DE102004038078A1

DE102004038078A1 - Implantierbarer Hörgeräteteil

Info

Publication number: DE102004038078A1
Application number: DE200410038078
Authority: DE
Original assignee: Technische Universitaet Dresden
Current assignee: MED EL Elektromedizinische Geraete GmbH
Priority date: 2004-07-30
Filing date: 2004-07-30
Publication date: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2024-07-31
Also published as: DE102004038078B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein implantierbares Hörgeräteteil, bestehend aus einem oder mehreren, von einem hermetisch dichten Hohlkörper aus biokompatiblem Material umhausten, piezoelektrischen Wandlerelement(en) (1), zum Empfangen eines elektrischen Signals, welches empfangene Schallschwingungen repräsentiert, zur Umwandlung in eine mechanische Schwingung und Weiterleitung an ein Gehörknöchelchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper eine dünne Schale (2) aufweist, die von einem stabilen Gehäuse (3) gehalten wird, die dünne Schale (2) an ihrer Innenseite mit den piezoelektrischen Wanddlerelementen (1) verbunden ist, die Außenseite der dünnen Schale (2) an ein Gehörknöchelchen kraft- oder/und formschlüssig ankoppelbar ist und das stabile Gehäuse (3) flächig an ein Gegenlager im Mittelohrraum ankoppelbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen implantierbaren Hörgeräteteil, bestehend aus einem oder mehreren, von einem hermetisch dichten Hohlkörper aus biokompatiblem Material umhausten, piezoelektrischen Wandlerelement(en) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Nach dem Stand der Technik können implantierbare Hörgeräte in teilimplantierbare oder vollständig implantierbare Hörgeräte unterteilt werden. Bei einem teilimplantierbaren Hörgerät wird nur ein elektromechanischer Wandler implantiert. Mikrofon, Stromversorgung und Signalverarbeitung verbleiben außerhalb des Körpers, beispielsweise hinter dem Ohr zu tragen, und sind durch die intakte Haut über eine Funkübertragung mit dem Implantat verbunden.

Bei einem vollständig implantierbaren Hörgerät sind auch Mikrofon, eine von außen aufladbare Batterie und die Signalverarbeitung in den Ohrbereich operativ eingepflanzt.

Aus der DE 39 18 329 A1 ist ein Hörgerät zur elektrischen Reizung des Innenohres über eine implantierbare Reizelektrodenanordnung, mit einer aus einer Energieversorgung gespeisten externen Signalverarbeitungselektronik zum Umsetzen von Mikrophonsignalen in für die Innenohrreizung geeignete Ausgangssignale bekannt. Das Schallspektrum, das mit diesem Hörgerät übertragen werden kann, ist auf die höheren Frequenzen beschränkt. Außerdem entspricht das Reizmuster, welches über die Elektroden auf den Hörnerv übertragen wird, nicht dem natürlichen Reizmuster, so dass ein Lernprozess erforderlich ist.

Aus der DE 40 26 766 A1 ist ein elektromagnetisches Hörgerät für eine Übertragung schallkorrelierter elektromagnetischer Schwingungen an das Mittelohr bekannt. Mikrophon, Verstärker, Stromversorgung, und Ausgangswandler sind hinter dem Ohr zu tragen. Eine zum Ausgangswandler zugehörige Vibrationseinrichtung wird zwischen Trommelfell und Hammergriff implantiert. Diese Vibrationseinrichtung ist ein Permanentmagnet mit vorgegebener Polarisierung.

Aus der US 5,411,467 ist ein implantierbares Hörgerät bekannt geworden, bei dem Mikrophon, Verstärker, Wandler und Stromversorgung implantierbar sind. Der Wandler weist einen piezoelektrischen Erreger auf, an dessen Volumen ein Schläuchlein angekoppelt ist, dessen Ende von einer Membran plan abgeschlossen ist. Dieses Ende wird durch die Membran im runden Fenster geführt, so dass die Membran des Wandlers mit einer Flüssigkeit in Kontakt steht und im übrigen zur Verhinderung des Austausches der beiden Flüssigkeiten (Flüssigkeit im Schläuchlein und Flüssigkeit im Innenohr) vorgesehen ist.

Nachteilig ist, dass die Membran im runden Fenster geöffnet werden muss.

Aus der US 5,176,620 ist ebenfalls ein implantierbares Hörgerät bekannt, dessen Wandler mit seinem Schlauch an alle möglichen Stellen im Innenohr ankoppelbar ist.

In K.-B. Hüttenbrink: "Implantierbare Hörgeräte für hochgradige Schwerhörigkeit", HNO 10/97, Seiten 742 – 744 wird weiterhin der direkte Antrieb der Innenohrflüssigkeit durch einen Vibrator beschrieben. Mit einem derartig implantierbaren Vibrator ist die komplette Implantation eines Hörgerätes mit Mikrophon, Wandler und Stromversorgung möglich. Ein elektrodynamischer Wandler wird hier in der Mastoidhöhle oder in der Temporalschuppe positioniert und über ein wassergefülltes Schläuchlein werden die Vibrationen an die Membran des runden Fensters hydroakustisch übertragen. Diese hydroakustische Übertragung hat den Vorteil, dass der Wandler technisch optimal ohne Rücksicht auf die enge Mittelohranatomie und die Ausrichtung zum Innenohr gestaltet und positioniert werden kann. Auch der Ort der Einspeisung in das Innenohr kann hierdurch frei gewählt werden.

Für problematisch wird die Einspeisung der Wandlerenergie in die Ossikelkette angesehen. Es scheint nur die Einspeisung in die Membran des runden Fensters möglich. Dazu wurde ein Säckchen am Ende des Schlauches der Nische im runden Fenster angepasst, so dass die Schwingungen verlustarm auf die Perilymphe übertragen werden können.

Das sogenannte St. Croix-Implantat bedient sich eines Piezokeramikstabes, ähnlich wie das Rion-Implantat. Ein Ende des Piezokeramikstabes wird fest mit einer Wand des Mittelohres verbunden. Das freie Ende wirkt auf den Steigbügel ein. Das St. Croix-Implantat wird bei Patienten mit Innenohrschwerhörigkeit und normalem Mittelohr verwendet. Hierzu wird die normale Gehörknöchelchenkette durch Entfernung des Ambosses zerstört. Nur das Rion-Implantat ist auf Patienten mit zerstörtem oder missgebildetem Mittelohr abgestellt. Auch beim Rion-Implantat wird ein langer Piezokristallstab mit einem Ende fest an den Knochenwänden des Ohres verankert. Das freie Ende drückt entweder direkt oder mit einem kleinen Prothesen-Zwischenstück auf das Steigbügelköpfchen oder die Fußplatte.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein vollständig integrierbares Hörgeräteteil der eingangs genannten Art anzugeben, das der Mittelohranatomie und den vorliegenden Defekten nahezu beliebig anpassbar ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Der erfindungsgemäße Wandler weist ein oder mehrere Piezokristall(e) auf, hermetisch in einem Hohlkörper (z.B. aus Titan) gekapselt, der über eine sehr dünnen Schale und dort vorteilhaft angekoppelten Clip-Mechanismus den Steigbügel oder über ein zwischengeschaltetes Koppelelement die Fußplatte eines Mittelohres antreibt, wobei der Wandler unabhängig von der intakten Ossikelkette oder einer Verankerung an den Wänden des Mittelohres in direktem Kontakt mit den Rudimenten der Gehörknöchelchenkette gebracht wird und nach einer Obliteration des Mittelohres z.B. durch eine dicke Knorpelplatte unter dieser das Innenohr antreiben kann.

Die Erfindung umgeht die äußerst problematische und nicht zu garantierende Stabilität und Fixierung der Piezokeramikstäbe an den Mittelohrwänden (die zudem bisher „nackt", nur mit einem Kunststofflack überzogen sind, nicht jedoch in Titan eingebettet, was Probleme auf Dauer mit der Funktionstüchtigkeit aufgrund der hindurch diffundierenden Körperflüssigkeiten erwarten lässt).

Der Wandler wird einfach mit der vibrierenden Unterseite auf das Steigbügelköpfchen gesetzt bzw. mittels eines Koppelelementes mit der vibrierenden Fußplatte in Verbindung gebracht. Das zweite Gegenlager stellt eine dicke Knorpelplatte dar, die in üblicher Operationstechnik bei chronisch entzündeten Ohren das Mittelohr gegen die Außenwelt abschottet und somit zu einer Ausheilung des Entzündungsprozesses führt. Der Wandler lässt sich bei der klassischen Operationstechnik auch bei entzündeten Mittelohren verwenden.

Entscheidend ist der form- oder kraftschlüssige Kontakt des vibrierenden Wandlerbodens mit dem Steigbügel. Der Wandler kann mit seinem Boden direkt auf das Steigbügelköpfchen gesetzt werden; dort ist aber intraoperativ und insbesondere in der späteren Heilungsphase mit ihren Narbenzügen und Verlagerungsmöglichkeiten ein Nachlassen der kraftschlüssigen Ankopplung möglich. Vorteilhaft ist es daher, dass an der Unterfläche des Wandlers eine Clip-Halterung angebracht ist, wie sie beispielsweise aus der DE 197 44 789 C2 bekannt ist, die bei intaktem Steigbügeloberbau kraft- und formschlüssig den Steigbügel umfasst und somit eine verlustarme Energieeinspeisung in den Steigbügel garantiert.

In Fällen mit zerstörtem Steigbügeloberbau, bei dem nur noch die Steigbügelfußplatte schwingt, ist es vorteilhaft, ein Verbindungselement zwischen der Clip-Halterung und der Steigbügelfußplatte derartig vorzusehen, dass ein vorgefertigtes vorzugsweise aus Titan bestehendes Interponat mit dem Fuß auf die Steigbügelfußplatte gestellt wird, dort mit einem Knorpelschuh stabilisiert und gegen ein Verrutschen gesichert wird, und mit seinem oberen Ende, das mit einem Kopf analog dem Oberbau des Steigbügels ausgeführt ist, von der Clip-Halterung des Wandlers umgriffen wird.

Das Gegenlager der schwingenden Dose wird durch den großflächigen Kontakt der Oberseite der Dose mit dem zur Obliteration der ausoperierten Mittelohrhöhle eingebrachten dicken Knorpel hergestellt. Dieser drückt die Dose gegen den Oberbau des Steigbügels bzw. der Fußplatte und minimiert einen Energieverlust nach außen.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass als Zielgruppe – im Gegensatz zu fast sämtlichen bisherigen Systemen implantierbarer Hörgeräte (mit Ausnahme des Rion-Implantates), die nur für eine Innenohr-Altersschwerhörigkeit mit normalem Mittelohr vorgesehen ist – auch Patienten mit zerstörten oder missgebildeten Mittelohren erfasst werden.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine schematische Darstellung des implantierten Hörgeräteteils mit Ankopplung an eine vollständig erhaltenen Steigbügel
2 eine schematische Darstellung des implantierten Hörgeräteteils mit Ankopplung an die Steigbügelfußplatte
1 zeigt einen Teil des Mittelohres mit einem vollständig erhaltenen Steigbügel 6. Auf der Knochenwand 9 ist eine Knorpelplatte 8 aufgelegt, die so den Teil des Mittelohres mit dem Steigbügel 6 und dem implantierten Hörgeräteteil abschließt. An der Innenseite der Knorpelplatte 8 liegt das erfindungsgemäße Hörgeräteteil mit dem stabilen Gehäuse 3 des Hohlkörpers an. Das stabile Gehäuse 3 des Hohlkörpers ist als Dose ausgebildet. Die bei einer Dose offene Seite ist durch eine dünne Schale 2 verschlossen. Die dünne Schale 2 weist an ihrer Innenseite (bezogen auf den Hohlköper) ein piezoelektrisches Wandlerelement 1 auf, das eine elektrische Verbindung 5 nach außen aufweist. Mit der Außenseite der dünnen Schale 2 ist eine Clip-Halterung 4 fest verbunden. Die Clip-Halterung 4 entspricht in ihrer Dimensionierung einem Teil der Gehörknöchelchenprothese zur Schallübertragung im Mittelohr nach DE 197 44 789 C2 .
Der Stab an der Clip-Halterung 4 ist mit der dünnen Schale 2 verschweißt. Die Clip-Halterung 4 sitzt mit einem Form- und Kraftschluss auf dem Steigbügelköpfchen auf. Somit ist das erfindungsgemäße Hörgeräteteil im dargestellten Teil des Mittelohres von zwei Seiten fixiert.
Wird nun das piezoelektrische Wandlerelement 1 über die elektrische Verbindung 5 mit Schall adäquaten elektrischen Signalen beaufschlagt, so versetzt es die dünne Schale 2 in Schwingungen, die über die Clip-Halterung 4 an den Steigbügel 6 zur Weiterleitung an das Innenohr übertragen werden. Damit ist eine defekte Gehörknöchelchenkette wirksam und sicher überbrückt.
Die aufgelegte Knorpelplatte 8 stellt kein Operationsrisiko dar; wird sie doch bereits häufig zur Abdeckung des Mittelohres verwendet. Im Falle des Einsatzes des erfindungsgemäßen Hörgeräteteils wirkt sie zusätzlich als Gegenlager.
2 zeigt den bereits in der 1 dargestellten Bereich des Mittelohres. Allerdings ist hier durch einen Defekt der Steigbügel nicht vollständig erhalten, sondern nur noch die Steigbügelfußplatte 7 verblieben. Das erfindungsgemäße Hörgeräteteil entspricht der Darstellung in 1. Das Gegenlager für das stabile Gehäuse 3 wird wiederum von einer Abdeckung mittels Knorpelplatte 8 gebildet.
Die Verbindung von der Clip-Halterung 4 zur Steigbügelfußplatte 7 wird durch ein Koppelelement hergestellt. Das Koppelelement besteht aus einem Kugelkopf 10, an den sich ein Stab 11 anschließt. Der Stab 11 mündet in einem Knorpelschuh 12 zur dauerhaften Fixierung. Der Kugelkopf 10 entspricht in seinen Abmessungen einem Steigbügelköpfchen. Kugelkopf 10 und Stab 11 bestehen vorzugsweise aus Titan. Der Stab 11 kann zur besseren Ankopplung auch aus einem Stück Golddraht gefertigt werden.

1: Wandlerelement
2: Schale
3: Gehäuse
4: Clip-Halterung
5: Anschluss
6: Steigbügel
7: Steigbügelfußplatte
8: Knorpelplatte
9: Knochenwand
10: Kugelkopf
11: Stab
12: Knorpelschuh

Claims

Implantierbarer Hörgeräteteil – bestehend aus einem oder mehreren, von einem hermetisch dichten Hohlkörper aus biokompatiblem Material umhausten, piezoelektrischen Wandlerelement(en) (1), – zum Empfangen eines elektrischen Signals, welches empfangene Schallschwingungen repräsentiert, – zur Umwandlung in eine mechanische Schwingung und Weiterleitung an ein Gehörknöchelchen, dadurch gekennzeichnet, dass – der Hohlkörper eine dünne Schale (2) aufweist, die von einem stabilen Gehäuse (3) gehalten wird, – die dünne Schale (2) an ihrer Innenseite mit den piezoelektrischen Wandlerelementen (1) verbunden ist, – die Außenseite der dünnen Schale (2) an ein Gehörknöchelchen kraft- oder/und formschlüssig ankoppelbar ist, und – das stabile Gehäuse (3) flächig an ein Gegenlager im Mittelohrraum ankoppelbar ist.
Implantierbarer Hörgeräteteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der dünnen Schale (2) eine Clip-Halterung (4) vorgesehen ist, die der anatomischen Form des Steigbügelköpfchens angepasst ist.
Implantierbarer Hörgeräteteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Koppelelement, aufweisend einen Kugelkopf (10) und einen Stab (11), vorgesehen ist, welches zur Verbindung von Clip-Halterung (4) mit der Steigbügelfußplatte (7) dient.
Implantierbarer Hörgeräteteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Gegenlager für das stabile Gehäuse (3) durch eine Knorpelplatte (8) gebildet wird.
Implantierbarer Hörgeräteteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das stabile Gehäuse (3) die Form eines elliptischen Hohlzylinders aufweist.
Implantierbarer Hörgeräteteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das biokompatible Material des Hohlkörpers (2,3) Titan oder eine Titanlegierung ist.
Implantierbarer Hörgeräteteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die dünne Schale (2) als Platte mit einer Dicke von 20 bis 50 μm ausgebildet ist.
Implantierbarer Hörgeräteteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen der dünnen Schale (2) und dem stabilen Gehäuse (3) geschweißt ist.
Implantierbarer Hörgeräteteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dünne Schale (2) und stabiles Gehäuse (3) aus einem Ganzen bestehen und die Gestalt durch ein mechanisches Trenn- oder Umformverfahren oder durch ein Ätzverfahren gegeben ist.
Implantierbarer Hörgeräteteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die piezoelektrischen Wandlerelemente (1) aus Piezokeramik, Piezofilm oder piezoelektrischen Einkristallen, vorzugsweise aus Bleizinkniobat-Bleititanat (PZN-PT) oder Bleimagnesiumniobat-Bleititanat (PMN-PT), bestehen.
Implantierbarer Hörgeräteteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die piezoelektrischen Wandlerelemente (1) mit der dünnen Schale (2) verklebt sind.
Implantierbarer Hörgeräteteil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die piezoelektrischen Wandlerelemente (1) in Kontakt zur dünnen Schale (2) mechanisch gelagert sind.
Implantierbarer Hörgeräteteil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die piezoelektrischen Wandlerelemente (1) als uni- oder multimorfe Biegeplatten oder -balken ausgeführt sind.