CN104768606B - 电磁骨传导听力设备 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于听力植入体的外部组件。外部壳体包括附着磁体，其被配置为与植入的信号变换器的植入磁体磁性连接。一对在外部壳体内的外部电磁驱动线圈与附着磁体相邻，用于传导电流来产生磁性驱动信号，通过皮肤到信号变换器，以产生信号变换器的反应振动，用于由患者感知为声音。驱动线圈被配置为使得它们各自的磁性驱动信号具有相反的磁性方向。

Description

电磁骨传导听力设备

本申请要求于2012年9月6日申请的美国专利申请13/604759的优先权，在此通过引用被并入本文。

技术领域

本发明涉及一种医用植入体，更具体地一种新颖的经皮听力假体植入系统。

背景技术

正常的耳朵传输声音如图1所示的那样，通过外耳101到鼓膜(耳膜)102，引起中耳103的听小骨(锤骨、砧骨和镫骨)发生移动，使得耳蜗104膜上的卵圆窗106和圆窗107发生振动。耳蜗104由一段狭长的呈螺旋形的管道环绕蜗轴大约2个半圈。它包括叫做前庭阶的上部管道和叫做骨阶的下部管道，这两者由耳蜗管连接。耳蜗104形成具有中心的立式螺旋锥，这个中心叫做耳蜗轴，其中分布有耳蜗神经105的螺旋神经节细胞。响应于由中耳103传输来的声音，充满液体的耳蜗104用作变换器产生电脉冲，其传导到耳蜗神经105，并且最终传入大脑。

当将外部的声音沿着耳蜗104的神经基底转化为有意义的动作电位这样的功能出现问题时，就会产生听觉损伤。为了改善损伤的听觉，已经开发出了听觉假体。例如，当损伤涉及到中耳103的功能时，常规的助听器或者中耳植入体被用来以声音放大的形式来给听觉系统提供声-机械刺激。或者当损伤涉及耳蜗104时，具有植入刺激电极的耳蜗植入体通过沿着电极分布的多个电极触头传递的微小电流，能够电刺激听觉神经组织。

中耳植入体使用电磁变换器将声音转换成中耳103的机械振动。线圈绕组通过附着于中耳103内的非振动结构上而被保持固定，并且麦克风信号电流被传输给线圈绕组来产生电磁场。磁体附着于中耳103内的听小骨上以使得磁体的磁场可与线圈的磁场相互作用。磁体响应于磁场的相互作用而振动，引起中耳103的骨振动。参见美国专利6,190,305，其通过引用被并入本文。

美国专利公开号20070191673(通过引用被并入本文)描述了另一种类型的可植入听力假体系统，这种系统使用骨传导的方式来传送声音信号给耳蜗，用于给具有传导性或者混合传导性/感觉神经性的听力丧失的人群感知声音。植入的漂浮质量变换器(FMT)被附接至颞骨。响应于外部产生的电音频信号，FMT通过骨传导到耳蜗的传递将机械刺激信号耦合到颞骨，用于感知为声音信号。一定数量的电子电路也必须和FMT一起被植入，为植入的设备提供电力，以及至少一些信号处理，需要这种信号处理以将外部的电信号转换为机械刺激信号并机械地驱动FMT。

发明内容

本发明的实施例包括用于患者的可植入听力假体的外部组件。外部壳体包括附着磁体，其配置为和植入的信号变换器的植入磁体磁性连接。一对在外部壳体内的外部电磁驱动线圈与附着磁体相邻，用于传导电流产生磁驱动信号，通过皮肤到信号变换器，以产生信号变换器的反应振动，用于由患者感知为声音。驱动线圈被配置为使得它们相应的磁驱动信号具有相反的磁性方向。

还可以具有信号处理器，用于产生电磁驱动线圈的电驱动信号。信号处理器可封闭于外部壳体内，或者封闭于信号处理器壳体内，信号处理器壳体与外部壳体分离开但连接到外部壳体。还可以具有至少一个感测麦克风，用于产生到信号处理器的音频输入信号。

附图说明

图1示出了典型的入耳解剖结构。

图2示出了根据本发明的实施例的可植入听力假体布置的截面图。

图3A-B示出了本发明的实施例的外部组件的外部和内部结构的俯视图。

图4示出了本发明的实施例的植入部分的俯视图。

图5示出了本发明的另一实施例的外部组件的各个方面。

具体实施方式

本发明的各种实施例涉及受体患者的可植入听力假体。植入组件和外部信号驱动组件每个具有两个以不同的磁体布置为特征的主瓣，以及在两个主瓣之间保持固定距离的柔性连接器元件。外部主瓣中的一个包括感测麦克风、音频信号处理器和附着磁体，附着磁体与相应的植入附着磁体磁性连接，以形成植入主瓣中的一个。另一个外部主瓣包括环绕电磁信号驱动线圈的环形驱动磁体，其产生来自于信号处理器的磁驱动信号，其代表由感测麦克风检测的声音。另一个植入主瓣是环形磁体布置，其固定至头盖骨，以将磁驱动信号耦合到头盖骨，其通过骨传导将信号传导入耳蜗，在此被患者感知为声音。

图2示出了本发明的一个典型实施例的截面图，其包括可植入附着磁体202，其在患者的皮肤205下可固定在头盖骨218下。可植入附着磁体202与皮肤205上的相应的外部附着磁体208磁性连接。可植入信号变换器203与相应的外部信号驱动线圈204磁性配合，提供外部产生的磁性音频信号，以将相应的机械刺激信号耦合到头盖骨218，用于通过骨传导作为音频信号传入耳蜗。可植入连接元件216柔性连接和定位附着磁体202，使得与信号变换器203具有固定的距离。相应的外部组件201包括外部附着磁体208，其可固定在皮肤205上，并与皮肤205下的植入附着磁体202磁性连接。外部信号驱动线圈204提供磁性音频信号给在皮肤205下的植入信号变换器203。外部连接器元件217柔性连接和定位外部附着磁体208，使得与信号驱动线圈204具有固定的距离。

在如图2所示的实施例中，植入附着磁体202具体实施为具有第一磁性方向的外环磁体210，和具有相反的第二磁性方向的内部核心磁体209。同样地，信号变换器203也包括具有第一磁性方向的外环磁体214和具有相反的第二磁性方向的内部核心磁体213。这种环形磁体布置最小化诸如由磁共振成像产生的强外部磁场的问题。该主题更多的记载在于2009年7月22日申请的美国临时专利申请61/227632中，其通过引用被并入本文。在如图2所示的实施例中，外部附着磁体208是典型的碟形磁体，其尺寸适于与植入附着磁体202的内部核心磁体209磁性连接。在其它实施例中，外部附着磁体208可以像植入附着磁体202那样具有内部核心磁体，内部核心磁体由外部环形磁体包绕，这两者的尺寸适于优化与可植入附着磁体202的磁性连接。相似地，如图2的实施例所示的外部信号驱动线圈204包括外部环形磁体212，其尺寸适于磁性地优化与植入的信号变换器203的外部环形磁体214的配合。信号驱动线圈204的内部核心211包括电磁线圈(具有或不具有核心)，其产生跨皮肤耦合到植入的信号变换器203的磁性音频信号。

图3A-B的俯视图示出了关于外部组件201的外部和内部结构的进一步细节。外部附着磁体208包含在处理器壳体301内，处理器壳体由诸如塑料的抗冲击材料制成。电池箱302包括电池电源304，其为外部组件201提供电力。处理器壳体301还包括用于一个或多个感测麦克风207的开口，传感麦克风感测附近的声音环境，并且产生代表性的麦克风信号输出。在处理器壳体301内的信号处理器305接收麦克风信号并且产生相应的电性刺激信号输出。位于弹性元件217内的信号引线303将来自信号处理器305的电刺激信号耦合到信号驱动线圈204，用于输出到可植入体。

图4的俯视图示出了图2中使用的关于植入部分的进一步细节。一个或多个接骨螺钉215穿过植入信号变换器203外周周围分布的相应的法兰口401，将植入信号变换器203适于固定附着于头盖骨218。可替代地或附加地，一些实施例可适于，将信号变换器203固定在头盖骨218中的准备的下凹的变换器井内。信号变换器203的瓣和/或植入附着磁体202的瓣可以诸如用生物相容性的膜密封。

尽管图2所示的特定实施例示出了具有信号驱动布置的外部组件，其基于由环形永磁体环绕的电磁驱动线圈，但本发明并不局限于此种特定结构。例如，图5示出了根据本发明另一实施例的外部组件500的各个方面。外部壳体501包含附着磁体502，其配置为与在植入的信号变换器504内的一个或多个植入磁体505磁性连接。一对外部电磁驱动线圈503位于外部壳体501内，与附着磁体502相邻配置，使得它们各自的磁性驱动信号具有相反的磁场方向。驱动线圈503传导电流来产生磁性驱动信号，通过皮肤到达植入的信号变换器504，以产生信号变换器504的反应振动，用于由患者感知为声音。

外部附着磁体502与植入的信号变换器504内的最靠近对方的植入磁体505最强烈地相互作用。在图5的特定实施例中，植入的信号变换器504被示出为具有一叠三个交替不同的横向磁场方向的植入磁体505。这种布置提高了具有MRI成像系统远场的植入的信号变换器504的兼容性---具有N/S磁性方向的植入磁体504的磁性元件总数应该大体上与具有S/N磁性方向的磁性元件的总数相同。并且不同的实施例可以具有不同数量和特定布置的植入磁体505，因此除了三个磁体(如图所示)，可以存在一个、两个、四个或更多个具有各自特定的磁性方向布置。

外部壳体501可以包含其它组件，诸如用于产生电磁驱动线圈503的电驱动信号的信号处理器。也可以包含感测麦克风，用于产生至信号处理器的音频输入信号。可替换地，也可采用如图2那样的实施例，其具有分离附着的壳体，其封闭其它组件，诸如信号处理器、感测麦克风、电源等。

本发明的一个有利实施例具备诸如FMT系统的以前布置所缺乏的在于不需要植入组件包括电子电路和相关联的电源电路。现有技术必须转换接收到的电信号，因此必须具备一些必要功能设备，诸如电源电路和信号转换电路。但是通过本发明的实施例，简单且不需要任何皮下的电子电路。

本发明的实施例，诸如上述的那些，能够容易地和直接地实施在现有相应规格尺寸和外形替代磁体的产品中，用于植入的磁体和/或外部磁体。实施例可有用地包含永磁材料和/或铁磁材料或其它结构性材料。这些包括但不限于磁性铁氧体材料，例如Fe₃O₄、BaFe₁₂O₁₉等，混合材料诸如塑料粘结永磁粉末，和/或烧结材料诸如烧结NdFeB、SmCo等。选择合适的材料和布置可以有助于避免或减少不需要的涡流。

尽管本发明的各个典型实施例已经被公开，对于本领域技术人员应该显而易见的是，可以采用各种变化和变型，其将实现本发明的一些优点，而不脱离本发明的真实范围。

Claims (5)

1.一种用于听力植入体的外部组件，所述组件包括：

外部壳体，所述外部壳体包括附着磁体，所述附着磁体被配置为与植入的信号变换器的植入磁体磁性连接；

一对外部电磁驱动线圈，所述一对外部电磁驱动线圈在所述外部壳体内与所述附着磁体相邻，被配置为传导电流来产生磁性驱动信号通过皮肤到信号变换器，以产生所述信号变换器的反应振动，用于由患者感知为声音；

其中，所述外部电磁驱动线圈被配置为使得它们各自的磁性驱动信号具有相反的磁性方向。

2.如权利要求1所述的外部组件，进一步包括：

信号处理器，所述信号处理器用于产生所述外部电磁驱动线圈的电驱动信号。

3.如权利要求2所述的外部组件，其中所述信号处理器被封闭在所述外部壳体内。

4.如权利要求2所述的外部组件，其中所述信号处理器被封闭在信号处理器壳体内，所述信号处理器壳体与所述外部壳体分离开但连接到所述外部壳体。

5.如权利要求2所述的外部组件，进一步包括：

至少一个感测麦克风，用于产生输入给所述信号处理器的音频输入信号。