CN112535808B - 一种耳蜗电极植入器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种耳蜗电极植入器，包括：本体，本体用于设置耳蜗电极；第一夹持装置，第一夹持装置设置在本体上且用于对耳蜗电极的一端进行夹持；第二夹持装置，第二夹持装置沿耳蜗电极的延伸方向滑动连接于本体且用于对耳蜗电极的另一端进行夹持；驱动装置，驱动装置设置在本体上且用于驱动第二夹持装置。本实施例通过设置驱动装置和第二夹持装置，可以将耳蜗电极的一次性植入过程转化为由多次少量进给组合形成的植入过程，由此可以便于对耳蜗电极的植入长度进行控制。同时，通过每次进行少量进给，可以对耳蜗电极植入到人体的部位进行大致的判断，由此可以将耳蜗电极准确地植入到指定位置，避免了耳蜗电极一次性植入引发的耳蜗受损问题。

Description

一种耳蜗电极植入器

技术领域

本发明涉及电极技术领域，具体而言，涉及一种耳蜗电极植入器。

背景技术

对于神经性聋患者而言，病症使得该类患者借助助听器恢复听力的效果难以显现，微创人工耳蜗植入是针对该人群最有效的治疗和康复方法之一。传统手动植入人工耳蜗电极的过程中，外科医生仅能凭借经验来确定电极阵列的位置，很难达到解剖学上的最佳植入位置。同时，有研究指出，因为植入位置出错，可能会对患者耳蜗造成创伤，例如对耳蜗内结构的损伤可能会引发炎症反应，从而导致细胞凋亡或纤维化，进而使得患者彻底丧失残余听力。

发明内容

本发明解决的问题是如何将耳蜗电极准确地植入到人体内以防止耳蜗损伤。

为解决上述问题，本发明提供一种耳蜗电极植入器，包括：

本体，所述本体用于设置耳蜗电极；

第一夹持装置，所述第一夹持装置设置在所述本体上且用于对所述耳蜗电极的一端进行夹持；

第二夹持装置，所述第二夹持装置沿所述耳蜗电极的延伸方向滑动连接于所述本体且用于对所述耳蜗电极的另一端进行夹持；

驱动装置，所述驱动装置设置在所述本体上且用于驱动所述第二夹持装置。

可选地，所述驱动装置包括：

固定块，所述固定块设置在所述本体上且用于设置所述第一夹持装置；

移动块，所述移动块与所述固定块沿水平方向柔性连接且用于设置所述第二夹持装置；

第一压电堆叠，所述第一压电堆叠的一端与所述固定块连接，另一端与所述移动块连接且用于驱动所述移动块。

可选地，所述第一夹持装置包括：

第一位移放大机构，所述第一位移放大机构设置在所述固定块上；

第二压电堆叠，所述第二压电堆叠设置在所述第一位移放大机构上且与所述第一位移放大机构的输入端连接；

第一夹头，所述第一夹头与所述第一位移放大机构的输出端连接且用于对所述耳蜗电极的一端进行夹持；

所述第二夹持装置包括：

第二位移放大机构，所述第二位移放大机构设置在所述移动块上；

第三压电堆叠，所述第三压电堆叠设置在所述第二位移放大机构上且与所述第二位移放大机构的输入端连接；

第二夹头，所述第二夹头与所述第二位移放大机构的输出端连接且用于对所述耳蜗电极的另一端进行夹持。

可选地，所述本体包括：主体支架，所述主体支架设置在所述固定块的外周侧且用于容纳所述驱动装置。

可选地，所述本体还包括：数据接口，所述数据接口设置在所述主体支架上且分别与所述第一压电堆叠、所述第二压电堆叠以及所述第三压电堆叠通信连接。

可选地，所述本体还包括：辅助装置，所述辅助装置设置在所述主体支架上且用于对所述耳蜗电极进行定位。

可选地，所述辅助装置包括：电极滑动支架，所述电极滑动支架滑动连接于所述主体支架且用于对所述耳蜗电极靠近所述第一夹持装置的一端进行固定。

可选地，所述辅助装置还包括：电极压板，所述电极压板滑动连接于所述主体支架上且用于对所述耳蜗电极在竖直方向进行限位。

可选地，所述本体还包括：力感知装置，所述力感知装置与所述耳蜗电极连接且用于检测所述耳蜗电极植入的力度。

可选地，所述力感知装置还包括：

力感知支架，所述力感知支架设置在所述主体支架上；

应变片，所述应变片设置在所述力感知支架上且用于测量所述耳蜗电极的受力。

本发明的技术效果：通过设置驱动装置和沿耳蜗电极的延伸方向，即水平方向滑动连接于本体的第二夹持装置，使用驱动装置带动第二夹持装置进行多次尺蠖式前进，从而可以将耳蜗电极的一次性植入过程转化为由多次少量进给组合形成的植入过程，由此可以便于对耳蜗电极的植入长度进行控制。同时，通过每次进行少量进给，可以对耳蜗电极植入到人体的部位进行大致的判断，由此可以将耳蜗电极准确地植入到指定位置，避免了耳蜗电极一次性植入引发的耳蜗受损问题。最后，在第二夹持装置松开耳蜗电极后，由驱动装置带动第二夹持装置返回到起始位置，可能会同时带动植入到人体内的耳蜗电极返回以导致耳蜗电极退出，此时使用第一夹持装置对耳蜗电极进行夹持，可以避免耳蜗电极在完成一次进给后从人体内退出，从而可以避免前一次进给作无用功，同时可以避免耳蜗电极从人体退出对人体造成损伤，进一步避免了引发耳蜗受损问题。

附图说明

图1为本发明实施例的耳蜗电极植入器的整体结构的正视图；

图2为本发明实施例的耳蜗电极植入器的分解结构示意图；

图3为本发明实施例的第一位移放大机构和第二位移放大机构的结构示意图；

图4为本发明实施例的电极压板的结构示意图；

图5为本发明实施例的耳蜗电极植入器的整体结构的左视图；

图6为本发明实施例的力感知装置的结构示意图。

附图标记说明：

1、本体；11、主体支架；12、辅助装置；121、电极滑动支架；122、电极压板；123、限位块；1231、限位腔；13、力感知装置；131、力感知支架；132、应变片；14、数据接口；2、第一夹持装置；21、第一位移放大机构；22、第二压电堆叠；23、第一夹头；3、第二夹持装置；31、第二位移放大机构；32、第三压电堆叠；33、第二夹头；4、驱动装置；41、固定块；42、移动块；43、第一压电堆叠；51、基体；52、桥式放大机构；53、杠杆放大机构；54、平行放大机构；55、夹持臂；56、夹块；6、耳蜗电极。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

需要说明的是，在本公开的描述中，采用了“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“内”和“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操控，因此不能理解为对本公开保护范围的限制。而且，本文中设置有坐标系XYZ，其中X轴的正向代表前方向，X轴的反向代表后方向，Y轴的正向代表右方向，Y轴的反向代表左方向，Z轴的正向代表上方，Z轴的反向代表下方。

如图1-6所示，本发明实施例提供了一种耳蜗电极植入器，包括：本体1，本体1用于设置耳蜗电极6；第一夹持装置2，第一夹持装置2设置在本体1上且用于对耳蜗电极6的一端进行夹持；第二夹持装置3，第二夹持装置3沿所述耳蜗电极6的延伸方向，也就是图中X轴方向滑动连接于本体1且用于对耳蜗电极6的另一端进行夹持；驱动装置4，驱动装置4设置在本体1上且用于驱动第二夹持装置3。

基于以上结构，由于直接一次性植入耳蜗电极6不易控制植入长度和植入力度，由此会对耳蜗造成损伤。因此，本实施例中在植入耳蜗电极6时，先将耳蜗电极6设置到本体1上；使用第二夹持装置3夹持耳蜗电极6，并设此时第二夹持装置3的位置为起始位置，同时使用驱动装置4驱动第二夹持装置3带动耳蜗电极6植入到人体内；之后松开第二夹持装置3对耳蜗电极6的夹持，并使用第一夹持装置2对耳蜗电极6进行夹持；最后使用驱动装置4带动第二夹持装置3返回到起始位置，由此完成对耳蜗电极6的一次进给。将上述耳蜗电极6的进给过程循环进行多次，以实现对耳蜗电极6的植入。基于此，通过设置驱动装置4和沿所述耳蜗电极6的延伸方向，也就是图中X轴方向水平滑动连接于本体1的第二夹持装置3，使用驱动装置4带动第二夹持装置3进行多次尺蠖式前进，从而可以将耳蜗电极6的一次性植入过程转化为由多次少量进给组合形成的植入过程，由此可以便于对耳蜗电极6的植入长度进行控制。同时，通过每次进行少量进给，可以对耳蜗电极6植入到人体的部位进行大致的判断，由此可以将耳蜗电极6准确地植入到指定位置，避免了耳蜗电极6一次性植入引发的耳蜗受损问题。最后，在第二夹持装置3松开耳蜗电极6后，由驱动装置4带动第二夹持装置3返回到起始位置，可能会同时带动植入到人体内的耳蜗电极6返回以导致耳蜗电极6退出，此时使用第一夹持装置2对耳蜗电极6进行夹持，可以避免耳蜗电极6在完成一次进给后从人体内退出，从而可以避免前一次进给作无用功，同时可以避免耳蜗电极6从人体退出对人体造成损伤，进一步避免了引发耳蜗受损问题。

为确保驱动装置4的作用，如图2所示，本实施例的驱动装置4包括：固定块41，固定块41设置在本体1上且用于设置第一夹持装置2；移动块42，移动块42与固定块41沿水平方向柔性连接(具体地，移动块42与固定块41之间采用双边切口椭圆型柔性铰链进行连接)且用于设置第二夹持装置3；第一压电堆叠43，第一压电堆叠43的一端与固定块41连接，另一端与移动块42连接且用于驱动移动块42。具体地，固定块41设置为“凹”字形的板块结构，而移动块设置为“凸”字形的板块结构，其中，第一压电堆叠43设置在固定块41的凹陷部分且一端固定在凹陷部分的底部，同时移动块42的凸起部分也设置在固定块41的凹陷部分，移动块42的凸起部分的顶部与第一压电堆叠43的另一端固定。此外，移动块42的凸起部分与固定块41的凹陷部分之间使用双边切口椭圆型柔性铰链进行连接。

基于以上结构，在植入耳蜗电极6时，先使用第二夹持装置3在起始位置夹持耳蜗电极6。之后，在第一压电堆叠43两端通电以施加电压，第一压电堆叠43两端加压后会向两端延伸；由于固定块41通过螺栓可拆卸连接于本体1上，因此固定块41无法运动，同时由于第一夹持装置2通过螺栓可拆卸连接于固定块41上，因此第一夹持装置2也无法运动；由于移动块42沿水平方向柔性连接于固定块41，因此移动块42在第一压电堆叠43的作用下朝远离固定块41方向的一侧运动，同时由于第二夹持装置3通过螺栓可拆卸连接于移动块42，因此第二夹持装置3带动耳蜗电极6朝远离第一夹持装置2的方向运动以植入耳蜗电极6。当一次进给完成后，松开第一夹持装置2对耳蜗电极6的夹持，同时使用第二夹持装置3对耳蜗电极6进行夹持，之后对第一压电堆叠43两端断电以解除电压，第一压电堆叠43两端断电后会向中间收缩；由于固定块41通过螺栓可拆卸连接于本体1上，因此固定块41无法运动，同时由于第一夹持装置2通过螺栓可拆卸连接于固定块41上，因此第一夹持装置2也无法运动；由于移动块42沿水平方向柔性连接于固定块41，因此移动块42在第一压电堆叠43的作用下朝远离固定块41方向的一侧运动，同时由于第二夹持装置3通过螺栓可拆卸连接于移动块42，因此第二夹持装置3朝靠近第一夹持装置2的方向运动并返回到起始位置。

为确保第一夹持装置2和第二夹持装置3的作用，如图3所示，本实施例的第一夹持装置2包括：第一位移放大机构21，第一位移放大机构21设置在固定块41上；第二压电堆叠22，第二压电堆叠22设置在第一位移放大机构21上且与第一位移放大机构21的输入端(施加动力的一端)连接；第一夹头23，第一夹头23与第一位移放大机构21的输出端(输出动力的一端)连接且用于对耳蜗电极6的一端进行夹持。第二夹持装置3包括：第二位移放大机构31，第二位移放大机构31设置在移动块42上；第三压电堆叠32，第三压电堆叠32设置在第二位移放大机构31上且与第二位移放大机构31的输入端连接；第二夹头33，第二夹头33与第二位移放大机构31的输出端连接且用于对耳蜗电极6的另一端进行夹持。

具体地，第一位移放大机构21(或第二位移放大机构31)设置为双层结构，下层包括：基体51、桥式放大机构52、杠杆放大机构53，上层包括：平行放大机构54以及夹持臂55。桥式放大机构52设置为一级桥式放大机构52，同时第二压电堆叠22(或第三压电堆叠32)的一端与基体51连接且另一端与一级桥式放大机构52的输入端连接；杠杆放大机构53设置为两个二级杠杆放大机构53且对称分布在桥式放大机构52的两侧，同时杠杆放大机构53的输入端与桥式放大机构52的输出端采用双边切口椭圆型柔性铰链进行连接；平行放大机构54设置为两个三级平行放大机构54且分别与两个杠杆放大机构53相对应设置，同时平行放大机构54的输入端与杠杆放大机构53的输出端采用双边切口椭圆型柔性铰链进行连接；夹持臂55设置有两个且分别与两个平行放大机构54相互对应设置，同时相对应设置的夹持臂55的输入端与平行放大机构54的输出端采用单切口椭圆型柔性铰链进行连接；第一夹头23(或和第二夹头33)包括两个夹块56且两个夹块56分别与两个夹持臂55相对应设置，同时相对应设置的夹块56分别与夹持臂55连接。

基于以上结构，当需要使用第一夹持装置2(或第二夹持装置3)夹持耳蜗电极6时，先在第二压电堆叠22(或第三压电堆叠32)两端通电施加电压，第二压电堆叠22(或第三压电堆叠32)驱动桥式放大机构52伸长，桥式放大机构52伸长带动两个杠杆放大机构53均朝靠近基体51中部移动，两个杠杆放大机构53带动平行放大机构54均朝基体51中部移动，两个平行放大机构54带动两个夹持臂55均朝基体51中部移动，两个夹持臂55带动两个夹块56均朝基体51中部靠近以夹持耳蜗电极6。

为保护驱动装置4的结构，如图2所示，本实施例的本体1包括：主体支架11，主体支架11设置在固定块41的外周侧且用于容纳驱动装置4。基于以上结构，通过将驱动装置4设置在主体支架11内，可以防止耳蜗电极植入器在使用过程中驱动装置4直接与其它结构发生碰撞导致损坏，由此可以延长耳蜗电极植入器的使用寿命。

为便于控制耳蜗电极6的植入精度，如图1、图2以及图5所示，本实施例的本体1还包括：数据接口14，数据接口14设置在主体支架11上且分别与第一压电堆叠43、第二压电堆叠22以及第三压电堆叠32通信连接。基于以上结构，在具体实施过程中，采用机器人系统与数据接口14连接，可以通过机器人系统分别对第一压电堆叠43、第二压电堆叠22以及第三压电堆叠32两端的电压进行控制，对第一夹持装置2和第二夹持装置3的运动和夹持进行控制，从而可以消除人为操作引发的意外因素、确保耳蜗电极6的植入精度和避免人体受到损伤。

为使耳蜗电极6可以准确植入，如图1所示，本实施例的本体1还包括：辅助装置12，辅助装置12设置在主体支架11上且用于对耳蜗电极6进行定位。基于以上结构，为防止耳蜗电极6植入时对人体造成损伤，因此需要对耳蜗电极6进行定位，通过设置辅助装置12以对耳蜗电极6进行定位，可以确保耳蜗电极6植入的准确性，提升人体耳蜗植入的成功率、避免对人体造成损伤。

为防止耳蜗电极6的两端在水平方向产生偏移，如图1所示，本实施例的辅助装置12包括：电极滑动支架121，电极滑动支架121滑动连接于主体支架11且用于对耳蜗电极6靠近第一夹持装置2的一端进行固定。基于以上结构，当仅对耳蜗电极6的其中一端进行固定时另一端容易产生偏移，由此耳蜗电极6会难以植入到人体的指定位置。由于第一夹持装置2和第二夹持装置3交替对耳蜗电极6的其中一端进行夹持，因此耳蜗电极6的另一端容易产生偏移。通过设置电极滑动支架121以对耳蜗电极6的另一端进行固定，从而可以保证耳蜗电极6的两端始终进行固定、不易向两侧产生偏移，进而可以保证耳蜗电极6可以植入到人体的指定位置、避免了对人体造成损伤。

为防止耳蜗电极6在竖着方向产生偏移，如图1所示，本实施例的辅助装置12还包括：电极压板122，电极压板122滑动连接于主体支架11上且用于对耳蜗电极6在竖直方向，也就是图中的Z轴方向(具体地，耳蜗电极6的上方)进行限位。基于以上结构，通过在耳蜗电极的上方设置电极压板122，从而可以防止耳蜗电极在竖直方向上产生偏移，进而可以进一步地保证耳蜗电极可以植入到人体的指定位置、避免了对人体造成损伤。

为进一步防止耳蜗电极6在竖直方向上产生偏移，如图1、图2以及图4所示，本实施例的辅助装置12还包括：设置在电极压板122上且用于对耳蜗电极6进行限位的限位块123，限位块123上且沿耳蜗电极6的延伸方向开设有两端开口的限位腔1231(其中，限位腔1231与耳蜗电极6恰好相互匹配)。基于以上结构，通过设置限位块123并开设限位腔1231，同时限位腔1231与耳蜗电极6恰好相互匹配，由此可以利用限位腔1231对耳蜗电极6的植入方向进行校准，从而可以更进一步地保证耳蜗电极6可以植入到人体的指定位置、避免了对人体造成损伤。同时，为便于适应多种长度的耳蜗电极6，可以沿竖直方向对限位腔1231进行延伸，由此，当耳蜗电极6较长时，先将耳蜗电极6的中部沿竖直方向进行多次折弯以缩短耳蜗电极6沿植入方向上的长度；再将其中将多次折弯处对准限位腔1231并放入腔内；最后使用电极滑动支架121将耳蜗电极6的一端固定。

为减少耳蜗植入对人体造成的损伤，如图5所示，本实施例的本体1还包括：力感知装置13，力感知装置13与耳蜗电极6连接且用于检测耳蜗电极6植入的力度。基于以上结构，在实际植入过程中，采用机器人系统与力感知装置13通信连接，通过力感知装置13检测耳蜗电极6植入的力度并将其传输到机器人系统中，机器人系统对该力度进行分析后重新对耳蜗电极6植入的力度和速度进行控制，从而有效减小植入过程中对耳蜗内部的冲击，进而有效保护患者残余听力。

为确保力感知装置13的作用，作为一种优选方案，如图6所示，本实施例的力感知装置13包括：力感知支架131，力感知支架131设置在主体支架11上(同时，力感知支架131也可以设置在固定块41上)；应变片132，应变片132设置在力感知支架131上且能够测量出耳蜗电极6所受力的大小。具体地，在本实施例中，力感知支架131设置为“口”字形结构，力感知支架131的上、下两侧分别设置有上侧螺栓和下侧螺栓，上侧螺栓与主体支架11上开设的上侧螺栓孔连接，下侧螺栓与固定块41上开设的下侧螺栓孔连接，从而将力感知支架131固定在主体支架11上。同时，应变片132设置为片状结构并粘贴在力感知支架131的前后两侧且能够测量出耳蜗电极6所受力的大小。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种耳蜗电极植入器，其特征在于，包括：

本体(1)，所述本体(1)用于设置耳蜗电极(6)；

第一夹持装置(2)，所述第一夹持装置(2)设置在所述本体(1)上且用于对所述耳蜗电极(6)的一端进行夹持；

第二夹持装置(3)，所述第二夹持装置(3)沿所述耳蜗电极(6)的延伸方向滑动连接于所述本体(1)且用于对所述耳蜗电极(6)的另一端进行夹持；

驱动装置(4)，所述驱动装置(4)设置在所述本体(1)上且用于驱动所述第二夹持装置(3)；

所述驱动装置(4)包括：

固定块(41)，所述固定块(41)设置在所述本体(1)上且用于设置所述第一夹持装置(2)；

移动块(42)，所述移动块(42)与所述固定块(41)沿水平方向柔性连接且用于设置所述第二夹持装置(3)；

第一压电堆叠(43)，所述第一压电堆叠(43)的一端与所述固定块(41)连接，另一端与所述移动块(42)连接且用于驱动所述移动块(42)；

所述第一夹持装置(2)包括：

第一位移放大机构(21)，所述第一位移放大机构(21)设置在所述固定块(41)上；

第二压电堆叠(22)，所述第二压电堆叠(22)设置在所述第一位移放大机构(21)上且与所述第一位移放大机构(21)的输入端连接；

第一夹头(23)，所述第一夹头(23)与所述第一位移放大机构(21)的输出端连接且用于对所述耳蜗电极(6)的一端进行夹持；

所述第二夹持装置(3)包括：

第二位移放大机构(31)，所述第二位移放大机构(31)设置在所述移动块(42)上；

第三压电堆叠(32)，所述第三压电堆叠(32)设置在所述第二位移放大机构(31)上且与所述第二位移放大机构(31)的输入端连接；

第二夹头(33)，所述第二夹头(33)与所述第二位移放大机构(31)的输出端连接且用于对所述耳蜗电极(6)的另一端进行夹持。

2.如权利要求1所述的耳蜗电极植入器，其特征在于，所述本体(1)包括：主体支架(11)，所述主体支架(11)设置在所述固定块(41)的外周侧且用于容纳所述驱动装置(4)。

3.如权利要求2所述的耳蜗电极植入器，其特征在于，所述本体(1)还包括：数据接口(14)，所述数据接口(14)设置在所述主体支架(11)上且分别与所述第一压电堆叠(43)、所述第二压电堆叠(22)以及所述第三压电堆叠(32)通信连接。

4.如权利要求2所述的耳蜗电极植入器，其特征在于，所述本体(1)还包括：辅助装置(12)，所述辅助装置(12)设置在所述主体支架(11)上且用于对所述耳蜗电极(6)进行定位。

5.如权利要求4所述的耳蜗电极植入器，其特征在于，所述辅助装置(12)包括：电极滑动支架(121)，所述电极滑动支架(121)滑动连接于所述主体支架(11)且用于对所述耳蜗电极(6)靠近所述第一夹持装置(2)的一端进行固定。

6.如权利要求5所述的耳蜗电极植入器，其特征在于，所述辅助装置(12)还包括：电极压板(122)，所述电极压板(122)滑动连接于所述主体支架(11)上且用于对所述耳蜗电极(6)在竖直方向进行限位。

7.如权利要求2所述的耳蜗电极植入器，其特征在于，所述本体(1)还包括：力感知装置(13)，所述力感知装置(13)与所述耳蜗电极(6)连接且用于检测所述耳蜗电极(6)植入的力度。

8.如权利要求7所述的耳蜗电极植入器，其特征在于，所述力感知装置(13)包括：

力感知支架(131)，所述力感知支架(131)设置在所述主体支架(11)上；

应变片(132)，所述应变片(132)设置在所述力感知支架(131)上且用于测量所述耳蜗电极(6)的受力。

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