CN112870551A

CN112870551A - 一种人工耳蜗植入体

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Publication number: CN112870551A
Application number: CN202110053208.XA
Authority: CN
Inventors: 林和平; 王克明
Original assignee: Shanghai Lishengte Medical Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Lishengte Medical Technology Co ltd
Priority date: 2021-01-15
Filing date: 2021-01-15
Publication date: 2021-06-01
Anticipated expiration: 2041-01-15
Also published as: CN112870551B

Abstract

本发明提供了一种人工耳蜗植入体。该人工耳蜗植入体包括解码器，解码器包括钛壳，位于钛壳内的中路布置有单个矩形连通器，所述钛壳内有PCBA电路板，单个矩形连通器与PCBA电路板电连接以实现最短路径。本发明提供的人工耳蜗植入体，一方面，采用单连通器中路布局设计，优化的电气连接方式。大幅降低工艺难度，降低了生产成本，另一方面，钛壳内设置凹槽放置连通器，同时对双层钛壳体外壳封装硅胶，对植入体起到足够抗冲击强度的作用。

Description

一种人工耳蜗植入体

技术领域

本发明涉及人工器官及医用电子装置技术领域，具体而言，涉及一种人工耳蜗植入体。

背景技术

人工耳蜗植入体包含有电子电路类的部件，电子电路部分对于整个植入体来说，相当于扮演着大脑的角色，一旦故障，整个植入体将宕机无法工作。目前在植入体的研制过程中，存在两大问题，一是需要防止人体内潮气、生物盐分等长期腐蚀，二是由于人工耳蜗植入人体的位置位于头部颞骨皮下，日常生活中，由于可能发生的意外冲击，需要植入体具有足够的抗冲击强度。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种人工耳蜗植入体，旨在解决现有人工耳蜗植入体的问题，一方面,采用单连通器中路布局设计，优化的电气连接方式。大幅降低工艺难度，降低了生产成本，另一方面，钛壳内设置凹槽放置连通器，同时对双层钛壳体外壳封装硅胶，对植入体起到足够抗冲击强度的作用。

本发明提出了一种人工耳蜗植入体。一种人工耳蜗植入体，包括解码器，上述解码器包括钛壳，位于上述钛壳内的中路布置有单个矩形连通器，上述钛壳内有PCBA电路板，单个上述矩形连通器与上述PCBA电路板电连接以实现最短路径。

进一步地，上述钛壳包括上钛壳、中钛壳和下钛壳，上述中钛壳的中心向内凹陷形成凹槽，上述矩形连通器位于上述凹槽中，以实现对上述矩形连通器的抗冲击保护，上述上钛壳盖在上述中钛壳的上面，上述下钛壳位于上述中钛壳的底部；优选地，上述中钛壳的边缘处设有阶梯槽，通过上述阶梯槽将中钛壳、上钛壳和下钛壳相互对接。

进一步地，上述PCBA电路板布置有向内凹陷的若干个电气连接点，上述矩形连通器包括面板以及PIN针，上述PIN针包括大头型PIN针、小头型PIN针以及长型PIN针，上述长型PIN针和大头型PIN针分别位于面板两端，上述小头型PIN针均匀分布于面板上，上述PIN针与上述电气连接点通过激光焊接电气连通。

进一步地，上述凹槽两侧分别设置有平台以用于支撑上述PCBA电路板，上述平台和上述PCBA电路板之间有绝缘垫片。

进一步地，上述中钛壳设置有用于将上述PCBA电路板与上述中钛壳的内壁留有电气安全间隙的限位块，上述限位块的顶端与上述阶梯槽的顶端位于同一水平面。

进一步地，上述解码器还包括公共电极和预置了硅胶的公共电极垫片，上述公共电极垫片和上述公共电极依次设置于上钛壳的表面，并通过上述中钛壳的中路两侧设置的若干定位固定柱固定上述公共电极和上述公共电极垫片，上述定位固定柱上套有硅胶帽，上述长型PIN针依次穿过上述公共电极垫片的针孔和公共电极的针孔。

进一步地，上述解码器还包括电极硅胶分配盘，在上述中钛壳的上述凹槽两端分别设置有用于固定上述电极硅胶分配盘的定位槽，上述电极硅胶分配盘将植入电极和植入天线进行分配，上述植入电极的电极丝束与上述小头型PIN针焊接形成电气连通，上述植入天线与上述大头型PIN针通过焊接进行电气连通。

进一步地，上述上钛壳设置有若干个贯穿孔和若干个定位孔，设置在上述中钛壳的定位圆柱穿过上述定位孔与之匹配，上述定位圆柱上套有硅胶帽，上述长型PIN针穿过上述贯穿孔，并且上述长型PIN针上套有硅胶套。

进一步地，上述上钛壳设置有若干个排气孔，上述公共电极垫片的排气缺口避位上述排气孔。

进一步地，上述解码器还包括公共电极，上述公共电极与上述长型PIN针激光焊接，且连接方式为双连接点。

进一步地，还包括植入磁铁和硅胶封装，上述硅胶封装对上述植入电极、植入天线、解码器和植入磁铁进行整体装封。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明提供的人工耳蜗植入体，通过以下改进产品的方式，达到以下的产品效果：

第一、单个矩形连通器中路布置，可使植入电极、植入天线与PCBA电路板的电气连接的路径最短。一方面，电气连接最短路径可降低电极丝在组装过程中的损伤概率，提高成品率，另一方面，电气连接路径短，可减少电极、公共电极、反馈电极之间的相互电气干扰。

第二、公共电极直接与连通器的长型PIN针激光焊接，双连接点提高可靠性。

第三、通过预置的硅胶件，包括公共电极垫片、电极硅胶分配盘、硅胶帽及硅胶套，优化了装配工艺，有效保证了装配过程以及成品植入体各电气部件之间的电气绝缘特性。

第四、靠近头皮侧的解码器的外壳，由上钛壳和中钛壳组成双侧壳体，再辅以硅胶封装，对PCBA电路板提供了三层结构防护。

第五、连通器位于中钛壳的凹槽部位，两侧凸起结构，能够有效抵抗外部冲击，同时辅以上钛壳，对连通器提供了足够的抗冲击保护。

第六、通过硅胶嵌入中钛壳的定位柱，以及公共电极的定位孔嵌入硅胶，实现公共电极的精准装配定位。

第七、上钛壳的排气孔在硅胶封装过程中可以让连通器上方的空气排出，有效防止形成空腔，进而避免在使用过程中积液进入，有效提高了人工耳蜗植入体的使用效率和使用寿命。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的人工耳蜗植入体的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的解码器组成示意图；

图3为本发明实施例提供的中钛壳的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的连通器的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的中钛壳与连通器连接的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的中钛壳与连通器连接的剖面结构示意图；

图7为本发明实施例提供的PCBA电路板的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的连通器、中钛壳和PCBA电路板连接的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的中钛壳、下钛壳以及绝缘垫片连接的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的电极硅胶分配盘的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的电极硅胶分配盘与钛壳、植入电极和植入天线连接的结构示意图；

图12为本发明实施例提供的上钛壳、中钛壳、PIN针、硅胶套、硅胶帽连接结构示意图；

图13为本发明实施例提供的公共电极、公共电极垫片的结构示意图；

图14为本发明实施例提供的公共电极、公共电极垫片、解码器、钛壳、PCBA电路板、硅胶帽连接的结构示意图；

图15为本发明实施例提供的人工耳蜗植入体整体封装结构示意图。

附图标记：

解码器1；植入电极2；硅胶封装3；植入磁铁4；植入天线5；

中钛壳10，连通器11；上钛壳12；公共电极13；电极硅胶分配盘14；下钛壳15；PCBA电路板16；连通器与中钛壳之间的密闭焊缝17；中钛壳与下钛壳之间的激光焊缝18；上钛壳与中钛壳之间的激光焊缝19；

凹槽101；定位圆柱102；定位槽103；阶梯槽104；限位块105；平台106；空腔107；硅胶帽109；中钛壳的阶梯槽108；

台阶1010；

钛圈110；陶瓷111；大头型PIN针112；小头型PIN针113；长型PIN针114；硅胶套115；

槽口1131；

排气孔121；贯穿孔122；上钛壳的定位孔123；

公共电极垫片130；公共电极的定位孔131；公共电极的凸台132；公共电极的PIN针孔133；长型PIN针与公共电极之间的电气连接点134；

公共电极垫片定位孔1301；公共电极垫片硅胶凸台1302；公共电极垫片PIN针孔1303；排气缺口1304；

天线通道141；电极通道142；定位凸起143；分配槽1421；

PCBA电路板上中空两侧的电气连接点161；电气部件162；中空163；

PCBA电路板上中空两侧的电气连接点上设置的凹槽1611；中钛壳与电气部件之间的绝缘垫片1612；PCBA电路板与平台之间的绝缘垫片1613；PCBA电路板与下钛壳之间的绝缘垫片1614；

电极丝束21；电极丝211；

引出端51；圆形焊孔511。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含。

参阅图1所示，为本发明实施例的人工耳蜗植入体结构示意图。解码器1，植入电极2，硅胶封装3，植入磁铁4，植入天线5。

参阅图2所示，为本发明实施例的解码器组成示意图。中钛壳10，连通器11，上钛壳12，公共电极13，公共电极垫片130，电极硅胶分配盘14，下钛壳15，PCBA电路板16。

参阅图3所示，为本发明实施例的中钛壳结构示意图。中钛壳10如图3上图，中路设置有凹槽101，用于与连通器11焊接。中钛壳10设置有4个定位圆柱102，用于固定公共电极13。中钛壳10设置有2个定位槽103，用于固定电极硅胶分配盘14。中钛壳10周圈设置有阶梯槽104，用于与上钛壳12激光焊接。中钛壳10如图3下图，内侧周圈设置有阶梯槽108，用于与下钛壳15焊接。两侧设置有空腔107，用于容纳PCBA电路板16的电气部件。中部设置有平台106，用于支撑PCBA电路板16。平台106上,设置有2个限位块105。

参阅图4所示，为本发明实施例的连通器结构示意图。连通器由钛圈110、陶瓷111、大头型PIN针112、小头型PIN针113、长型PIN针114构成，各零件间通过黄金焊料钎焊形成连通器11。钛圈和陶瓷构成连通器的面板。钛圈110优选纯钛及钛合金材料。陶瓷111选用高纯度氧化铝、氧化锆陶瓷。PIN针优选纯铂材料或者铂铱合金材料，PIN针优选圆柱体，与陶瓷111的焊接气密性更优。包括钎焊焊料选用纯度99.95％以上的黄金材料，上述材料均满足长期植入人体的生物安全需求。为了保证PIN针之间的电气绝缘特性，以及陶瓷111开多孔以后的结构强度，PIN针间距优选大于0.8mm，PIN针距钛圈距离优选大于等于0.7mm，陶瓷111的厚度大于等于1.3mm。连通器11通过氦质谱检漏，其气密性可达到小于或等于1×10^- ¹⁰Pa.m³/S。

参阅图5所示，为本发明实施例的中钛壳与连通器连接的结构示意图。将连通器11置入中钛壳10的凹槽101中，连通器11上的长型PIN针114靠近中钛壳的大圆角端，大头型PIN针112位于另一端，不同PIN形状，可以用于判定连通器11与中钛壳10的相对位置。

参阅图6所示，为本发明实施例的中钛壳与连通器连接的剖面结构示意图。中钛壳10的凹槽101上设置有台阶1010，连通器11的钛圈110落入台阶1010，两者表面持平，缝隙控制在小于等于0.1mm，通过激光焊接工艺将连通器11和中钛壳10焊接起来，形成密闭焊缝17。

参阅图7所示，为本发明实施例的PCBA电路板结构示意图。为了控制产品厚度，所有电气部件162布置在PCBA电路板一侧，另一侧在中空163两侧对称布置有数个电气连接点161，由易焊型材质制作，可以是含锡的合金，或者贵金属材料，如铂金、黄金、铂铱合金等，电气连接点161上设置有凹槽1611，凹槽朝向外侧。电气连接点161优选由铂铱合金制成，铂铱比例优选为8:2，硬度高，不易变形便于焊接操作。电气连接点161的尺寸与常规0204封装的电子元件尺寸一致，可采用流水线贴装方式焊接在PCBA电路板16上。

参阅图8所示，为本发明实施例的连通器、中钛壳和PCBA电路板连接的结构示意图。将绝缘垫片1612置于中钛壳10的空腔107底部，以使PCBA电路板16的电气部件162与中钛壳10之间电气绝缘。将PCBA电路板16，置于中钛壳10的平台106上，两者之间可采用绝缘垫片1613隔绝进行电气绝缘；PCBA电路板16，利用中空163与中钛壳10的限位块105进行定位，使PCBA电路板16与中钛壳10的内壁保持一定距离，达到电气安全间隙。连通器11的大头型PIN针112、小头型PIN针113、长型PIN针114，折弯与PCBA电路板16上的电气连接点161对应，PIN针植入电气连接点161的凹槽1611中，并用激光焊接方式将PIN针与气连接点161焊接，完成电气导通连接。

参阅如图9所示，为本发明实施例提供的中钛壳、下钛壳以及绝缘垫片连接示意图。将绝缘垫片1614置于PCBA电路板16与下钛壳15之间，形成电气绝缘；下钛壳15嵌入中钛壳10的阶梯槽108，然后采用激光焊接工艺将中钛壳10与下钛壳15焊接，形成激光焊缝18，从而形成密封腔体。通过氦质谱检漏，其气密性可达到小于或等于5×10^-10Pa.m³/S。前述步骤中的中钛壳10的限位块105与阶梯槽108，处于相同基准面，可以有效支撑下钛壳15，避免下钛壳15面积大容易变形的问题，保护内部器件。

参阅图10所示，为本发明实施例的电极硅胶分配盘的结构示意图。电极硅胶分配盘14,设置有天线通道141、电极通道142，电极通道142形似U型，在两侧设置有数个分配槽1421，电极硅胶分配盘14底部两端设置有定位凸起143。

参阅图11所示，为本发明实施例的电极硅胶分配盘与钛壳、植入电极和植入天线连接的结构示意图。将电极硅胶分配盘14的定位凸起143，与中钛壳10的定位槽103对应定位。植入电极2中设置有电极丝束21，电极丝束21由数根互相绝缘的电极丝211组成，电极丝211根据对应关系，沿着电极通道142，分成两部分，并逐个嵌入分配槽1421中，连通器11的小头型PIN针113上设置有槽口1131，电极丝211嵌入槽口1131中，采用激光焊接方式焊接，形成电气导通。植入天线5设置有引出端51，引出端51上设置有圆形焊孔511，将圆形焊孔511嵌入连通器11的大头型PIN针112上，优选大头型PIN针112略高于圆形焊孔511，通过激光焊接将大头型PIN针112、圆形焊孔511焊接，形成电气导通。完成植入电极2、植入天线5与连通器11的电气连接入PCBA电路板16。平台106上,设置有2个限位块105。

参阅图12所示，为本发明实施例上钛壳、中钛壳、PIN针、硅胶套、硅胶帽连接的结构示意图。上钛壳12嵌入中钛壳10的阶梯槽104，采用激光焊接形成焊缝19。连通器11的2个长型PIN针114，穿过上钛壳12的贯穿孔122；中钛壳10的4个定位圆柱102穿过上钛壳12的4个定位孔123。将4个硅胶帽109套在中钛壳10的4个定位圆柱102上，2个硅胶套115套在长型PIN针114上，以使长型PIN针114与上钛壳12形成电气绝缘。贯穿孔122形状为腰型长孔，便于长型PIN针114穿过，以及硅胶套115装配。上钛壳12上设置有数个排气孔121，硅胶封装时，便于内部排气，减少气泡产生。

参阅图13所示，为本发明提供的公共电极、公共电极垫片的结构示意图。公共电极13上设置有数个定位孔131、凸台132、PIN针孔133。公共电极垫片130上设置有数个定位孔1301、硅胶凸台1302、PIN针孔1303、排气缺口1304。

参阅图14所示，为本发明提供的公共电极、公共电极垫片、解码器、钛壳、PCBA电路板、硅胶帽连接的结构示意图。将公共电极垫片130的定位孔1301、公共电极13的定位孔131依次穿过上钛壳12外露的硅胶帽109。公共电极垫片130的硅胶凸台1302嵌入公共电极13的凸台132，使公共电极垫片130、公共电极13固定在上钛壳12的表面。公共电极13与上钛壳12之间形成电气绝缘。公共电极垫片130的排气缺口1304避位上钛壳12的排气孔121。2个长型PIN针114依次穿过公共电极垫片130的PIN针孔1303、公共电极13的PIN针孔133，剪去外露多余的部分，然后采用激光焊接方式将长型PIN针114与公共电极13焊接，形成电气连接点134。双PIN针的焊接可以提高电气连接的可靠性。

通过参阅图1-图14，完成解码器1的组装，以及植入电极2、植入天线5、公共电极13与PCBA电路板16的电气连接。

参阅图15所示，为本发明提供的带有硅胶封装的人工耳蜗植入体结构示意图。将已完成电气连接的解码器1、植入电极2、植入磁铁4、植入天线5，置入封装模具，填充硅胶，在不合模的情况下，置入真空箱抽真空，经解码器1的上钛壳12上设置的数个排气孔121，排出解码器内部空气，避免形成气泡，完成排气预处理。将封装模具合模，置入真空箱进行二次真空排气，并加温至硅胶固化温度，保持一段时间，以使硅胶完全固化，完成植入体的硅胶封装3。硅胶封装3表面与公共电极13上的凸台132表面持平,公共电极13上的凸台132表面外露，以便植入人体后，公共电极13与人体具有良好的导通接触。公共电极13的其余部分被包覆在硅胶封装3内。公共电极13上的数个定位孔131、公共电极垫片130上的数个定位孔1301均充满硅胶且与硅胶封装3固化为一体，确保了公共电极13的位置固定。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上上述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种人工耳蜗植入体，其特征在于，包括解码器，所述解码器包括钛壳，位于所述钛壳内的中路布置有单个矩形连通器，所述钛壳内有PCBA电路板，单个所述矩形连通器与所述PCBA电路板电连接以实现最短路径。

2.根据权利要求1所述的人工耳蜗植入体，其特征在于，所述钛壳包括上钛壳、中钛壳和下钛壳，所述中钛壳的中心向内凹陷形成凹槽，所述矩形连通器位于所述凹槽中，以实现对所述矩形连通器的抗冲击保护，所述上钛壳盖在所述中钛壳的上面，所述下钛壳位于所述中钛壳的底部；

优选地，所述中钛壳的边缘处设有阶梯槽，通过所述阶梯槽将中钛壳、上钛壳和下钛壳相互对接。

3.根据权利要求2所述的人工耳蜗植入体，其特征在于，所述PCBA电路板布置有向内凹陷的若干个电气连接点，所述矩形连通器包括面板以及PIN针，所述PIN针包括大头型PIN针、小头型PIN针以及长型PIN针，所述长型PIN针和大头型PIN针分别位于面板两端，所述小头型PIN针均匀分布于面板上，所述PIN针与所述电气连接点通过激光焊接电气连通。

4.根据权利要求2所述的人工耳蜗植入体，其特征在于，所述凹槽两侧分别设置有平台以用于支撑所述PCBA电路板，所述平台和所述PCBA电路板之间有绝缘垫片。

5.根据权利要求2所述的人工耳蜗植入体，其特征在于，所述中钛壳设置有用于将所述PCBA电路板与所述中钛壳的内壁留有电气安全间隙的限位块，所述限位块的顶端与所述阶梯槽的顶端位于同一水平面。

6.根据权利要求1所述的人工耳蜗植入体，其特征在于，所述解码器还包括公共电极和预置了硅胶的公共电极垫片，所述公共电极垫片和所述公共电极依次设置于上钛壳的表面，并通过所述中钛壳的中路两侧设置的若干定位固定柱固定所述公共电极和所述公共电极垫片，所述定位固定柱上套有硅胶帽，所述长型PIN针依次穿过所述公共电极垫片的针孔和公共电极的针孔。

7.根据权利要求6所述的人工耳蜗植入体，其特征在于，所述解码器还包括电极硅胶分配盘，在所述中钛壳的所述凹槽两端分别设置有用于固定所述电极硅胶分配盘的定位槽，所述电极硅胶分配盘将植入电极和植入天线进行分配，所述植入电极的电极丝束与所述小头型PIN针焊接形成电气连通，所述植入天线与所述大头型PIN针通过焊接进行电气连通；

优选地，所述人工耳蜗植入体还包括植入磁铁和硅胶封装，所述硅胶封装对所述植入电极、植入天线、解码器和植入磁铁进行整体装封。

8.根据权利要求7所述的人工耳蜗植入体，其特征在于，所述上钛壳设置有若干个贯穿孔和若干个定位孔，设置在所述中钛壳的定位圆柱穿过所述定位孔与之匹配，所述定位圆柱上套有硅胶帽，所述长型PIN针穿过所述贯穿孔，并且所述长型PIN针上套有硅胶套。

9.根据权利要求8所述的人工耳蜗植入体，其特征在于，所述上钛壳设置有若干个排气孔，所述公共电极垫片的排气缺口避位所述排气孔。

10.根据权利要求9所述的人工耳蜗植入体，其特征在于，所述解码器还包括公共电极，所述公共电极与所述长型PIN针激光焊接，且连接方式为双连接点。