DE102007026631A1

DE102007026631A1 - Ohrimplantat und Stimulationselektrode für ein Ohrimplantat

Info

Publication number: DE102007026631A1
Application number: DE200710026631
Authority: DE
Inventors: Detlef Prof. Dr.-Ing. Behrend; Klaus-Peter Prof. Dr. Schmitz; Hans Wilhelm Prof. Dr. Pau; Katrin Dr. rer. nat. Sternberg; Wolfram Dr. Schmidt
Original assignee: Universitaet Rostock
Current assignee: MED EL Elektromedizinische Geraete GmbH
Priority date: 2007-06-06
Filing date: 2007-06-06
Publication date: 2008-12-18
Also published as: WO2008148825A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ohrimplantat und eine Stimulationselektrode für ein Ohrimplantat. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ohrimplantat und eine Stimulationselektrode für ein Ohrimplantat anzugeben, die eine verbesserte Neuro- und/oder Muskelstimulation im Vergleich zu herkömmlichen Cochleaimplantaten erreichen. Die erfindungsgemäße Stimulationselektrode besteht aus einem länglichen Grundkörper (7), auf dessen äußerer Oberfläche eine Vielzahl von elektromechanischen Wandlern (8) und eine Vielzahl von elektrischen Stimulationselementen (10) angeordnet sind, wobei der Grundkörper (7) eine Vielzahl innen liegender, gegeneinander elektrisch isolierter Ansteuerleitungen (11, 12) mit einer umschließenden Hülle aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ohrimplantat und eine Stimulationselektrode für ein Ohrimplantat.
Das sog. Cochleaimplantat ist eine Hörprothese für Gehörlose, deren Hörnerv noch funktioniert. Die Elektroden des Cochleaimplantats werden in die Hörschnecke (lat. Cochlea) eingebracht, um den mit einem Mikrofon aufgenommenen Schall mit Hilfe eines (digitalen) Signalprozessors über elektrische Pulse direkt an den Hörnerv weiterzugeben. Cochleaimplantate zählen streng genommen nicht zu den Hörgeräten, da die Reizung des Innenohres nicht über gewandelten Luft- oder Substratschall, sondern durch implantierte Elektroden stattfindet.
Die elektrischen Reize in der Hörschnecke erzeugen beim Träger Hörempfindungen unterschiedlichster Art. Die Höreindrücke unterscheiden sich deutlich von denen eines voll-funktionsfähigen Ohres, da die wahrgenommene spektrale Auflösung durch die Zahl der Elektroden stark eingeschränkt ist. Der neurologische Mechanismus für die Verarbeitung von akustischen Reizen ist jedoch so flexibel, dass bei vielen Patienten eine schnelle Anpassung an die vom Cochleaimplantat verursachten Hörempfindungen stattfindet.
Nachteilhafterweise sind die mit herkömmlichen Cochleaimplantaten erzielbaren Hörempfindungen bei vielen Patienten nicht ausreichend, um trotz einer Rehabilitation (in der Patienten in der Erkennung verschiedener Geräuschen und Sprechlaute unterwiesen werden) ein lautsprachliches Verstehen zu erreichen.
Grundsätzlich werden Cochleaimplantate operativ unter Vollnarkose eingesetzt. Ein weiteres damit einhergehendes Problem herkömmlicher Cochleaimplantate besteht in einem erhöhten Infektionsrisiko (Meningitisinfektion).
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ohrimplantat und eine Stimulationselektrode für ein Ohrimplantat anzugeben, die eine verbesserte Neurostimulation im Vergleich zu herkömmlichen Cochleaimplantaten erreichen. Dadurch soll ein verbessertes Hörempfinden erzielt werden. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Ohrimplantat und Stimulationselektrode anzugeben, deren Implantation mit einem geringeren Infektionsrisiko verbunden ist.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Erfindungsgemäß umfasst die Stimulationselektrode einen länglichen Grundkörper, auf dessen äußerer Oberfläche eine Vielzahl von elektromechanischen Wandlern und eine Vielzahl von elektrischen (einzeln ansteuerbaren) Stimulationselementen (Stimulationselektroden) angeordnet sind, wobei der Grundkörper innen liegende gegeneinander elektrische isolierte Ansteuerleitungen mit einer umschließenden Hülle aufweist (bzw. wobei der Grundkörper einen innen liegenden Hohlkanal aufweist, innerhalb dessen eine Vielzahl gegeneinander elektrisch isolierter Ansteuerleitungen verlaufen).
Dadurch kann im Gegensatz zu herkömmlichen Cochleaimplantaten erfindungsgemäß nicht nur eine elektrische Anregung des Hörnervs, sondern eine kombinierte elektrische und mechanische (d. h. akustische) Anregung erreicht werden. Dadurch kann eine zusätzliche Anregung des Hörnervs (über mindestens partiell intakte Haarzellen) erfolgen, die zu einem verbesserten Hörempfinden führen kann. Insbesondere ist die erfindungsgemäße Stimulationselektrode für Patienten geeignet, deren Haarzellen zwar schon so weitgehend degeneriert sind, dass herkömmliche Hörgeräte (mit akustischer Verstärkung) nicht mehr ausreichen, jedoch einige Haarzellen noch derart funktionsfähig sind, dass der Höreindruck durch die zusätzliche mechanische Anregung (Schallwellen) verbessert bzw. vorteilhaft ergänzt werden kann.
Vorzugsweise werden mittels der Stimulationselemente (Stimulationselektroden) Spannungspulse mit einer Amplitude zwischen –100 mV und +100 mV zur elektrischen Stimulation des Hörnervs und mittels der elektromechanischen Wandler (vorzugsweise Piezoelemente) mechanische Schwingungen im Hörschallbereich und/oder im Ultraschallbereich zur mechanischen Stimulation der Haarzellen (und damit auch des Hörnervs) erzeugt.
Die elektromechanischen Wandler erzeugen vorzugsweise eine Impulsfolge mit einer Frequenz von 100 Hz bis 10 kHz. Jeder elektromechanische Wandler erzeugt eine akustische Leistung von 0.01 bis 3 nW.
Vorzugweise weist der Grundkörper (bzw. der Hohlkanal) im Bereich eines ersten (proximalen) Endes eine Durchgangsöffnung zur Verbindung der Vielzahl von elektrischen Ansteuerleitungen mit einem Signalprozessor auf, wobei der innere Bereich des Grundkörpers mit den darin verlaufenden Ansteuerleitungen (bzw. der Hohlkanal) im Bereich eines zweiten (distalen) Endes flüssigkeitsdicht verschlossen ist. Vorzugweise sind sämtliche elektromechanische Wandler und sämtliche elektrische Stimulationselemente in einem aktiven Bereich angeordnet, der sich vom proximalen Ende der Stimulationselektrode aus in einer Entfernung zwischen 80% und 100% der Länge des Grundkörpers erstreckt. Vorzugweise weist der aktive Bereich eine Länge zwischen 3 und 10 mm auf.
Vorzugweise ist der Grundkörper hohlzylinderförmig oder in Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet und weist einen Durchmesser zwischen 0,2 mm und 1 mm auf. Vorzugsweise weist der Grundkörper (7) eine axiale Biegesteifigkeit von 1 mNmm² bis 1 Nmm² auf. Die Wandstärke der Isolation des hohlzylinderförmig ausgebildeten Grundkörpers beträgt vorzugsweise zwischen 10 μm und 100 μm.
Vorzugsweise sind die elektromechanischen Wandler/die elektrischen Stimulationselemente umlaufend und alternierend angeordnet. Dadurch können sämtliche Bereiche der Cochlea kombiniert elektrisch und mechanisch (d. h. akustisch) angeregt werden. Vorzugweise sind die elektromechanischen Wandler mit jeweils einer ersten elektrischen Ansteuerleitung und die elektrischen Stimulationselemente jeweils mit einer zweiten elektrischen Ansteuerleitung verbunden und damit separat und einzeln ansteuerbar.
Die laterale Ausdehnung eines elektromechanischen Wandlers/die laterale Ausdehnung eines elektrischen Stimulationselements entlang der Längsachse (sowie senkrecht zur Längsachse) des Grundkörpers beträgt vorzugsweise zwischen 20 μm und 200 μm. Mindestens ein (vorzugsweise alle) elektromechanischer Wandler verfügt über eine oder mehrere akustische Linsen. Dadurch kann der in der Cochlea erzeugte Schall auf die Haarzellen fokussiert werden, wodurch die Effizienz der (Hörnerv-)Anregung weiter verbessert werden kann.
Die akustische Linse ist vorzugsweise durch mindestens eine (vorzugsweise eine oder zwei) konkav geformte Kavitäten in der Oberfläche des elektromechanischen Wandlers (bzw. des Grundkörpers) ausgebildet (die Oberfläche des Grundkörpers besteht in seinem aktiven Bereich aus alternierend angeordneten elektromechanischen Wandlern/Stimulationselementen). Die Kavität weist vorzugsweise eine laterale Ausdehnung zwischen 20 und 200 μm und/oder eine nach innen geneigte Wölbung mit einen Radius zwischen 10 und 100 μm auf. In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung nimmt der Radius (und damit die Fokusweite der akustischen Linsen) zum distalen Ende der Elektrode hin ab, damit stets eine Fokussierung des Schalls auf die Haarzellen bei sich distal verjüngender Cochlea gewährleistet ist.
Vorzugsweise sind auf der Oberfläche des Grundkörpers zusätzliche Kavitäten eingebracht, in denen Pharmaka (Breitbandantibiotika, Proliferationsstimulanzien) eingebracht sind. Diese wirken als Depot und führen dadurch zu einer längerfristigen Senkung des Infektionsrisikos.
Weiterhin ist es vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Stimulationselektrode im Bereich des ersten Endes mit einer Empfangsspule verbunden ist, wobei die Vielzahl der Ansteuerleitungen mit der Empfangsspule elektrisch verbunden sind. Die Stimulationselektrode empfängt ihre Signale regelmäßig von einer Sendespule (mit Magnet), die sich außerhalb des Ohres befindet und mit einem Mikrofon und einem (digitalen) Signalprozessor verbunden ist. Die Signalübermittlung erfolgt durch die Kopfhaut mittels elektromagnetischer Induktion. Die Sendespule des Prozessors haftet vorzugsweise mit Hilfe des Magneten auf der Kopfhaut. Die Empfangsspule wird zusammen mit dem Magneten hinter dem Ohr unter der Haut implantiert und dient als Schnittstelle zwischen der Stimulationselektrode und dem Signalprozessor.
Das erfindungsgemäße Ohrimplantat weist dementsprechend ein Mikrophon, einen Signalprozessor sowie eine mit dem Signalprozessor in Wirkverbindung (auch drahtlos) stehende Stimulationselektrode mit mindestens einem der o. g. Merkmale auf. Vorzugsweise sind eine Sendeeinheit und eine Empfangseinheit, wobei die Sendeeinheit ein Mikrophon, einen Signalprozessor und eine Sendespule und die (zu implantierende) Empfangseinheit eine Empfangsspule sowie eine Stimulationselektrode mit mindestens einem der o. g. Merkmale aufweist.
Vorzugsweise ist jeder der elektromechanischen Wandler und/oder jedes der elektrischen Stimulationselemente durch den Signalprozessor einzeln ansteuerbar. Vorzugsweise ist der Signalprozessor derart ausgelegt, dass jeder der elektromechanischen Wandler und/oder jedes der elektrischen Stimulationselemente durch den Signalprozessor mit einer Spannung zwischen –100 mV und +100 mV ansteuerbar ist. Vorzugsweise ist der Signalprozessor zur Ansteuerung der elektromechanischen Wandler und/oder der elektrischen Stimulationselemente im Multiplex-Modus ausgelegt. Vorzugsweise ist der Signalprozessor derart ausgelegt ist, dass jeder der elektromechanischen Wandler und/oder jedes der elektrischen Stimulationselemente durch den Signalprozessor gepulst mit einer Pulslänge von 10 μs bis 5 ms und einer Pulswiederholfrequenz von 100 Hz bis 10 kHz ansteuerbar ist. Dadurch ist es gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante möglich, die elektromechanischen Wandler/elektrischen Stimulationselemente entlang der Elektrodenträgerlänge zeitversetzt anzusteuern, so dass eine „Wanderwelle", d. h. eine sich entlang der Längsachse des Grundkörpers fortbewegende Anregung von proximal nach distal generiert wird, d. h. der Fokus der facettierten elektromechanischen Wandler nach distal ausgerichtet ist. Dadurch kann mit einer besonders geringen in die Cochlea einzubringenden Leistung eine Stimulation der Haarzellen (entsprechend der natürlichen Schallausbreitung) erfolgen und dadurch der Höreindruck nachhaltig verbessert werden. Die zeitversetzte Anregung vom proximalen Ende zum distalen Ende erfolgt vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit zwischen 300 m/s und 2000 m/s.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von zumindest teilweise in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
Es zeigen:
1 ein erfindungsgemäßes Ohrimplantat in schematischer, geschnittener Darstellung,
2 einen Ausschnitt des aktiven Bereichs einer erfindungsgemäßen Stimulationselektrode in Draufsicht,
3a eine in einer erfindungsgemäßen Stimulationselektrode angeordnete akustische Linse in schematischer, geschnittener Darstellung,
3b eine alternative Ausführungsform einer akustischen Linse in schematischer, geschnittener Darstellung,
4 den Querschnitt senkrecht zur Längsachse des aktiven Bereichs einer erfindungsgemäßen Stimulationselektrode in schematischer Darstellung, und
5 den Querschnitt entlang der Längsachse des aktiven Bereichs einer erfindungsgemäßen Stimulationselektrode in schematischer Darstellung.
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Ohrimplantat in schematischer, geschnittener Darstellung.
Das erfindungsgemäße Ohrimplantat ist zweiteilig aufgebaut und besteht aus einer Sendeeinheit mit einem Mikrofon 2, einem digitalen Signalprozessor 3 und einer Sendespule 4 sowie und einer Empfangseinheit, die sich aus der erfindungsgemäßen Stimulationselektrode 1 und der damit verbundenen Empfangsspule 6 zusammensetzt. Im Ausführungsbeispiel sind Mikrofon 2 und Signalprozessor 3 zu einer integralen Einheit gebildet, jedoch können diese Komponenten alternativ auch separat ausgebildet sein. Sendeeinheit und Empfangeinheit können wie ein herkömmliches Cochleaimplantat implantiert werden.
Die Stimulationselektrode 1 des erfindungsgemäßen Ohrimplantats wird – wie auch bei herkömmlichen Cochleaimplantaten – in die Hörschnecke 5 (lat. cochlea) eingeführt, um den mit dem Mikrofon 2 aufgenommenen Schall mit Hilfe eines (digitalen) Signalprozessors 3 elektrisch direkt an den Hörnerv weiterzugeben. Erfindungsgemäß verfügt die Stimulationselektrode 1 neben den zur elektrischen Anregung dienenden elektrischen Stimulationselementen (Stimulationselektroden) 10 zusätzlich über elektromechanische Wandler 8 (vorzugsweise Piezoelemente) – wie in 2 dargestellt ist.
Daher ist die Anregung des Hörnervs nicht auf die elektrische Anregung – wie bei herkömmlichen Cochleaimplantaten – beschränkt, sondern es ist mittels der elektromechanischen Wandler 8 möglich, den Hörnerv zusätzlich zur elektrischen Anregung (in einer bevorzugten Variante zeitgleich) mechanisch durch Schallwellen (Hörschall und/oder Ultraschall) anzuregen. Dadurch kann eine zusätzliche Anregung noch intakter Haarzellen erreicht werden, wodurch eine verbesserte Anregung des Hörnervs erfolgt und somit das Hörempfinden im Vergleich zur ausschließlich elektrischen Anregung (herkömmliches Cochleaimplantat) bzw. zur ausschließlich mechanischen Anregung (herkömmliche Hörgeräte) deutlich verbessert werden kann.
Die Empfangsspule 6 wird zusammen mit einem Magneten hinter dem Ohr unter der Haut implantiert und dient als Schnittstelle zwischen der Stimulationselektrode 1 und dem Signalprozessor 3. Die Signalübermittlung erfolgt durch die Kopfhaut mittels elektromagnetischer Induktion. Die Sendespule 4 des Prozessors 3 haftet mit Hilfe des Magneten auf der Kopfhaut. Der Signalprozessor 3 wird auch Sprachprozessor genannt, da er die Laute einer Lautsprache in geeignete Signale für die Stimulationselektrode 1 umwandelt.
Die Stimulationselektrode 1 ist im Bereich ihres ersten (proximalen) Endes mit der Empfangsspule 6 verbunden und überträgt die dort empfangenen Signale (über eine Vielzahl von gegeneinander isolierten Ansteuerleitungen) bis zu einem aktiven Bereich, der sich vorzugsweise im Bereich des zweiten (distalen) Endes der Stimulationselektrode 1 befindet. Dieser Bereich ist derart bemessen, dass er sich innerhalb der Cochlea 5 erstreckt; mit anderen Worten erstreckt sich der passive Bereich (der lediglich zum Signaltransport dient) von der Empfangsspule 6 (bei in die Cochlea 5 eingeschobener Stimulationselektrode 1) bis zum Eingang in die Cochlea 5 und der aktive Bereich (der zur Anregung von Haarzellen und Hörnerv dient) erstreckt sich vom Eingang in die Cochlea 5 bis zum zweiten, distalen Ende der Stimulationselektrode 1. Vorzugsweise besitzt der aktive Bereich eine Länge zwischen 1 und 10 mm und erstreckt sich vom ersten (distalen) Ende der Stimulationselektrode 1 aus gesehen in einer Entfernung zwischen 70% und 100% der Länge Stimulationselektrode 1.
2 zeigt einen Ausschnitt des aktiven Bereichs der in 1 gezeigten Stimulationselektrode 1 in Draufsicht und 5 zeigt einen Ausschnitt des aktiven Bereichs der in 1 gezeigten Stimulationselektrode 1 in schematischer, geschnittener Darstellung. Es ist zu beachten, dass 5 nicht den gesamten Querschnitt des Grundkörpers 7, sondern lediglich die äußere Mantelfläche (Hülle des Grundkörpers) sowie einen Teil des innen liegenden Kanals (innerer Teil des Grundkörpers mit den Ansteuerleitungen 11, 12) zeigt. Es wird ersichtlich, dass auf der äußeren Oberfläche alternierend elektrische Stimulationselektroden 10 zur elektrischen Stimulierung und elektromechanische Elemente 8 zur Schalldruckerzeugung angeordnet sind. Über diese Elemente 8, 10 kann (zeitgleich oder sequentiell) eine elektrische und mechanische Anregung des Hörnervs erfolgen.
Es ist demnach sowohl eine parallele als auch eine sequentielle Ansteuerung der Elemente 8, 10 (als auch eine Kombination) denkbar. Bei der parallelen Stimulierung können zwei oder mehr Elemente 8, 10 gleichzeitig den Hörnerv reizen, bei der sequentiellen Stimulierung erfolgt die Stimulierung nacheinander. Es hat sich gezeigt, dass die vom Signalprozessor gesteuerte Kodierungsstrategie in Form von Reihenfolge bzw. Muster, mit dem eine Anzahl von Elemente 8, 10 zugleich aktiviert werden, wesentlich für die Erkennung der gehörten Signale und für das Lautsprachverstehen beiträgt. Vorliegend wird eine Multiplex-Ansteuerung bevorzugt.
Vorzugsweise ist der Signalprozessor 3 derart ausgelegt ist, dass jeder der elektromechanischen Wandler 8 und/oder jede der elektrischen Stimulationselektroden 10 durch den Signalprozessor 3 gepulst mit einer Pulslänge von 10 μs bis 5 ms und einer Pulswiederholfrequenz von 100 Hz bis 10 kHz ansteuerbar ist. Dadurch ist es gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante möglich, die elektromechanischen Wandler 8 entlang des Grundkörpers 7 zeitversetzt derart anzusteuern, dass eine sich entlang der Längsachse des Grundkörpers 7 ausbreitende (wandernde) Anregung von proximal nach distal generiert wird, d. h. der Fokus der facettierten elektromechanischen Wandler nach distal ausgerichtet ist.
Die Piezoelemente 8 weisen zur effizienteren Anregung der Haarzellen ein oder mehrere akustische Linsen 9 auf, die vorzugsweise durch einen nach innen gewölbten Bereich ausgebildet sind. Die bevorzugten Geometrien der akustische Linsen 9 sind in 3a und 3b schematisch dargestellt. Der Radius der nach innen gewölbten Bereiche 9 nimmt vorzugsweise in Richtung des distalen Endes der Stimulationselektrode 1 in dem Maß ab, wie sich der Durchmesser der Cochlea verengt, so dass die Fokusse der von den Piezoelementen ausgesendeten Schallwellen (durch eine gestrichelte Linie dargestellt) jeweils im Bereich der Haarzellen liegen. Die akustischen Linsen 9 weisen vorzugsweise eine laterale Ausdehnung zwischen 20 und 200 μm und die Wölbung der Linsen 9 vorzugsweise einen Radius zwischen 10 und 100 μm auf.
4 zeigt den Querschnitt senkrecht zur Längsachse des aktiven Bereichs einer erfindungsgemäßen Stimulationselektrode 1 in schematischer Darstellung. Es wird ersichtlich, dass die elektromechanischen Wandler 8 und die elektrischen Stimulationselemente 10 auch umlaufend alternieren. Im Inneren des durch die Mantelfläche (Hülle des Grundkörpers) gebildeten, flüssigkeitsdicht abgeschlossenen Hohlkanals werden die Ansteuerleitungen 11 für die elektromechanischen Wandler 8 und die Ansteuerleitungen 12 für Stimulationselemente 10 bis zur Empfangsspule 6 (1) geführt. Durch die umlaufende Anordnung von elektromechanischen Wandlern 8 und elektrischen Stimulationselementen 10 kann der gesamte innere Bereich der Cochlea sowohl elektrisch (über die Elemente 10) als auch durch Schallwellen (über die Elemente 8) angeregt werden.

1: Stimulationselektrode
2: Mikrophon
3: Signalprozessor
4: Sendespule
5: Cochlea
6: Empfangsspule
7: Grundkörper
8: elektromechanischer Wandler/Piezoelement
9: Kavität/akustische Linse
10: elektrisches Stimulationselement/Elektrode
11: Ansteuerleitung für elektromechanischen Wandler
12: Ansteuerleitung für Stimulationselement

Claims

Stimulationselektrode für ein Ohrimplantat, aufweisend: einen länglichen Grundkörper (7), auf dessen äußerer Oberfläche eine Vielzahl von elektromechanischen Wandlern (8) und eine Vielzahl von elektrischen Stimulationselementen (10) angeordnet sind, wobei der Grundkörper (7) eine Vielzahl innen liegender, gegeneinander elektrisch isolierter Ansteuerleitungen (11, 12) mit einer umschließenden Hülle aufweist.
Stimulationselektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper im Bereich eines ersten Endes der Stimulationselektrode eine Durchgangsöffnung zur Verbindung der Vielzahl von elektrischen Ansteuerleitungen (11, 12) mit einem Signalprozessor (3) aufweist, wobei der innere Bereich des Grundkörpers im Bereich eines zweiten Endes der Stimulationselektrode flüssigkeitsdicht verschlossen ist.
Stimulationselektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche elektromechanische Wandler (8) und sämtliche elektrische Stimulationselemente (10) in einem aktiven Bereich angeordnet sind, der sich vom ersten Ende der Stimulationselektrode aus in einer Entfernung zwischen 50% und 100% der Länge des Grundkörper (7) erstreckt.
Stimulationselektrode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der aktive Bereich vom ersten Ende der Stimulationselektrode aus in einer Entfernung zwischen 70% und 100% der Länge des Grundkörper (7) erstreckt.
Stimulationselektrode nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der aktive Bereich eine Länge zwischen 3 und 10 mm aufweist.
Stimulationselektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromechanischen Wandler (8) durch Piezoelemente ausgebildet sind.
Stimulationselektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Stimulationselemente (10) durch Elektroden zur Auskopplung von elektrischen Pulsen ausgebildet sind.
Stimulationselektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper zylinderförmig oder in Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist.
Stimulationselektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von elektromechanischen Wandlern (8) und die Vielzahl von elektrischen Stimulationselementen (10) umlaufend angeordnet ist.
Stimulationselektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Längsachse des Grundkörpers (7) alternierend je ein elektromechanischer Wandler (8) und ein elektrisches Stimulationselement (10) angeordnet ist und/oder senkrecht zur Längsachse des Grundkörpers (7) alternierend je ein elektromechanischer Wandler (8) und ein elektrisches Stimulationselement (10) angeordnet ist.
Stimulationselektrode nach einem der Ansprüche 3–10, dadurch gekennzeichnet, dass der aktive Bereich der Stimulationselektrode vollständig durch entlang der Längsachse und/oder senkrecht zur Längsachse des Grundkörpers (7) alternierend angeordnete elektromechanische Wandler (8) und Stimulationselemente (10) ausgebildet ist.
Stimulationselektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der elektromechanischen Wandler (8) mit einer ersten elektrischen Ansteuerleitung (11) und/oder jedes der elektrischen Stimulationselemente (10) mit einer zweiten elektrischen Ansteuerleitung (12) verbunden ist.
Stimulationselektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung eines elektromechanischen Wandlers (8) entlang der Längsachse des Grundkörpers (7) zwischen 0,2 mm und 1 mm beträgt und/oder die Ausdehnung eines elektromechanischen Wandlers (8) senkrecht zur Längsachse des Grundkörpers (7) zwischen 0,2 mm und 1 mm beträgt.
Stimulationselektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung eines elektrischen Stimulationselements (10) entlang der Längsachse des Grundkörpers (7) zwischen 0,2 mm und 1 mm beträgt und/oder die Ausdehnung eines elektrischen Stimulationselements (10) senkrecht zur Längsachse des Grundkörpers (7) zwischen 0,2 mm und 1 mm beträgt.
Stimulationselektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein elektromechanischer Wandler (8) über eine oder mehrere akustische Linsen verfügt.
Stimulationselektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle elektromechanischen Wandler (8) über eine oder mehrere akustische Linsen verfügen.
Stimulationselektrode nach einem der Ansprüche 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass die akustische Linse durch mindestens eine konkav geformte Kavität (9) in der Oberfläche des elektromechanischen Wandlers (8) ausgebildet ist.
Stimulationselektrode nach einem der Ansprüche 15–17, dadurch gekennzeichnet, dass die akustische Linse durch zwei konkav direkt nebeneinander geformte Kavitäten (9) in der Oberfläche des elektromechanischen Wandlers (8) ausgebildet ist.
Stimulationselektrode nach einem der Ansprüche 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Kavität (9) eine laterale Ausdehnung zwischen 20 und 200 μm aufweist und/oder die Wölbung der Kavität (9) einen Radius zwischen 10 und 100 μm aufweist.
Stimulationselektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine akustische Linse eine Fokustiefe zwischen 10 μm und 500 μm aufweist.
Stimulationselektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (7) einen Durchmesser zwischen 0,2 mm und 1 mm aufweist und/oder der Grundkörper (7) eine axiale Biegesteifigkeit von 1 mNmm² bis 1 Nmm² und/oder der Grundkörper (7) eine Wandstärke von 10 bis 200 μm aufweist.
Stimulationselektrode nach einem der Ansprüche 3–21, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (7) im aktiven Bereich eine axiale Biegesteifigkeit von 1 mNmm² bis 500 mNmm² und außerhalb des aktiven Bereichs eine axiale Biegesteifigkeit von 100 mNmm² bis 1 Nmm² aufweist.
Stimulationselektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberfläche des Grundkörpers (7) zusätzlich Kavitäten eingebracht sind, in denen eine pharmazeutisch wirksame Substanz angeordnet ist.
Stimulationselektrode nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die pharmazeutisch wirksame Substanz ein Antibiotikum ist, welches auf der Oberfläche des Grundkörpers (7) außerhalb des aktiven Bereichs angeordnet ist oder die pharmazeutisch wirksame Substanz ein Zellproliferationsstimulanzium ist, welches auf der Oberfläche des Grundkörpers (7) im Bereich des zweiten Endes der Stimulationselektrode (1) angeordnet ist.
Stimulationselektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stimulationselektrode im Bereich des ersten Endes mit einer Empfangsspule (6) verbunden ist, wobei die Vielzahl der im Inneren des Grundkörpers (7) angeordneten elektrischen Ansteuerleitungen (11, 12) mit der Empfangsspule (6) elektrisch verbunden sind.
Ohrimplantat, aufweisend: ein Mikrophon (2), einen Signalprozessor (3) sowie eine mit dem Signalprozessor (3) in Wirkverbindung stehende Stimulationselektrode (1) mit den Merkmalen nach mindestens einem der Ansprüche 1–25.
Ohrimplantat nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sendeeinheit und eine Empfangseinheit vorgesehen sind, wobei die Sendeeinheit das Mikrophon (2), den mit dem Mikrophon (2) elektrisch verbundener Signalprozessor (3) sowie eine mit dem Signalprozessor (3) verbundene Sendespule (4) aufweist, und wobei die Empfangseinheit eine Stimulationselektrode (1) mit den Merkmalen nach mindestens einem der Ansprüche 1–24 aufweist, und die Stimulationselektrode (1) im Bereich ihres ersten Endes mit einer Empfangsspule (6) verbunden ist, und die Vielzahl der im Inneren des Grundkörpers (7) angeordneten elektrischen Ansteuerleitungen (11, 12) mit der Empfangsspule (6) elektrisch verbunden sind.
Ohrimplantat nach einem der Ansprüche 26 und 27, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der elektromechanischen Wandler (8) und/oder jedes der elektrischen Stimulationselemente (10) durch den Signalprozessor (3) einzeln ansteuerbar ist.
Ohrimplantat nach einem der Ansprüche 26–28, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalprozessor (3) derart ausgelegt ist, dass jeder der elektromechanischen Wandler (8) und/oder jedes der elektrischen Stimulationselemente (10) durch den Signalprozessor (3) mit einer Spannung zwischen –100 mV und +100 mV ansteuerbar ist.
Ohrimplantat nach einem der Ansprüche 26–29, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalprozessor (3) zur Ansteuerung der elektromechanischen Wandler (8) und/oder der elektrischen Stimulationselemente (10) im Multiplex-Modus ausgelegt ist.
Ohrimplantat nach einem der Ansprüche 26–30, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalprozessor (3) derart ausgelegt ist, dass jeder der elektromechanischen Wandler (8) und/oder jedes der elektrischen Stimulationselemente (10) durch den Signalprozessor (3) gepulst ansteuerbar ist.
Ohrimplantat nach einem der Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalprozessor (3) derart ausgelegt ist, dass jeder der elektromechanischen Wandler (8) und/oder jedes der elektrischen Stimulationselemente (10) durch den Signalprozessor (3) mit einer Pulslänge von 10 μs bis 5 ms und einer Pulswiederholfrequenz von 100 Hz bis 10 kHz ansteuerbar ist.
Ohrimplantat nach einem der Ansprüche 26–32, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalprozessor (3) derart ausgelegt ist, dass jeder der elektromechanischen Wandler (8) und/oder jedes der elektrischen Stimulationselemente (10) durch den Signalprozessor (3) entlang der Längsachse des Grundkörpers (7) zeitversetzt ansteuerbar ist.
Ohrimplantat nach einem der Ansprüche 26–34, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalprozessor (3) derart ausgelegt ist, dass jeder der elektromechanischen Wandler (8) und/oder jedes der elektrischen Stimulationselemente (10) durch den Signalprozessor (3) entlang der Längsachse des Grundkörpers (7) zeitversetzt zur Ausbildung einer vom ersten Ende zum zweiten Ende wandernden Anregung ansteuerbar ist.
Ohrimplantat nach einem der Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalprozessor (3) derart ausgelegt ist, die zeitversetzte Anregung vom ersten Ende zum zweiten Ende mit einer Geschwindigkeit zwischen 300 m/s und 2000 m/s erfolgt.