可以是任何类型的振动器，例如压电振动器，但是优选的方案是电磁振动器。

用于直接骨导助听器的大多数电磁振动器具有相对于头骨振荡的部分和相对于头骨机械固定的部分。在现有的方案中，线圈安装在相对于头骨振荡的振动器部分。对于本发明该方案紧凑并节省空间。当供电电缆穿过线圈时，由于线圈随着振动相对于振动器单元的外壳移动，在这种情况下穿过振动器单元外壳的供电电缆柔软易弯曲。这样的软线可以使用例如编织线或蚀刻软膜。

在本发明的优选实施例中，设计振动器单元，从而振动器线圈相对于振动器单元的外壳机械固定。未放置线圈的振动器的其他部分是相对于头骨振荡的部分。按照这种方式，穿过振动器单元的外壳到达线圈的电线不需要柔软易弯曲，这些电缆上没有磨损或牵拉。在该方案中，在振荡部分需要额外的重块以确保振动器具有适当的频率特性。

在优选实施例中，助听器系统具有植入式电池。在这种情况下，只在电池充电时需要外部的发送器单元。电池可以放置在植入式能量接收单元中，或者在独立植入式电池单元中，电池单元与通向植入式能量接收单元的电缆连接。对于非常担心美观和希望没有或尽可能少的装置被看见的患者，这是一个有效的方案。

在优选实施例中，本发明的助听器系统具有包括电池和能量发送感应线圈的外部发送器单元，能量发送感应线圈连续向植入式能量接收单元发送能量。对于不需要来自助听器的大量功率和不想植入电池的患者，这是一个有效的方案。

在优选实施例中，本发明的助听器系统具有外部发送器单元、外部电池单元和连接外部发送器单元与外部电池单元的电缆。外部单元具有连续向植入式能量接收单元连续发送能量的能量发送感应线圈。外部电池单元可以是随身携带单元或设计为佩戴如同耳后式助听器的耳钩单元。对于需要电池工作较长时间的大功率装置的患者，这是最佳的方案。

即使植入电池，尤其对于大功率的助听器系统也有必要将传声器放置在外部传声器单元中，以最小化声音反馈的风险，在这种情况下更新前置放大器更容易。

如果电池放置在外部发送器单元或外部电池单元中，将传声器放置在外部发送器单元或外部电池单元中效率最高。

在优选实施例中，植入式能量接收单元具有用于接受固定到头骨的固定螺杆的孔。固定类似的可植入单元的传统方法是将其缝合到头骨上。然而该过程是外科手术中相当耗时的一部分。用固定螺杆完成固定的方案将使外科手术过程更迅速、更简单。因为锚定螺杆可以具有骨结合功能，所以该固定还更安全或稳固。固定螺杆直接穿过植入式能量接收单元中的孔进入头骨，或者骨头中的固定螺杆具有螺纹内孔，以接受穿过植入式能量接收单元中的孔的连接螺杆。当然可能具有多于一个的孔和多于一个的固定螺杆。两个孔和两个固定螺杆是牢固固定而又不会有过多螺杆的理想方案。

在优选实施例中，振动器供电电缆具有连接器从而植入式能量接收单元可以从振动器单元分离。以这种方式可以变换植入式振动器单元或植入式能量接收单元之一，而不需变换另一个单元。

在优选实施例中，锚定固定装置具有内螺纹孔以接受将安装臂固定到锚定固定装置的连接螺杆。以这种方式没有来自安装臂依靠头骨的初始压力，且容易变换振动器单元而不需从骨头移除锚定固定装置。

在优选实施例中，植入式电子装置包括电容量大于1mF的能量存储电容。具有大的电容存储量可以降低需要通过皮肤从外部传送器单元传送到植入式能量接收单元的最大能量。当振动器只需要较少的能量时电容器充电，当振动器需要较多的能量时从电容器获取能量。如果电池放置在外部，这是能够使通过皮肤的感应无线能量传输保持高效率的独特方案。如果电池植入，该电容将增大振动器的最大可用功率，因为可植入电池受到可以即时输送的电流值的限制。1mF的电容量是获得用于直接骨导应用的高效能量存储功能的有效最小值。

在助听器系统的优选实施例中，在一个单元中制造植入式振动器单元、安装臂和锚定固定装置。按照这种方式在手术期间安装植入式振动器单元更容易。植入式振动器单元、安装臂和锚定固定装置制造在一个整体单元中，从而不容易拆分，或者作为一个容易安装但是必要时也可以分离的预安装组件进行制造。在该实施例中，不能将锚定固定装置拧入骨头，所以锚定固定装置可以是例如圆锥形，从而可以压入骨头中以获得初始的稳定性。

在本发明的优选实施例中，传声器系统包括两个传声器和可编程传声器处理电路，其中通过数字编程可编程电路中的电路可以变化来自前方的声音相对于来自后方的声音的敏感度。这种类型的传声器系统也可以基于多于两个的传声器，但是通常两个传声器足够实现良好的功能。由于这些患者的听力很差，当噪音来自后方时，他们能够尽可能多地获取来自对他们说话的人的语音信息非常重要。利用定向传声器可以更多地获得来自特定方向的声音。

在优选实施例中，助听器系统具有用于数字编程放大器的声音处理参数的可编程电路。按照这种方式助听器可以为每一个患者单独编程，或者例如在不同的听音环境中进行编程从而能更好地运转。

在本发明的优选实施例中，助听器系统具有数字反馈抑制电路。反馈抑制电路降低在极有可能出现反馈的频率处的振动器的输出，在本发明中还能够获得整体较高的增益。反馈抑制电路通常是前置放大器的一部分，或是单独的电路，且还可以称为反馈消除电路。

在本发明的优选实施例中，电磁AM信号从能量发送线圈传送到能量接收线圈。AM信号包括来自传声器的声音信息。在可植入单元中使用AM信号有两个用途：1)AM信号整流为直流电源；2)解码AM信号。解码的AM信号随后进入由直流电源供电的放大器。对于没有其他设备的电磁干扰问题的患者，这是一个高效的方案。

在本发明的优选实施例中，电磁能量信号从能量发送线圈传送到能量接收线圈。由能量接收线圈获取的电磁能量信号整流为向驱动振动器的驱动放大器供电的直流电源。电磁FM信号从外部单元传送给植入式FM接收器，FM接收器将FM信号解码为解码信号。解码信号进入振动器驱动放大器，并在其中被放大以驱动振动器。由于FM接收器的功率消耗，该方案的效率较低。但是，对于环境中有来自其他设备的电磁干扰的问题的患者，这是一个良好的方案。

在优选实施例中，本发明包括外科手术过程，其中植入式振动器单元固定在乳突腔中。锚定固定装置通过头骨表面从侧面方向固定到头骨中。植入式振动器单元用从植入式振动器单元延伸到锚定固定装置的安装臂固定到头骨。该过程还包括在植入式振动器单元、锚定固定装置和安装臂旁边固定植入式能量接收单元。

附图说明

图1是具有本发明助听器系统的可植入和外部构造的头骨的侧视图。

图2是安装在乳突腔中的植入式振动器单元、安装臂和锚定固定装置截面俯视图。

图3是佩戴在患者头部的外部传送器单元和外部电池单元的侧视图。

具体实施方式

图1是本发明的助听器系统100的侧视图。由于皮瓣104已经在手术中折叠，所以头骨102可见。植入式振动器单元106安装在乳突腔108中。安装臂110从植入式振动器单元106延伸到锚定固定装置112。锚定固定装置112通过安装臂110中的孔(未示出)安装。锚定固定装置112从侧面方向即从头骨侧面拧入头骨102。振动器供电电缆114从植入式振动器单元延伸到植入式能量接收单元116。植入式能量接收单元116具有通过无线电磁感应接收来自外部发送器单元120的电磁功率的能量接收感应线圈118。植入式电子装置122放置在植入式能量接收单元116中。植入式能量接收单元116具有磁部分124，从而外部发送器单元120能磁连接到植入式能量接收单元116。在外部发送器单元120连接和使用之前，当然有必要缝合皮瓣104覆盖植入式元件并使柔软组织愈合。植入式能量接收单元116由硅酮保护126封装。植入式电子装置122可以获取来自外部发送器单元120中的传声器(未示出)的信号。植入式电子装置122由植入式能量接收单元116供电。植入式电子装置122放大信号并驱动植入式振动器单元106。来自植入式振动器单元的振动通过安装臂110和锚定固定装置112传送给头骨。

图2是植入式振动器单元200的截面俯视图。振动器202由密封外壳204封装。振动器202具有线圈206、磁体208、气隙210、线轴212、弹簧214、振动块216、线轴框218和振动器片220。线圈206、磁体208、线轴框218和线轴212共同固定，其相对于外壳204固定。振动块216和振动器片220共同固定，其相对于外壳204振荡以产生振动。弹簧214连接振动器片220与线轴框218。安装臂222连接植入式振动器单元200的外壳204与锚定固定装置224。锚定固定装置224具有螺纹内孔226以接受连接螺杆228。连接螺杆228穿过安装臂222中的孔230从而将安装臂222固定到锚定固定装置224。箭头(L)指示侧面方向。锚定固定装置224从侧面方向(L)拧入头骨231。侧面方向的指向远离患者的头部。锚定固定装置224具有骨结合到头骨231的固定部分232。植入式振动器单元200固定在乳突腔234中。

图3是佩戴在患者头部306的外部发送器单元302和外部电池单元304。外部发送器单元302用植入式能量接收单元(未示出)的磁附件固定到头部306。外部发送器单元302由外部电池单元304通过电缆308供电。外部电池单元304佩戴在外耳310。

对于以上所有实施例可以做出替换和组合，本发明不限于以上所述优选实施例。虽然根据优选结构和实施例说明了本发明，但是应当理解可以做出某些替代和变更而不脱离权利要求的精神和范围。

Claims (16)

1、直接骨导助听器系统，包括：

传声器系统，所述传声器系统获取音频声音并将其转换为电传声器信号；

放大器，所述放大器放大电传声器信号并驱动产生音频振动的振动器；

位于具有外壳的植入式振动器单元中的振动器；

振动器固定到所述外壳；

固定在乳突腔中的植入式振动器单元；

具有骨固定部分的锚定固定装置，骨固定部分通过头骨侧表面固定在头骨中；

固定在植入式振动器单元的外壳的侧面末端的安装臂；

安装臂在部分头骨表面上方从植入式振动器单元延伸到头骨侧面，其中安装臂通过锚定固定装置固定到头骨；

振动器通过植入式振动器的外壳、安装臂和锚定固定装置机械连接到头骨；

来自振动器的音频振动通过外壳、安装臂和锚定固定装置传到头骨；

具有能量接收感应线圈的植入式能量接收单元，能量接收感应线圈获取电磁能并将其转换为电源电压和电流；

来自电源电压和电流的能量用于提供给放大器；及

振动器供电电缆从植入式能量接收单元延伸到植入式振动器单元。

2、根据权利要求1的助听器系统，其中振动器是电磁振动器，振动器的线圈相对于振动器单元的外壳机械固定。

3、根据权利要求1的助听器系统，其中助听器系统具有植入式电池。

4、根据权利要求1的助听器系统，包括：

外部传送器单元；

外部传送器单元中的电池；

放置在外部传送器单元中的传声器系统；及

具有能量发送感应线圈的外部传送器单元，能量发送感应线圈向植入式能量接收单元传送能量。

5、根据权利要求1的助听器系统，包括：

外部传声器单元；

外部电池单元；

外部传送器单元与电池单元之间的电缆；

具有能量发送感应线圈的外部单元，能量发送感应线圈向植入式能量接收单元连续传送能量。

6、根据权利要求1的助听器系统，包括：

固定植入式能量接收单元的固定螺杆；及

植入式能量接收单元中接受所述固定螺杆的孔。

7、根据权利要求1的助听器系统，其中振动器供电电缆具有连接器，从而植入式能量接收单元可以从植入式振动器单元脱离。

8、根据权利要求1的助听器系统，其中锚定固定装置具有螺纹内孔以接受将安装臂固定到锚定固定装置的连接螺杆。

9、根据权利要求1的助听器系统，其中植入式电子装置包括电容量大于1mF的能量存储电容。

10、根据权利要求1的助听器系统，其中植入式振动器单元、安装臂和锚定固定装置制造在一个单元中。

11、根据权利要求1的助听器系统，其中传声器系统包括两个传声器和可编程传声器处理电路，其中通过对可编程电路中的电路进行数字编程可以改变来自前方的声音相对于来自后方的声音的敏感度。

12、根据权利要求1的助听器系统，其中系统具有对放大器的声音处理参数进行数字编程的可编程电路。

13、根据权利要求1的助听器系统，其中助听器系统具有数字反馈抑制电路。

14、根据权利要求4的助听器系统，包括：

电磁AM信号，电磁AM信号从能量发送线圈传送到能量接收线圈；

AM信号包括来自传声器的声音信息；

由能量接收线圈获取的AM信号整流为直流电源；

由直流电源供电的振动器驱动放大器；

由能量接收线圈获取的AM信号进入AM解码器转换为解码信号；及

解码信号进入振动器驱动放大器进行放大以驱动振动器。

15、根据权利要求4的助听器系统，包括：

从能量发送线圈传送到能量接收线圈的电磁能量信号；

由能量接收线圈获取的电磁能量信号整流为直流电源；

由直流电源供电的振动器驱动放大器；

从外部单元传送到植入式FM接收器的电磁FM信号，植入式FM接收器将FM信号解码为解码信号；及

解码信号进入振动器驱动放大器进行放大以驱动振动器。

16、将直接骨导助听器的振动器固定到头骨的方法，包括：

将植入式振动器单元固定在乳突腔中；

通过头骨表面从侧面方向将锚定固定装置固定到头骨；

用从植入式振动器单元延伸到锚定固定装置的安装臂将植入式振动器单元固定到头骨；及

将植入式能量接收单元固定在植入式振动器单元、锚定固定装置和安装臂的旁边。

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