CN106422058B - 一种全植入式人工耳蜗系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全植入式人工耳蜗系统，包括刺激电极，与刺激电极连接的刺激处理部，与刺激处理部连接的传感部，与刺激处理部连接的天线部，与刺激处理部连接的电源部和体外充电部，刺激处理部包括第一连接单元，模数转换单元，中心管理与通信单元，信号处理器和刺激器芯片；电源部包括第二连接单元、数模转换单元、充电微控制单元和充电线圈。本发明能将传统的需要体内和体外两部分组成的人工耳蜗系统，改进为全植入式，不再需要体外部分，从功能上保证了24小时听声和防水防尘，用户体验感上整个系统完全隐蔽、外观与常人无异。

Description

一种全植入式人工耳蜗系统
技术领域
本发明属于医疗器械领域，特别涉及一种全植入式人工耳蜗系统。
背景技术
全球有数千万重度感音神经性聋患者，植入人工耳蜗是目前重获听力的唯一手段。在全世界范围内，已有20万重度感音神经性聋患者接受了人工耳蜗植入，在进行康复训练后重新回到有声世界。
但是目前的人工耳蜗都是分为体内植入体和体外部分的，给使用者带来许多不便之处：1、体外部分容易发生碰撞、损坏；2、日常生活不便，使用者不能剧烈运动；3、睡眠、洗澡或游泳时，需要摘掉体外部分，又只能重回无声世界；4、外观、心理压力妨碍正常社会交往。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种全植入式的人工耳蜗系统,不需要体外部分，对于语音信号的采集通过传感器来完成，同时电源也是植入体内的，而刺激部分是没有电池的，所以不再受电池寿命的影响。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种全植入式人工耳蜗系统，包括刺激电极，与刺激电极连接的刺激处理部，与刺激处理部连接的传感部，与刺激处理部连接的天线部，与刺激处理部连接的电源部和体外充电部，其中，
所述刺激电极包括16-24个触点电极和与每个触点电极相连的电极丝；
所述刺激处理部包括第一连接单元，模数转换单元，中心管理与通信单元，信号处理器和刺激器芯片，其中，
所述第一连接单元包括电源接口模块和信号接口模块，所述电源接口模块与电源部连接；所述信号接口模块与传感部连接，将传感部输出的信号传输给所述信号处理器；
所述模数转换单元与所述电源接口模块连接，所述电源接口模块与电源部连接，模数转换单元将传输来的交流信号转换为直流信号，与所述中心管理与通信单元连接，为其供电；
所述中心管理与通信单元包括微处理模块、与微处理模块分别连接的第一通信模块和第二通信模块，对所述刺激处理部进行管理和通信控制；所述天线部包括第一天线模块和第二天线模块，与所述第一通信模块和第二通信模块对应连接；
所述信号处理器包括DSP和ARM芯片，与所述信号接口模块连接，将传感部输出的信号进行信号处理后输出给所述刺激器芯片；
所述刺激器芯片的输入连接所述信号处理器，输出连接所述刺激电极，将刺激信号输出给刺激电极，由刺激电极直接输出电刺激；
所述电源部包括第二连接单元、数模转换单元、充电微控制单元和充电线圈，其中，
所述第二连接单元的输入与所述数模转换单元连接，输出与所述电源接口模块连接，将所述数模转换单元输出的交流信号传输给所述刺激处理部；
所述充电微控制单元的输入与所述充电线圈连接，输出与所述数模转换单元连接，包括充电电池和充电微处理器，充电微处理器将从充电线圈获取的能量进行处理后，对充电电池进行充电；充电线圈从所述体外充电部通过无线能量传递获得能量；通过数模转换单元将充电电池的直流信号转换为交流信号，输出给所述第二连接单元。
优选地，所述传感部包括压电传感器和前置放大器，二者相连，传感器为双压电晶片弹簧片式，由植入式电子插件和驱动件组成；前置放大器将从传感器采集的信号进行去噪放大。
优选地，还包括编程器，与所述第一通信模块通过所述第一天线模块进行无线通信，对微处理模块进行大数据传输的固件升级和调机信息保存。
优选地，还包括遥控器，与所述第二通信模块通过所述第二天线模块进行无线通信，对微处理模块进行小数据通信和刺激参数调整。
优选地，所述第一连接单元与第二连接单元通过绝缘的、生物兼容的连接导线连接，长度至少30cm，该连接导线与第一连接单元和第二连接单元都以可拆卸的方式连接，保证了可更换性。
优选地，所述连接导线至少传输30mW的能量，10-15mA的交流电信号。
优选地，所述充电电池容量至少为300mAh。
优选地，所述第一连接单元与所述模数转换单元为可拆卸式连接；所述第二连接单元与所述数模转换单元为可拆卸式连接，在电源部中的充电电池寿命到时或电源部中电路单元出现问题时，可以将第二连接单元与数模转换单元拆卸分开，将电源部中除了第二连接单元外的部分更换。
优选地，所述模数转换单元，中心管理与通信单元，信号处理器和刺激器芯片封装在一陶瓷壳体中。
本发明的有益效果在于：与现有人工耳蜗系统相比，省去了体外部分，达到了全植入的效果。刺激处理部与电源部分开，放置在不同部位，一是避免了电源部发热影响刺激处理部性能；二是在电源部结束寿命时可单独更换电源部，不需对植入耳蜗的部分重新进行损伤性的操作。刺激处理部不需线圈，避免了线圈的电磁感应对刺激处理部内部的电路及芯片造成影响，由于人工耳蜗系统是极其精密的产品，故这一点的影响其实很大。传感器的设置代替了原来体外部分的麦克风，制作和使用双压电晶片弹簧片式传感器，精度高、可靠性高。
附图说明
图1为本发明实施例的全植入式人工耳蜗系统整体框图；
图2为本发明实施例的全植入式人工耳蜗系统详细结构图；
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
参见图1-图2，为全植入式人工耳蜗系统整体框图和详细结构图，一种全植入式人工耳蜗系统，包括刺激电极10，与刺激电极10连接的刺激处理部20，与刺激处理部20连接的传感部30，与刺激处理部20连接的天线部40，与刺激处理部20连接的电源部50和体外充电部60，其中，
刺激电极10包括16-24个触点电极和与每个触点电极相连的电极丝；
刺激处理部20包括第一连接单元201，模数转换单元202，中心管理与通信单元203，信号处理器204和刺激器芯片205，其中，
第一连接单元201包括电源接口模块和信号接口模块，电源接口模块与电源部50连接；信号接口模块与传感部30连接，将传感部30输出的信号传输给信号处理器204；
模数转换单元202与电源接口模块连接，电源接口模块与电源部50连接，模数转换单元202将传输来的交流信号转换为直流信号，与中心管理与通信单元203连接，为其供电；
中心管理与通信单元203包括微处理模块、与微处理模块分别连接的第一通信模块和第二通信模块，对刺激处理部20进行管理和通信控制；天线部40包括第一天线模块和第二天线模块，与第一通信模块和第二通信模块对应连接；
信号处理器204包括DSP和ARM芯片，与信号接口模块连接，将传感部30输出的信号进行信号处理后输出给刺激器芯片205；
刺激器芯片205的输入连接信号处理器204，输出连接刺激电极10，将刺激信号输出给刺激电极10，由刺激电极10直接输出电刺激；
电源部50包括第二连接单元501、数模转换单元502、充电微控制单元503和充电线圈504，其中，
第二连接单元501的输入与数模转换单元502连接，输出与电源接口模块连接，将数模转换单元502输出的交流信号传输给刺激处理部20；
充电微控制单元503的输入与充电线圈504连接，输出与数模转换单元502连接，包括充电电池和充电微处理器，充电微处理器将从充电线圈504获取的能量进行处理后，对充电电池进行充电；充电线圈504从体外充电部60通过无线能量传递获得能量；通过数模转换单元502将充电电池的直流信号转换为交流信号，输出给第二连接单元501。
具体实施例中，传感部30包括压电传感器和前置放大器，二者相连，传感器为双压电晶片弹簧片式，由植入式电子插件和驱动件组成；前置放大器将从传感器采集的信号进行去噪放大。
还包括编程器，与第一通信模块通过第一天线模块进行无线通信，对微处理模块进行大数据传输的固件升级和调机信息保存。
还包括遥控器，与第二通信模块通过第二天线模块进行无线通信，对微处理模块进行小数据通信和刺激参数调整。
第一连接单元201与第二连接单元501通过绝缘的、生物兼容的连接导线连接，长度至少30cm，该连接导线与第一连接单元201和第二连接单元501都以可拆卸的方式连接，保证了可更换性。连接导线至少传输30mW的能量，10-15mA的交流电信号。充电电池容量至少为300mAh。
第一连接单元201与模数转换单元202为可拆卸式连接；第二连接单元501与数模转换单元502为可拆卸式连接，在电源部50中的充电电池寿命到时或电源部50中电路单元出现问题时，可以将第二连接单元501与数模转换单元502拆卸分开，将电源部50中除了第二连接单元501外的部分更换。
模数转换单元202，中心管理与通信单元203，信号处理器204和刺激器芯片205封装在一陶瓷壳体中，第一连接单元201与这一陶瓷壳体可拆卸式连接。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种全植入式人工耳蜗系统，其特征在于，包括刺激电极，与刺激电极连接的刺激处理部，与刺激处理部连接的传感部，与刺激处理部连接的天线部，与刺激处理部连接的电源部和体外充电部，其中，
所述刺激电极包括16-24个触点电极和与每个触点电极相连的电极丝；
所述刺激处理部包括第一连接单元，模数转换单元，中心管理与通信单元，信号处理器和刺激器芯片，其中，
所述第一连接单元包括电源接口模块和信号接口模块，所述电源接口模块与电源部连接；所述信号接口模块与传感部连接，将传感部输出的信号传输给所述信号处理器；
所述模数转换单元与所述电源接口模块连接，所述电源接口模块与电源部连接，模数转换单元将传输来的交流信号转换为直流信号，与所述中心管理与通信单元连接，为其供电；
所述中心管理与通信单元包括微处理模块、与微处理模块分别连接的第一通信模块和第二通信模块，对所述刺激处理部进行管理和通信控制；所述天线部包括第一天线模块和第二天线模块，与所述第一通信模块和第二通信模块对应连接；
所述信号处理器包括DSP和ARM芯片，与所述信号接口模块连接，将传感部输出的信号进行信号处理后输出给所述刺激器芯片；
所述刺激器芯片的输入连接所述信号处理器，输出连接所述刺激电极，将刺激信号输出给刺激电极，由刺激电极直接输出电刺激；
所述电源部包括第二连接单元、数模转换单元、充电微控制单元和充电线圈，其中，
所述第二连接单元的输入与所述数模转换单元连接，输出与所述电源接口模块连接，将所述数模转换单元输出的交流信号传输给所述刺激处理部；
所述充电微控制单元的输入与所述充电线圈连接，输出与所述数模转换单元连接，包括充电电池和充电微处理器，充电微处理器将从充电线圈获取的能量进行处理后，对充电电池进行充电；充电线圈从所述体外充电部通过无线能量传递获得能量；通过数模转换单元将充电电池的直流信号转换为交流信号，输出给所述第二连接单元；
所述传感部包括压电传感器和前置放大器，二者相连，传感器为双压电晶片弹簧片式，由植入式电子插件和驱动件组成；前置放大器将从传感器采集的信号进行去噪放大；还包括编程器，与所述第一通信模块通过所述第一天线模块进行无线通信，对微处理模块进行大数据传输的固件升级和调机信息保存。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括遥控器，与所述第二通信模块通过所述第二天线模块进行无线通信，对微处理模块进行小数据通信和刺激参数调整。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一连接单元与第二连接单元通过绝缘的、生物兼容的连接导线连接，长度至少30cm。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述连接导线至少传输30mW的能量。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述连接导线传输10-15mA的交流电信号。
6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述充电电池容量至少为300mAh。
7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一连接单元与所述模数转换单元为可拆卸式连接；所述第二连接单元与所述数模转换单元为可拆卸式连接。
8.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述模数转换单元，中心管理与通信单元，信号处理器和刺激器芯片封装在一陶瓷壳体中。
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