IT202100023819A1

IT202100023819A1 - Protesi acustica perfezionata

Info

Publication number: IT202100023819A1
Application number: IT102021000023819A
Authority: IT
Inventors: Nino Camillo Rosica; Lamberto Pizzoli; Tiziano Gnocco
Original assignee: Nino Camillo Rosica; Lamberto Pizzoli; Tiziano Gnocco
Priority date: 2021-09-16
Filing date: 2021-09-16
Publication date: 2023-03-16

Description

PROTESI ACUSTICA PERFEZIONATA

La presente invenzione riguarda una protesi acustica perfezionata.

Campo dell?invenzione

Pi? dettagliatamente l?invenzione concerne una protesi acustica studiata e realizzata in particolare per ottimizzare la trasduzione di onde sonore, in modo da risolvere in maniera ottimale deficit uditivi rispetto alle protesi della tecnica nota e disponibili in commercio.

Tecnica nota

Com?? ben noto attualmente sono presenti nel mercato della riabilitazione acustica, protesi che agiscono principalmente per via aerea o per via ossea.

Nelle protesi che agiscono per via aerea, le onde amplificate ricevute dal rilevatore, che in genere ? un microfono, vengono introdotte nel canale auricolare in modo da sollecitare il timpano ed aumentare la sensibilit? uditiva del soggetto che indossa la protesi.

Le protesi che agiscono per via ossea, invece, prevedono un trasduttore di contatto con l?osso cranico, che consente la trasmissione delle onde sonore. In genere tale trasduttore meccanico ? un dispositivo vibratore, che viene pilotato dal segnale acustico, che quindi genera delle vibrazioni meccaniche che possono propagarsi attraverso il tessuto osseo.

Come noto, il suono ha natura ondulatoria e non ? altro che una vibrazione elastica degli elementi del mezzo attraverso il quale lo stesso si propaga. Il mezzo pu? essere solido, liquido o gassoso in cui ? immersa la sorgente vibrante. In altre parole, il suono ? il risultato di una oscillazione delle particelle del mezzo con trasporto della sola energia, ma non delle componenti del mezzo stesso.

Sulla base di quanto sopra, ? ben noto che la pressione acustica e la modalit? con cui un?onda sonora si propaga nel mezzo dipendono dal mezzo stesso. In particolare, vale la seguente relazione:

in cui ? la pressione acustica, ? la densit? del mezzo, ? la velocit? del suono e ? la velocit? oscillometrica del mezzo attraversato.

Ci? comporta necessariamente che l?utilizzo di diverse vie di conduzione delle onde sonore (aerea e ossea nel caso delle protesi acustiche), implichi delle differenti modalit? di propagazione e delle possibili interferenze l?una con l?altra. In particolare, in natura si ? rilevato che le due vie di conduzione delle onde sonore, via aerea e via ossea, raggiungono sempre i liquidi intra-labirintici, ma le onde sonore per via ossea passano anche per la via aerea e viceversa. In altre parole, sia un?interazione tra i due canali di trasmissione.

Ci? crea diverse interrelazioni tra fenomeni fisici di riflessione, rifrazione, dispersione, deprivazione ed impedenza, che causano una diminuzione della intensit? sonora che raggiunge i suddetti liquidi intralabirintici.

Nel settore, la maggior parte delle case produttrici di protesi acustiche ha principalmente orientato la propria ricerca e sviluppo verso protesi acustiche pretimpaniche, che trasmettono il segnale amplificato per via aerea. La ragione di tale scelta industriale sta nel fatto che normalmente le protesi acustiche per via ossea presentano una considerevole dispersione di energia a causa della diversa densit? e quindi disomogeneit? dei tessuti da attraversare (derma, ecc.), nonch? per la distanza della mastoidite dai liquidi labirintici (28 ? 30 mm).

Nel caso della presente invenzione, tuttavia, allo scopo di superare le suddette difficolt? e limitazioni della via ossea, una nuova via sull?osso temporale ? stata individuata e sperimentata.

Come ben noto, parte delle onde acustiche tendono a passare dalla via aerea alla via ossea, e viceversa, con una conseguente maggiore accentuazione dei fenomeni di dispersione e riflessione, e quindi una deprivazione della sensibilit? uditiva. Inoltre, a causa di quanto sopra, si ha anche l?effetto della perdita della intensit? sonora per un aumento della impedenza nell?attraversamento dei vari mezzi di conduzione diversi tra loro.

Appare evidente come i fenomeni di cui sopra riducano notevolmente la capacit? delle protesi attualmente in commercio di fornire un adeguato livello di amplificazione del segnale effettivamente trasmesso nell?orecchio medio. Ci? comporta che occorrano normalmente batterie pi? potenti per la trasmissione di un segnale idoneo, con un conseguente aumento delle dimensioni complessive delle protesi acustiche e, nel contempo, di un aumento del volume tonale, a discapito della discriminazione.

Scopo dell?invenzione

Alla luce di quanto sopra, ?, pertanto, scopo della presente invenzione quello di proporre una protesi acustica che possa inviare simultaneamente onde sonore sia per via aerea sia per via ossea, cos? da ottenere i benefici di entrambe le tipologie di protesi aumentando la potenza del segnale trasmesso nell?orecchio medio e sul nervo acustico.

? anche scopo della presente invenzione quello di consentire la trasmissione delle onde sonore contemporaneamente lungo vie isolate e non interferenti tra loro, e, quindi, con trascurabile perdita di potenza.

Oggetto dell?invenzione

Forma pertanto oggetto specifico della presente invenzione una protesi acustica comprendente un ricevitore per la ricezione di onde sonore e la trasformazione delle onde sonore in un segnale elettrico, un amplificatore, collegato a detto ricevitore, per amplificare il segnale elettrico proveniente da detto ricevitore, e un trasduttore osseo, collegato a detto amplificatore, per generazione di vibrazioni meccaniche, in cui detto trasduttore osseo ? accoppiabile alla parete antero-superiore del canale acustico di un orecchio.

Sempre secondo l?invenzione, detta protesi pu? comprendere un trasduttore acustico, per la generazione di onde acustiche, collegato a detto amplificatore, in cui detto trasduttore acustico ? installabile nell?orecchio medio.

Ancora secondo l?invenzione, detto trasduttore acustico pu? essere fissabile sul martello di un orecchio medio.

Vantaggiosamente secondo l?invenzione, detto ricevitore pu? essere un microfono.

Ulteriormente secondo l?invenzione, detto trasduttore osseo pu? essere un dispositivo vibratore.

Sempre secondo l?invenzione, detto trasduttore osseo pu? essere fissabile alla parete antero-superiore del canale acustico di un orecchio mediante mezzi adesivi, come una colla.

Ancora secondo l?invenzione, detto trasduttore acustico pu? essere un altoparlante.

Preferibilmente secondo l?invenzione, detto trasduttore acustico pu? comprendere un organo di fissaggio mediante il quale detto trasduttore acustico ? fissabile all?osso del martello dell?orecchio medio.

Ulteriormente secondo l?invenzione, detto organo di fissaggio pu? essere un gancio.

Sempre secondo l?invenzione, detta protesi pu? comprendere una batteria collegata a detto ricevitore e a detto amplificatore.

Ancora secondo l?invenzione, detta protesi pu? comprendere un involucro di contenimento in cui sono contenuti detto ricevitore e detto amplificatore.

Breve descrizione delle figure

La presente invenzione verr? ora descritta a titolo illustrativo ma non limitativo, secondo le sue preferite forme di realizzazione, con particolare riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui:

la figura 1 mostra uno schema di principio della protesi acustica secondo la presente invenzione;

la figura 2 mostra una vista in sezione dell?orecchio umano in cui ? visibile schematicamente l?installazione della protesi acustica secondo l?invenzione;

la figura 3 mostra una ulteriore vista in sezione dell?orecchio umano in cui ? visibile schematicamente l?installazione della protesi acustica secondo l?invenzione;

la figura 4 mostra un trasduttore acustico della protesi acustica secondo l?invenzione; e

la figura 5 mostra l?applicazione del trasduttore numerico della figura 4 al manico del martello di un orecchio medio umano.

Descrizione dettagliata

Nelle varie figure le parti simili verranno indicate con gli stessi riferimenti numerici.

Facendo riferimento alla figura 1 si osserva uno schema a blocchi funzionale della protesi acustica secondo la presente invenzione, indicata complessivamente con il riferimento numerico 1.

In particolare, facendo anche riferimento alle figure 2-5, la protesi acustica 1 comprende essenzialmente un ricevitore audio 2, un amplificatore 3 ed almeno un trasduttore, come un trasduttore acustico per via ossea 4 (vibratore) ed un trasduttore acustico per via aerea 5 (altoparlante), per la trasmissione del segnale audio rispettivamente verso il nervo acustico traverso il canale osseo, e verso la finestra rotonda per la via aerea. Nella forma di realizzazione mostrata entrambi i trasduttori acustici 4 e 5 sono collegati all?amplificatore 3.

Il ricevitore audio 2 della protesi acustica 1 ? in particolare un microfono ad alta sensibilit?, che potr? essere opportunamente regolato per la selezione delle frequenze audio pi? alte o pi? basse nella banda dell?udibile secondo le preferenze della sensibilit? dell?utente che indossa od a cui ? applicata la protesi acustica 1.

L?amplificatore 3 ? collegato elettricamente al microfono 2 ed ? finalizzato ad amplificare il segnale audio rilevato da detto microfono 2. Anche in questo caso, il livello di amplificazione pu? essere regolato opportunamente dall?utente, anche per bande specifiche di frequenza, quando la protesi acustica 1 ? in funzione.

In una forma di realizzazione, il microfono 2 e l?amplificatore 3 sono installati sulla medesima scheda elettrica per maggiore compattezza.

In una forma di realizzazione l?amplificatore 3 ha dimensioni di 5,39 ? 3,18 ? 1,52 mm.

La protesi acustica 1 comprende anche una batteria 6, miniaturizzata e destinata ad alimentare l?amplificatore 3. In alcune forme di realizzazione la batteria ? inserita nello stesso alloggiamento dell?amplificatore 3, in modo da ridurre le dimensioni complessive della protesi acustica 1.

In alcune forme di realizzazione, inoltre, il ricevitore 2 e l?amplificatore 3, possono essere disposte all?interno di un involucro di contenimento 11 mostrato mediante una linea tratteggiata nella figura 1. Anche la batteria 6 pu? essere inclusa nell?involucro di contenimento 11.

Il trasduttore acustico 5, che in genere ? un altoparlante, ? collegato elettricamente all?amplificatore 3 mediante un cavo elettrico 7. Il trasduttore acustico 5 ? posizionabile all?interno del canale uditivo dell?orecchio umano, come schematicamente mostrato nella figura 1. Pi? in particolare, detto trasduttore acustico 5 ? inserito attraverso la membrana timpanica ed ? disposto, in uso, al di l? della stessa, tra detta membrana timpanica e la finestra rotonda o ovale.

Inoltre, la protesi acustica 1 comprende anche un organo di fissaggio 51 visibile nella figura 4, che pu? essere applicabile al manico del martello (che ? un osso del sistema uditivo umano, indicato in figura), in modo tale che il trasduttore acustico 5 rimanga stabilmente fissato al di l? della membrana timpanica, in prossimit? della finestra rotonda o ovale dell?orecchio medio.

In particolare, facendo in particolare riferimento alla figura 5, si osserva come l?organo di fissaggio pu? essere nella forma di realizzazione in esame un gancio 51, di piccole dimensioni, ovvero di dimensioni confrontabili a quelle del martello, tale da essere in grado di ancorare il trasduttore acustico 5 al manico del martello dell?orecchio medio. In tal modo, il trasduttore acustico 5 viene sostanzialmente immesso tramite miringotomia nel quadrante postero inferiore della membrana timpanica (operazione da eseguirsi in anestesia topica, come nel caso dell?inserimento dei tubicini di ventilazione).

Il trasduttore osseo 4 ? collegato all?amplificatore 3 mediante un rispettivo cavo elettrico 8.

Inoltre, il trasduttore osseo 4 in uso ? disposto sulla parete ossea della porzione antero-superiore del canale acustico esterno dell?orecchio (venendo in particolare fissato mediante un collante), in corrispondenza, in termini spaziali, del canale acustico interno, separato appunto per 5-6 mm dal canale acustico esterno, mediante un ponte osseo, in modo da rendere minima sia la dispersione del segnale trasmesso mediante il tessuto osseo eburneo, sia con il trasduttore acustico 5.

In una forma di realizzazione il trasduttore osseo ha una dimensione dell?ordine dei 5,38 ? 3,19 ? 2,62 mm.

Il trasduttore osseo 4 di fatto ? un trasduttore vibrazionale, provvisto di mezzi idonei a generare delle vibrazioni meccaniche sulla propria superficie proporzionali al segnale acustico ricevuto dall?amplificatore 3. Il trasduttore osseo 4 ha la funzione di trasformare il segnale elettrico amplificato dall?amplificatore 3 in onde meccaniche che vengono fatte propagare attraverso il tessuto osseo cranico.

Come detto, detto trasduttore osseo 4 ? posto a contatto o in prossimit? dell?osso temporale. In questo modo lo stesso si trova in corrispondenza del nervo acustico, limitando l?interferenza con il trasduttore acustico 5, che, come detto, trasmette le vibrazioni sonore per via aerea direttamente nell?orecchio medio.

Facendo riferimento anche alla figura 2 si osserva il posizionamento della protesi acustica 1 secondo la presente invenzione. L?involucro di contenimento 11 della protesi acustica 1 ? disposto superiormente al padiglione auricolare.

Il cavetto 7 collega l?amplificatore 3 disposto all?interno dell?involucro di contenimento 11 con il trasduttore acustico 5. In particolare, si osserva come il trasduttore 5 sia disposto oltre la membrana timpanica ed in corrispondenza in particolare della finestra rotonda oppure ovale.

In riferimento anche alla figura 3, si osserva anche la disposizione della batteria 6, collegata mediante un relativo cavo di alimentazione 9 all?amplificatore 3. In questo caso, la batteria 6 ? disposta nella parte posteriore del padiglione auricolare dell?utente che indossa la protesi acustica 1 secondo l?invenzione.

Anche nella figura 3 ? facilmente visibile il posizionamento del trasduttore acustico 5, al di l? della membrana timpanica.

Facendo riferimento alla figura 4 si osserva una forma di realizzazione del trasduttore acustico 5, che di fatto ? un altoparlante in grado di trasformare i segnali elettrici provenienti dall?amplificatore 3 in segnali acustici in grado di propagarsi nel mezzo aereo.

Il trasduttore acustico comprende il gancio 51. Detto gancio 51 ? destinato ad accoppiarsi al manico dell?osso del martello, come mostrato in particolare in figura 5. In questo modo, il trasduttore acustico 5 si trova in prossimit? della finestra rotonda oppure ovale, cos? da poter trasmettere il segnale sonoro direttamente verso i liquidi dell?orecchio interno.

Il funzionamento della protesi acustica 1 sopra descritta si svolge nel modo seguente.

Quando un segnale acustico viene rilevato dal ricevitore audio 2, viene trasformato in un segnale elettrico, che viene successivamente amplificato da detto amplificatore 3.

Successivamente, il segnale amplificato dall?amplificatore 3 viene trasmesso mediante i cavi elettrici 7 e 8 al trasduttore osseo 4 ed al trasduttore per via aerea 5.

Il trasduttore osseo 4, che di fatto genera una vibrazione meccanica che si trasferisce per contatto all?osso della parete antero-superiore del canale acustico (vedi in particolare la figura 3) trasmette le onde rilevate direttamente al canale acustico interno e quindi al nervo acustico, bypassando i liquidi labirintici.

Nel frattempo, e contestualmente, il trasduttore acustico, che come detto ? fissato mediante il gancio 51 al martello, oltre a trasmettere le onde acustiche per via aerea, trasmette delle vibrazioni alla catena ossicolare, massimizzando la trasmissione del segnale acustico.

Grazie al posizionamento del trasduttore acustico 5, ovvero in corrispondenza della finestra rotonda o ovale, si ha una scarsa, se non nulla, rifrazione e dispersione dell?onda sonora generata dallo stesso trasduttore acustico 5. Infatti, grazie a tale posizionamento, ? del tutto bypassato il canale auricolare. Inoltre, grazie al posizionamento indicato, l?intensit? del segnale tradotto dal trasduttore acustico 5 subisce una minore perdita a seguito della ridotta distanza che separa lo stesso da detta finestra rotonda o ovale.

In aggiunta, si osserva come le onde sonore emesse dal trasduttore acustico 5 non interagiscano tra loro e non ci siano eccessivi disturbi provenienti dall?atmosfera circostante.

Si consideri anche che grazie alla ridotta distanza che devono percorrere le onde sonore trasmesse dal trasduttore acustico 5, le stesse viaggiano attraverso un unico mezzo, ovvero l?aria, limitando al massimo l?interferenza con le onde tradotte dal trasduttore osseo 4, cos? da eliminare sostanzialmente i fenomeni di interferenza acustica tra i due trasduttori.

La protesi acustica 1, quindi, scarica l?onda sonora direttamente nell?orecchio medio attraverso il canale aereo, ed allo stesso tempo scarica l?onda sonora per via ossea direttamente sulla petrosa bypassando i liquidi labirintici in modo da raggiungere direttamente il nervo acustico con la conseguente considerevole riduzione di dispersione di energia per rifrazione e dissipazione.

In una ulteriore forma di realizzazione (non mostrata nelle figure), la protesi acustica 1 pu? comprendere anche solo il ricevitore 2, l?amplificatore 3, sempre alimentato da una batteria 6 e collegato a detto ricevitore 2, e solo il trasduttore osseo 4. Tale configurazione ? impiantabile anche su un orecchio anacusico o fortemente ipoacusico. In tal caso, le onde sonore trasdotte da detto trasduttore osseo 4 sono trasmesse per via ossea attraverso le ossa craniche all?altro orecchio funzionante.

Vantaggi

Un vantaggio della presente invenzione ? quello di consentire una migliore correzione del deficit uditivo grazie all?utilizzo di entrambi i canali di trasmissione aereo e osseo.

? anche vantaggio della presente invenzione quello di presentare un?elevata compattezza stante la richiesta di una minore potenza di alimentazione.

Inoltre, essendo ridotte al minimo sia la distanza fra la sorgente ed il target, lungo la via ossea e quella aerea, che la dispersione, la deprivazione, la rifrazione e l?impedenza, nonch? l?interferenza fra le due vie sopra citate, l?intensit? risulta aumentata, con conseguente possibilit? di ridurre l?entit? del volume tonale e vantaggio nella discriminazione dei fonemi.

La presente invenzione ? stata descritta a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo le sue forme preferite di realizzazione, ma ? da intendersi che variazioni e/o modifiche potranno essere apportate dagli esperti del ramo senza per questo uscire dal relativo ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims

RIVENDICAZIONI

1. Protesi acustica (1) comprendente

un ricevitore (2) per la ricezione di onde sonore e la trasformazione delle onde sonore in un segnale elettrico,

un amplificatore (3), collegato a detto ricevitore (2), per amplificare il segnale elettrico proveniente da detto ricevitore (2), e

un trasduttore osseo (4), collegato a detto amplificatore (3), per generazione di vibrazioni meccaniche, in cui detto trasduttore osseo (4) ? accoppiabile alla parete antero-superiore del canale acustico di un orecchio.

2. Protesi (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto di comprendere un trasduttore acustico (5), per la generazione di onde acustiche, collegato a detto amplificatore (3), in cui detto trasduttore acustico (5) ? installabile nell?orecchio medio.

3. Protesi (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che detto trasduttore acustico (5) ? fissabile sul martello di un orecchio medio.

4. Protesi (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto ricevitore (2) ? un microfono.

5. Protesi (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto trasduttore osseo (4) ? un dispositivo vibratore.

6. Protesi (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto trasduttore osseo (4) ? fissabile alla parete antero-superiore del canale acustico di un orecchio mediante mezzi adesivi, come una colla.

7. Protesi (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2-6, caratterizzata dal fatto che detto trasduttore acustico (5) ? un altoparlante.

8. Protesi (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2-7, caratterizzata dal fatto che detto trasduttore acustico (5) comprende un organo di fissaggio (51) mediante il quale detto trasduttore acustico (5) ? fissabile all?osso del martello dell?orecchio medio.

9. Protesi (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che detto organo di fissaggio ? un gancio (51).

10. Protesi (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere una batteria collegata a detto ricevitore (2) e a detto amplificatore (3).

11. Protesi (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere un involucro di contenimento (11) in cui sono contenuti detto ricevitore (2) e detto amplificatore (3).