CN111773535A - 一种分体式人工听觉植入装置及植入装置的连接结构 - Google Patents
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Abstract
一种分体式人工听觉植入装置及植入装置的连接结构，利用分体式连接结构连接人工听觉植入装置中的体内植入部分的电极部分和植入体，分体式连接结构包含卡扣式连接的电极连接线连接端口和植入体连接端口，电极连接线连接端口设置在电极连接线的末端，植入体连接端口设置在植入体中。本发明将人工听觉植入装置中的体内植入部分的植入体和电极部分之间的连接设置为分体式可拆卸连接，电极部分和植入体中哪个部分损坏，就更换哪个部分，避免了整体更换体内植入部分，本发明既适用于人工耳蜗植入，也适用于人工听觉脑干植入，防止植入耳蜗和脑干以及脑部的其他位置的电极取出时对该处听觉超微精细结构的损伤，减少术后不良反应，提高患者听觉重建效果。
Description
技术领域
本发明涉及生物医学仿生学领域，尤其涉及一种分体式人工听觉植入装置及植入装置的连接结构。
背景技术
听觉植入是双耳重度或极重度感音神经性聋的有效听力重建方法。人工听觉植入主要包括人工耳蜗植入(CI)和听觉脑干植入(ABI)。人工耳蜗植入适用于蜗神经发育正常、耳蜗结构无明显严重畸形的耳聋患者，听觉脑干植入适用于耳蜗未发育、耳蜗骨化、听神经缺如、神经纤维瘤病2型等不适合进行人工耳蜗植入的患者。传统的听觉植入装置分体外部分(言语处理器等)和体内部分，其中体内部分包括接收处理器植入体和植入电极。
以人工耳蜗为例，其工作原理是先由体外机的麦克风部分收集声音，随后由言语处理器将声信息编码为电信息(以上为体外部分)，由线圈经皮传入体内的接受处理器(以下为体内部分)，再将处理后的信号传达至植入电极(植入耳蜗内)，电极对内耳感音组织进行刺激产生听觉。人工听觉脑干电极植入的刺激流程与人工耳蜗基本相仿，但其电极植入部位是脑干的耳蜗核。
无论是人工耳蜗和人工听觉脑干植入装置，在现实使用过程中都会遇到植入体损坏的问题，尤其常见的是植入体内的接收处理器部分。
目前，国内人工耳蜗植入者中超过60％为儿童，体内部分的接收处理器植入体埋在耳后方皮下较浅表位置，容易受外伤影响，导致植入体损坏，影响人工耳蜗使用。在这种情况下，通常需要手术取出整个体内部分，包括接收处理器植入体和植入电极，但往往此时植入耳蜗内的电极部分仍是完好的，同时电极也被周围的结缔组织包绕，取出电极时易牵扯损伤周围精细的感音组织，亦会妨碍电极的再次植入，影响再次植入后的听觉效果。
此外，因人工听觉脑干植入的手术是颅内手术，风险较人工耳蜗植入(中耳、内耳手术)大得多，需要开颅并暴露脑干，将电极片植入。如果因植入体部分损坏影响电极，需要再次冒较大风险进行开颅手术。另外，对于成年的神经纤维瘤病2型患者虽然因外伤造成植入体损坏的概率较小，但是由于肿瘤压迫影响，使得脑干部位电极片的位置可能产生移位，作用失效，因此有时耳后皮下的植入体正常，但却需要调整电极位置甚至更换电极。
发明内容
本发明提供一种分体式人工听觉植入装置及植入装置的连接机构，通过分体式连接结构实现人工听觉植入装置中的体内植入部分的电极部分和植入体的可拆卸连接，避免了整体更换体内植入部分，防止植入耳蜗和脑干以及脑部的其他位置的电极取出时对该处听觉超微精细结构的损伤，减少术后不良反应，提高患者听觉重建效果。
为了达到上述目的，本发明提供一种用于人工听觉植入装置的分体式连接结构，所述的分体式连接结构用于连接人工听觉植入装置中的体内植入部分的电极部分和植入体，所述的分体式连接结构包含：电极连接线连接端口和植入体连接端口，所述的电极连接线连接端口设置在电极连接线的末端，所述的植入体连接端口设置在植入体中，所述的电极连接线连接端口和植入体连接端口卡扣式连接。
所述的电极连接线连接端口包含：
接头，其连接电极连接线，该接头上设置有向内凹陷的锁定卡口；
芯片层，其从电极连接线中延伸至接头，该芯片层暴露于接头的表面。
所述的植入体连接端口包含：
连接管，其用于容纳电极连接线连接端口，实现与电极连接线连接端口的连接；
限位机构，其用于限制电极连接线连接端口的移动范围；
锁紧机构，其用于锁紧并固定电极连接线连接端口；
传动控制机构，其用于开启锁紧机构，实现电极连接线连接端口从连接管中脱离。
所述的锁紧机构包含：
推进板，其设置在连接管和限位机构之间，可在连接管与限位机构之间的空间运动；
锁定夹片，其活动连接推进板的两端，每一个锁定夹片的一端活动连接推进板的一端，以连接点为旋转轴进行旋转，每一个锁定夹片的另一端具有锁定凸块，该锁定凸块的形状与所述的接头上的锁定卡口的形状相匹配。
所述的连接管包含：
柱状管体，其形状与电极连接线连接端口的形状相匹配，用于容纳电极连接线连接端口；
锁定孔，其设置在柱状管体上，作为通道，便于锁紧机构中的锁定夹片嵌入接头上的锁定卡口内，该锁定孔的数量、设置位置和形状大小都与所述的接头上的锁定卡口相匹配。
所述的电极连接线连接端口还包含密封层，其包裹住接头与电极连接线的连接处，当电极连接线连接端口嵌入植入体连接端口后，密封层正好位于连接管的管口处，用于隔离并密封芯片层。
所述的限位机构包含：
限位挡板，其设置在连接管末端；
台阶面，其设置在限位挡板上，用于固定连接管，该台阶面的尺寸和形状与连接管的尺寸和形状相匹配；
凹槽，其设置在限位挡板上，用于容纳锁紧机构，该凹槽的数量、设置位置和形状大小都与锁紧机构相匹配；
通孔，其设置在台阶面上，用于容纳传动控制机构，使容纳传动控制机构可以与锁紧机构相接触。
所述的传动控制机构包含：
滑块齿条，其一端穿过限位机构上的通孔与锁紧机构中的推进板相接触，另一端的齿条结构与转向齿轮组啮合；
转向齿轮组，其包含相互垂直啮合的第一齿轮和第二齿轮，所述的第一齿轮分别与滑块齿条和第二齿轮啮合，所述的第二齿轮分别与第一齿轮和控制齿条啮合；
控制齿条，其一端的齿条结构与转向齿轮组啮合，另一端为按钮。
或者，所述的传动控制机构包含：
弓形弹片，其两端分别接触所述的锁定夹片，该弓形弹片具有弹性形变能力；
控制按钮，其与弓形弹片接触，用于施加外力给弓形弹片使其发生形变。
本发明还提供一种分体式人工听觉植入装置，包含体外部分和体内植入部分，体外部分包含麦克风和处理器，体内植入部分包含通过电极连接线连接的植入体和电极部分，所述的电极部分植入耳蜗或脑干的耳蜗核，所述的电极部分通过所述的分体式连接结构与植入体连接。
本发明将人工听觉植入装置中的体内植入部分的植入体和电极部分之间的连接由固定连接设置为分体式可拆卸连接，通过分体式连接结构实现电极部分和植入体的可拆卸连接，电极部分和植入体中哪个部分损坏，就更换哪个部分，避免了整体更换体内植入部分，本发明既适用于人工耳蜗植入，也适用于人工听觉脑干植入，防止植入耳蜗和脑干以及脑部的其他位置的电极取出时对该处听觉超微精细结构的损伤，减少术后不良反应，提高患者听觉重建效果。
附图说明
图1是本发明提供的一种分体式人工听觉植入装置，
图2是电极连接线连接端口的主视图。
图3是图2的侧视图。
图4和图5是植入体连接端口的结构示意图。
图6是连接管的结构示意图。
图7是限位机构的结构示意图。
图8是本发明的一个实施例中的传动控制机构的结构示意图。
图9是电极连接线连接端口插入植入体连接端口的示意图。
图10是电极连接线连接端口脱出植入体连接端口的示意图。
图11是本发明的另一个实施例中的传动控制机构的俯视图。
图12是图11中传动控制机构的主视图。
图13是传动控制机构的动作示意图。
具体实施方式
以下根据图1～图13，具体说明本发明的较佳实施例。
如图1所示，本发明提供一种人工听觉植入装置，包含体外部分1和体内植入部分2，体外部分1包含麦克风11和处理器12，体内植入部分2包含通过电极连接线22连接的植入体21和电极部分23，所述的电极部分23植入耳蜗或脑干的耳蜗核，所述的电极部分23通过分体式连接结构24与植入体21连接。
人工耳蜗电极作用部位是耳蜗，麦克风11收集声音，处理器12将声信息编码为电信息，由线圈经皮传入植入体21，由植入体21解码信息后，经电极部分23传入耳蜗，再由听神经传入脑干的耳蜗核和大脑皮层的听觉中枢，产生有意义的听觉。
听觉脑干植入是将电极部分23直接植入脑干的耳蜗核，麦克风11收集声音，处理器12将声信息编码为电信息，由线圈经皮传入植入体21，由植入体21解码信息后，绕过人的耳蜗和听神经传导，经电极部分23直接到达脑干的耳蜗核。
本发明将植入体21和电极部分23之间的连接由固定连接设置为分体式可拆卸连接，通过分体式连接结构24实现电极部分23和植入体21的可拆卸连接，正常使用的时候，电极部分23和植入体21正常传输电信息，如果植入体21或电极部分23中的任一部分出现损坏而需要更换，则通过分体式连接结构24使电极部分23和植入体21两者分离，对电极部分23或植入体21进行更换，更换后，再通过分体式连接结构24实现电极部分23和植入体21的再次连接。通过设置分体式连接结构24实现电极部分23和植入体21的可拆卸连接，哪个部分损坏，就更换哪个部分，避免了整体更换体内植入部分2，防止耳蜗和脑干以及脑部的其他位置受损，降低了手术风险，提高了患者的治愈率。
本发明提供的分体式连接结构24进一步包含：电极连接线连接端口和植入体连接端口，所述的电极连接线连接端口设置在电极连接线22的末端，所述的植入体连接端口设置在植入体中，所述的电极连接线连接端口可插入植入体连接端口，电极连接线连接端口与植入体连接端口卡扣式连接，将电极连接线连接端口插入植入体连接端口，完成电极部分23和植入体21的连接，人工听觉植入装置的体内植入部分可以正常工作，当需要更换电极部分23或植入体21时，令电极连接线连接端口和植入体连接端口脱离，电极部分23与植入体21分离，可以分别更换电极部分23或植入体21。
如图2和图3所示，所述的电极连接线连接端口具体包含：
接头201，其连接电极连接线22，该接头201上设置有向内凹陷的锁定卡口204；
芯片层203，其从电极连接线22中延伸至接头201，该芯片层203暴露于接头201的表面；
密封层202，其包裹住接头201与电极连接线22的连接处，用于隔离并密封芯片层203，防止芯片层暴露在体内环境中。
在本发明的一个实施例中，所述的电极连接线连接端口是柱状结构，其横截面可以是任意形状，密封层202采用防水材质，用以防止芯片层203进水短路，同时可将电极连接线连接端口紧固于植入体连接端口。密封层的设置位置应与连接管205的长度匹配，使得电极连接线连接端口嵌入植入体连接端口后，密封层正好位于连接管205的管口处，从而更好地实现密封功能。
如图4和图5所示，所述的植入体连接端口具体包含：
连接管205，其用于容纳电极连接线连接端口，实现与电极连接线连接端口的连接，该连接管205内侧设置有芯片读取头，与电极连接线连接端口上的芯片层203接触，即可实现植入体和电极部分的电路连接；
限位机构206，其用于限制电极连接线连接端口的移动范围；
锁紧机构207，其用于锁紧并固定电极连接线连接端口；
传动控制机构208，其用于开启锁紧机构，实现电极连接线连接端口从连接管205中脱离。
如图5所示，在本发明的一个实施例中，所述的锁紧机构207包含：
推进板209，其设置在连接管205和限位机构206之间，可在连接管205与限位机构206之间的空间运动；
锁定夹片210，其活动连接推进板209的两端，每一个锁定夹片210的一端活动连接推进板209的一端，以连接点为旋转轴进行旋转，每一个锁定夹片210的另一端具有锁定凸块211，该锁定凸块211的形状与所述的接头201上的锁定卡口204的形状相匹配。
如图6所示，所述的连接管205包含：
柱状管体2051，其形状与电极连接线连接端口的形状相匹配，用于容纳电极连接线连接端口；
锁定孔2052，其设置在柱状管体2051上，作为通道，便于锁紧机构207中的锁定夹片210嵌入接头201上的锁定卡口204内，该锁定孔2052的数量、设置位置和形状大小都与所述的接头201上的锁定卡口204相匹配；
滑槽2053，其设置在柱状管体2051靠近限位机构206的一端，用于容纳推进板209，便于推进板209在连接管205与限位机构206之间的空间运动，该滑槽2053的尺寸和形状与推进板209的尺寸和形状相匹配。
如图7所示，所述的限位机构206包含：
限位挡板2061，其设置在连接管205末端；
台阶面2062，其设置在限位挡板2061上，用于固定连接管205，该台阶面2062的尺寸和形状与连接管205的尺寸和形状相匹配；
凹槽2063，其设置在限位挡板2061上，用于容纳锁紧机构207，该凹槽2063的数量、设置位置和形状大小都与锁紧机构207相匹配；
通孔2064，其设置在台阶面2062上，用于容纳传动控制机构208，使容纳传动控制机构208可以与锁紧机构207相接触。
在本发明的一个实施例中，所述的连接管205和限位机构206可以是两个独立的零件，在装配时，将连接管205的末端嵌入限位机构206的台阶面2062进行固定，并将推进板209设置在连接管205与限位机构206之间的空间内。在本发明的另一个实施例中，所述的连接管205和限位机构206是一体成型的，推进板209设置在连接管205与限位机构206之间的空间内。
如图8所示，在本发明的一个实施例中，所述的传动控制机构208包含：
滑块齿条2081，其一端穿过限位机构206上的通孔2064与锁紧机构207中的推进板209相接触，另一端的齿条结构与转向齿轮组啮合；
转向齿轮组，其包含相互垂直啮合的第一齿轮2082和第二齿轮2083，所述的第一齿轮2082分别与滑块齿条2081和第二齿轮2083啮合，所述的第二齿轮2083分别与第一齿轮2082和控制齿条2084啮合；
控制齿条2084，其一端的齿条结构与转向齿轮组啮合，另一端为按钮。
本发明提供的一种人工听觉植入装置的分体式连接结构的工作原理如下：
如图9所示，当电极连接线连接端口插入植入体连接端口时，将电极连接线连接端口整体插入连接管205，接头201接触到推进板209，并向推进板209施加推力，推进板209向限位机构206方向移动，推进板209触及限位机构206后停止。锁定夹片210通过连接螺钉211与推进板209连接，在推进板209的运动过程中，锁定夹片210以连接螺钉211为旋转轴，朝向连接管205收拢，直至锁定夹片210上的锁定凸块211穿过连接管205上的锁定孔2052嵌入接头201上的锁定卡口204内，此时完成了电极连接线连接端口和植入体连接端口的锁定。在推进板209的运动过程中，推进板209推动滑块齿条2081运动，滑块齿条2081尾端的齿条结构推动第一齿轮2082作逆时针转动，进而带动第二齿轮2083作顺时针转动，并通过齿条结构使得控制齿条2084抬起。
如图10所示，当电极连接线连接端口与植入体连接端口分离时，按下控制齿条2084，带动第二齿轮2083作逆时针转动，进而带动第一齿轮2082作顺时针转动，滑块齿条2081尾端的齿条结构推动滑块齿条2081向限位机构206方向移动，滑块齿条2081推动推进板209离开限位机构206，在推进板209的运动过程中，迫使锁定夹片210上的锁定凸块211脱离接头201上的锁定卡口204，锁定夹片210以连接螺钉211为旋转轴，朝两侧打开，在推进板209的运动过程中，施加推力给接头201，迫使电极连接线连接端口从连接管205中脱出。
如图11和图12所示，在本发明的另一个实施例中，所述的传动控制机构208包含：
弓形弹片213，其具有形变主体部分214和连接在形变主体部分214两端的延伸部215，所述的延伸部215分别接触一个锁定夹片210，该弓形弹片213具有弹性形变能力，即，形变主体部分214在受力时可发生形变，当外力消失后，又可恢复原始形状；
控制按钮212，其与弓形弹片213接触，用于施加外力给弓形弹片213使其发生形变。在本实施例中，可以将该控制按钮212设置在连接管205上，相应地，可以在连接管205上设置一通孔，使该控制按钮212穿过连接管205上的通孔与弓形弹片213的形变主体部分214接触，连接管205起到支持控制按钮212的作用。
本发明提供的一种人工听觉植入装置的分体式连接结构的工作原理如下：
当电极连接线连接端口插入植入体连接端口时，将电极连接线连接端口整体插入连接管205，接头201接触到推进板209，并向推进板209施加推力，推进板209向限位机构206方向移动，推进板209触及限位机构206后停止。锁定夹片210通过连接螺钉211与推进板209连接，在推进板209的运动过程中，锁定夹片210以连接螺钉211为旋转轴，朝向连接管205收拢，直至锁定夹片210上的锁定凸块211穿过连接管205上的锁定孔2052嵌入接头201上的锁定卡口204内，此时完成了电极连接线连接端口和植入体连接端口的锁定。
如图13所示，当电极连接线连接端口与植入体连接端口分离时，按下控制按钮212，控制按钮212接触弓形弹片213，向弓形弹片213的形变主体部分214施加压力，形变主体部分214发生形变，将垂直于弓形弹片213的力转化为平行于弓形弹片213的力，弓形弹片213整体发生延展，延伸部215朝向锁定夹片210方向伸展，推动锁定夹片210以连接螺钉211为旋转轴，朝两侧打开，从而释放电极连接线端口。本发明将人工听觉植入装置中的体内植入部分的植入体和电极部分之间的连接由固定连接设置为分体式可拆卸连接，通过分体式连接结构实现电极部分和植入体的可拆卸连接，电极部分和植入体中哪个部分损坏，就更换哪个部分，避免了整体更换体内植入部分，本发明既适用于人工耳蜗植入，也适用于听觉脑干植入，防止耳蜗和脑干以及脑部的其他位置受损，降低了手术风险，提高了患者的治愈率。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种用于人工听觉植入装置的分体式连接结构，其特征在于，所述的分体式连接结构用于连接人工听觉植入装置中的体内植入部分的电极部分和植入体，所述的分体式连接结构包含：电极连接线连接端口和植入体连接端口，所述的电极连接线连接端口设置在电极连接线的末端，所述的植入体连接端口设置在植入体中，所述的电极连接线连接端口和植入体连接端口卡扣式连接。
2.如权利要求1所述的用于人工听觉植入装置的分体式连接结构，其特征在于，所述的电极连接线连接端口包含：
接头，其连接电极连接线，该接头上设置有向内凹陷的锁定卡口；
芯片层，其从电极连接线中延伸至接头，该芯片层暴露于接头的表面。
3.如权利要求2所述的用于人工听觉植入装置的分体式连接结构，其特征在于，所述的植入体连接端口包含：
连接管，其用于容纳电极连接线连接端口，实现与电极连接线连接端口的连接；
限位机构，其用于限制电极连接线连接端口的移动范围；
锁紧机构，其用于锁紧并固定电极连接线连接端口；
传动控制机构，其用于开启锁紧机构，实现电极连接线连接端口从连接管中脱离。
4.如权利要求3所述的用于人工听觉植入装置的分体式连接结构，其特征在于，所述的锁紧机构包含：
推进板，其设置在连接管和限位机构之间，可在连接管与限位机构之间的空间运动；
锁定夹片，其活动连接推进板的两端，每一个锁定夹片的一端活动连接推进板的一端，以连接点为旋转轴进行旋转，每一个锁定夹片的另一端具有锁定凸块，该锁定凸块的形状与所述的接头上的锁定卡口的形状相匹配。
5.如权利要求4所述的用于人工听觉植入装置的分体式连接结构，其特征在于，所述的连接管包含：
柱状管体，其形状与电极连接线连接端口的形状相匹配，用于容纳电极连接线连接端口；
锁定孔，其设置在柱状管体上，作为通道，便于锁紧机构中的锁定夹片嵌入接头上的锁定卡口内，该锁定孔的数量、设置位置和形状大小都与所述的接头上的锁定卡口相匹配。
6.如权利要求5所述的用于人工听觉植入装置的分体式连接结构，其特征在于，所述的电极连接线连接端口还包含密封层，其包裹住接头与电极连接线的连接处，当电极连接线连接端口嵌入植入体连接端口后，密封层正好位于连接管的管口处，用于隔离并密封芯片层。
7.如权利要求5所述的用于人工听觉植入装置的分体式连接结构，其特征在于，所述的限位机构包含：
限位挡板，其设置在连接管末端；
台阶面，其设置在限位挡板上，用于固定连接管，该台阶面的尺寸和形状与连接管的尺寸和形状相匹配；
凹槽，其设置在限位挡板上，用于容纳锁紧机构，该凹槽的数量、设置位置和形状大小都与锁紧机构相匹配；
通孔，其设置在台阶面上，用于容纳传动控制机构，使容纳传动控制机构可以与锁紧机构相接触。
8.如权利要求7所述的用于人工听觉植入装置的分体式连接结构，其特征在于，所述的传动控制机构包含：
滑块齿条，其一端穿过限位机构上的通孔与锁紧机构中的推进板相接触，另一端的齿条结构与转向齿轮组啮合；
转向齿轮组，其包含相互垂直啮合的第一齿轮和第二齿轮，所述的第一齿轮分别与滑块齿条和第二齿轮啮合，所述的第二齿轮分别与第一齿轮和控制齿条啮合；
控制齿条，其一端的齿条结构与转向齿轮组啮合，另一端为按钮。
9.如权利要求7所述的用于人工听觉植入装置的分体式连接结构，其特征在于，所述的传动控制机构包含：
弓形弹片，其两端分别接触所述的锁定夹片，该弓形弹片具有弹性形变能力；
控制按钮，其与弓形弹片接触，用于施加外力给弓形弹片使其发生形变。
10.一种分体式人工听觉植入装置，其特征在于，包含体外部分和体内植入部分，体外部分包含麦克风和处理器，体内植入部分包含通过电极连接线连接的植入体和电极部分，所述的电极部分植入耳蜗或脑干的耳蜗核，所述的电极部分通过如权利要求1-9中任意一项所述的分体式连接结构与植入体连接。
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