CN2261828Y - 多道程控人工耳蜗 - Google Patents

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王正敏
范宝华
李留英
钱学俭
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Abstract

本实用新型属生活用品技术领域。本实用新型多道程控人工耳蜗，由接收话筒、语音处理器、耦合器、接收刺激器与电极束组成，依据耳蜗螺旋体内不同部位神经元对声音频率响应不同的特点，本实用新型采用共振峰刺激形式，使分布在耳内多道电极所响应的频率能覆盖整个语音频带。本实用新型的电极由铂金丝和铂金电机环组成，采用PVD干涂料做绝缘层，具有良好的生物相溶性和绝缘作用，采用磁场形式固定耦合器，无需经皮转接，降低患者感染率。经试验测量，约80％患者提高了语音识别能力。

Description

多道程控人工耳蜗
本实用新型属生活用品技术领域。
听力受损一般因原因不同分为两大类型：一类为传导性听力损失，表现为由外耳道至耳蜗毛细胞处的途径受阻，一般可通过使用助听装置和手术解决。另一类为神经性听力损失，表现为耳蜗内毛细胞或神经纤维受损，这类疾病是由于传导声能产生神经冲动的机制遭破坏，故助听装置对其无作用，只有通过直接刺激听觉神经才能使之功能部分恢复。对于全耳聋患者来说，尽管他们的耳蜗的正常生理功能已经丧失，但大多数病人的听神经没有完全损伤，人工耳蜗就是模仿外周的生理功能，对残留听觉神经进行电刺激，使患者恢复听觉，并在一定程度上具备语音识别能力。以往的研究有(1)House用一对电极放置在耳蜗内或接近耳蜗处来刺激听觉神经纤维使之得到单一频率范围的响应；(2)Kissich用一组模拟滤波器来分隔声信号，并转换为数字脉冲信号，这些脉冲信号的速率与模拟信号的频率一致，再传送给植入耳蜗内的一组电极，使之产生听觉，但由于内外装置需经皮转接，故病人感染的机会较多；(3)Doyle用了若干传输线圈类传递信号，每一线圈都传送一路信号至蜗内对应电极，线圈间间隔较小，易引起信号通道相互干扰；(4)Richczrol采用一组滤波器来提取语音信号，并通过一线圈来传递内装置所需电源和数据，并在鼓室内放置小块硅胶以间隔电极，但由于长期的电荷沉积易引起电极腐蚀。
本实用新型的目的是提供一种小型化、能量和数据传递无需经皮转接的耦合感应多道程控人工耳蜗，提高听力损失病人的识别语音和语言沟通能力。
本实用新型依据耳蜗螺旋体不同部位神经元对声音频率响应不同的特点，采用共振峰刺激的形式，对分布在耳蜗内的16～22道电极通过接收、发射和控制语音信号的刺激，使每个电极在每个瞬间时间段响应不同的频率段，从而使16～22道电极所响应的频率能覆盖整个语音频带，耳聋患者在一定程度上恢复听力和提高语音识别能力。
本实用新型设计的多道人工耳蜗，由接收话筒1、语音处理器2、耦合器3.4、接收刺激器5与电极束6构成，如图1、图2所示。其中，接收话筒、语音处理器为外部装置；接收刺激器和电极束为内部装置埋于耳蜗内。本实用新型的语音处理器由AGC的前置放大器、高通滤波器、低通滤波器、带通滤波器、F/V转换器、比较器等部分经电路连接组成，如图3所示。语音处理器一端连接有话筒，一端与耦合器中的发射线圈连接，其功能是通过话筒接收外界语音信号，经过语音处理器的处理，将语音信号特征发送到发射线圈。
本实用新型的耦合器由发射线圈和接收线圈由磁场形式进行固定，发射线圈后部连接N端磁铁耦合固定架7.8，接收线圈连接S端磁铁9。外部装置发射的信号通过磁场耦合的方式传入内装置。与语音处理器连接的发射线圈可以产生35V～40V的脉冲发射幅度，其载波频率为2MHz。与刺激器连接的接收线圈具有两个功能：1.通过耦合能接收发射线圈发出的高频脉冲信号，并使其具有22～30V的脉冲幅度；2.将接收到的高频脉冲信号经整流后产生9～11V的直流电压，作为内装置中电路的供电电压和刺激电极的能源。
本实用新型的接收刺激器由检波电路、整流电路、解码电路、驱动电路连接而成，如图4所示，与16～22个电极相对应，采用16通道至22通道通用的结构形式，元器件及集成电路块设置在陶瓷基板上，并封装于钛合金盒内，盒外留有多股铂金丝绕制成环形接收线圈。
本实用新型采用16～22道铂金丝制成的电极束作为内装置的一部分，即输出部分，其均匀分布在耳蜗内，每根电极由铂金丝和铂金电极环构成。铂金丝直径为50～60μm，一端与铂金电极环相连，另一端与内装置中接收刺激器的集成电路的一个输出脚相连，其表面镀上2～5μm的具有良好生物相容性的PVD干涂料绝缘层。
本实用新型16～22道铂金丝及16～22只电极环制成一束，外层镀上生物硅橡胶，其直径小于0.7毫米，其前端呈纺锤形，电极环的直径是从顶部的0.4mm到底部的0.7mm逐渐增大。
本实用新型经技术测量，证实刺激电流在安全范围内(1.5毫安以下)，电流刺激的强度可自动调节，对病人听阈和最大舒适阈可进行程序编码控制，经试验测量证实约80％耳聋患者提高了语音识别能力。
附图说明；
图1为本实用新型的结构图；
图2为本实用新型的系统框图；
  其中1为话筒
      2为语音处理器
      3为发射线圈
      4为接收线圈
      5为接收刺激器
      6为电极束
      7为N极磁芯
      8为磁性耦合固定架
      9为S极磁芯
图3为本实用新型的语言处理器的线路框图；
   其中A为话筒
       B为前置放大器
       C为400Hz低通滤波器
       D为1.2KHz高通滤波器
       E为F/V转换器
       F为峰值检测器
       G为35Hz低通滤波器
       H为1KHz带通滤波器
图4为本实用新型的接收刺激器的线路框图；
图5为本实用新型的接收线圈的正面结构图；
   其中1为硅橡胶
       2为接收线圈
       3为磁铁
       4为刺激接收器
       5为电极束
图6为本实用新型的电极束构成图；
   其中1为铂金电极环
       2为铂金电极丝
       3为硅橡胶

Claims (3)

1、一种多道程控人工耳蜗，由接收话筒、语音处理器、耦合器、接收刺激器与电极束组成，其特征在于电极束由16～22条电极构成，每根电极由铂金丝和铂金电极环构成，铂金丝直径为铂金丝直径为50～60μm，一端与电极环相连，另一端与接收刺激器的集成电路的一个相应输出脚相连，其表面镀有2～5μm的PVD千涂料作为绝缘层，电极束呈纺锤形，电极环直径从顶部的0.4mm到底部的0.7mm逐渐增大，与电极束的电极数相对应，接收刺激器由16～22个通道构成。
2、根据权利要求1所述的多道程控人工耳蜗，其特征在于耦合器由连接于语音处理器的发射线圈和连接接收刺激器的接收线圈以磁场形式进行固定，发射线圈后部连接N端磁铁固定架，接收线圈连接S端磁铁。
3、根据权利要求1所述的多道程控人工耳蜗，其特征在于所述的接收刺激器内部的元器件及集成电路块设置在陶瓷基板上，并封装在钛合金盒内。
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