KR200449559Y1 - 인공와우용 음향처리기 및 이를 포함하는 인공와우 - Google Patents

Abstract

본 고안은 상기 케이스 내에 장착되며, 음성 신호를 전기적인 신호로 변환하는 신호처리부와, 상기 신호처리부에 전원을 공급하는 외부의 전원공급장치와 연결하기 위한 케이블을 포함하며, 상기 케이스의 일면에는 액체 유동 배출로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 인공와우용 음향처리기를 제공한다. 상기 배출로는 케이스 중심으로부터 외곽으로 방사상으로 형성되거나 나선형으로 형성될 수 있다. 본 고안에 따르면, 인공와우의 외부 장치인 음향처리기를 장시간 착용하는 경우에도 착용성이 뛰어나고, 외부 장치와 피부 사이의 접촉 상태를 안정하게 유지할 수 있다.

인공와우, 음향처리기, 착용성, 액체 유동 배출로

Description

인공와우용 음향처리기 및 이를 포함하는 인공와우{SOUND PROCESSING UNIT AND COCHLEAR IMPLANT HAVING THE SAME}

본 고안은 인공달팽이관장치(이하, 인공와우)에 관한 것으로, 상세하게는 착용성이 개선되고 청력 보조 성능이 향상된 인공와우용 음향처리기에 관한 것이다.

귀는 외이, 중이, 내이로 구성된다. 소리는 공기의 진동을 통해 외이로부터 중이의 고막에 전달된 후 이소골(auditory ossicles)의 진동으로 와우의 난원창(oval window)에 전달되며, 와우 내의 유체의 진동을 통해 코티(corti) 기관에서 전기 신호를 만들어 낸다.

코티 기저막(tectorial membrane)의 움직임은 유모세포(hair cell)에서 수용기 전위(receptor potential)를 발생시키고 이 전위가 수상돌기(dendrite)를 통해 나선신경절(spiral ganglion)에 전달된다. 나선신경절의 신호는 청신경의 뉴런을 자극하여 최종적으로 대뇌에 전달된다. 청각 손실이 되는 경우 와우 내의 유모세포에 문제가 생기는 경우가 많은데 이 경우 유모 세포가 발생시키는 전기 신호를 외부에서 제공하면 소리를 인식할 수 있다. 이러한 사실로부터 체내 이식 가능한 인공와우(인공달팽이관장치)가 개발되었다.

인공와우이식은 고도 난청 환자에게 전기자극을 이용하여 잔존하는 청신경을 자극함으로써 소리를 감지할 수 있게 해주는 와우이식기를 환자의 와우에 이식하는 것이다. 인공와우는 보청기를 써도 도움을 받지 못하는 양측 고도 난청 환자들에게 유용한 청력을 제공하며, 현재까지 개발된 신경보조장치중 가장 성공적인 것으로 평가받고 있다.

인공와우는 1984년 미국식품의약청(FDA)에 의해 승인된 이래 최근 전세계적으로 그 적용범위가 확대되고 있으며 다중 채널(multi-channel)형 인공와우가 제안된 바 있다. 다중 채널형 인공와우는 와우의 특정 위치에 맵핑(mapping)되어 있는 특정 주파수 신호를 개별적으로 제공하기 위하여 복수의 전극을 필요로 한다. 손상된 유모 세포 아래에 있는 수상돌기들에 각 주파수 성분에 맞는 전극 신호를 개별적으로 전달한다.

인공와우는 체내이식장치와 외부 장치로 구성될 수 있는데, 외부 장치는 피부에 근접하여 배치시킴으로써 체내이식장치에 소리 신호를 전달한다. 인공와우의 특성은 음향처리기의 성능에 크게 좌우될 수 있는데, 체내이식장치와 달리, 음향처리기는 난청환자의 피부에 접촉되거나 귀나 옷에 거는 방식으로 외부에 노출되기 때문에 환자에게 심리적으로 부담을 주며, 착용 상태 등에 따라 환자의 활동성을 제약할 수 있다.

특히, 마그넷을 사용하여 체내이식장치와 외부 장치를 비접촉식으로 피부에 부착하는 경우에 외부 장치가 피부에 장시간 부착되는 경우 피부의 민감성에 영향을 줄 수 있고, 피부에서 발생하는 땀 등의 수분이 배출되기 어려워 인공와우를 착 용하는 난청환자에게 이중의 고통을 안길 수 있다.

본 고안은 전술한 기술적 배경하에서 창안된 것으로서, 착용감이 향상되고 착용시 활동성을 증진시킨 인공와우를 제공하는데 목적이 있다.

본 고안의 다른 목적은 땀 등의 액체가 배출되기 용이하고, 공기 등의 유동이 자유로워 착용시 피부 민감성을 완화시킬 수 있는 인공와우용 음향처리기를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 상기 케이스 내에 장착되며, 음성 신호를 전기적인 신호로 변환하는 신호처리부와, 상기 신호처리부에 전원을 공급하는 외부의 전원공급장치와 연결하기 위한 케이블을 포함하며, 상기 케이스의 일면에는 액체 유동 배출로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 인공와우용 음향처리기를 제공한다.

상기 배출로는 케이스 중심으로부터 외곽으로 방사상으로 형성되거나 나선형으로 형성될 수 있다. 상기 배출로는 케이스 중심으로부터 외곽 방향으로 폭이 증가하는 형태로 형성될 수 있다. 또한, 상기 케이스 일면에는 다수의 엠보싱이 형성되어 액체의 유동이 가능하도록 할 수 있다.

상기 케이스의 다른 면에는 돌출부가 형성되어 있고, 이 돌출부의 양 측면에 마이크가 노출되도록 할 수 있으며, 상기 마이크는 지향성인 것이 바람직하다.

상기 케이스 표면에는 외부의 유무선 전자기기의 신호를 수신하는 연결 단자가 형성될 수 있다. 또한, 본 고안의 음향처리기는 인체 내에 이식된 전기적 자극 발생 장치와의 비접촉식 결합을 위한 마그넷을 더 포함할 수 있다.

본 고안에 따르면, 인공와우의 외부 장치인 음향처리기를 장시간 착용하는 경우에도 착용성이 뛰어나고, 외부 장치와 피부 사이의 접촉 상태를 안정하게 유지할 수 있다. 또한, 피부에서 발생하는 땀 등의 수분이 외부로 배출되기 용이하고 공기의 순환이 자유로워 인공와우의 음향처리기 착용으로 인한 피부 민감성을 완화시킬 수 있다. 본 고안 인공와우용 음향처리기는 난청환자의 체내에 이식되는 전기 자극 장치의 종류에 상관없이 다양한 모델에 적용될 수 있으며, 케이스 형태를 변화시킴으로써 패션성이 뛰어난 장신구 기능을 더할 수 있다.

인공와우는 일반적인 보청기와 달리 외부 장치인 음향처리기(sound processing unit)와 더불어 체내이식장치(internal receiving unit)를 포함하며, 음향처리기는 별도의 고정 수단에 의하여 인체에 고정되거나 체내이식장치와 자기력에 의한 비접촉식으로 고정될 수도 있다.

도 1은 시술된 인공와우의 예를 보인 것이다. 외이(300) 안의 이도(310) 내부에 체내이식장치(100)가 이식되어 있다. 체내이식장치의 기준전극(120b)은 수신부(110)에 인접하여 이도 피부(330)에 삽입되어 있고, 활성전극(120a)은 이도 피부(330)와 귀뼈(320) 사이의 미세 틈을 통하여 중이(350)의 고막(340)을 거쳐 와 우(360)에 까지 연장되어 있다. 상기 활성전극(120a)의 끝단은 와우(360)의 나선신경절(365)과 접촉하도록 연결된다.

도 2는 상기 체내이식장치를 보인 모식도이다. 체내이식장치는(100)는 외부 신호를 무선으로 수신하는 수신부(110)와 전극부로 구성되며, 전극부는 단일 전극으로된 활성전극(120a)과 기준전극(120b)으로 구성된다. 상기 활성전극(120a)은 두께가 서로 다른 영역으로 구성될 수 있다. 상기 체내이식장치(100) 내부에는 전기적 신호를 수신하기 위한 코일(미도시)과 외부 장치와의 자기력에 의한 비접촉식 결합을 위한 마그넷(미도시)이 포함될 수 있다.

도 3은 본 고안에 따른 인공와우의 구성 요소간의 신호 처리 상태를 모식적으로 도시한 것이다. 음향처리기(200)와 체내이식장치(100)는 마그넷(260, 114)에 의하여 비접촉으로 결합되며, 상호 간에 무선으로 신호를 송수신한다(I). 반면, 체내이식장치(100)는 와우에 직접적으로 전기적 자극을 전달한다(II).

도 4는 본 고안의 인공와우의 외부 장치인 음향처리기(200)의 일실시예를 도시한 것이다. 케이스(210)의 내부에는 각종 신호처리부가 장착되어 있고, 케이스 일측에는 전원공급부(미도시)로부터 전원을 공급받기 위한 케이블(212)이 연결되어 있다.

상기 케이블은 전원공급부가 내장되어 있는 다른 전자기기, 예를 들어 MP3 플레이어, 무선 라디오, 휴대용 전화기, PDA, 기타 전자기기와 연결될 수도 있다.

상기 케이스의 일면에는 돌출부(213)가 형성되고 이 돌출부의 양측면으로 마이크(222)가 노출되도록 할 수 있다. 상기 마이크(222)는 지향성 마이크를 사용함 으로써 불필요한 소음을 억제하여 난청환자의 청력을 더욱 효과적으로 보조할 수 있다.

상기 케이스의 일측면에는 볼륨 조절부(220)가 노출되어 있고, 모드 전환 스위치(214)가 상기 돌출부에 배치되어 있다. 상기 모드 전환 스위치와 볼륨 조절부의 위치는 도시된 바와 달리 변경될 수 있다.

인공와우 외부 장치인 음향처리기는 체내이식장치와 자기력에 의한 비접촉식 고정에 의하여 난청환자의 (예를 들어 귀 뒷 부분 등의) 피부 표면에 접촉된 상태로 착용되거나, 별도의 보조 기구를 통해 귀에 착용할 수 있는데, 장시간 착용에 따른 피부 손상이 문제될 수 있다.

또한, 음향처리기를 피부에 부착되도록 착용하는 경우에 음향처리기와 피부 간의 접촉으로 인하여 피부로부터 발생되는 땀이 원활히 배출되지 못하고 음향처리기와 피부 사이에 막을 형성하여 음향처리기의 안정적인 접촉을 방해할 수도 있다. 뿐만 아니라, 공기 흐름이 차단되어 착용감이 악화되고 인공와우 사용에 대한 거부감이 커질 수 있다.

본 고안에서는 음향처리기의 케이스 외부 표면 중 인체의 피부와 접촉하는 면에서 (땀 등의) 액체 유동이 원활하고 액체가 외부로 배출될 수 있을 뿐만 아니라, 공기의 유동이 자유로운 유로를 형성하였다.

도 5를 참조하면, 케이스의 배면(211)(피부 접촉면)에 액체 유동을 위한 배출로 내지 공기의 자유로운 유동을 위한 유로가 형성된 것을 볼 수 있다.

상기 액체 유동 배출로(내지 공기 유로)는 케이스 표면의 일부(211a)를 돌 출되도록 형성하거나 또는 케이스 표면의 일부(211b)를 만입되도록 형성하여 구현할 수 있을 것이다. 상기 돌출된 일부(211a) 또는 만입된 일부(211b)를 폭이 점진적으로 확장되도록 형성하여 액체 또는 공기의 유동을 극대화시킬 수 있다. 상기 배출로 내지 유로는 방사상으로 형성하거나 나선형 또는 장방형 등의 패턴으로 형성할 수도 있다.

음향처리기가 피부와 접촉된 상태에서도 피부에서 발생되는 땀이 상기 배출로를 통해 외부로 배출될 수 있어 음향처리기의 착용감을 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 배출로에 공기가 유입되거나 통과함으로써 자연스럽게 수분 등이 증발하여 보다 쾌적한 음향처리기 착용감을 유지시킬 수 있다.

도 6 및 7은 본 고안의 인공와우용 음향처리기 내부에 장착되는 구성품들을 도시한 것이다. PCB 형태의 전자회로부(224)에는 음성 신호를 전기 신호로 변화시키고 이 신호를 변조하거나 볼륨 및 음성 모드를 변경하는 회로들이 구성될 수 있다. 신호 송신용 코일(225)은 전자회로부 하부에 배치될 수 있고, 체내이식장치와의 비접촉식 결합을 위한 마그넷(226)이 코일 내부에 배치될 수 있다.

상기 전자회로부(224)는 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 신호처리부, 변조부 등을 포함할 수 있는데, 외부의 음성 신호 등을 전기적으로 변환하고 변조하여 코일 등의 송신부를 통해 체내이식장치에 전자기적 신호를 전송하는 역할을 한다.

전자회로부 상면에는 볼륨 조절부(220), 외부 전자 기기와의 연결을 위한 단자(221), 마이크(22) 등이 배치될 수 있다.

도 8은 본 고안의 다른 실시예로서 음향처리기 배면(230)(피부 접촉면)의 유로 패턴 형태가 다르게 형성된 예를 보이고 있다. 방사상으로 형성된 유로 패턴은 음향처리기(230) 상부 표면(231a)의 일부분을 만입되도록 유로(231b)를 형성하여 액체 또는 공기의 유동이 가능하도록 한 것이다.

본 고안에 있어서, 음향처리기 표면, 특히 피부와 접촉하는 면은 피부와의 정합성이 우수한 실리콘 계열의 물질로 형성하거나, 인체 친화적 물질을 코팅할 수도 있을 것이다.

도 9 및 도 10은 본 고안의 또 다른 실시예로서 음향처리기 배면(240)(피부 접촉면)에 복수의 엠보싱(241a) 내지 돌기들이 형성되어 엠보싱이 형성되지 않은 다른 부분(241b)이 공기나 액체의 유동을 위한 통로로서 작용할 수 있다. 상기 엠보싱은 쿠션감이 있도록 탄성 물질로 형성할 수도 있을 것이다.

이상에서 바람직한 실시예들을 참조하여 본 고안을 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 고안의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다.

도 1은 인공와우가 이식된 상태를 보인 모식도.

도 2는 인공와우의 체내이식장치의 일례를 보인 모식도.

도 3은 인공와우의 구성 요소간의 신호 처리 상태를 보인 모식도.

도 4는 본 고안의 인공와우용 음향처리기의 일 실시예를 보인 사시도.

도 5는 도 4의 장치의 배면을 보인 사시도.

도 6 및 7은 도 4의 장치의 내부에 장착되는 부품들을 보인 사시도.

도 8은 본 고안의 인공와우용 음향처리기의 다른 실시예를 보인 사시도.

도 9는 본 고안의 인공와우용 음향처리기의 또 다른 실시예를 보인 사시도.

도 10은 도 9의 장치의 단면도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

200:음향처리기 210:케이스

211:배면(피부접촉면) 212:케이블

Claims (8)

1. 케이스(210)와,

   상기 케이스 내에 장착되며, 음성 신호를 전기적인 신호로 변환하는 신호처리부와,

   상기 신호처리부에 전원을 공급하는 외부의 전원공급장치와 연결하기 위한 케이블(212)을 포함하며,

   상기 케이스의 일면(211)에는 케이스 표면의 일부(211a)가 돌출되고 케이스 표면의 일부(211b)를 만입되도록 하여 땀 등의 액체 유동이 원활하고 액체가 외부로 배출되며 공기의 유동이 자유로운 액체 유동 배출로가 형성되어 있고,

   상기 배출로는 케이스 중심으로부터 외곽으로 방사상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는

   인공와우용 음향처리기.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 배출로는 케이스 중심으로부터 외곽 방향으로 폭이 증가하는 형태로 형성되어 있는 인공와우용 음향처리기.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 케이스의 다른 면에는 돌출부가 형성되어 있고, 이 돌출부의 양 측면에 마이크가 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 인공와우용 음향처리기.
6. 제5항에 있어서, 상기 마이크는 지향성인 것을 특징으로 하는 인공와우용 음향처리기.
7. 제1항에 있어서, 상기 케이스 표면에는 외부의 유무선 전자기기의 신호를 수신하는 연결 단자가 형성되어 있는 인공와우용 음향처리기.
8. 제1항에 있어서, 인체 내에 이식된 전기적 자극 발생 장치와의 비접촉식 결합을 위한 마그넷을 상기 케이스 내에 더 포함하는 인공와우용 음향처리기.

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