CN107427363A - 骨传导漂浮质量传感器的固定 - Google Patents

Abstract

一种可植入骨传导传感器具有由外表面径向包围的中心旋转轴线以及从外表面径向向外突出的至少一个径向突起。植入式传感器容器具有被构造成配合到受体患者的颅骨中的容器凹部中的容器外表面、被构造成围绕传感器的外表面配合的容器内表面、以及从容器内表面起径向向内突出的至少一个突起支架。所述至少一个突起支架和所述至少一个径向突起被构造成相协作以使得所述传感器围绕所述中心旋转轴线的旋转在所述传感器和围绕所述容器凹部的颅骨之间产生增加的横向力，以便使传感器与颅骨牢固地接合。

Description

骨传导漂浮质量传感器的固定

本申请要求2015年3月18日提交的美国临时专利申请62/134,626的优先权，其通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及听力植入物，更具体地涉及将骨传导漂浮质量传感器在患者颅骨上的固定。

背景技术

如图1中所示，正常的耳朵将声音通过外耳101传送到鼓膜(耳膜)102，鼓膜(耳膜)102移动中耳103的听小骨(锤骨、砧骨及镫骨)，该听小骨振动耳蜗104的卵圆窗膜106和圆窗膜107。耳蜗104是围绕其轴线螺旋缠绕大约两周半的长而窄的管道。耳蜗104包括被称为前庭阶的上通道和被称为鼓阶的下通道，它们通过耳蜗管连接。耳蜗104形成一个直立的螺旋锥，中央被称为蜗轴，耳蜗神经105的螺旋神经节细胞就位于蜗轴中。对收到的由中耳103传送的声音做出响应，充有流体的耳蜗104起到传感器的作用，产生传输到蜗神经105并最终到大脑的电脉冲。

当将外部声音沿着耳蜗104的神经基质转换成有意义的动作电位的能力出现问题时，听觉受损。为了改善受损听觉，已经开发了听力假体。例如，当损伤与中耳103的功能有关时，可以使用常规助听器或中耳植入物以放大声音的形式向听觉系统提供声音-机械刺激。或者当损伤与耳蜗104相关时，具有植入的刺激电极的耳蜗植入物可以通过沿着电极分布的多个电极触体发出的小电流来电刺激听神经组织。

中耳植入物使用电磁传感器将声音转换成中耳103的机械振动。线圈绕组通过附接到中耳103内的非振动结构上而保持静止，并且麦克风信号电流被传送到线圈绕组以产生电磁场。磁体附着在中耳103内的小骨上，使得磁体的磁场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的骨骼的振动。参见美国专利6,190,305，其通过引用并入本文。

美国专利8,246,532(其全部内容通过引用并入本文)描述了另一种类型的可植入听力假体系统，其使用骨传导将音频信号传送到耳蜗，用于具有传导性或混合的传导性/感觉神经性听力损伤的人的声音感知。植入的漂浮质量传感器(FMT)固定在颞骨上。响应于外部产生的电音频信号，FMT将机械刺激信号耦合到颞骨以便通过骨传导传递到耳蜗以用于感知为声音信号。还必须将一定量的电子电路随FMT植入以向植入装置提供电力以及进行将外部电信号转换成机械刺激信号并且机械驱动FMT所需的至少一些信号处理。

大多数现有的骨传导系统使用两个标准骨螺钉将传感器附接到患者的颅骨。这种螺钉固定装置需要额外的空间、额外的部件和额外的骨钻孔(较长的外科手术)。当螺钉孔不是非常精确或颅骨缺乏适当的结构时，这些固定螺钉可能固定得不是非常好。

美国专利8,241,201描述了各种骨传导传感器装置，包括具有非螺钉固定机构的实施例，其中由生物相容的材料制成的适配器被放置在传感器壳体的底部和下面的骨骼之间。WO 2014138149描述了在耳蜗植入物壳体的外周上的各种不同的固定结构。美国专利8,909,348还显示了在其外周上具有稳定性突起的耳蜗植入物。美国专利7,937,156示出了具有各种骨整合突起的另一种人工耳蜗植入物壳体。

发明内容

本发明的实施例涉及具有由外表面径向包围的中心旋转轴线的可植入骨传导传感器，以及从外表面径向向外突出的至少一个径向突起。植入式传感器容器具有被构造成配合到受体患者的颅骨中的容器凹部中的容器外表面、被构造成围绕传感器的外表面配合的容器内表面，以及从容器内表面起径向向内突出的至少一个突起支架。所述至少一个突起支架和所述至少一个径向突起构造成协作以使得所述传感器围绕所述中心旋转轴线的旋转在所述传感器和围绕容器凹部的颅骨之间产生增加的横向力，以使所述传感器与颅骨牢固地接合。

在具体实施例中，所述至少一个突起支架可构造成响应于所述传感器的旋转而变形，以在旋转方向上在所述至少一个径向突起之后形成突起支架材料的唇缘，该唇缘抵抗所述传感器的会减少横向力的反向旋转。附加地或替代地，至少一个径向突起的外表面和至少一个突起支架的内表面可以具有一个或多个反向旋转阻挡结构，其构造成相协作以抵抗会减小横向力的传感器反向旋转。例如，反向旋转阻挡结构可以是构造成抵抗传感器的反向旋转的协作的棘轮齿、表面粗糙度增大的一个或多个表面区域和/或具有高摩擦涂层的一个或多个表面区域。

也可以有一个或多个围绕容器外表面的外环，其构造成将传感器容器保持在一起；例如，外环由硅材料制成。传感器可以包括端面，其具有表面处理以用于促进端面与相邻颅骨的骨整合。传感器的上端可以包括旋转促进结构，其构造成与外科器械协作以促进传感器围绕中心旋转轴线旋转以产生增加的横向力。

在具体实施例中，突起支架可以由生物相容的聚合物材料或钛制成。传感器可以具有多个径向突起，径向突起可以尺寸全部相等或尺寸不等。可具有多个突起支架，其尺寸可全部相等或不等。

附图说明

图1示出了典型人耳的解剖结构。

图2示出了根据本发明的实施例的可植入骨传导传感器装置的正视透视图。

图3A-图3B示出了根据本发明的实施例的旋转以产生增加的横向力的图2中的装置的俯视剖面图。

图4A-4B示出了具有卵圆形传感器的实施例的简化的俯视截面图。

具体实施方式

本发明的实施例涉及通过引导横向夹紧力使其抵靠容纳传感器的骨凹部来将诸如FMT的骨传导传感器固定到植入患者的颅骨的装置。这样的装置避免了对骨水泥和骨螺钉以及诸如钻模、台座、钻头等的所有相关要求的常规需要。传感器骨床的深度也可以减小(例如，如必要，可减小到2mm)，而不需要台座，因此准备骨床不那么复杂。此外，可以向骨骼施加相对较大的横向夹紧力，使得传感器位置的骨整合不是强制性的。并且，横向力方法不会增加传感器装置的高度(与其它方法相反，如美国专利8,241,201中的方法)。

图2示出了可植入骨传导传感器装置200的正视透视俯视图，其包括可植入的骨传导传感器201，该骨传导传感器具有由外表面210径向包围的中心旋转轴线203。传感器201的外表面210——或者整体上或者部分地，例如传感器201的下端——具有一个或多个径向突起204，该径向突起204径向向外延伸，与中心旋转轴线203的径向距离逐渐增加；例如，增加约2mm。在该具体情况下，存在四个对称布置的相等尺寸的径向突起204，但是在其它实施例中，径向突起204可以是不同的尺寸和/或以不同的不对称几何形状分布在外表面210周围。

传感器201的上表面还可以包括一个或多个旋转促进结构，在这种情况下，存在螺丝刀刀片狭槽206，其构造成与外科器械(螺丝刀)协作以便于传感器绕中心旋转轴线203旋转。为了便于将来的植入能力，在具体实施例中，可以对传感器装置200的一部分或全部外表面进行表面处理以防止与相邻骨组织的骨整合。当在植入手术期间旋转传感器201时，这种表面处理应当抵抗在传感器装置200的结构元件相对于彼此移动时可能产生的机械力。另一方面，如果允许传感器装置200的某些选定区域与邻近的骨组织骨整合，以便将传感器201长期牢固地固定在周围的骨骼内，这是有利的。因此，传感器201的一个或多个表面可接受表面处理以用于促进经处理的表面与相邻颅骨的骨整合，例如，有许多这样的市售处理方法用于牙科植入物。

可植入传感器容器202具有容器外表面208，其构造成配合到受体患者的颅骨中的容器凹部中。传感器容器202还具有容器内表面209，其构造成围绕传感器210的外表面210配合。传感器容器202包括由钛或生物相容的聚合物材料制成的一个或多个突起支架205，其从容器内表面209起径向向内突出。

在图2所示的实施例中，还存在外部起约束作用的环207，其围绕容器外表面208并且构造成在插入到颅骨中的骨床之前将传感器容器202保持在一起。容纳环207可以由医疗级硅胶材料制成，其价格便宜且在制造过程中易于加工。一旦插入传感器装置200，则不再需要容纳环207，但它们可以保持在它们所在的位置。含有硅的环207足够柔韧，使得它们不会阻止或不利地影响下述的旋转功能。替代地，可以在使插入的传感器201旋转之前移除容纳环207。

突起支架205和径向突起204构造成相协作以使得传感器201围绕中心旋转轴线203的旋转在传感器201和围绕传感器容器202的颅骨之间产生增加的横向力，以便使传感器201与颅骨牢固地接合。因此，在图2所示的具体实施例中，存在四个对称布置的相等尺寸的突起支架205以匹配并对应于传感器201的四个径向突起204。当然，在其它具体实施例中，突起支架205可通过不同尺寸和/或以不同的不对称几何形状分布在传感器容器202周围以匹配并对应于传感器201的径向突起204。

图3A-图3B示出了当旋转以产生增加的横向力时图2所示的骨传导传感器装置200的俯视剖面图。图3A中的视图示出了传感器201及其径向突起204相对于传感器容器202及其对应的突起支架205的初始未旋转位置。在手术插入传感器装置200之前，在插入部位的颅骨中准备好传感器床。传感器床的占用面积需要略大于传感器装置200的占用面积。所制备的骨床的深度可以等于、大于或小于传感器装置200的高度。

一旦骨传导传感器装置200被手术插入患者颅骨中准备好的骨凹部中，外科医生如图3B所示旋转传感器201。当传感器201被旋转时，径向突起204和对应的突起支架205相互作用，以在传感器201和围绕传感器容器202的颅骨之间产生增加的横向力，以便将传感器201与颅骨牢固地接合。可以控制突起支架205和其他结构的几何形状以限制可以产生的最大横向力(例如，通过允许突起支架205变形)。如果传感器201的一部分准备与颅骨骨整合，则仅在植入之后的初始时期(例如前两周)需要由传感器201的旋转提供横向固定力。

径向突起204的外表面和突起支架205的内表面也可以具有一个或多个反向旋转阻挡结构，其构造成相协作以抵抗传感器201的反向旋转，该反向旋转会减小横向力。在图3B所示的实施例中，反向旋转阻挡结构是相协作的棘轮齿301，在其它实施例中，可包括一个或多个表面粗糙度增大的表面区域和/或一个或多个具有高摩擦涂层的表面区域，被构造成用于抵抗传感器的反向旋转。附加地或替代地，突起支架205可以构造成响应于传感器201的旋转而变形，以形成在旋转方向上位于旋转径向突起204后面的突起支架材料的唇缘，该唇缘抵抗传感器201的反向旋转。

在上述具体实施例中，传感器大致为圆柱形，但不一定在每个实施例中都是这种情况。例如，图4A-4B示出了具有卵圆形传感器401的实施例的简化的顶部横截面图，其旋转以利用一个或多个周围的容器支架402产生增加的横向力。如图4A-4B所示，突起支架402不一定完全围绕传感器401。

尽管已经公开了本发明的各种示例性实施例，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以进行各种变化和修改，这些变化和修改将实现本发明的一些优点而不脱离本发明的真实范围。

Claims (18)

1.一种可植入骨传导传感器装置，包括：

可植入骨传导传感器，包括：

i.由外表面径向包围的中心旋转轴线，和

ii.从所述外表面径向向外突出的至少一个径向突起；

植入式传感器容器，包括：

i.容器外表面，其构造成配合到受体患者的颅骨中的容器凹部中，

ii.容器内表面，其构造成围绕传感器的外表面配合，以及

iii.至少一个突起支架，其从所述容器内表面起径向向内突出；

其中，所述至少一个突起支架和所述至少一个径向突起构造成相协作以使得所述传感器围绕所述中心旋转轴线的旋转在所述传感器和围绕所述容器凹部的颅骨之间产生增加的横向力，以便使传感器与颅骨牢固地接合。

2.根据权利要求1所述的可植入骨传导传感器装置，其中，所述至少一个突起支架构造成响应于所述传感器的旋转而变形，以在旋转方向上在所述至少一个径向突起之后形成突起支架材料的唇缘，该唇缘抵抗会减小横向力的传感器反向旋转。

3.根据权利要求1所述的可植入骨传导传感器装置，其中，所述至少一个径向突起的外表面和所述至少一个突起支架的内表面具有一个或多个反向旋转阻挡结构，该一个或多个反向旋转阻挡结构构造成相协作以抵抗会减小横向力的传感器反向旋转。

4.根据权利要求3所述的可植入骨传导传感器装置，其中，所述一个或多个反向旋转阻挡结构包括被构造成抵抗所述传感器的反向旋转的多个协作的棘轮齿。

5.根据权利要求3所述的可植入骨传导传感器装置，其中，所述一个或多个反向旋转阻挡结构包括被构造成抵抗所述传感器的反向旋转的具有增大的表面粗糙度的表面区域。

6.根据权利要求3所述的可植入骨传导传感器装置，其中，所述一个或多个反向旋转阻挡结构包括被构造成抵抗所述传感器的反向旋转的具有高摩擦涂层的表面区域。

7.根据权利要求1所述的可植入骨传导传感器装置，还包括：

围绕所述容器外表面的至少一个外部的环，其构造成将所述传感器和容器保持在一起。

8.根据权利要求7所述的可植入骨传导传感器装置，其中，所述至少一个外环由硅胶材料制成。

9.根据权利要求1所述的可植入骨传导传感器装置，其中，所述传感器包括具有用于促进所述端面与相邻颅骨的骨整合的具有表面处理的端面。

10.根据权利要求1所述的可植入骨传导传感器装置，其中，所述传感器包括具有旋转促进结构的上表面，所述旋转促进结构被构造成与外科器械协作以促进所述传感器围绕所述中心旋转轴线旋转从而产生增加的横向力。

11.根据权利要求1所述的可植入骨传导传感器装置，其中，所述至少一个突起支架由生物相容的聚合物材料制成。

12.根据权利要求1所述的可植入骨传导传感器装置，其中，所述至少一个突起支架由钛制成。

13.根据权利要求1所述的可植入骨传导传感器装置，其中，所述传感器具有多个径向突起。

14.根据权利要求13所述的可植入骨传导传感器装置，其中，所述径向突起的尺寸全都相等。

15.根据权利要求13所述的可植入骨传导传感器装置，其中，所述径向突起具有不同的尺寸。

16.根据权利要求1所述的可植入骨传导传感器装置，其中，所述容器内表面具有多个突起支架。

17.根据权利要求16所述的可植入骨传导传感器装置，其中，所述突起支架的尺寸全都相等。

18.根据权利要求16所述的可植入骨传导传感器装置，其中，所述突起支架具有不同的尺寸。