CN112791307A - 复合式人工听觉植入装置及其人工耳蜗或听觉脑干植入 - Google Patents

复合式人工听觉植入装置及其人工耳蜗或听觉脑干植入 Download PDF

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Abstract

本申请提供复合式人工听觉植入装置及其人工耳蜗或听觉脑干植入，包括：电极单元；植入体单元；连接单元，至少包括用于连接所述ABI电极和植入体单元的第一连接线，以及用于连接所述CI电极和植入体单元的第二连接线；其中，所述电极单元至少包括ABI电极和CI电极；所述ABI电极和CI电极被控制选通后进行电极间切换或同时使用。本发明同时兼顾了耳蜗与蜗核的电刺激，设计了一种复合式人工听觉植入装置，实现“一次手术，两种植入”的预期目标，减少了手术次数，也从一定程度上降低了医疗成本；另外还可在ABI电极和CI电极之间进行随意切换，可实现刺激、参考、记录等多种功能。

Description

复合式人工听觉植入装置及其人工耳蜗或听觉脑干植入
技术领域
本申请涉及人工听觉植入技术领域，特别是涉及外周听觉植入和中枢听觉植入。
背景技术
人工耳蜗植入(cochlear implant，CI)是一种电子装置，由体外言语处理器将声音转换为一定编码形式的电信号，通过植入体内的电极系统直接兴奋听神经来恢复或重建聋人的听觉功能。近年来，随着电子技术、计算机技术、语音学、电生理学、材料学、耳显微外科学的发展，人工耳蜗已经从实验研究进入临床应用，现在全世界已把人工耳蜗作为治疗重度聋至全聋的常规方法。
人工听觉脑干植入(auditory brainstem implant，ABI)绕开病变的内耳和听神经，将电极植入第四脑室侧隐窝脑干表面，通过将声音信号转变为电信号直接刺激脑干耳蜗核复合体，使不能行人工耳蜗植入的患者在一定程度上恢复听觉。
在某些临床病例中，采用何种听力重建技术(ABI或CI)在学界尚存在一定争议。如听神经瘤保留蜗神经的肿瘤摘除术后，若直接ABI植入，其效果通常不如(如果能正常运行)CI。因此目前实际临床操作中，通常也只能先行CI手术，根据听力恢复的情况决定是否进行ABI手术，然而这又难免会产生二次手术为患者带来一定的人身安全风险，另外也在一定程度上提高了医疗成本，也因失去行ABI的最佳时机而造成效果不佳(术区术后黏连等影响)。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供复合式人工听觉植入装置及其人工耳蜗或听觉脑干植入，用于解决现有技术中无法兼顾ABI和CI的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第一方面提供一种复合式人工听觉植入装置，包括：电极单元；植入体单元；连接单元，至少包括用于连接所述ABI电极和植入体单元的第一连接线，以及用于连接所述CI电极和植入体单元的第二连接线；其中，所述电极单元至少包括ABI电极和CI电极；所述ABI电极和CI电极被控制选通后进行电极间切换或同时使用。
于本申请的第一方面的一些实施例中，所述复合式人工听觉植入装置包括体内单元；所述体内单元连接体外单元；所述体外单元用于采集并处理音频信号后发送至体内单元；所述体内单元从体外单元接收信号后选通ABI电极或CI电极，以通过电极刺激听觉神经。
于本申请的第一方面的一些实施例中，所述体外单元包括音频信号采集模块和信号处理模块；所述信号处理模块包括：麦克风，连接所述音频信号采集模块，用于将采集到的音频信号转换为模拟信号；模数转换模块，连接所述麦克风，用于将模拟信号转换为数字信号；处理器，连接所述模数转换模块，用于将数字信号进行信号处理与编码后得到声音编码信号；射频调制模块，连接所述处理器，用于会将声音编码信号调制为对应的射频信号。
于本申请的第一方面的一些实施例中，所述体内单元包括：颞骨外单元，连接所述体外单元；颞骨内单元，包括CI电极，连接所述颞骨外单元；颅内单元，包括ABI电极，连接所述颞骨外单元。
于本申请的第一方面的一些实施例中，所述颞骨外单元包括：接收线圈，用于远程接收所述体外单元所发出的射频信号；刺激器，连接所述接收线圈，用于将射频信号转换为对应的电脉冲信号；所述刺激器分别连接ABI电极和CI电极，以通过电脉冲信号来刺激电极；选通控制模块，连接所述刺激器，并向所述刺激器发送选通指令；信号接收模块，连接所述CI电极、ABI电极、选通控制模块，用于接收CI电极和ABI电极的工作信号，并判断其是否处于正常的工作状态，并据以调整选通控制模块。
于本申请的第一方面的一些实施例中，所述电极单元的工作模式包括刺激模式、参考模式及记录模式中的任一种。
为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第二方面提供一种复合式人工耳蜗，包括所述复合式人工听觉植入装置和体外装置；所述体外装置连接所述复合式人工听觉植入装置；所述体外装置用于采集并处理音频信号后发送至复合式人工听觉植入装置；所述复合式人工听觉植入装置接收信号后选通ABI电极或CI电极，以通过电极刺激听觉神经。
为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第三方面提供一种听觉脑干植入。
如上所述，本申请的复合式人工听觉植入装置及其人工耳蜗或听觉脑干植入，具有以下有益效果：本发明同时兼顾了耳蜗与蜗核的声电刺激，设计了一种复合式人工听觉植入装置，实现“一次手术，两种植入”的预期目标，减少了手术次数，也从一定程度上降低了医疗成本；另外还可在ABI电极和CI电极之间进行随意切换，可实现刺激、参考、记录等多种功能。
附图说明
图1显示为本申请一实施例中复合式人工听觉植入装置的机械结构示意图。
图2A显示为本申请一实施例中CI电极通道数目示意图。
图2B显示为本申请一实施例中ABI电极通道数据示意图。
图3显示为本申请一实施例中复合式人工听觉植入装置的电路结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本申请的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固持”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，通过下述实施例并结合附图，对本发明实施例中的技术方案的进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定发明。
如图1所示，展示了本发明一实施例中复合式人工听觉植入装置的机械结构示意图。本实施例的听觉植入装置包括电极单元11、连接单元12、植入体单元13，连接单元12用以连接所述电极单元11和植入体单元13。本实施例中所述连接单元12包括两根连接线，所述电极单元11包括ABI电极111和CI电极112，两根连接线中的一根连接ABI电极111和植入体单元13，另一根连接CI电极112和植入体单元13。
需说明的是，CI电极是指人工耳蜗植入(cochlear implant)，由体外言语处理器将声音转换为一定编码形式的电信号，通过植入体内的电极系统直接兴奋听神经来恢复或重建聋人的听觉功能。ABI电极是指听觉脑干植入(auditory brainstem implant)绕开病变的内耳和听神经，将电极植入第四脑室侧隐窝脑干表面，通过将声音信号转变为电信号直接刺激脑干耳蜗核复合体，使不能行人工耳蜗植入的患者在一定程度上恢复听觉。
ABI装置和CI装置的刺激电极通道数目通常在16～24个左右，也可随实际需求将开启的刺激通道数目减少为8～12个。结合现有行业生态与实际临床需要，电极部分的通道数目均设置8至16个。图2A展示的是CI电极通道数目示意图，CI电极112开设有12个刺激通道1121；图2B展示的是ABI电极通道数据示意图，ABI电极111开设有13个刺激通道1111。另外，连接单元12与植入体单元13在功能与设计上与现有的ABI装置及CI装置相近，故不再赘述。应理解的是，出于说明性目的而提供以上示例，并且以上示例不应被理解成是限制性的。
如图3所示，展示了本发明一实施例中复合式人工听觉植入装置的电路结构示意图。本实施例的复合式人工听觉植入装置连接体外单元32，体内单元31根据其所处的体内位置进一步细分为颞骨外单元311、颞骨内单元312以及颅内单元313。各单元所包含的模块会于下文中予以详述。
体外单元32包括音频信号采集模块321和信号处理模块322，两者共同构成了本装置的外机部分。其中，音频信号采集模块321用于采集外界音频信号；信号处理模块322主要包括麦克风、模数转换模块、处理器、射频调制模块和电源管理模块等；麦克风用于将采集到的音频信号转换为对应的模拟信号；模数转换模块连接所述麦克风，用于将模拟信号转换为对应的数字信号；处理器(如DSP处理器、ARM处理器、SOC处理器、MCU处理器或FPGA处理器等)连接所述模数转换模块，用于对转换后的数字信号进行信号处理与编码后得到声音编码信号；射频调制模块连接所述处理器，用于对声音编码信号调制为对应的射频信号；电源管理模块用于对上述各模块提供相应所需的各电压等级的电源。
颞骨外单元311包括接收线圈3111、刺激器3112、选通控制模块3113及信号接收模块3114；颞骨内单元312包括CI电极；颅内单元包括ABI电极。其中，接收线圈3111含有磁铁，用于远程接收体外单元31发出的射频信号并将其传至刺激器3112，刺激器3112内含有信号转换电子元件，外包钛合金或陶瓷制成的密封外壳，用于将接收到的射频信号转换为对应的电脉冲信号，并发送至CI电极或者ABI电极，通过CI电极或ABI电极对患者进行刺激。选通控制模块3113与刺激器3112连接，并向刺激器3112发送选通指令，以控制CI电极与ABI电极的工作状态。信号接收模块3114与CI电极、ABI电极、选通控制模块3113连接，用于接收CI电极和ABI电极的工作信号，并判断其是否处于正常的工作状态，并据以调整选通控制模块3113。
举例来说，选通控制模块3113控制ABI电极和CI电极都为工作状态，ABI电极和CI电极将工作信号传送给信号接收模块3114，信号接收模块3114接收到两者信号后，若判断两个电极都处于正常的工作状态，则对选通控制模块3113不作调整；若判断其中某个电极处于非正常的工作状态，则调整选通控制模块3113，据以改变该电极的工作状态。
颞骨内单元312即为CI电极，颅内单元313即为ABI电极，两者的刺激电极通道数目均可在8至16个之间进行调整。另外，两者在工作模式上均可分为刺激模式、参考模式与记录模式。在刺激模式下，电极及发挥其原有的刺激功能；在记录模式下，电极本身可视作一个记录电极；在参考模式下，电极本身可视作一个参考电极。
本发明还提供一种复合式人工耳蜗，包括所述复合式人工听觉植入装置和体外装置；所述体外装置连接所述复合式人工听觉植入装置；所述体外装置用于采集并处理音频信号后发送至复合式人工听觉植入装置；所述复合式人工听觉植入装置接收信号后选通ABI电极或CI电极，以通过电极刺激听觉神经。需说明的是，因本实施例的复合式人工耳蜗与上文中复合式人工听觉植入装置的实施方式类似，因此不再赘述。
本发明还提供一种听觉脑干植入，包括所述复合式人工听觉植入装置。需说明的是，因本实施例的听觉脑干植入与上文中复合式人工听觉植入装置的实施方式类似，因此不再赘述。
综上所述，本申请提供复合式人工听觉植入装置及其所应用的复合式人工耳蜗，同时兼顾了耳蜗与蜗核的声电刺激，设计了一种复合式人工听觉植入装置，实现“一次手术，两种植入”的预期目标，减少了手术次数，也从一定程度上降低了医疗成本；另外还可在ABI电极和CI电极之间进行随意切换，可实现刺激、参考、记录等多种功能。所以，本申请有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种复合式人工听觉植入装置，其特征在于，包括：
电极单元；
植入体单元；
连接单元，至少包括用于连接所述ABI电极和植入体单元的第一连接线，以及用于连接所述CI电极和植入体单元的第二连接线；
其中，所述电极单元至少包括ABI电极和CI电极；所述ABI电极和CI电极被控制选通后进行电极间切换或同时使用。
2.根据权利要求1所述的复合式人工听觉植入装置，其特征在于，所述复合式人工听觉植入装置包括体内单元；所述体内单元连接体外单元；所述体外单元用于采集并处理音频信号后发送至体内单元；所述体内单元从体外单元接收信号后选通ABI电极或CI电极，以通过电极刺激听觉神经。
3.根据权利要求2所述的复合式人工听觉植入装置，其特征在于，所述体外单元包括音频信号采集模块和信号处理模块；所述信号处理模块包括：
麦克风，连接所述音频信号采集模块，用于将采集到的音频信号转换为模拟信号；
模数转换模块，连接所述麦克风，用于将模拟信号转换为数字信号；
处理器，连接所述模数转换模块，用于将数字信号进行信号处理与编码后得到声音编码信号；
射频调制模块，连接所述处理器，用于会将声音编码信号调制为对应的射频信号。
4.根据权利要求2所述的复合式人工听觉植入装置，其特征在于，所述体内单元包括：
颞骨外单元，为所述植入体单元，连接所述体外单元；
颞骨内单元，为所述电极单元的一部分，包括CI电极，连接所述颞骨外单元；
颅内单元，为所述电极单元的一部分，包括ABI电极，连接所述颞骨外单元。
5.根据权利要求4所述的复合式人工听觉植入装置，其特征在于，所述颞骨外单元包括：
接收线圈，用于远程接收所述体外单元所发出的射频信号；
刺激器，连接所述接收线圈，用于将射频信号转换为对应的电脉冲信号；所述刺激器分别连接ABI电极和CI电极，以通过电脉冲信号来刺激电极；
选通控制模块，连接所述刺激器，并向所述刺激器发送选通指令；
信号接收模块，连接所述CI电极、ABI电极、选通控制模块，用于接收CI电极和ABI电极的工作信号，并判断其是否处于正常的工作状态，并据以调整选通控制模块。
6.根据权利要求1所述的复合式人工听觉植入装置，其特征在于，所述电极单元的工作模式包括刺激模式、参考模式及记录模式中的任一种。
7.一种复合式人工耳蜗，其特征在于，包括：
权利要求1～6中任一项所述复合式人工听觉植入装置；
体外装置；所述体外装置连接所述复合式人工听觉植入装置；所述体外装置用于采集并处理音频信号后发送至复合式人工听觉植入装置；所述复合式人工听觉植入装置接收信号后选通ABI电极或CI电极，以通过电极刺激听觉神经。
8.一种听觉脑干植入，其特征在于，包括如权利要求1所述的复合式人工听觉植入装置。
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