JP2019170929A - Artificial hearing aid - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蝸牛内に配設される人工聴覚器に関する。 The present invention relates to an artificial hearing instrument disposed in a cochlea.
内耳の一部を構成する蝸牛内に埋め込んで使用する人工聴覚器が提案されている。この人工聴覚器は、内耳に到達した音波を、蝸牛内に配設した圧電膜により電気信号に変換し、この圧電膜上に設置した複数の微小電極によって、発生した電気信号を、蝸牛内の聴神経に、電気的な刺激として直接伝えるように構成されている（特許文献１を参照）。 Artificial hearing devices have been proposed which are used by being embedded in a cochlea that constitutes a part of the inner ear. This artificial hearing instrument converts sound waves that reach the inner ear into electrical signals by means of a piezoelectric film disposed in the cochlea, and the electrical signals generated by a plurality of microelectrodes installed on the piezoelectric film It is configured to transmit directly to the auditory nerve as an electrical stimulus (see Patent Document 1).
ところで、人工聴覚器を蝸牛内に配置して、微小な形状の電極である聴神経刺激用電極を蝸牛または蝸牛管に埋植しようとする際、蝸牛内への挿入時に、尖った形状である蝸牛埋植部が、内耳もしくは蝸牛の周囲等を傷付けてしまう可能性があった。 By the way, when an artificial hearing instrument is placed in the cochlea and an acoustic nerve stimulation electrode, which is a minute electrode, is to be implanted in the cochlea or the cochlea, the cochlea has a sharp shape when inserted into the cochlea. There was a possibility that the implanted part might damage the inner ear or the cochlea.
本発明の目的は、蝸牛内への埋植時に、埋植対象部位以外の部分を傷付けることのない、安全性の高い埋め込み型の人工聴覚器を提供することである。 An object of the present invention is to provide a highly safe implantable artificial hearing instrument that does not damage parts other than a site to be implanted at the time of implantation in a cochlea.
本開示の人工聴覚器は、内耳の蝸牛内に到達した音波を電気信号に変換して聴神経に伝達する人工聴覚器であって、
蝸牛埋植部と、音波共振部と、前記蝸牛埋植部と前記音波共振部との間を繋ぐ可撓性板状部と、を備え、
前記蝸牛埋植部は、聴神経刺激用の第１電極と、前記第１電極を支持する、前記可撓性板状部より剛性の高い第１基体と、を含み、
前記音波共振部は、固有の振動数を有する第２基体と、前記第２基体の振動を電気信号に変換する変換部と、該変換部と電気的に接続される第２電極と、を含み、
前記可撓性板状部は、前記第１基体と前記第２基体との間に配設された第３基体と、前記第１電極と前記第２電極とを電気的に接続する第３電極と、を含み
蝸牛への挿入前には、前記可撓性板状部の屈曲により前記蝸牛埋植部が前記音波共振部に近づくよう折り畳まれた収納形態であり、
蝸牛への挿入後には、前記可撓性板状部の屈曲が解消されて、前記蝸牛埋植部が前記音波共振部から蝸牛内壁の埋植予定位置に向かって直線状に延びる埋植準備形態に、形態変化が可能であることを特徴とする。
The artificial hearing device of the present disclosure is an artificial hearing device that converts sound waves that have reached the cochlea of the inner ear into electrical signals and transmits them to the auditory nerve,
A cochlear implant, a sonic resonator, and a flexible plate-like portion connecting the cochlear implant and the sonic resonator,
The cochlear implant includes a first electrode for auditory nerve stimulation and a first base that supports the first electrode and is more rigid than the flexible plate-shaped part,
The acoustic wave resonance unit includes a second base having a specific frequency, a conversion unit that converts vibration of the second base into an electrical signal, and a second electrode that is electrically connected to the conversion unit. ,
The flexible plate-like portion includes a third base disposed between the first base and the second base, and a third electrode that electrically connects the first electrode and the second electrode. And before insertion into the cochlea, the cochlear implant part is folded so as to approach the sound wave resonance part by bending of the flexible plate-like part,
After insertion into the cochlea, the bending of the flexible plate-like part is eliminated, and the cochlear implant part extends linearly from the sound wave resonance part toward the planned implant position on the inner wall of the cochlea Further, it is possible to change the form.
本開示によれば、蝸牛内への埋植時にも、埋植対象部位以外の部分を傷付けることのない、安全性の高い人工聴覚器とすることができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a highly safe artificial hearing instrument that does not damage parts other than the target site even when implanted in the cochlea.
本実施形態で説明する人工聴覚器は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、３つのブロックで構成されている。すなわち、本実施形態の人工聴覚器は、聴神経刺激用の電極部位の一例である蝸牛埋植部１と、種々の形状の、音波を電気信号に変換する音波共振部２と、これら蝸牛埋植部１と音波共振部２との間を繋ぐ可撓性板状部３と、を備えている。そして、実施形態の人工聴覚器は、前述の可撓性板状部３の、ばねのような可撓性または弾性により、図１（ｂ）のように、蝸牛埋植部１がまっすぐに延びる埋植準備形態と、蝸牛埋植部１が折り曲げられた収納形態と、を取り得る。なお、図中では、人工聴覚器の埋植準備形態を符号１Ｘで、人工聴覚器の収納形態を符号１Ｙで記載している。 As shown in FIGS. 1A and 1B, the artificial hearing device described in the present embodiment is composed of three blocks. That is, the artificial hearing device of the present embodiment includes a cochlear implant part 1 that is an example of an electrode part for acoustic nerve stimulation, a sound wave resonance part 2 that converts sound waves into electrical signals of various shapes, and these cochlear implants. And a flexible plate-like portion 3 that connects between the portion 1 and the sound wave resonance portion 2. In the artificial hearing instrument of the embodiment, the cochlear implant 1 extends straightly as shown in FIG. 1B due to the flexibility or elasticity of the flexible plate-like portion 3 described above, such as a spring. An embedded preparation form and a storage form in which the cochlear implant part 1 is bent can be taken. In the drawing, the artificial hearing instrument implantation preparation form is denoted by reference numeral 1X, and the artificial hearing instrument storage form is denoted by reference numeral 1Y.
蝸牛埋植部１は、図１（ｂ）に示すように、基板もしくは支持基盤を兼用する第１基体１１と、導電体からなる聴神経刺激用の第１電極１３と、第１基体１１と第１電極１３との間に配設された絶縁体層１２と、を含む。なお、上記のような蝸牛埋植部の構成は、本開示における一例であって、導電体からなる電極および絶縁体層の一方もしくは両方を兼用する第１基体としてもよい。たとえば、第１基体を導電体で構成すれば、絶縁体層は設ける必要がなく、この第１基体が基体と電極とを兼任する。また、後記の音波共振部２，可撓性板状部３の各層も含め、蝸牛埋植部１を構成する各層は、各図においてその厚みを強調して描いている。 As shown in FIG. 1 (b), the cochlear implant 1 includes a first base 11 that also serves as a substrate or a support base, a first electrode 13 for auditory nerve stimulation made of a conductor, a first base 11, And an insulator layer 12 disposed between the first electrode 13 and the first electrode 13. The configuration of the cochlear implant as described above is an example in the present disclosure, and may be a first base that serves as one or both of an electrode made of a conductor and an insulator layer. For example, if the first substrate is made of a conductor, there is no need to provide an insulator layer, and the first substrate serves as both the substrate and the electrode. Moreover, each layer which comprises the cochlear implant part 1 including each layer of the sound wave resonance part 2 of the postscript 2 and the flexible plate-shaped part 3 is drawn with emphasizing the thickness in each figure.
第１基体１１は、図１（ａ）に示すように、たとえば平面視で先端が細くなったくさび形状であり、蝸牛壁面への押し込みおよび埋植に耐える厚みと剛性とを有する。第１基体１１は、尖った形状の先端部１１ａと、先端部１１ａとは軸方向または長手方向反対側の、くさびが広がった基端部１１ｂとを含み、先端部１１ａ側から、蝸牛の内壁に押し込んで、埋植される。 As shown in FIG. 1A, the first base body 11 has, for example, a wedge shape with a thin tip in a plan view, and has a thickness and rigidity that can withstand pushing into a cochlea wall and implantation. The first base 11 includes a pointed tip portion 11a and a base end portion 11b having a wedge extending on the opposite side of the tip portion 11a in the axial direction or the longitudinal direction, and from the tip portion 11a side, the inner wall of the cochlea It is pushed into and is buried.
第１基体１１の構成材料としては、金属、無機物または樹脂等のうち、前述の剛性を有するものが、好適に使用される。たとえば、金属であれば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）またはチタン（Ｔｉ）等があげられる。無機物であれば、シリコン（Ｓｉ）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）、ガラスまたはセラミックス等が使用できる。樹脂としては、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリパラキシレン樹脂、または、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂等の樹脂が使用できる。 As a constituent material of the first base 11, a material having the above-described rigidity among metals, inorganic substances, resins, and the like is preferably used. For example, if it is a metal, gold (Au), platinum (Pt), titanium (Ti), etc. will be mentioned. As an inorganic material, silicon (Si), silicon oxide (SiO 2 ), SOI (Silicon on Insulator), glass, ceramics, or the like can be used. As the resin, resins such as acrylic resin, fluorine resin, polyimide resin, epoxy resin, polyparaxylene resin, polyphenylene sulfide (PPS) resin, acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resin can be used.
なお、図１の第１基体１１は、シリコン（Ｓｉ）を用いて構成されており、図示上下の両面には、後記する酸化膜層２４が形成されていてもよい。また、第１基体１１の下面には、第１基体１１の剛性を高めるための補強板１１ｃが配設されている。 The first base 11 in FIG. 1 is configured using silicon (Si), and an oxide film layer 24 to be described later may be formed on the upper and lower surfaces in the drawing. A reinforcing plate 11 c for increasing the rigidity of the first base body 11 is disposed on the lower surface of the first base body 11.
絶縁体層１２は、第１基体１１と第１電極１３との間を電気的に絶縁するものであり、ＣＶＤ法等により形成された、酸化シリコン（ＳｉＯ２）を含む酸化膜、または、窒化シリコン（ＳｉＮ）を含む窒化膜等の絶縁膜からなる。 The insulator layer 12 electrically insulates between the first base 11 and the first electrode 13, and is an oxide film containing silicon oxide (SiO 2 ) or nitride formed by a CVD method or the like. It is made of an insulating film such as a nitride film containing silicon (SiN).
また、第１電極１３は、聴神経刺激用の電極であり、それを構成する導電体層は、絶縁体層１２の表面に蒸着等により形成された、金（Ａｕ）または白金（Ｐｔ）等の金属膜からなる。なお、第１電極１３の基端部１１ｂ側は、後記の可撓性板状部３の第３電極３３および音波共振部２の第２電極２３に連続するよう形成されており、これらと電気的に導通している。 The first electrode 13 is an electrode for stimulating the auditory nerve, and the conductor layer constituting the first electrode 13 is formed on the surface of the insulator layer 12 by vapor deposition or the like, such as gold (Au) or platinum (Pt). It consists of a metal film. The base end portion 11b side of the first electrode 13 is formed so as to be continuous with a third electrode 33 of the flexible plate-like portion 3 and a second electrode 23 of the acoustic wave resonance portion 2 described later. Is conductive.
音波共振部２は、図１（ｂ）に示すように、振動可能な板ばね状または舌片状である。また、音波共振部２は、予め決められた固有の振動数を有する第２基体２１と、第２基体２１の振動を電気信号に変換する変換部２２と、変換部２２で発生する電気を取り出すための第２電極２３とを含み、第２基体２１の下側には、共振周波数調整用の調節錘部２１ａが配設されている。また、第２基体２１における、後記の第３基体３１との接続部は、振動可能な部位よりも厚みが厚く、下方に向かって延びる支持部２１ｂとなっている。支持部２１ｂは、第２基体２１の振動可能な部位を支持しており、後記のピンセットＰ等での把持が可能な強度を有する。 As shown in FIG. 1B, the sound wave resonance unit 2 has a leaf spring shape or a tongue piece shape that can vibrate. The sound wave resonance unit 2 takes out the second base 21 having a predetermined specific frequency, the conversion unit 22 that converts the vibration of the second base 21 into an electric signal, and the electricity generated by the conversion unit 22. And an adjustment weight portion 21 a for adjusting the resonance frequency is disposed below the second base 21. Further, the connection portion of the second base 21 with the third base 31 described later is a support portion 21b that is thicker than a portion that can vibrate and extends downward. The support portion 21b supports a portion of the second base body 21 that can vibrate, and has a strength capable of being gripped by tweezers P and the like described later.
なお、部材個々の固有振動数（周波数）に対して、音波に共鳴または共振する、音波共振部２全体としての振動数を「共振周波数」と呼んでいる。また、上記のような音波共振部および後記の圧電体層のような各層の構成は、本開示における一例であって、各構成に２つ以上の機能を兼任させることにより、その構成を省略して簡素に構成することもできる。たとえば、圧電体に水晶等を用いれば、第２基体、変換部および電極の少なくとも２つ以上を、１つの部材で兼用することも可能である。 It should be noted that the frequency of the sound wave resonating unit 2 as a whole that resonates with or resonates with a sound wave with respect to the natural frequency (frequency) of each member is called a “resonance frequency”. In addition, the configuration of each layer such as the above-described acoustic wave resonator and the piezoelectric layer described later is an example in the present disclosure, and the configuration is omitted by having each configuration serve two or more functions. It can also be configured simply. For example, if quartz or the like is used for the piezoelectric body, at least two of the second base, the conversion unit, and the electrode can be used as a single member.
変換部２２は、平板状の第２基体２１を基板または基盤として、その上に、複数の機能層を積層して形成されている。すなわち、変換部２２は、図１（ｂ）の断面図に示すように、第２基体２１の図示上面側である表面上に、酸化膜層２４、絶縁体層２５、裏面電極層２６および圧電体層２７と、表面電極層としての前述の第２電極２３とを、順次積層して形成されている。 The conversion part 22 is formed by laminating a plurality of functional layers on a flat second base 21 as a substrate or a base. That is, as shown in the cross-sectional view of FIG. 1B, the conversion unit 22 has an oxide film layer 24, an insulator layer 25, a back electrode layer 26, and a piezoelectric layer on the surface of the second base 21 on the upper surface side in the drawing. The body layer 27 and the above-described second electrode 23 as the surface electrode layer are sequentially laminated.
第２基体２１は、図に示すような平板状であり、第１基体１１と同様、金属、無機物または樹脂等のうち、剛性を有するものを構成材料として構成されている。構成材料は、たとえば、金属であれば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）またはチタン（Ｔｉ）等、無機物であればシリコン（Ｓｉ）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）、ガラスまたはセラミックス等、樹脂であれば、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリパラキシレン樹脂、または、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂等を用いることができる。図１の第２基体２１は、シリコン（Ｓｉ）を用いて構成されている。 The second substrate 21 has a flat plate shape as shown in the figure, and is composed of a rigid material among metals, inorganic substances, resins, and the like, like the first substrate 11. The constituent material is, for example, gold (Au), platinum (Pt), or titanium (Ti) if it is a metal, silicon (Si), silicon oxide (SiO 2 ), SOI (Silicon on Insulator) if it is inorganic, For resins such as glass or ceramics, acrylic resin, fluororesin, polyimide resin, epoxy resin, polyparaxylene resin, polyphenylene sulfide (PPS) resin, acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resin, or the like may be used. it can. The second base 21 in FIG. 1 is configured using silicon (Si).
酸化膜層２４は、第２基体２１を加熱処理することにより形成されている酸化物層であり、図示上面側である第２基体２１の表面側に形成されている。第２基体２１の表面側の酸化膜層２４は、裏面電極層２６と第２基体２１とを電気的に絶縁する絶縁層として機能するものである。このように、酸化膜層２４は、第２基体２１がシリコン（Ｓｉ）製の場合、第２基体２１を加熱処理することにより形成される酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる。 The oxide film layer 24 is an oxide layer formed by subjecting the second substrate 21 to heat treatment, and is formed on the surface side of the second substrate 21 that is the upper surface side in the drawing. The oxide film layer 24 on the front surface side of the second base 21 functions as an insulating layer that electrically insulates the back electrode layer 26 and the second base 21. Thus, when the second substrate 21 is made of silicon (Si), the oxide film layer 24 is made of silicon oxide (SiO 2 ) formed by heating the second substrate 21.
なお、酸化膜層２４は、図示下面側である第２基体２１の裏面側にも形成されている。第２基体２１の裏面側の酸化膜層２４は、第２基体２１を形成する際のエッチング用マスク（エッチングのストップ層）として機能するものである。また、酸化膜層２４は、図示のように、第１基体１１の先端部１１ａまで連続していてもよい。 The oxide film layer 24 is also formed on the back surface side of the second base 21 which is the lower surface side in the drawing. The oxide film layer 24 on the back surface side of the second base 21 functions as an etching mask (etching stop layer) when the second base 21 is formed. Further, the oxide film layer 24 may continue to the tip 11a of the first base 11 as shown in the figure.
絶縁体層２５は、第２電極２３と裏面電極層２６との間を電気的に絶縁するものであり、前述の絶縁体層１２と同様、ＣＶＤ法等により形成された、酸化シリコン（ＳｉＯ２）を含む酸化膜、または、窒化シリコン（ＳｉＮ）を含む窒化膜等の絶縁膜からなる。なお、絶縁体層２５は、後記の圧電体層２７を挟んで、図示左右に形成されている。 The insulator layer 25 electrically insulates between the second electrode 23 and the back electrode layer 26, and, like the insulator layer 12, the silicon oxide (SiO 2) formed by the CVD method or the like. ) Or an insulating film such as a nitride film containing silicon nitride (SiN). The insulator layer 25 is formed on the left and right sides of the figure with a piezoelectric layer 27 described later interposed therebetween.
裏面電極層２６、および、表面電極である第２電極２３は、後記の圧電体層２７を上下に挟むように配設されており、前述の第１電極１３と同様、蒸着等により形成された、金（Ａｕ）または白金（Ｐｔ）等の金属膜からなる。そのうち、変換部２２の最表面でかつ上面に位置する第２電極２３は、図示左側で蝸牛の内壁側の第３電極３３から、神経刺激用の第１電極１３まで延設されている。 The back electrode layer 26 and the second electrode 23, which is a front electrode, are arranged so as to sandwich a piezoelectric layer 27, which will be described later, and formed by vapor deposition or the like, similar to the first electrode 13 described above. It consists of a metal film such as gold (Au) or platinum (Pt). Among them, the second electrode 23 located on the uppermost surface and the upper surface of the converter 22 extends from the third electrode 33 on the inner wall side of the cochlea on the left side in the drawing to the first electrode 13 for nerve stimulation.
圧電体層２７は、湾曲した際に圧電効果によって電荷を生じる圧電材料からなる膜状の層である。圧電材料としては、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛またはポリフッ化ビニリデン等が用いられる。 The piezoelectric layer 27 is a film-like layer made of a piezoelectric material that generates an electric charge by a piezoelectric effect when it is bent. As the piezoelectric material, barium titanate, lead zirconate titanate, polyvinylidene fluoride, or the like is used.
以上の構成の変換部２２は、蝸牛内に到来した音波と共鳴または共振する、予め決められた共振周波数を有する。 The converter 22 having the above configuration has a predetermined resonance frequency that resonates or resonates with the sound wave that has entered the cochlea.
そして、第２基体２１の下側に配設された調節錘部２１ａは、上述の変換部２２の共振周波数を調節するために設けられているものである。調節錘部２１ａは、シリコン（Ｓｉ）、ガラス、セラミックス等を用いて、たとえば中実の直方体等に形成されている。調節錘部２１ａと、第２基体２１，第３基体３１，支持部２１ｂ等とは、同じ材料であってもよいし、それぞれが異なる材料であっても良い。支持部２１ｂと調節錘部２１ａとが同じ材料、たとえばシリコン（Ｓｉ）で同じ厚みであれば、Ｓｉ深掘加工（ドライエッチング）により一度に形成することができ、加工プロセスが簡単になる。 And the adjustment weight part 21a arrange | positioned under the 2nd base | substrate 21 is provided in order to adjust the resonance frequency of the above-mentioned conversion part 22. FIG. The adjustment weight portion 21a is formed in, for example, a solid rectangular parallelepiped using silicon (Si), glass, ceramics, or the like. The adjustment weight portion 21a, the second base 21, the third base 31, the support 21b, and the like may be the same material or different materials. If the support portion 21b and the adjustment weight portion 21a are made of the same material, for example, silicon (Si) and have the same thickness, they can be formed at a time by Si deep digging (dry etching), and the machining process is simplified.
なお、調節錘部２１ａの形状、大きさや質量等は、目標とする共振周波数に対応して適宜設定される。また、調節錘部２１ａは、設けなくてもよい。 Note that the shape, size, mass, and the like of the adjustment weight portion 21a are appropriately set according to the target resonance frequency. Moreover, the adjustment weight part 21a does not need to be provided.
つぎに、可撓性板状部３は、第３基体３１と、絶縁体層３２と、絶縁体層３２の上に積層された第３電極３３とからなり、図１（ｂ）に示すように、屈曲または折れ曲がり可能に形成されている。 Next, the flexible plate-like portion 3 includes a third base 31, an insulator layer 32, and a third electrode 33 laminated on the insulator layer 32, as shown in FIG. 1 (b). In addition, it is formed so that it can be bent or bent.
第３基体３１は、第１基体１１，第２基体２１と一体に形成されており、これらと同じ構成材料からなる。すなわち、第３基体３１は、金属、無機物または樹脂等のうち、剛性を有するものを構成材料として構成されている。構成材料は、たとえば、金属であれば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）またはチタン（Ｔｉ）等、無機物であればシリコン（Ｓｉ）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）、ガラスまたはセラミックス等、樹脂であれば、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリパラキシレン樹脂、または、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂等を用いることができる。図１の第３基体３１は、シリコン（Ｓｉ）を用いて構成されている。 The third base 31 is formed integrally with the first base 11 and the second base 21 and is made of the same constituent material as these. In other words, the third base 31 is composed of a metal, an inorganic substance, a resin, or the like that has rigidity. The constituent material is, for example, gold (Au), platinum (Pt), or titanium (Ti) if it is a metal, silicon (Si), silicon oxide (SiO 2 ), SOI (Silicon on Insulator) if it is inorganic, For resins such as glass or ceramics, acrylic resin, fluororesin, polyimide resin, epoxy resin, polyparaxylene resin, polyphenylene sulfide (PPS) resin, acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resin, etc. may be used. it can. The third base 31 in FIG. 1 is configured using silicon (Si).
また、絶縁体層３２は、第３基体３１と第３電極３３との間を電気的に絶縁するものであり、絶縁体層１２と同様、ＣＶＤ法等により形成された、酸化シリコン（ＳｉＯ２）を含む酸化膜、または、窒化シリコン（ＳｉＮ）を含む窒化膜等の絶縁膜からなる。 The insulator layer 32 electrically insulates between the third base 31 and the third electrode 33. Like the insulator layer 12, the insulator layer 32 is formed by silicon oxide (SiO 2). ) Or an insulating film such as a nitride film containing silicon nitride (SiN).
第３電極３３は、第１電極１３と第２電極２３とを導通させるように形成されている。第３電極３３を構成する導電体層は、蒸着等により形成された、金（Ａｕ）または白金（Ｐｔ）等の金属膜からなる。 The third electrode 33 is formed to connect the first electrode 13 and the second electrode 23. The conductor layer constituting the third electrode 33 is made of a metal film such as gold (Au) or platinum (Pt) formed by vapor deposition or the like.
以上の構成の人工聴覚器によれば、可撓性を有する板状部３を屈曲させたり伸ばしたりすることにより、蝸牛への挿入前の、蝸牛埋植部が折り畳まれた収納形態１Ｙと、蝸牛への挿入後の、蝸牛埋植部と可撓性板状部３とがまっすぐに延びる埋植準備形態１Ｘとを、簡単に切り替えて実現することができる。 According to the artificial hearing device having the above configuration, the storage form 1Y in which the cochlear implant part is folded before being inserted into the cochlea by bending or extending the flexible plate-like part 3; After insertion into the cochlea, the cochlear implantation part and the implant preparation form 1X in which the flexible plate-like part 3 extends straight can be easily switched and realized.
なお、上記で説明した蝸牛埋植部１と、音波共振部２と、可撓性板状部３と、調節錘部２１ａおよび支持部２１ｂとは、形状の一例であり、蝸牛の鼓室階の内部形状や性能の要求等により、適宜変更することができる。 The cochlear implant part 1, the sound wave resonance part 2, the flexible plate-like part 3, the adjustment weight part 21 a and the support part 21 b described above are examples of shapes, It can be appropriately changed depending on the internal shape and performance requirements.
つぎに、前述の蝸牛埋植部１、音波共振部２および可撓性板状部３からなる、実施形態の人工聴覚器を、蝸牛内に埋植および配設する方法について説明する。 Next, a method for implanting and disposing the artificial hearing instrument of the embodiment, which includes the cochlear implantation part 1, the sound wave resonance part 2, and the flexible plate-like part 3, in the cochlea will be described.
まず、人工聴覚器を配設する耳の基本構造を図５（ａ）に、内耳の蝸牛の基本構造を図５（ｂ）に示す。なお、これら基本的な耳の構造は、各部位の名称に符号を付して、各構成の詳細な説明は省略する。 First, FIG. 5 (a) shows the basic structure of the ear in which the artificial hearing device is disposed, and FIG. 5 (b) shows the basic structure of the cochlea of the inner ear. Note that, in these basic ear structures, reference numerals are given to the names of the respective parts, and detailed descriptions of the respective structures are omitted.
図５（ａ）において、聴覚を司る感覚器である耳は、外耳１００、中耳２００および内耳３００に分けられる。耳の外で発生した音波は、外耳道１０１から鼓膜１０２に導かれ、鼓膜１０２を振動させ、その音波振動は、耳小骨２０１を通じて、蝸牛３０１の内部へ伝えられる。 In FIG. 5A, the ear that is a sensory organ that controls hearing is divided into an outer ear 100, a middle ear 200, and an inner ear 300. A sound wave generated outside the ear is guided from the ear canal 101 to the eardrum 102 and vibrates the eardrum 102, and the sound wave vibration is transmitted to the inside of the cochlea 301 through the ear ossicle 201.
蝸牛３０１は約２回転半巻の管状である。その内部は、図５（ｂ）に示すように、前庭階３０２、中央階３０３および鼓室階３０４の３つの領域に分けられ、各領域は、リンパ液で満たされている。前庭階３０２と中央階３０３とは、ライスネル膜３０５により仕切られ、中央階３０３と鼓室階３０４とは、基底膜３０６により仕切られている。 The cochlea 301 has a tubular shape of about two and a half turns. As shown in FIG. 5B, the interior is divided into three areas, a front yard floor 302, a central floor 303, and a tympanic floor 304, and each area is filled with lymph. The vestibular floor 302 and the central floor 303 are partitioned by the Ricenell film 305, and the central floor 303 and the tympanic floor 304 are partitioned by the basement film 306.
基底膜３０６は、伝播した音波によって振動し、その振動を受けて、基底膜３０６上にある内有毛細胞３０７が屈曲する。内有毛細胞３０７は、蓋膜３０８との相対的な運動により変形して、電位変動を生ずる。蝸牛３０１の各部分で刺激（電位変動）を受けた聴神経節であるラセン神経節細胞３０９の束は、蝸牛３０１において生じた電気信号を脳へ伝え、大脳皮質に至った際には、様々な周波数成分を有する複合音として認識される。 The basement membrane 306 is vibrated by the propagated sound wave, and the inner hair cells 307 on the basement membrane 306 are bent by receiving the vibration. The inner hair cell 307 is deformed by a relative movement with the cap membrane 308 to generate a potential fluctuation. A bundle of helical ganglion cells 309, which are auditory ganglia that have been stimulated (potential fluctuations) in each part of the cochlea 301, transmit electrical signals generated in the cochlea 301 to the brain, and when they reach the cerebral cortex, It is recognized as a complex sound having a frequency component.
図２は、前述の収納形態の人工聴覚器を、蝸牛３０１内に挿入した状態を示す図である。人工聴覚器は、まず、内耳への挿入前である施術前に、この図２に示すように、蝸牛埋植部１Ｙを折り畳んだ状態で、その周囲に、形態を保持するための円筒形のカバーＣが嵌め入れられ、蝸牛埋植部１Ｙを、所定の切り込みＣａを有するカバーＣ内に収容した収納形態とされる。なお、円筒形のカバーＣは、傷付き防止用の保護部材の一例である。 FIG. 2 is a diagram showing a state in which the artificial hearing device having the above-described storage configuration is inserted into the cochlea 301. As shown in FIG. 2, the artificial hearing instrument has a cylindrical shape for holding the form around the cochlear implant 1Y before being inserted into the inner ear, as shown in FIG. The cover C is fitted, and the cochlear implant 1Y is housed in a cover C having a predetermined cut Ca. The cylindrical cover C is an example of a protective member for preventing scratches.
なお、この時、図のように、カバーＣ内に収容した人工聴覚器の支持部２１ｂに、収納形態の人工聴覚器の、蝸牛３０１内への挿入を支援およびガイドするピンセットＰを取り付けておいてもよい。ピンセットＰは、把持具であり、ガイド部材の一例でもある。 At this time, as shown in the figure, tweezers P for supporting and guiding insertion of the artificial hearing device in the storage form into the cochlea 301 is attached to the support portion 21b of the artificial hearing device housed in the cover C. May be. The tweezers P is a gripping tool and is also an example of a guide member.
また、蝸牛３０１内における、人工聴覚器を挟んで図示左側の埋植予定位置とは反対側の位置である図示右側には、後記する蝸牛埋植部１押し込みまたは埋め込み用のバルーンＢが配設される。バルーンＢは、電極押圧支援部材の一例である。 In addition, a cochlear implant 1 push-in or implanting balloon B, which will be described later, is disposed on the right side of the cochlea 301 on the right side of the cochlea 301 opposite to the planned implantation position on the left side of the artificial hearing instrument. Is done. Balloon B is an example of an electrode pressing support member.
そして、図２の蝸牛３０１内への挿入後の状態で、前述のカバーＣを周方向に回転させ、その切り込みＣａを蝸牛埋植部１Ｙの位置と一致させることより、可撓性板状部３が元の直線状に戻ろうとする力、すなわち復元力または反発力によって、このカバーＣにより屈曲状態に押えられていた蝸牛埋植部１Ｙが元のまっすぐな状態に戻り、図３に示すように、蝸牛埋植部１ＸがカバーＣの切り込みＣａから突出する、埋植準備形態となる。 And in the state after insertion in the cochlea 301 of FIG. 2, the above-mentioned cover C is rotated in the circumferential direction, and the notch Ca is made to coincide with the position of the cochlear implant part 1Y, so that the flexible plate-like part As shown in FIG. 3, the cochlear implant 1Y, which has been held in a bent state by the cover C, returns to its original straight state due to the force of 3 to return to the original straight line, that is, the restoring force or the repulsive force. In addition, the cochlear implant 1X projects from the notch Ca of the cover C to provide an implant preparation form.
なお、この時、先に述べたピンセットＰは、人工聴覚器を、埋植に最適な所定位置に誘導してその位置を固定する、埋植支援ガイドとしての役割りを果たす。 At this time, the tweezers P described above serves as an implantation support guide for guiding the artificial hearing instrument to a predetermined position optimum for implantation and fixing the position.
ついで、図３に示すように、人工聴覚器が、蝸牛３０１内において、カバーＣの切り込みＣａから突出する蝸牛埋植部１が音波共振部２から蝸牛内壁の埋植予定位置に向かってまっすぐに延びる埋植準備形態になったら、前述のバルーンＢ内に、バルーン膨張用の液体を送給して、このバルーンＢを展開させる。 Next, as shown in FIG. 3, the cochlear implant 1 in the cochlea 301 has a cochlear implant 1 protruding from the notch Ca of the cover C straight from the acoustic resonance unit 2 toward the planned implantation position on the inner wall of the cochlea. If it becomes the extended implantation preparation form, the liquid for balloon inflation will be supplied in the above-mentioned balloon B, and this balloon B will be expand | deployed.
なお、バルーンＢの展開中も、前述のピンセットＰは、蝸牛埋植部１の先端部１１ａを、埋植予定位置に誘導して案内する、埋植支援ガイドとしての役割りを果たす。 Even during the deployment of the balloon B, the tweezers P described above serve as an implantation support guide that guides and guides the distal end portion 11a of the cochlear implantation portion 1 to the planned implantation position.
図４は、バルーンＢの展開が終了して、人工聴覚器の蝸牛埋植部１の埋植が完了した状態を示す図である。上記のようにして、実施形態の人工聴覚器は、内耳を通って人工聴覚器を蝸牛３０１まで挿入する際、および、蝸牛３０１内における埋植作業時にも、埋植対象部位以外の部分を傷付けたりすることなく、人工聴覚器を、所定位置に安全に埋植することができる。 FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which the deployment of the balloon B is completed and the cochlear implantation unit 1 of the artificial hearing instrument is completely implanted. As described above, when the artificial hearing device of the embodiment is inserted into the cochlea 301 through the inner ear and during the implantation operation in the cochlea 301, the portion other than the implantation target site is damaged. The artificial hearing device can be safely implanted at a predetermined position without any trouble.
なお、把持具等の、埋植支援ガイド部材としてのピンセットＰは、薄く壊れ易い変換部２２を避けて、強度の高い支持部２１ｂに取り付けられる。また、ピンセットＰは、前述の支持部２１ｂの一部を把持可能な形状であれば、その機構や形状は特に限定されない。ピンセットＰは、蝸牛３０１挿入後、いつの段階で取り外してもよく、聴音の邪魔にならない場合には、蝸牛３０１内に残置もしくは留置しておいてもよい。 Note that the tweezers P as the implantation support guide member such as a gripping tool is attached to the support portion 21b having high strength, avoiding the thin and fragile conversion portion 22. Further, the mechanism and shape of the tweezers P are not particularly limited as long as the tweezers P have a shape capable of gripping a part of the support portion 21b. The tweezers P may be removed at any stage after the cochlea 301 is inserted, and may be left or left in the cochlea 301 if it does not interfere with the listening sound.
また、内壁等の傷付き防止用の保護部材としてのカバーＣは、ある程度剛性を有するシリコン（Ｓｉ）、チタン合金、または生体吸収性のあるマグネシウム合金や、厚みが厚く剛性を有するポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などを、素材として形成されている。その形状は、特に限定はされないが、たとえば、スリットの入った円筒形がよい。スリットは１本に限らず、蝸牛のらせん形状に合わせて、長手方向に曲線を有するものがよい。スリットでなく、折り込まれた蝸牛埋植部が可動できる範囲で窓穴を開けた形状でもよい。なお、カバーＣは、蝸牛内に残置または留置可能であるが、聴力伝達状態に変化が生じることが懸念される。そのため、生体吸収性のある、マグネシウム合金等で構成するのがよい。 Further, the cover C as a protective member for preventing scratches on the inner wall or the like is made of silicon (Si), titanium alloy, bioabsorbable magnesium alloy having a certain degree of rigidity, or polyvinylidene fluoride having a large thickness and rigidity (such as polyvinylidene fluoride). PVDF) or the like is formed as a material. Although the shape is not particularly limited, for example, a cylindrical shape with a slit is preferable. The slit is not limited to one, but preferably has a curve in the longitudinal direction according to the helical shape of the cochlea. The shape which opened the window hole in the range which can move the folded cochlear implantation part instead of a slit may be sufficient. In addition, although the cover C can be left or left in the cochlea, there is a concern that the hearing transmission state may change. For this reason, it is preferable to use a bioabsorbable magnesium alloy or the like.
また、蝸牛埋植部１押し込み用の、電極押圧支援部材としてのバルーンＢを構成する素材としては、たとえば、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリプロラクトンおよびその共重合体などの生分解性ポリマーや、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などを使用することができる。その形状は、特に限定はされないが、たとえば、径または太さの変わらない筒状や、押し込み部分のみ径が広くなっている筒状等がよい。なお、バルーンＢは、前述のポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリプロラクトンおよびその共重合体は生分解性ポリマー製であれば、時間が経てば溶解されてなくなるため、そのまま蝸牛内に残置または留置してもよい。生分解性ポリマーでないポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等からなるものは、蝸牛埋植部の押し込み後、蝸牛内から除去する方がよい。 In addition, as a material constituting the balloon B as the electrode pressing support member for pushing the cochlear implant 1, for example, biodegradable polymers such as polylactic acid, polyglycolic acid, polyprolactone and copolymers thereof, Polyvinylidene fluoride (PVDF) or the like can be used. Although the shape is not particularly limited, for example, a cylindrical shape whose diameter or thickness does not change, a cylindrical shape whose diameter is wide only at the pushing portion, and the like are preferable. Balloon B is left as it is or left in the cochlea because the above-mentioned polylactic acid, polyglycolic acid, polyprolactone and its copolymer are made of biodegradable polymer and will not dissolve over time. May be. What consists of polyvinylidene fluoride (PVDF) etc. which are not biodegradable polymers is better to remove from the cochlea after the cochlear implant part is pushed in.
なお、バルーンＢ膨張用の液体としては、水（純水），生理食塩水，リンゲル液，リンパ液同等品等を使用することができる。なかでも、生理食塩水またはリンゲル液が、好適に用いられる。 As the liquid for inflating the balloon B, water (pure water), physiological saline, Ringer's solution, lymph fluid equivalent product, and the like can be used. Of these, physiological saline or Ringer's solution is preferably used.
本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.
１ 蝸牛埋植部
１Ｘ 蝸牛埋植部（埋植準備形態）
１Ｙ 蝸牛埋植部（収納形態）
１１ 第１基体
１１ａ 先端部
１１ｂ 基端部
１２ 絶縁体層
１３ 第１電極（神経刺激用電極）
２ 音波共振部
２１ 第２基体
２１ａ 調節錘部
２１ｂ 支持部
２２ 変換部
２３ 第２電極
２７ 圧電体層
３ 可撓性板状部
３１ 第３基体
３２ 絶縁体層
３３ 第３電極
Ｂ バルーン
Ｃ カバー
Ｃａ 切り込み
Ｐ ピンセット
1 Cochlear implantation part 1X Cochlear implantation part (embedding preparation form)
1Y Cochlear implant (storage form)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 1st base | substrate 11a Tip part 11b Base end part 12 Insulator layer 13 1st electrode (electrode for nerve stimulation)
2 Sound Resonance Unit 21 Second Substrate 21a Adjustment Weight Unit 21b Support Unit 22 Conversion Unit 23 Second Electrode 27 Piezoelectric Layer 3 Flexible Plate-shaped Part 31 Third Base 32 Insulator Layer 33 Third Electrode B Balloon C Cover Ca Notch P tweezers
Claims (4)
蝸牛埋植部と、音波共振部と、前記蝸牛埋植部と前記音波共振部との間を繋ぐ可撓性板状部と、を備え、
前記蝸牛埋植部は、聴神経刺激用の第１電極と、前記第１電極を支持する、前記可撓性板状部より剛性の高い第１基体と、を含み、
前記音波共振部は、固有の振動数を有する第２基体と、前記第２基体の振動を電気信号に変換する変換部と、該変換部と電気的に接続される第２電極と、を含み、
前記可撓性板状部は、前記第１基体と前記第２基体との間に配設された第３基体と、前記第１電極と前記第２電極とを電気的に接続する第３電極と、を含み
蝸牛への挿入前には、前記可撓性板状部の屈曲により前記蝸牛埋植部が前記音波共振部に近づくよう折り畳まれた収納形態であり、
蝸牛への挿入後には、前記可撓性板状部の屈曲が解消されて、前記蝸牛埋植部が前記音波共振部から蝸牛内壁の埋植予定位置に向かって直線状に延びる埋植準備形態に、形態変化が可能である、人工聴覚器。 An artificial hearing device that converts sound waves that reach the cochlea of the inner ear into electrical signals and transmits them to the auditory nerve,
A cochlear implant, a sonic resonator, and a flexible plate-like portion connecting the cochlear implant and the sonic resonator,
The cochlear implant includes a first electrode for auditory nerve stimulation and a first base that supports the first electrode and is more rigid than the flexible plate-shaped part,
The acoustic wave resonance unit includes a second base having a specific frequency, a conversion unit that converts vibration of the second base into an electrical signal, and a second electrode that is electrically connected to the conversion unit. ,
The flexible plate-shaped portion includes a third base disposed between the first base and the second base, and a third electrode that electrically connects the first electrode and the second electrode. And before insertion into the cochlea, the cochlear implant part is folded so as to approach the sound wave resonance part by bending of the flexible plate-like part,
After insertion into the cochlea, the bending of the flexible plate-like part is eliminated, and the cochlear implant part extends linearly from the sound wave resonance part toward the planned implant position on the inner wall of the cochlea In addition, an artificial hearing instrument that can change its form.
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