CN112118888A - 头戴装置和包括其的可植入耳蜗刺激系统 - Google Patents

头戴装置和包括其的可植入耳蜗刺激系统 Download PDF

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Abstract

一种用于与耳蜗植入物一起使用的耳蜗植入物头戴装置，其包括：壳体；沿直径方向磁化的头戴装置磁体，所述头戴装置磁体限定轴线和N‑S方向，并处于所述壳体内并且可围绕所述轴线旋转，从而当所述轴线垂直于重力方向时，所述头戴装置磁体的N‑S方向与重力方向自对准；以及与所述壳体相关联的头戴装置天线。

Description

头戴装置和包括其的可植入耳蜗刺激系统
背景
1.领域
本公开总体上涉及可植入耳蜗刺激(或“ICS”)系统。
2.相关技术描述
ICS系统用于通过以受控的电流脉冲直接激励完整的听觉神经来帮助重度耳聋患者感知声音。周围的声压波由外戴式麦克风拾取并转换为电信号。而电信号由声音处理器处理，并转换为具有变化的脉冲宽度、速率和/或幅度的脉冲序列，并被传输到ICS系统的植入式接收器电路。植入式接收器电路被连接到已被插入到内耳的耳蜗中的可植入电极阵列，并且电刺激电流被施加到变化的电极组合以产生声音的感知。作为选择，电极阵列可被直接插入到耳蜗神经中而不驻留在耳蜗中。在美国专利5,824,022中公开了一种代表性的ICS系统，该美国专利的标题为“利用带有远程控制的耳后声音处理器的耳蜗刺激系统(Cochlear Stimulation System Employing Behind-The-Ear Sound processor WithRemote Control)”并且其全部内容通过引用结合到本文中。市售ICS声音处理器的示例包括但不限于可从Advanced Bionics获得的HarmonyTM BTE声音处理器、NaidaTM CI Q系列声音处理器和NeptuneTM体戴声音处理器。
如上所述，一些ICS系统包括可植入的耳蜗刺激器(或“耳蜗植入物”)、声音处理器单元、电池以及作为声音处理器单元的一部分或与该声音处理器单元通信的麦克风。耳蜗植入物与声音处理器单元通信，并且一些ICS系统包括与声音处理器单元(例如，体戴处理器或耳后处理器)和耳蜗植入物两者通信的头戴装置(headpiece)。头戴装置通过头戴装置上的发射器(例如，天线)和植入物上的接收器(例如，天线)与耳蜗植入物通信。头戴装置和耳蜗植入物可包括相应的磁体(或相应的多个磁体)，这些磁体相互吸引，从而将头戴装置保持在头部上并维持头戴装置发射器的位置处于植入物接收器的正上方。将头戴装置磁体和植入物磁体分开的皮肤和皮下组织有时被称为“皮瓣”。在其他情况下，所有外部部件(例如，电池、麦克风、声音处理器、天线线圈和磁体)都被承载在单个头戴装置内。在美国专利公布2010/0046778中公开了这种系统的一个示例，其标题为“集成式耳蜗植入物头戴装置(Integrated Cochlear Implant Headpiece)”，其全部内容通过引用合并于此。
与耳蜗植入物相关的一个问题是与磁共振成像(“MRI”)系统的兼容性。例如，许多传统的耳蜗植入物中的磁体呈盘形，并且具有在盘的轴向方向上对准的南北磁偶极子。此类磁体产生的磁场垂直于患者的皮肤并平行于轴向方向，并且该磁场方向不与MRI磁场(通常为1.5Tesla或更大)的方向对准(对齐)，并且可能垂直于MRI磁场的方向。相互作用磁场的未对准可能导致植入物磁体消磁或在植入物磁体上产生大扭矩，该大扭矩可能会使植入物磁体移位并引起组织损伤。
一种建议的用于适应MRI磁场的方法涉及使用具有沿直径方向磁化的盘形磁体的磁体设备，该磁体可相对于植入物的其余部分围绕轴线旋转，并且具有垂直于所述轴线的N-S取向。具有这种磁体的耳蜗植入物的一个示例是图1-3中示出的耳蜗植入物10。耳蜗植入物10包括由硅酮弹性体或其他合适的材料形成的柔性壳体12、刺激处理器14、具有电极阵列18的耳蜗引线16以及可以用于通过外部天线接收数据和功率的天线20。可相对于植入物10的其余部分围绕轴线A旋转的沿直径方向磁化的盘形磁体22位于壳体12的天线部分内。磁体22将围绕轴线A旋转成与MRI磁场方向对准，该MRI磁场方向垂直于轴线A。
耳蜗植入物10可以与包括壳体32的头戴装置30一起使用，诸如带有一对麦克风34的麦克风阵列以及承载天线36和其他电子部件的印刷电路板(未示出)之类的部件位于所述壳体32中。壳体32包括一对麦克风孔口38。电连接器40通过电缆42将电路板连接至声音处理器(例如，BTE声音处理器)。还提供了沿直径方向磁化的盘形磁体44。磁体22和44之间的磁引力将头戴装置30的位置抵靠皮瓣保持在耳蜗植入物10之上，并致使可旋转的植入物磁体22的N极和S极以所示方式与头戴装置磁体44的S极和N极对准。美国专利8,634,909(“’909专利”)公开了一种耳蜗植入物系统，其具有沿直径方向磁化并且可旋转的盘形植入物磁体和沿直径方向磁化的盘形头戴装置磁体。’909专利指出，头戴装置磁体可以固定在头戴装置内以防止其旋转，或者可以像植入物磁体一样围绕其轴线旋转。
麦克风阵列的麦克风34沿着麦克风轴线MA间隔开并固定就位，即，不可相对于壳体32移动。麦克风轴线MA垂直于电缆42，因此，例如，当用户站立并注视目标源时，麦克风轴线MA将指向目标源。
本发明人已经确定存在许多与上述耳蜗植入物系统相关的问题。例如，头戴装置30的合适保持取决于法向保持力NRF和侧向保持力LRF(图3)。法向保持力NRF是沿直径方向磁化的植入物和头戴装置的磁体22和44的强度以及皮瓣和毛发(如果有的话)的厚度的函数，而侧向保持力LRF是法向保持力NRF以及头戴装置与相关的头部表面之间的摩擦系数的函数。当法向保持力NRF太高时，皮瓣上的压力可能会导致不适和组织坏死，而当法向保持力NRF太低时，将无法保持头戴装置。另外，当植入物和头戴装置的磁体的N极和S极以N对S和S对N的方式对准时，法向保持力NRF最大化；对于给定的法向保持力NRF，当磁体的N-S方向(或“轴线”)与重力方向G对准时，侧向保持力LRF最大化。
鉴于头戴装置通常以头戴装置电缆沿着重力方向G(图3)向下延伸的方式佩戴，一些传统的头戴装置将头戴装置磁体的N-S方向与头戴装置电缆固定对准，从而通常将头戴装置磁体的N-S方向与重力方向G对准。头戴装置电缆对齐。对于不以典型方式佩戴头戴装置而例如以图4所示的方式佩戴头戴装置的人来说，这可能是有问题的。尽管头戴装置磁体44的强度将致使可旋转植入物磁体22(图3)旋转成与头戴装置磁体成N-S对准，但是由于头戴装置磁体的固定取向，磁体的N-S方向将不与重力方向G对准。这种不对准导致侧向保持力LRF小于最佳，以及当用户注视目标源时，麦克风轴线MA的方向可能未指向目标声源。类似地，在头戴装置磁体44相对于头戴装置30’的其余部分自由旋转的情况下(图5)，头戴装置磁体的N-S取向可能未与电缆42对准。如此，即使当电缆42与重力方向G对准时，磁体22和44的N-S方向也可能不与重力方向G对准。
发明内容
根据本发明的一个方面的耳蜗植入物头戴装置包括：壳体；沿直径方向磁化的头戴装置磁体，其限定轴线和N-S方向，并处于所述壳体内并且可围绕所述轴线旋转，由此当所述轴线垂直于重力方向时，所述头戴装置磁体的N-S方向与重力方向自对准；以及与所述壳体相关联的头戴装置天线。本发明还包括具有与这种头戴装置相结合的声音处理器和/或耳蜗植入物的耳蜗刺激系统。这种头戴装置和系统具有多种优点。举例但非限制性地，对于给定的法向保持力，头戴装置磁体的N-S方向与重力方向的对准(对齐)使侧向保持力最大化。
根据本发明的一个方面的耳蜗植入物头戴装置包括：第一头戴装置部分，其限定旋转轴线；第二头戴装置部分，其被安装在所述第一头戴装置部分上并可相对于所述第一壳体部分围绕所述旋转轴线旋转，并且包括头戴装置天线以及限定麦克风阵列轴线的第一麦克风和第二麦克风，并且其重心被定位成使得，当所述旋转轴线垂直于重力方向时，所述麦克风阵列轴线将垂直于重力方向；以及与所述第一头戴装置部分相关联的头戴装置磁体。本发明还包括具有与这种头戴装置相结合的耳蜗植入物的耳蜗刺激系统。这种头戴装置和系统具有多种优点。通过示例但非限制性地，不管磁体取向如何都能够将所述麦克风阵列轴线定向在与重力方向垂直的方向上使得可以增大所述麦克风阵列轴线在用户站立并注视目标源时指向所述目标声源的可能性。
当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述，本发明将变得更好理解，并且因此本发明的上述以及许多其他特征将变得显而易见。
附图说明
下面将参考附图对示例性实施例进行详细描述。
图1是传统耳蜗植入物的平面图。
图2是传统头戴装置的平面图。
图3是图1和图2所示的耳蜗植入物和头戴装置的简化侧视截面图。
图4是图3所示的头戴装置的平面图。
图5是传统头戴装置的平面图。
图6是根据本发明的一个实施例的头戴装置的立体图。
图7是图6所示的头戴装置的一部分的立体图。
图8是图6所示的头戴装置的分解立体图。
图9是图6所示的头戴装置的分解立体图。
图10是图6所示的头戴装置的一部分的平面图。
图11是图6所示的头戴装置的一部分的分解立体图。
图12是图6所示的头戴装置的剖视平面图。
图13是图6所示的头戴装置的剖视平面图。
图14是根据本发明的一个实施例的磁体组件的立体图。
图15是根据本发明的一个实施例的头戴装置的立体图。
图16是图15所示的头戴装置的一部分的立体图。
图17是图15所示的头戴装置的分解立体图。
图18是图15所示的头戴装置的分解立体图。
图19是图15所示的头戴装置的一部分的分解立体图。
图20是图15所示的头戴装置的一部分的立体图。
图21是图15所示的头戴装置的一部分的平面图。
图22是图15所示的头戴装置的剖视平面图。
图23是图15所示的头戴装置的剖视平面图。
图23A是根据本发明的一个实施例的磁体设备的平面图。
图23B是包括图23A所示的磁体设备的头戴装置的剖视平面图。
图24是根据本发明的一个实施例的ICS系统的框图。
图25是根据本发明的一个实施例的头戴装置的立体图。
图26是沿着图25中的线26-26截取的截面图。
图27是图25所示的头戴装置的一部分的平面图。
图28是图25所示的头戴装置的一部分的平面图。
图29是图25所示的头戴装置的框图。
图30是图25所示的头戴装置的剖视平面图。
图31是图25所示的头戴装置的剖视平面图。
图32是图25所示的头戴装置的一部分的立体图。
图33是图25所示的头戴装置的一部分的平面图。
图34是图25所示的头戴装置的一部分的侧视图。
图35是图25所示的头戴装置的一部分的立体图。
图36是根据本发明的一个实施例的磁体系统的立体图。
图37是图36所示的磁体系统的侧视图。
图38是图36所示的磁体系统的仰视图。
图39是根据本发明的一个实施例的头戴装置的平面图。
图40是根据本发明的一个实施例的头戴装置的立体图。
图41是根据本发明的一个实施例的头戴装置的平面图。
图42是与用户的右耳相关联的包括图41所示的头戴装置的ICS系统的立体图。
具体实施方式
以下是实施本发明的最佳的目前已知方式的详细描述。该描述不是限制性的，而仅仅是出于说明本发明的一般原理的目的而给出的。
在图6-9中示出了根据本发明的至少一个方面的示例性的头戴装置，该头戴装置一般由附图标记100表示。示例性头戴装置100可包括具有主体部分104和盖106的壳体102以及可固定至所述壳体的可移除帽108。可围绕中心轴线A(或“旋转轴线A”)旋转的沿直径方向磁化的头戴装置磁体(或“磁体”)110位于延伸至主体部分104的顶壁114的接收部112内。帽108将磁体110保持在接收部112内。在所示的实施方式中，通过使用滑移(滑动)轴承116而使得磁体110便于旋转，所述滑移轴承116也位于接收部112内并且磁体110被固定至该滑移轴承116。可以采用的其他示例性轴承包括球轴承和滚针轴承。备选地，磁体110和接收部112可以设有面向彼此的极低摩擦表面，从而限定“一体式滑移轴承”。配重118与磁体110相关联，以使得磁体的重心偏离旋转轴线A，如下面参考图10-13更详细地描述的那样。下面还将参考图10-13更详细地讨论的磁体110、滑移轴承116和配重118形成磁体组件120。磁体110可以从磁体组件120中移除，并且例如由强度更大或更小的磁体代替。
示例性壳体102的内部体积(空间)包括麦克风121和连接至所述麦克风并且在一侧承载各种其他头戴装置电子部件的印刷电路板(PCB)122。其他实施方式可以包括两个或更多个麦克风121的阵列。天线124与壳体102相关联，即，所述天线位于所述壳体上、位于所述壳体内或以其它方式由所述壳体承载。在所示的实施方式中，PCB 122的另一侧包括天线124，该天线124位于环形保护盖126(图9)内。在其他实施方式中，所述天线可以由盖106承载。PCB 122还包括孔口128，接收部112延伸穿过所述孔口128。连接器130(例如RF连接器)被连接至PCB 122，并延伸穿过壳体主体部分104上的管132。连接器130可用于通过电缆208(图24)将PCB 122连接至声音处理器(例如，BTE声音处理器)。示例性的帽108具有罩134以容纳连接器130和管132。壳体102和帽108还包括与麦克风121对准的麦克风端口136和138。可以在帽108的内表面上将一防护件(未示出)定位在端口138上。
在所示的实施方式中，壳体主体部分104包括限定接收部112的侧表面的圆柱形壁140和底壁142。壳体盖106包括底壁144和用于天线保护盖126的环形凹陷146。底壁144的底(或“外”)表面可以是凹形的或平坦的，并且可以包括多个突起148。壳体102和帽108可以利用任何合适的措施彼此附接。在所示的实施方式中，壳体主体部分104包括多个闩锁凹陷150，当所述帽以图6所示的方式定位在壳体102上时，所述多个闩锁凹陷150与帽108上的相应的多个闩锁件152接合。
本发明的头戴装置的实施例中的磁体、轴承和配重可以以任何合适的方式彼此固定或以其他方式彼此关联。参考图10和图11，在所示的实施方式中，示例性的沿直径方向磁化的磁体110包括外部周边凹陷154和一对狭槽156。示例性滑移轴承116包括内部轴承构件158和外部轴承构件162，所述内部轴承构件158具有分别向内延伸至磁体狭槽156中的一对突起160。示例性配重118被配置成装配至凹陷154中，以使得磁体110和所述配重共同限定盘形形状。特别地，示例性配重118是弧形的，其厚度对应于凹陷154的深度。磁体110可以利用粘合剂或任何其他合适的措施固定至内部轴承构件158，配重118可以利用粘合剂或任何其他合适的措施固定至磁体和内部轴承构件。当示例性头戴装置100以图6和图7所示的方式组装时，内部轴承构件158的外表面抵靠外部轴承构件162的内表面并可相对于外部轴承构件162的内表面滑动，并且外部轴承构件162的外表面抵靠接收部圆柱形壁140的内表面并相对于接收部圆柱形壁140的内表面固定。因此，磁体110和内部轴承构件158可相对于壳体102围绕轴线A旋转。
再次参考图10，示例性配重118可以由密度比形成磁体110的材料大的材料形成。该材料可以是磁性的或非磁性的。在至少一些实施方式中，配重材料的密度可以比磁体材料大至少20％。例如，磁体110可以由密度为7g/cm3的钕形成，而配重118可以由密度分别为8.6g/cm3和8.94g/cm3的黄铜或铜形成。其他合适的配重材料包括钨和金，其密度分别为19.3g/cm3和19.32g/cm3。附加的配重以及配重的位置致使磁体/配重组合物的重心C偏离穿过磁体110的中心的旋转轴线A并处于穿过旋转轴线A的磁体的N-S轴线上。换句话说，磁体/配重的组合致使负载不平衡。下面参考图23A和图23B描述产生不平衡负载的其他方法。当磁体110的旋转轴线A垂直于重力方向G时，磁体的N-S方向将与重力方向G对准(对齐)。
所述示例性头戴装置具有许多优点。头戴装置100的其余部分相对于磁体110的可旋转性允许，不管头戴装置100的优选取向如何，当旋转轴线A垂直于重力方向G时，磁体的N-S方向都能与重力方向自对准。换句话说，不管头戴装置100的优选取向如何，当旋转轴线A垂直于重力方向G时，如果尚未对准，那么磁体110将在不施加力(重力除外)的情况下旋转成使得磁体的N-S方向与重力方向自对准。例如，并且参考图12和图13中示出的剖视图，当头戴装置100被定向为使得电缆208(下面讨论)沿着重力方向G延伸时以及当头戴装置100被定向为使得电缆208沿着任何其他方向(例如，垂直于重力方向G的方向)延伸时，磁体110的N-S方向都将与重力方向G对准。因此，无论用户如何定向头戴装置100，对于相关联的法向保持力NRF，侧向保持力LRF都将最大化。
还应当注意，只要能够实现期望的旋转和离轴重心，本发明不限于任何特定的轴承构造或任何特定的配重形状或配重位置。作为示例但非限制性地，图14中的磁体设备120a类似于磁体设备120，并且可以用于代替头戴装置100中的磁体设备120。例如，磁体设备120a包括磁体110a、滑移轴承116a和配重118a。磁体110a不包括用于配重的外部周边凹陷，并且配重118a被配置为定位在顶部(或底部)表面上，即，定位在面向帽108(或接收部底壁142)并且在垂直于旋转轴线A而非平行于旋转轴线的方向上延伸的纵向端部上。在某些情况下，所述顶部(或底部)表面可以包括用于磁体(配重)的凹陷。另外，如图14所示，磁体100a不包括上述狭槽156(图11)，并且滑移轴承116a的内部轴承构件158a不包括相应的突起160。滑移轴承116(或116a)也可以被省略，并且磁体110(或110a)可以以其他方式可旋转地安装在壳体102内。
另一个示例性的头戴装置在图15-20中一般由附图标记100b表示。示例性头戴装置100b与示例性头戴装置100基本相似，相似的元件由相似的附图标记表示，并且以上关于相同附图标记的元件的讨论通过引用结合于此。例如，头戴装置100b可包括具有主体部分104b和盖106的壳体102b以及可固定至所述壳体的可移除帽108。可围绕旋转轴线A旋转的沿直径方向磁化的头戴装置磁体(或“磁体”)110b位于延伸至主体部分104b的顶壁114的接收部112b内。通过使用滑移轴承116b而使得磁体110b便于旋转，所述滑移轴承116b也位于接收部112b内并且磁体110b被固定至该滑移轴承116b。转到图19-20，滑移轴承116b位于延伸穿过磁体110b的孔口164b内并安装在支柱166b上。限定旋转轴线A的支柱166b包括固定至接收部112b的底壁142的第一端和第二自由端。配重118以上述方式与磁体110b相关联。磁体110b、滑移轴承116b和配重118形成磁体组件120b，该磁体组件120b可以被移除并且例如被包括强度更大或更小的磁体的组件代替。
例如，如图21所示，并且如上文在磁体110的范畴中所讨论的那样，配重118的添加导致重心C偏离穿过磁体110b的中心的旋转轴线A并处于穿过旋转轴线A的磁体的N-S轴线上。换句话说，磁体/配重的组合致使负载不平衡。当磁体110b的旋转轴线A垂直于重力方向G时，磁体的N-S方向将与重力方向G自对准。参考图22和图23，磁体110b和头戴装置100的其余部分之间的相对旋转运动与重心G的离轴位置相结合使得，不管头戴装置100的取向如何，当所述旋转轴线垂直于旋转轴线A(重力方向G)时，磁体的N-S方向都能与重力方向对准。如此，当头戴装置100b被定向成使得电缆208沿着重力方向G延伸时以及当头戴装置100被定向成使得电缆208沿着任何其他方向(例如，垂直于重力方向G的方向)延伸时，磁体110b的N-S方向都将与重力方向G对准。
具有不平衡负载的另一示例性磁体设备在图23A中一般由附图标记120b’表示。示例性磁体设备120b’与示例性磁体设备120b基本相似，相似的元件由相似的附图标记表示，并且以上关于相同附图标记的元件的讨论通过引用结合于此。例如，磁体设备120b’包括可围绕旋转轴线A旋转的沿直径方向磁化的头戴装置磁体(或“磁体”)110b’以及上述滑移轴承116b。然而，在此，磁体110b’包括并未在其中安装配重的外部周边凹陷154b’。凹陷154b’用作重量减轻区域，与由配重118限定的重量增加区域非常相似，该重量减轻区域致使重心C偏离轴线A。当磁体110b’的旋转轴线A垂直于重力方向G时，磁体的N-S方向将与重力方向G自对准。转到图23B，磁体设备120b’可以形成头戴装置100b’的一部分，除此之外，头戴装置100b’与头戴装置100b相同。
示例性头戴装置100(或100b或100b’)可以用在ICS系统(例如，图24所示的示例性ICS系统60)中。系统60包括耳蜗植入物10、头戴装置100(或100b)和声音处理器200，例如体戴声音处理器或耳后声音处理器。
示例性声音处理器200是包括在其中和/或在其上支撑有各种部件的壳体202的体戴声音处理器。这些部件可以包括但不限于声音处理器电路204、可以通过电缆208连接至头戴装置100的头戴装置端口206、用于诸如手机或音乐播放器之类的辅助装置的辅助装置端口210、控制面板212、一个或多个麦克风214以及用于可移除电池或其他可移除电源218(例如，可充电电池和一次性电池或其他电化学电池)的电源接收部216。声音处理器电路204将来自麦克风214的电信号转换成刺激(激励)数据。
在使用过程中，上述头戴装置磁体110(或110b)将被吸引至植入物磁体22，从而使头戴装置天线124与植入物天线20对准。刺激数据(并且在许多情况下，功率)被供应至头戴装置100，所述头戴装置100通过天线之间的无线链路将刺激数据(并且在许多情况下，功率)经皮传输至耳蜗植入物10。在至少一些实施方式中，电缆208将被配置用于49MHz(MFlz)的前向遥测和功率信号以及10.7MHz的后向遥测信号。应当注意，在其他实施方式中，声音处理器与头戴装置和/或辅助装置之间的通信可以通过无线通信技术来实现。另外，考虑到声音处理器200上存在麦克风214，在某些情况下可以省略头戴装置麦克风121。
应该注意，本发明在ICS系统中具有应用，所述ICS系统被配置为使得所有外部部件(例如，电池、麦克风、声音处理器和天线线圈)都被承载在单个头戴装置内。这种头戴装置的一个示例在图25-29中一般由附图标记100c表示。示例性头戴装置100c可包括具有主体部分104c和可移除盖106c的壳体(或“头戴装置部分”)102c以及基座(或“头戴装置部分”)108c。盖160c具有端壁107c、顶壁109c和底壁111c以及在顶壁和底壁之间的侧壁113c。磁体设备(或“磁体”)110c-2位于接收部112c内。将在下面参考图33-35更详细地讨论的示例性磁体110c-2是可移除并且可替换的两部分结构，其包括磁性构件168c-2和非磁性构件170c-2，它们可以相对于接收部112c以任何期望的旋转取向固定。在所示的实施方式中，接收部112c是基座108c的一部分，并且由延伸至基座底壁114c的管状构件115c限定。一旦被定位在接收部112c内，磁体110c-2相对于接收部112c(和基座108c)的旋转取向就被固定。壳体102c可围绕中心轴线A(或“旋转轴线A”)相对于基座108c和磁体110c-2旋转。为此，主体部分104c包括管状构件117c，管状构件115c(和接收部112c)位于所述管状构件117c中。管状构件115c和117c均与旋转轴线A同轴，并且通过轴承116c彼此连接。
示例性壳体102c的内部体积(空间)包括一对麦克风121和印刷电路板(PCB)122c，所述印刷电路板(PCB)122c被连接至麦克风并且在一侧承载诸如声音处理器电路119之类的各种其他头戴装置电子部件。PCB122c的另一侧包括天线124。限定麦克风阵列并且沿着麦克风轴线MA间隔开的麦克风121被固定就位，即，不可相对于壳体102c移动。其他实施方式可以包括仅一个麦克风121，或多于两个麦克风。PCB 122c还包括孔口128c，管状构件117c延伸穿过所述孔口128c。所述壳体具有一对延伸穿过盖端壁107c的麦克风端口136c，并且可以在壳体102c的内表面上将防护件(未示出)定位在端口136c上。用于多个可移除电源125c(例如，可充电电池和一次性电池或其他电化学电池)的电源接收部123c位于壳体102c内。也可以采用被配置为与其他电源一起使用的其他接收部。
更具体地参考图28，相对重的电源125c(以及在某些情况下其他相对重的物体)的位置致使壳体102c的重心C偏离旋转轴线A，所述旋转轴线A穿过磁体110c-2以及管状构件115c和117c的各个中心。换句话说，壳体102c具有不平衡的负载。不管磁体110c-2和基座108c的旋转取向如何，当旋转轴线A垂直于重力方向G时，轴线A和重心C都将在重力方向G上彼此自对准。由此，例如，当用户站立并注视目标源时，不管磁体110c-2的N-S取向如何，麦克风轴线MA都将指向目标源。为此，例如如图30和图31中所示，当磁体110c-2的N-S方向沿着重力方向G(图30)延伸时以及当磁体110c-2被定向成使得N-S方向沿着任何其他方向、例如与重力方向G偏离45度的方向(图31)延伸时，麦克风轴线MA都垂直于重力方向G。
声音处理器119可以在全向模式或定向模式下操作。在定向模式中，用户将麦克风阵列指向目标源，并且声音处理器119按照例如美国专利7,995,771中讨论的方式对来自麦克风121的信号执行波束成形操作，该美国专利通过引用整体并入本文。其他定向声音处理示例已合并至Phonak SmartLink+TM和ZoomLink+TM发射器中。简而言之，对来自麦克风121的信号执行空间处理，从而增强与来自麦克风轴线MA所指向(或邻近)的目标源的声音相关联的信号，并且减弱与来自非目标源的声音相关联的信号。
示例性头戴装置100c可以用在ICS系统(例如，包括耳蜗植入物10的示例性ICS系统)中。
参考图32-35，示例性磁体110c-2是两部分结构，其包括磁性构件168c-2和可以永久地固定至所述磁性构件的非磁性构件170c-2。磁性构件168c-2呈盘形并且沿直径方向磁化，其直径DIMM与接收部112c的直径DIR相同或至少基本上相同。可以压缩并由泡沫或其他可压缩材料形成的非磁性构件170c-2包括盘形主体172c-2和一个或多个从所述主体径向向外延伸的突起174c-2。可压缩非磁性构件170c-2的主体172c-2的直径DIMB与接收部直径DIR相同或至少基本上相同。磁体110c-2的未压缩厚度TMU大于深度DR。当将磁体110c-2放置在接收部112c中时(其中，磁性构件168c最靠近基座底壁114c)，每个突起174c-2的一部分将延伸超过接收部顶部处的接收部周边。然后可以用手指或工具将非磁性构件170c-2压缩至接收部112c中(如图26所示)。这种压缩将致使非磁性构件170c-2(特别是在突起174c-2处)压靠在接收部112c的内表面上，以产生足够的摩擦力从而将磁体112c保持在接收部内并防止非磁性构件膨胀回其未压缩状态。
示例性磁体110c-2还包括标记176c，该标记176c可用于指示相关联的沿直径方向磁化的磁性构件168c-2的N-S方向以及该磁体相对于相关磁体系统中的其他磁体的强度，如以下参考图36-38所述。在所示的实施方式中，标记176c呈指向N(或S)方向的一个或多个人字形的形式。在头戴装置100c与包括可旋转的沿直径方向磁化的盘形磁体的耳蜗植入物(例如，图24中的植入物10或美国专利公布2017/0239476中描述的植入物之一，该美国专利公布整体通过引用合并于本文)结合使用的情况下，例如，通过标记176c，用户将能够使磁性构件168c-2的N-S磁化方向与重力方向G对准(图30)，或者如果需要的话，不使磁性构件168c-2的N-S磁化方向与重力方向G对准(图31)。
转到图36-38，示例性磁体110c-2是多磁体系统110c中的一个磁体，该多磁体系统110c还包括磁体110c-1、110c-3和110c-4。系统110c中的磁体在形状和尺寸上相似，但是具有不同的磁性强度。通过改变磁性构件和可压缩非磁性构件的尺寸，磁体与磁体的磁性强度不同。特别地，磁体110c-1至110c-4每个都是两部分结构，它们分别包括盘形、沿直径方向磁化的磁性构件168c-1至168c-4和永久地固定至相关联的磁性构件的可压缩非磁性构件170c-1至170c-4。可压缩非磁性构件170c-1至170c-4分别包括盘形主体172c-1至172c-4和一个或多个从所述主体径向向外延伸的突起174c-1至174c-4。在某些情况下，还可以在系统110c中设置可压缩间隔件111(例如，泡沫间隔件)。帽108b的内表面可以具有小凹部(未示出)，该小凹部可以容纳磁体的延伸超过接收部112c的部分。
除了稍短的磁体110c-1之外，磁体110c-1至110c-4的相应的未压缩厚度TMU(图28)大于接收部深度DR，但是直径DIMM是相同的。磁性构件的相应厚度(和强度)从磁性构件168c-1到磁性构件168c-4增大，而非磁性构件的未压缩厚度从非磁性构件170c-1到非磁性构件170c-4减小。
在所示的实施方式中，人字形160a的数量标识磁体110c-1至110c-4的相对强度。单个人字形176c表示最弱的磁体(即，磁体110c-1)，四个人字形表示最强的磁体(即，磁体110c-4)。替代地或另外地，也可以采用其他类型的代表强度的标记(例如，数字或颜色)。人字形160a(或其他标记)也可以设置在磁体110c-1至110-4的顶部表面和底部表面上。人字形176c或其他标记可以例如设置在粘性标签162b上(如图所示)或直接形成在相关的表面上。
由示例性磁体系统110c提供的磁性强度选项的数量大于系统中磁体的数量。各自具有不同强度的磁体110c-1至110c-4可以以磁性构件168c-1至168c-4面向植入物磁体22或相关联的可压缩非磁性构件170c-1至170c-4面向植入物磁体的方式插入。换句话说，磁体110c-1至110c-4可以以非磁性构件154-1至154-4处于相关联的磁性构件168c-1至168c-4和底壁114c之间的方式或者以所述非磁性构件不在相关联的磁性构件和所述底壁之间的方式插入接收部112c中。因此，针对磁体110c-1至110c-4中的每一个，用户都可以根据磁体的插入取向来选择两个可能的磁性构件与植入物磁体的距离中的任一个。另外，考虑到磁体110c-1的厚度略小，当磁体110c-1处于任一取向下时，都可以将可压缩间隔件111b放置在磁体110c-1与储存部112c的底端之间。因此，磁体110c-2至110c-4中的每一个都能够与同一植入物磁体产生两个不同的磁吸引力，而磁体110c-1能够与同一植入物磁体产生四个不同的磁吸引力。
还应注意，磁体系统110c可用于与头戴装置100相似的头戴装置中。例如，可以对轴承116进行修改，以便省去突起160，并且将整个轴承保持在接收部内。可以将与配重118相似的配重添加到磁体系统110c中的磁性构件168c。
麦克风的位置和数量也可以根据需要进行调整。通过示例而非限制的方式，图39中示出的示例性头戴装置100d与头戴装置100大致相同，并且相似的元件由相似的附图标记表示。然而，在此，头戴装置100d包括三个彼此偏离90度的麦克风121，并且帽108’包括与麦克风121对准的三个麦克风端口138。壳体(在盖下方)也具有三个麦克风端口。来自麦克风121的信号可以按照与上述定向模式相似的定向模式来处理。
转到图40，示例性头戴装置100e与头戴装置100c大致相同，并且相似的元件由相似的附图标记表示。然而，在此，麦克风面向相应的盖侧壁113e(而非端壁107e)，并且盖106e包括延伸穿过相应的盖侧壁113e的麦克风端口136e(仅示出一个)。由此，麦克风面向前后。来自麦克风的信号可以按照与上述定向模式相似的定向模式来处理。
另一个示例性的头戴装置被配置为使得所有外部部件(例如，电池、麦克风、声音处理器和天线线圈)都被承载在单个头戴装置内，该头戴装置在图41中一般由附图标记100f表示。示例性头戴装置100f与头戴装置100c的相似之处在于，头戴装置100f包括壳体102f，诸如声音处理器(未示出)、具有一对麦克风121的麦克风阵列(也参见图25)、天线124、定位磁体110f和电池125f之类的部件被定位在该壳体102f中。麦克风121沿着麦克风阵列轴线(或“麦克风轴线”)MA间隔开并且固定就位，即，不可相对于壳体102f移动。壳体102f包括麦克风端口136f，所述麦克风端口136f可以定位于端壁上(如图所示)或以与图40所示的方式相似的方式定位于侧壁上。头戴装置100f不具有上述头戴装置100c的用于维持预定头戴装置取向的基座和旋转能力。在此，头戴装置100f设有取向磁体178f，并且被配置成与具有相应的取向磁体的耳蜗植入物结合起来使用。磁体110f和178f各自限定轴线A，并且在磁体间隔方向MSD上彼此间隔开以使得它们不同轴。在所示的实施方式中，磁体间隔方向MSD垂直于麦克风阵列轴线MA。
为此，参考图42，示例性耳蜗植入物10f与耳蜗植入物10基本相似，并且相似的元件由相似的附图标记表示。然而，在此，耳蜗植入物10f包括壳体12f，所述壳体12f具有用于磁体22的磁体载体13f。磁体载体13f可以是固定至植入物壳体12的单独结构，或者可以是植入物壳体的一体部分。定位磁体23f位于壳体12的天线部分内。磁体22和23f各自限定轴线A，并且彼此间隔开以使得它们不同轴。
在使用过程中，头戴装置100f的磁体110f和178f被定位在耳蜗植入物10f的磁体22和23f之上。磁体22和110f将头戴装置100f保持在用户头部上，而磁体23f和178f将天线20和124对准并设定头戴装置100f(和麦克风阵列轴线MA)相对于用户头部的取向。例如，如图42所示，磁体23f和178f可用于将头戴装置100f(和麦克风阵列轴线MA)的取向设定成使得，当用户站立或坐着并看向正前方时，麦克风阵列轴线MA垂直于重力方向G。
植入物和头戴装置的磁体22、23f、110f和178f可以是任何合适的磁体。在某些情况下，例如在所示的实施方式中，植入物和头戴装置的磁体22、23f、110f和178f可以是沿直径方向磁化的盘形磁体，其可相对于耳蜗植入物10f和头戴装置100f的其余部分围绕相应的轴线A以上述带有或不带有相关轴承的方式旋转。
尽管已经根据以上优选实施例描述了本文公开的发明，但是对本领域技术人员而言，对上述优选实施例进行多种修改和/或添加将是显而易见的。本发明还包括来自说明书中所公开的各种物种和实施例的元件的尚未被描述的任何组合。本发明的范围旨在扩展到所有这样的修改和/或添加，并且本发明的范围仅由下面提出的权利要求书限制。

Claims (30)

1.一种用于与耳蜗植入物一起使用的耳蜗植入物头戴装置，所述耳蜗植入物头戴装置包括：
壳体；
沿直径方向磁化的头戴装置磁体，所述头戴装置磁体限定轴线和N-S方向，并处于所述壳体内并且可围绕所述轴线旋转，从而当所述轴线垂直于重力方向时，所述头戴装置磁体的N-S方向与重力方向自对准；以及
与所述壳体相关联的头戴装置天线。
2.根据权利要求1所述的耳蜗植入物头戴装置，其还包括：
轴承，所述轴承具有第一轴承部分和第二轴承部分，所述第一轴承部分被固定至所述壳体，所述第二轴承部分可相对于所述第一轴承部分旋转并且被固定至所述头戴装置磁体。
3.根据权利要求2所述的耳蜗植入物头戴装置，其中，
所述头戴装置磁体限定外部周边；并且
所述第二轴承部分围绕所述头戴装置磁体的外部周边延伸。
4.根据权利要求3所述的耳蜗植入物头戴装置，其中，
所述第二轴承部分和所述头戴装置磁体可独立于所述第一轴承部分地从所述头戴装置移除。
5.根据权利要求2所述的耳蜗植入物头戴装置，其中，
所述第二轴承部分沿着所述轴线延伸穿过所述头戴装置磁体。
6.根据权利要求5所述的耳蜗植入物头戴装置，其中，
所述壳体包括处于所述轴线上的支柱；并且
所述第二轴承部分被安装在所述支柱上。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的耳蜗植入物头戴装置，其还包括：
配重，所述配重被可操作地连接至所述头戴装置磁体并且可与所述头戴装置磁体一起旋转。
8.根据权利要求7所述的耳蜗植入物头戴装置，其中，
所述头戴装置磁体限定盘形形状，并且所述配重位于所述盘形形状内。
9.根据权利要求7或8所述的耳蜗植入物头戴装置，其中，
所述头戴装置磁体包括凹陷；并且
所述配重处于所述凹陷内。
10.根据权利要求7至9中的任一项所述的耳蜗植入物头戴装置，其中，
所述头戴装置磁体和所述配重共同限定不平衡负载。
11.根据权利要求7至10中的任一项所述的耳蜗植入物头戴装置，其中，
所述头戴装置磁体和所述配重共同限定重心；并且
所述头戴装置磁体和所述配重的相对于所述轴线的相应位置和相应配置使得，所述重心偏离所述轴线，并且当所述轴线垂直于重力方向时，所述头戴装置磁体的N-S方向穿过所述重心和所述轴线。
12.根据权利要求1至6中的任一项所述的耳蜗植入物头戴装置，其中，
所述头戴装置磁体包括外部周边凹陷，所述外部周边凹陷不包括位于其中的配重；并且
所述外部周边凹陷相对于所述轴线的位置使得，所述头戴装置磁体限定偏离所述轴线的重心，并且当所述轴线垂直于重力方向时，所述头戴装置磁体的N-S方向穿过所述重心和所述轴线。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的耳蜗植入物头戴装置，其还包括：
磁体接收部，所述头戴装置磁体位于所述磁体接收部中；以及
帽，所述帽被配置为安装在所述壳体上并且当安装在所述壳体上时覆盖所述磁体接收部。
14.根据权利要求1至13中的任一项所述的耳蜗植入物头戴装置，其中，
所述磁体由具有第一密度的第一材料形成；并且
所述配重由具有第二密度的第二材料形成，所述第二密度大于所述第一密度。
15.一种用于与耳蜗植入物一起使用的耳蜗植入物头戴装置，所述耳蜗植入物头戴装置包括：
限定旋转轴线的第一头戴装置部分；
安装在所述第一头戴装置部分上并且可相对于所述第一壳体部分围绕所述旋转轴线旋转的第二头戴装置部分，所述第二头戴装置部分包括头戴装置天线以及限定麦克风阵列轴线的第一麦克风和第二麦克风，并且其重心被定位成使得，当所述旋转轴线垂直于重力方向时，所述麦克风阵列轴线将垂直于重力方向；以及
与所述第一头戴装置部分相关联的头戴装置磁体。
16.根据权利要求15所述的耳蜗植入物头戴装置，其中，
所述第二头戴装置部分包括声音处理器电路，所述声音处理器电路被可操作地连接至所述第一麦克风和所述第二麦克风以及所述天线。
17.根据权利要求15或16所述的耳蜗植入物头戴装置，其中：
所述头戴装置磁体包括沿直径方向磁化的头戴装置磁体。
18.根据权利要求15至17中的任一项所述的耳蜗植入物头戴装置，其中，
所述重心偏离所述旋转轴线。
19.根据权利要求15至18中的任一项所述的耳蜗植入物头戴装置，其中，
所述第一头戴装置部分包括磁体接收部；
所述头戴装置磁体包括磁性构件和永久地固定至所述磁性构件的可压缩非磁性构件，并且被可移除地定位于所述磁体接收部内。
20.根据权利要求19所述的耳蜗植入物头戴装置，其中，
所述磁体接收部在垂直于所述轴线的平面中限定圆形形状；并且
所述可压缩非磁性构件在轴向方向上可压缩。
21.根据权利要求20所述的耳蜗植入物头戴装置，其中，
所述磁体接收部限定接收部深度；
所述头戴装置磁体限定未压缩磁体厚度，所述未压缩磁体厚度大于所述接收部深度；并且
所述头戴装置磁体可压缩至不大于所述接收部深度的压缩厚度。
22.根据权利要求19至21中的任一项所述的耳蜗植入物头戴装置，其中，
所述磁性构件包括沿直径方向磁化的盘形磁性构件。
23.根据权利要求19至22中的任一项所述的耳蜗植入物头戴装置，其中，所述头戴装置磁体限定具有第一磁性强度的第一头戴装置磁体，所述耳蜗植入物头戴装置还包括：
第二头戴装置磁体，所述第二头戴装置磁体可代替所述第一头戴装置磁体插入所述磁体接收部中，并包括磁性构件和永久地固定至所述磁性构件的可压缩非磁性构件，并且具有大于所述第一磁性强度的第二磁体强度。
24.根据权利要求15至23中的任一项所述的耳蜗植入物头戴装置，其中，
所述盖包括端壁、顶壁和底壁以及处于所述顶壁和所述底壁之间的第一侧壁和第二侧壁；并且
所述端壁包括第一麦克风孔口和第二麦克风孔口。
25.根据权利要求15至23中的任一项所述的耳蜗植入物头戴装置，其中，
所述盖包括端壁、顶壁和底壁以及处于所述顶壁和所述底壁之间的第一侧壁和第二侧壁；并且
所述第一侧壁和所述第二侧壁分别包括第一麦克风孔口和第二麦克风孔口。
26.一种耳蜗刺激系统，其包括：
耳蜗植入物，所述耳蜗植入物包括壳体、处于所述壳体内的天线、与所述天线相关联的第一耳蜗植入物磁体以及与所述第一耳蜗植入物磁体间隔开的第二耳蜗植入物磁体；以及
耳蜗植入物头戴装置，所述耳蜗植入物头戴装置包括限定麦克风阵列轴线的第一麦克风和第二麦克风、头戴装置天线、与所述天线相关联的第一头戴装置磁体以及与所述第一头戴装置磁体间隔开的第二头戴装置磁体。
27.根据权利要求26所述的耳蜗刺激系统，其中，
所述第一头戴装置磁体和所述第二头戴装置磁体在垂直于所述麦克风阵列轴线的磁体间隔方向上间隔开。
28.一种耳蜗刺激系统，其包括：
根据权利要求1至25中的任一项所述的耳蜗植入物头戴装置；以及
包括耳蜗植入物磁体和耳蜗植入物天线的耳蜗植入物。
29.一种耳蜗刺激系统，其包括：
根据权利要求1至14中的任一项所述的耳蜗植入物头戴装置；以及
声音处理器，所述声音处理器包括：
壳体，以及
声音处理器电路，所述声音处理器电路被承载在所述壳体内，并且被可操作地连接至所述头戴装置天线。
30.根据权利要求29所述的耳蜗植入物系统，其还包括：
耳蜗植入物，所述耳蜗植入物包括耳蜗植入物磁体和耳蜗植入物天线。
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