CN107206244B

CN107206244B - 耳蜗植入物以及组装耳蜗植入物的方法

Info

Publication number: CN107206244B
Application number: CN201580073930.2A
Authority: CN
Inventors: T·桑托格罗西; 谢坚; 李林; M·赫尔莱恩
Original assignee: Advanced Bionics AG
Current assignee: Advanced Bionics AG
Priority date: 2015-01-21
Filing date: 2015-01-21
Publication date: 2018-07-27
Anticipated expiration: 2035-01-21
Also published as: WO2016118127A1; CN107206244A; US20180236234A1; US10391311B2

Abstract

一种耳蜗植入物，包括：耳蜗引线器、天线、处理器壳体、和位于处理器壳体内的印刷电路板组件。处理器壳体可以包括基座、第一端壁、第二端壁以及盖体，基座具有共同限定一件式整体结构的底壁、第一侧壁和第二侧壁，第一端壁附接至底壁并且附接至第一侧壁和第二侧壁，第一端壁包括多个第一馈通引脚，第二端壁附接至底壁并且附接至第一侧壁和第二侧壁，第二端壁包括多个第二馈通引脚，盖体附接至第一侧壁和第二侧壁并且附接至第一端壁和第二端壁。

Description

耳蜗植入物以及组装耳蜗植入物的方法

技术领域

本发明大体上涉及可植入耳蜗刺激(或“ICS”)系统的可植入部分。

背景技术

ICS系统被用于通过利用受控的电流脉冲直接刺激完好的听觉神经来帮助严重耳聋患者察觉声音感觉。环境声压波被外戴扩音器拾获并转换为电信号。而电信号被声音处理器处理、转换为具有变化的脉冲宽度和/或幅值的脉冲序列，并被传输至ICS系统的植入接收器电路。植入接收器电路连接至已插入至内耳的耳蜗中的可植入电极阵列，并且电刺激电流被施加至变化的电极组合以产生声音的感知。可替代地，该电极阵列被直接插入至耳蜗神经，而不被设置在耳蜗内。在美国专利5,824,022号中公开了一种典型的ICS系统，该美国专利的名称为“采用遥控的耳后声音处理器的耳蜗刺激系统”，并且其全部内容通过引用结合于此。

如以上所提到的，一些ICS系统包括植入物、声音处理器单元(例如，体戴式处理器或者耳后处理器)、和作为声音处理单元的一部分或者与声音处理器单元联通的扩音器。耳蜗植入物与声音处理器单元联通，并且为此，一些ICS系统包括既与声音处理器单元联通又与耳蜗植入物联通的耳机。该耳机通过耳机上的发射器(例如，天线)和植入物上的接收器(例如，天线)与耳蜗植入物联通。当发射器与接收器彼此对准时，理想的联通被实现。为此，耳机和耳蜗植入物可分别包括彼此吸引并且维持耳机发射器在植入物接收器上的位置的定位磁体。

本发明人已经确认传统的耳蜗植入物和装配这种植入物的方法可被改进。例如，本发明人已经确认，减小耳蜗植入物的厚度、提升耳蜗植入物的可靠性并降低耳蜗植入物的制造成本是合乎需要的。

发明内容

耳蜗植入物可以包括耳蜗引线器、天线、处理器壳体、以及位于处理器壳体内的印刷电路板。处理器壳体可以包括基座、第一端壁、第二端壁和盖体，基座具有共同限定一件式整体结构的底壁、第一侧壁和第二侧壁，第一端壁附接至底壁并且附接至第一侧壁和第二侧壁，第一端壁包括多个第一馈通引脚，第二侧壁附接至底壁并且附接至第一侧壁和第二侧壁，第二端壁包括多个第二馈通引脚，盖体附接至第一侧壁和第二侧壁并且附接至第一端壁和第二端壁。

一种组装耳蜗植入物的方法，该方法可以包括：将印刷电路板组件紧固至处理器壳体基座，处理器壳体基座具有共同限定一件式整体结构的底壁、第一侧壁和第二侧壁；将第一端壁附接至底壁并且附接至第一侧壁和第二侧壁，第一端壁包括多个第一馈通引脚；将第二端壁附接至底壁并且附接至第一侧壁和第二侧壁，第二端壁包括多个第二馈通引脚；将馈通引脚连接至位于印刷电路板组件上的电接触件；将盖体附接至第一侧壁和第二侧壁并且附接至第一端壁和第二端壁，以完成处理器壳体；将耳蜗引线器连接至多个第一馈通引脚；以及，将天线连接至多个第二馈通引脚。

随着本发明通过参考与附图一并考虑时的以下详细说明而变得更好理解，本发明的上述特征以及诸多其他特征将变得显而易见。

附图说明

示例性实施例的详细说明将通过参考附图给出。

图1是根据本发明的一个实施例的耳蜗植入物的平面图。

图1A是沿着图1中的线1A-1A截取的截面图。

图2是图1所示的耳蜗植入物的分解视图。

图3是图1和图2所示的示例性的处理器组件的平面图，盖体被移除。

图4是图1和图2所示的示例性的处理器组件的一部分的平面图，盖体被移除。

图5是图1和图2所示的示例性的处理器组件的一部分的平面图，盖体被移除。

图6是图1和图2所示的处理器组件的一部分的截面图。

图7是图1和图2所示的示例性的处理器组件的一部分的透视图。

图8是图1和图2所示的示例性的处理器组件的一部分的透视图。

图9是图1和图2所示的处理器组件的截面图。

图10是另一示例性的处理器组件的截面图。

具体实施方式

以下是目前已知的实施本发明的最佳方式的详细说明。该说明不应被理解成限制意义，而是仅为阐明本发明的总体原理的目的而给出。

图1、图1A和图2中所示的示例性的耳蜗刺激器100包括由硅橡胶或其它合适材料形成的柔性壳体102、处理器组件104、耳蜗引线器106、和天线110，天线110可以用于经由与例如声音处理器单元相关联的外部天线接收数据和电能。耳蜗引线器106可以包括柔性体107、位于该柔性体的一端处的电极阵列108、和从阵列108中的电极108a(例如，铂电极)延伸至该柔性体的另一端的多个导线109。定位元件(即，磁体或其它铁磁材料)112被证实可以使得外部天线(未示出)能够相对天线110被正确地定位。以下面所描述的方式连接至电极阵列108和天线110的示例性的处理器组件104包括位于不透气密封的壳体116内的印刷电路板组件(“PCBA”)114。示例性的天线110包括传输导线(例如，金或其它合适金属导线)和平行的聚合物支撑导线(例如，超高分子量聚乙烯导线)，它们布置成环路以形成线圈。屏蔽线(有时称作“螺旋屏蔽”)可以绕着天线线圈缠绕，以限制天线线圈的电场。

PCBA 114包括印刷电路板(“PCB”)118，诸如刺激处理器120、接收器电路122、以及电接触件124和126(例如，镀金垫片)的电子部件表面安装在PCB 118上。示例性的PCB 118可以是平面(或“平坦”)的PCB并且可以由FR4级玻璃增强环氧树脂层压板形成。所有的电气部件和接触件被定位在同一平面上。在示出的实施例中，并参考图3至图6，存在有用于连接耳蜗引线器106上的电极阵列108的十八(18)个电接触件124，并且存在有用于连接至天线110的传输导线的两(2)个电接触件126。如此，存在有在电气引线器侧上延伸到壳体116中的十八(18)个馈通引脚128和在天线侧上延伸到壳体116中的两(2)个馈通引脚130。馈通引脚128被分成两组，每组九(9)个馈通引脚。在每组馈通引脚128中还存在有两种不同的引脚构造，即，从一端到另一端是线性的线性馈通引脚128a和从一端到另一端不是线性的非线性馈通引脚128b。示例性的非线性馈通引脚128b具有通过中间部分连接的第一平行部分和第二平行部分，该中间部分沿着横向于平行部分的方向延伸(图6)。馈通引脚128被布置成使得引脚在壳体116的外部上的端部将每组中的馈通引脚限定成两列。在示出的方位上，线性馈通引脚128a的端部形成底部列，非线性馈通引脚128b的端部形成顶部列。然而，由于馈通引脚128b的非线性构造，馈通引脚128在壳体116的内部中的端部形成单列。每个馈通引脚128的端部被与关联的电接触件124中的相应一个竖直和水平地对准。

由于上述馈通引脚的构造，馈通引脚128的端部可以高效且成本有效地焊接至电接触件124。例如，可以使用热棒焊接将馈通引脚128的端部同时焊接至电接触件124，在一些情况中，馈通引脚的端部可以被预镀锡(pre-tined)。类似地，两个馈通引脚130是线性的并且引脚在壳体116内的端部被与关联的电接触件126中的相应一个竖直和水平地对准，并且可以容易地焊接。在其它情况(未示出)中，由以商品名KovarTM出售的镍-钴铁合金形成的接头片可通过焊接、铜焊或环氧树脂粘合来接合至PCB118，以形成电接触件，并且可以采用激光焊接来将馈通引脚的端部接合至接触件。

参考图3和图6，更加详细的是，示出的实施例中的每组九(9)个馈通引脚128是馈通组件132的一部分，馈通组件132还包括陶瓷基底134和钛凸缘136。在壳体116的天线侧上采用了类似的馈通组件133(图5)。

参考图2至图6，示例性的壳体116包括基座138，在示出的方位上，基座138具有底壁140、第一侧壁142和第二侧壁144，第一侧壁142和第二侧壁144彼此相对并且垂直于底壁。在示出的实施方式中，基座138是一件式整体结构，其具有彼此平行且垂直于底壁140的侧壁142和侧壁144。如于此使用的，“一件式整体结构”是由单件材料形成的结构，与分开制造并随后通过使用焊接件、机械紧固件和/或互锁件、或其它媒介来彼此紧固的多件不同。例如，基座138可以通过对单个工件或胚料进行机加工或冲压形成。壳体116还可以包括端壁146和端壁148以及盖体150，如将在下文参考图8更加具体说明的，端壁146和端壁148在组装过程中被附接至壳体138的底壁140、侧壁142和侧壁144，盖体150在组装过程中被附接至侧壁和端壁。端壁146包括成对的孔眼152(图6)，馈通组件132被安装在成对的孔眼152中，而端壁148包括用于馈通组件133的孔眼154(图2)。馈通组件132和馈通组件133通过激光焊接或其它合适技术被分别紧固至侧壁146和侧壁148。

示例性的壳体116还包括便于组装和对准的各种特征。为此，如图7所示，示例性的基座138的底壁140包括凹槽156和凹槽158以及多个狭槽160至164，而侧壁142和侧壁144分别包括凹槽166和凹槽168。转到图3，PCB 118还包括多个狭槽170至174，而端壁146包括突出部176，端壁148包括突出部178和突出部180。端壁144和端壁146还包括绕着它们的内表面的周边延伸的相应的凹槽182和凹槽184。盖体150(图8)包括主体186和绕着主体的周边向外伸出的凸缘188。盖体150还包括多个狭槽190至194。示例性的盖体150的内表面包括容纳PCBA 114上的较高的部件的各种凹陷(未编号)。

如图3和图5所示，具有凸缘198和成对的柱杆200的安装支架196可以被设置在壳体端壁148上以用于天线110。安装支架196包括孔眼，该孔眼构造成给以下述方式将天线110的传输导线焊接至馈通引脚130的焊接电极提供足够的间隙。天线110的支撑导线被形成为环路206，环路206安装至柱杆200上。

关于处理器组件104的材料和尺寸，尽管除非声明本发明并不局限于这种材料和尺寸，处理器组件壳体116(即，基座138、端壁146和148端壁、以及盖体150)的示例性组件可以由诸如工业纯钛或钛合金的材料形成。参考图7和图9，示例性的壳体116的从端壁146的外表面到端壁148的外表面的长度L可以在18mm至22mm的范围内变化并且在示出的实施例中为20mm，而壳体116的从侧壁142的外表面到侧壁144的外表面的宽度W可以在21mm至25mm的范围内变化并且在示出的实施例中为23mm。转到图9A，壳体116的高度H_CASE可以在3.6mm至4.0mm的范围内变化并且在示出的实施例中为3.8mm。基座的底壁140、侧壁142和侧壁144的厚度T_B可以在0.5mm至0.7mm的范围内变化并且在示出的实施例中为0.6mm。侧壁142和侧壁144的高度H_SW(包括底壁140的厚度)与端壁146和端壁148的高度相同，可以在3.6mm至4.0mm的范围内变化并且在示出的实施例中为3.8mm。还应当注意的是，由于盖体凸缘188如下面参考图10所描述的配合到侧壁和端壁的凹槽中，壳体116的小于长度L和宽度W的高度H_CASE等于侧壁142和侧壁144的高度H_SW。盖体150的厚度是变化的并且当盖体邻接侧壁142和侧壁144的内表面时盖体的厚度变大，盖体150的平均厚度T_C可以在0.6mm到0.8mm的范围内变化并且在示出的实施例中为0.7mm。PCB 118的厚度T_PCB可以在0.4mm至0.7mm的范围内变化并且在示出的实施例中为0.6mm。在此应注意的是，由于PCB 118是平坦的，例如，PCB 118不具有任何弯曲远离基座底壁140的部分，从底壁140的内表面到PCB 118的顶部表面的最大距离，即，印刷电路板高度H_PCB是PCB的厚度并且可以在0.4mm至0.7mm的范围内变化且在示出的实施例中为0.6mm。如此构造，在PCB 118的顶部表面和盖体150的内表面之间存在间隙，该间隙可以在1.8mm至2.1mm的范围内变化且在示出的实施例中为2.0mm。

如此构造，此时的壳体116限定最大化其效用的各种比值和关系。例如，对于高度H_CASE小于或等于4.0mm的壳体116，壳体高度H_CASE与PCB高度H_PCB的比值可以在一些实施例中在5到10的范围内变化、在一些实施例中在6到9的范围内变化，也可以在一些实施例中在6到7的范围内变化，并且在示出的实施方式中为6.4mm。这种比值使得壳体比与传统耳蜗植入物关联的那些壳体更紧凑。应当注意的是，这种比值适用于高度小于在前面段落中所描述那些高度的壳体和/或PCB。

从上述各种部件制造处理器组件104的工艺可以如下进行。首先，用诸如硅氧烷粘合剂的粘合剂、环氧树脂粘合剂或双面粘合带、或者通过使用另一合适媒介来将PCBA 114紧固至基座138的在侧壁142和侧壁144之间的底壁140。PCB狭槽170至174将被与底壁的狭槽160至164对准。接着，可以将包括馈通组件132的端壁146定位在基座138上，使得凹槽182与底壁凹槽158对准并且使突出部176位于底壁凹槽164和PCB凹槽170内。如此布置，馈通引脚128的端部将会与PCBA 114的电接触件124对准。随后可以通过使用激光焊接或另一合适的技术将端壁146紧固至基座138。类似地，可以将包括馈通组件133的端壁148定位在基座138上，使得凹槽184与底壁凹槽160对准并且使得突出部178位于底壁凹槽160和PCB凹槽172内和使得突出部180位于底壁凹槽162和PCB凹槽174内。如此布置，馈通引脚130的端部将会与PCBA 114的电接触件126对准。随后可以将馈通引脚128和馈通引脚130焊接或以其它方式接合至电接触件124和电接触件126。最后，可以将盖体150定位在基座138、端壁146和端壁148上，使得凸缘188位于基座侧壁凹槽166和168以及端壁凹槽182和184内。随后可以通过使用激光焊接或另一合适技术将盖体150紧固至基座138、侧壁144和侧壁146。这种工艺的结果是获得被不透气密封的壳体116，使得PCBA 114位于壳体116内以及馈通引脚128和馈通引脚130从该壳体的内侧延伸至该壳体的外侧。

包括完成的处理器组件104的耳蜗植入物随后被组装。可以使用任何合适技术将来自耳蜗引线器106的导线109(图1A)连接至相应的馈通引脚128的端部。例如，馈通组件132中的馈通引脚128之间的空间足以允许使用对侧间隙电阻焊，对侧间隙电阻焊是双面工艺，其中，当电流从一对焊接电极中的一个电极传递至另一个电极时，引脚的侧表面、铂条和导线被夹置在该对焊接电极之间。引脚、铂、导线和电极的电阻产生热量，从而熔化铂并将导线接合至引脚。另一合适的焊接技术包括将每个导线接合至由位于每个引脚的端部处的导电材料的薄条形成的电气连接件。环氧树脂顶盖202可以粘附至端壁146，以保护包括引线109和馈通引脚128之间的连接的处理器组件104和耳蜗引线器106之间的连接。由液体硅橡胶或环氧树脂形成的顶盖204可用于将导线109保持在它们的预期位置。

转到天线110，如上所述，可以使用间隙电阻焊将天线的传输导线连接至馈通引脚130的端部，其中，顶部和底部焊接电极借助于支架196中的孔眼来获取接近馈通引脚。可以将天线110的屏蔽线焊接至支架196，并且可以将支撑导线环路206安装至柱杆200上。一旦将处理器组件104、耳蜗引线器106、和天线110彼此连接，可以借助于例如嵌入模制工艺来形成柔性壳体102(图1)，使磁体112位于其最终位置。

在一些实施方式中，可以将铂盘208(图2)安装至壳体116的外部，壳体116如上述可以由钛形成。可以在组装壳体116之前电阻点焊至盖体150的铂盘208用作壳体接地，并且为由阵列108中的电极108a施加的刺激能量提供比钛壳体116更好的返回路径。在此采用铂是由于它具有与引线器上的示例性的铂电极108a相同的电势。此外，由于铂是贵金属，故随着时间的推移不会在盘208上形成氧化物。

在一些实施方式中，处理器组件壳体可以设置有额外的结构支撑。为此，图10所示的处理器组件104a大体上类似于处理器组件104，并且类似的元件由类似的附图标记表示。然而，此时柱杆210(例如，钛柱杆)被定位在底壁140和盖体150之间并且与底壁140和盖体150接触。PCB组件114a具有带有孔眼212的PCB 118a，以允许柱杆210通过。

虽然已经按照上述优选实施例描述了本文所公开的发明，但是对上述优选实施例的许多改进和/或附加对本领域技术人员来说将是显而易见的。举例来说，但并非限制，本发明包括来自不同类型以及说明书中所公开的实施例且并未描述的元件的任何组合。意图是，本发明的范围延伸至所有的此类改进和/或附加，并且本发明的范围仅由以下所提出的权利要求来限制。

Claims

1.一种耳蜗植入物，包括：

耳蜗引线器，所述耳蜗引线器包括柔性体、位于所述柔性体上的多个电极、以及位于所述柔性体内的分别连接至所述多个电极的多个导线；

天线；

处理器壳体，所述处理器壳体包括：

基座，所述基座具有共同限定一件式整体结构的底壁、第一侧壁和第二侧壁，

第一端壁，所述第一端壁附接至所述底壁并且附接至所述第一侧壁和所述第二侧壁，所述第一端壁包括多个第一馈通引脚，所述多个第一馈通引脚具有分别连接至至所述多个引线器导线的第一端部、和第二端部，

第二端壁，所述第二侧壁附接至所述底壁并且附接至所述第一侧壁和所述第二侧壁，所述第二端壁包括多个第二馈通引脚，所述多个第二馈通引脚具有连接至所述天线的第一端部和第二端部，和

盖体，所述盖体附接至所述第一侧壁和所述第二侧壁并且附接至所述第一端壁和所述第二端壁；以及

印刷电路板组件，所述印刷电路板组件位于所述处理器壳体内并且包括印刷电路板、位于所述印刷电路板上的处理器、分别连接至所述多个第一馈通引脚的所述第二端部的多个第一电接触件、以及分别连接至所述多个第二馈通引脚的所述第二端部的多个第二电接触件。

2.根据权利要求1所述的耳蜗植入物，其特征在于，

所述印刷电路板是平坦的，所述多个第一电接触件位于单个平面中并且所述多个第一馈通引脚的所述第二端部连接至在所述单个平面中的所述多个第一电接触件。

3.根据权利要求2所述的耳蜗植入物，其特征在于，

所述多个第一馈通引脚包括从所述第一端部到所述第二端部是线性的线性馈通引脚和从所述第一端部到所述第二端部不是线性的非线性馈通引脚。

4.根据权利要求3所述的耳蜗植入物，其特征在于，

每个所述非线性馈通引脚包括通过中间部分连接的第一平行部分和第二平行部分，所述中间部分沿着横向于所述平行部分的方向延伸。

5.根据权利要求3所述的耳蜗植入物，其特征在于，

所述线性馈通引脚的所述第一端部限定第一列，所述非线性馈通引脚的所述第一端部限定第二列。

6.根据权利要求1所述的耳蜗植入物，其特征在于，

所述第一侧壁和所述第二侧壁彼此平行并且垂直于所述底壁。

7.根据权利要求1所述的耳蜗植入物，其特征在于，

所述壳体限定长度、宽度和高度，所述壳体的所述高度小于所述壳体的所述长度和所述宽度并且小于4.0mm；

所述印刷电路板限定高度；和

所述壳体的所述高度与所述印刷电路板的所述高度的比值在5至10之间。

8.根据权利要求7所述的耳蜗植入物，其特征在于，

所述壳体的所述高度与所述印刷电路板的所述高度的所述比值在6至9之间。

9.根据权利要求7所述的耳蜗植入物，其特征在于，

所述壳体的所述高度与所述印刷电路板的所述高度的所述比值在6至7之间。

10.一种组装耳蜗植入物的方法，所述方法包括以下步骤：

将印刷电路板组件紧固至处理器壳体基座，所述处理器壳体基座具有共同限定一件式整体结构的底壁、第一侧壁和第二侧壁，所述印刷电路板组件包括印刷电路板、位于所述印刷电路板上的处理器、多个第一电接触件、以及多个第二电接触件；

将第一端壁附接至所述底壁并且附接至所述第一侧壁和所述第二侧壁，所述第一端壁包括具有第一端部和第二端部的多个第一馈通引脚；

将第二端壁附接至所述底壁并且附接至所述第一侧壁和所述第二侧壁，所述第二端壁包括具有第一端部和第二端部的多个第二馈通引脚；

将所述多个第一馈通引脚的所述第二端部连接至所述多个第一电接触件；

将所述多个第二馈通引脚的所述第二端部连接至所述多个第二电接触件；

将盖体附接至所述第一侧壁和所述第二侧壁并且附接至所述第一端壁和所述第二端壁，以完成所述处理器壳体；

将耳蜗引线器连接至所述多个第一馈通引脚的所述第一端部；和

将天线连接至所述多个第二馈通引脚的所述第一端部。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，

所述印刷电路板是平坦的，所述多个第一电接触件位于单个平面中；和

所述将所述多个第一馈通引脚的所述第二端部连接至所述多个第一电接触件包括将所述多个第一馈通引脚的所述第二端部连接至在所述单个平面中的所述多个第一电接触件。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，

所述将所述多个第一馈通引脚的所述第二端部连接至所述多个第二电接触件包括将所述多个第一馈通引脚的所述第二端部同时焊接至在所述单个平面中的所述多个第一电接触件

14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，

所述将所述印刷电路板组件紧固至所述处理器壳体基座包括将所述平坦的印刷电路板紧固至所述底壁。

15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，

所述处理器壳体基座的所述第一侧壁和所述第二侧壁彼此平行并且垂直于所述底壁。

16.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，

所述将第一端壁附接至所述底壁并且附接至所述第一侧壁和所述第二侧壁包括将所述第一端壁焊接至所述底壁并且焊接至所述第一侧壁和所述第二侧壁；

所述将第二端壁附接至所述底壁并且附接至所述第一侧壁和所述第二侧壁包括将所述第二端壁焊接至所述底壁并且焊接至所述第一侧壁和所述第二侧壁；和

所述将盖体附接至所述第一侧壁和所述第二侧壁并且附接至所述第一端壁和所述第二端壁包括将所述盖体焊接至所述第一侧壁和所述第二侧壁并且焊接至所述第一端壁和所述第二端壁，以完成所述处理器壳体。

17.根据权利要求10所述的方法，进一步包括以下步骤：

在所述处理器壳体和所述天线上模制柔性壳体。