KR20150117636A - 순응가능 패드 골전도 디바이스 - Google Patents

순응가능 패드 골전도 디바이스 Download PDF

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Abstract

외부 청각 인공 기관 컴포넌트들과 수용자의 피부 또는 두피 사이에 포지셔닝하기 위한 패드들은 외부 컴포넌트들로부터 이식된 컴포넌트들로 진동들을 전달하고 수용자의 신체 구조에 순응한다. 이용가능 패드 재료들은 딜레이턴트 재료, 레오펙틱 재료, 메모리 폼, 점탄성 재료, 열가소성 재료, 전자 유동성 유체들 및 또는 자기 유동성 유체들을 포함하는 비뉴톤 재료들을 포함할 수도 있다.

Description

순응가능 패드 골전도 디바이스{CONFORMABLE PAD BONE CONDUCTION DEVICE}
관련 출원들의 상호 참조
본 출원은 발명의 명칭이 Conformable Pad Bone Conduction Device 이고 6 명의 발명자들 중 한명의 이름이 Marcus Andersson 이며, 2013년 2월 15일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 제13/768,206호를 우선권으로 주장하며, 이 출원의 전체 내용을 여기서는 전체적으로 참조로서 포함한다.
본 개시물은 일반적으로 골전도 디바이스들에 관한 것이고, 보다 구체적으로 경피성 골전도 디바이스들에 관한 것이다.
많은 여러 원인들에 의한 것일 수도 있는 청각 손실 (hearing loss) 은 일반적으로 두가지 유형들: 전음성 및 감각 신경성으로 이루어진다. 감각 신경성 청각 손실은 사운드 신호들을 신경 자극들로 변환하는 달팽이관에서의 모세포들의 부재 또는 파괴에 기인한다. 소리를 인식하기 위한 능력에서의 감각 신경성 청각 손실을 겪고 있는 개인들에 제공하기 위한 여러 청각 인공 기관들이 시중에서 입수가능하다. 예를 들어, 달팽이관 임플란트들 (cochlear implants) 은 전기 자극을 청신경에 전달하기 위해 달팽이관에 이식을 위한 전극 어레이를 포함하며, 이에 의해 청각 감각을 일으킨다.
전음성 청각 손실은 사운드를 모세포들에 제공하는 통상의 기계적 경로들이 방해받을 때, 예를 들어, 이소골 연쇄 또는 외이도에 대한 손상에 의해 발생한다. 전음성 청각 손실을 겪는 개인들은 달팽이관에서의 모세포들이 손상되지 않은 상태에 있을 수도 있기 때문에 잔존 청력의 일부 형태를 지닐 수도 있다.
전음성 청각 손실을 겪는 개인들은 일반적으로 음향 보청기를 수용한다. 보청기들은 달팽이관으로 음향 신호들을 전달하는 공기 전도의 원리들에 의존한다. 특히, 보청기는 통상적으로 수신된 사운드를 증폭하는, 수용자 (recipient) 의 귓바퀴 또는 외이도에 포지셔닝된 컴포넌트를 이용한다. 이 증폭된 사운드는 달팽이관에 도달하여 청신경의 자극을 일으킨다.
보청기들과 대조적으로, 골전도 디바이스들이라 통상 지칭되는 청각 인공 기관들의 특정 유형들은 수신된 사운드를 기계적 진동들로 변환한다. 진동들은 두개골 또는 턱뼈를 통하여, 신경 자극들의 발생을 야기하는 달팽이관으로 전달되며, 이는 수신된 사운드의 인지를 가져온다. 골전도 디바이스들은 음향 보청기들, 달팽이관 임플란트들 등으로부터 충분한 이점들을 도출할 수 없는 개인들에 대한 적절한 대안책일 수도 있다.
수용자에 대해 기능적이고 편안하게 유지되는 방식으로 골전도 디바이스들을 두개골 또는 턱뼈에 커플링하는 것은, 이용되고 성공적으로 관리되어야 하는 힘들 (forces) 의 특성 및 위치로 인하여 도전 과제로 된다.
이 특허에 이용된 용어 "발명", "본 발명", "이 발명", "당해 발명", "개시물", "본 개시물", "이 개시물", 및 "당해 개시물" 은 아래의 특허청구범위 및 이 특허의 청구물 모두를 광범위하게 지칭하도록 의도된다. 이들 용어를 포함하는 설명문들은 아래 특허청구범위의 의미 또는 범위를 제한하거나 여기에 설명된 청구물들을 제한하는 것으로 이해되어서는 안된다. 이 특허에 의해 커버되는 본 발명(들)의 양태들 및 실시형태들은 이 요약이 아닌, 아래의 청구항들에 의해 정의된다. 이 요약은 본 발명(들)의 여러 양태들 및 실시형태들의 하이레벨 개요이며 아래의 상세한 설명부에 추가로 설명된 개념들의 일부를 도입한다. 이 요약은 청구된 주제의 주요한 특징들 또는 기본적인 특징들을 확인하려고 의도하거나, 청구된 주제의 범위를 한정하는데 이용되고자 하지 않는다. 청구물은 이 특허의 전체 명세서의 적절한 부분들, 임의의 또는 모든 도면들 및 각각의 청구항을 참조로 이해되어야 한다.
본 개시물의 일 양태에 따르면, 뼈 고정물, 및 뼈 고정물에 커플링된 하우징에 배치된 하나 이상의 자석들 또는 자기 컴포넌트들을 포함하는 인공 기관의 이식가능 컴포넌트, 이를 테면, 골유착성 스크류 임플란트는, 후-이식 치료 (post-implantation healing) 에 후속하여 피부를 관통하는 구조물이 존재하지 않도록 수용자에게 이식된다. 사운드 프로세서 및 진동기를 포함하는 외부 컴포넌트는 압력 플레이트에 의해 이식된 컴포넌트에 자기적으로 커플링된다. 자석들 또는 자기 컴포넌트들이 외부 컴포넌트에 배치되거나 또는 압력 플레이트가, 이식된 컴포넌트에서의 자석들 또는 자기 컴포넌트들에 부착된다. 이 자기 인력은 수용자의 피부와 접촉하도록 압력 플레이트를 끌어당겨 이에 의해 수용자의 피부에 힘을 인가한다.
대안으로서, 압력 플레이트는 적절한 위치에 압력 플레이트를 유지시키기 위한 임의의 다른 적절한 수단 또는 수용자의 머리를 둘러싸는 헤드밴드에 의해 수용자의 피부와 접촉하도록 유지될 수도 있다.
압력 프레이트와 수용자의 피부 사이에서, 피부에 균일하게 힘을 전달하면서 또한 진동들을 적절하게 전달하는 패드, 층 또는 다른 적절한 구조물은 더 높은 압력 접촉점들 또는 영역들을 회피하여, 수용자를 편안하게 하고, 압력으로 인한 피부 괴사 또는 가압 상흔의 가능성 및 영향을 감소시킨다. 이러한 재료는 일반적으로 압력 플레이트와 접촉하는 수용자의 피부의 "토포그래피"에 매우 정확하게 순응하는 능력을 필요로 한다. 일반적으로, 이러한 순응성이 수용자에 압력 플레이트를 피팅하기 위한 1회 프로세스를 요구하거나 또는 비교적 상당한 기간에 걸쳐 발생하는 것이 허용가능하다. 이 발명의 실시형태들을 구현하는데 있어 이용하기에 적절한 재료들은 청각 인공 조직이 성공적으로 기능할 수 있도록 오디오 주파수 진동들을 전송하는 일정 능력을 가는 것이 필요하다. 수용자의 피부와 외부 컴포넌트들 사이의 이러한 패드에 적절한 재료들은 정상 범위의 수용자의 활동들 동안에 외부 컴포넌트를 적소에 고정하는 것이 용이한 것이 또한 필요하다. 패드에 이용되는 재료들은 진동 전달 능력 및 압력 평형의 제어가능한 가변 밸런스를 제공한다. 재료들은 진동 전달 능력 및 압력 평형의 밸런스를 제공하도록 제어될 수 있다.
이러한 압력 평형화 층 또는 패드는 (a) 비뉴톤 (non-Newtonian) 재료형 딜레이턴트 (dilatant) 재료, 레오펙틱 (rheopectic) 또는 복원성이 느린 (slow-recovery) 메모리 폼, (b) 진동 유닛과 수용자의 두피 사이에 포지셔닝하는 연화된 플라스틱 재료의 층 (이를 테면, 열가소성 유형 폴리염화비닐 또는 폴리유산) 으로서, 여전히 연질인 상태에서, 이식된 인공 기관 위에 놓이는 착용자의 두피의 형상에 순응하고 그 후, 두피와 진동 유닛 사이의 이용을 위해 고체화되거나 또는 고체화되는 것이 허용되는 플라스틱 재료의 층, (c) 다른 점탄성 재료들, (d) 조정가능한 겉보기 점도를 갖는 다른 재료들일 수도 있다.
본 개시물의 다른 양태에 따르면, 방법은 재료의 점도가 감소되게 함으로써 재료를 포함하는 패드가 수용자의 머리의 토포그래피들에 순응할 수 있게 하고, 재료의 점도가 증가되게 함으로써 수용자의 머리에 효과적으로 사운드 진동들을 전달할 수 있게 하는 단계들을 포함한다.
본 개시물의 실시형태들은 첨부된 도면들을 참조로 아래 설명된다.
도 1 은 본 개시물의 실시형태들이 구현될 수도 있는 예시적인 골전도 디바이스의 사시도이다.
도 2 는 도 1 의 예시적인 골전도 디바이스를 부분적으로 단면으로 보여주는 확대된 측면도이다.
도 3 은 도 1 의 골전도 디바이스의 외부 부분의 추가의 확대된 측면도이다.
도 4 는 접착성 필름 및 릴리즈 필름들을 갖는 골전도 패드의 다른 실시형태의 확대된 측면도이다.
도 5 는 커버 또는 컨테이너를 갖는 패드의 일 실시형태의 단면에서의 확대된 측면도이다.
도 6 은 수용자에게 이식된 골전도 고정물 및 경피성 골전도 시스템 전송기 사이에 사운드 진동들을 전달하는 방법의 일 실시형태를 도시하는 흐름도이다.
본 발명의 실시형태들의 청구물은 설명적 요건들을 만족하기 위해 구체적으로 여기에 설명된 것이며, 이 설명은 반드시 청구항들의 범위를 제한하기 위해 의도되는 것은 아니다. 청구된 청구물은 다른 방식들로 구현될 수도 있으며, 상이한 엘리먼트 또는 단계들을 포함할 수도 있고, 다른 기존의 또는 미래의 기술들과 함께 이용될 수도 있다. 이 설명은 개별적인 단계들 또는 엘리먼트의 정렬의 순서가 명시적으로 설명될 때를 제외하고는, 여러 단계들 또는 엘리먼트들 사이에서 또는 이들 중에서 임의의 특정 순서 또는 배열을 내포하는 것으로 해석되어서는 안된다.
본 개시물의 양태들은 일반적으로, 청각 감각을 야기하기 위해, 외부 진동기에 의해 발생된 기계적 진동들을 두개골을 통하여 수용자의 달팽이관으로 전달하도록 구성된 경피성 골전도 디바이스에 대해 교시한다. 골전도 디바이스는 두개골에 고정되도록 적응된 이식가능 뼈 고정물, 및 뼈 고정물에 커플링된 하우징에 배치된 하나 이상의 자석들을 포함한다. 이식될 때, 하나 이상의 자석들은 이식된 자석들로 기계적 진동들을 효과적으로 전달하고 이후, 뼈 고정물을 통하여 두개골에 전달되는 것을 허용하기에 충분한 외부 진동자와의 자기 커플링을 형성할 수 있다.
도 1 은 본 개시물의 실시형태들이 구현될 수도 있는 예시적인 경피성 골전도 디바이스 (100) 의 사시도이다. 도시된 바와 같이, 수용자는 외이 (101), 중이 (102) 및 내이 (103) 를 갖는다. 완전한 기능의 인간 청각 신체구조에서, 외이 (101) 는 귓바퀴 (105) 와 외이도 (106) 를 포함한다. 음파들 (107) 이 귓바퀴 (105) 에 의해 수집되어 외이도 (106) 로 보내진다. 외이도 (106) 의 말단부를 가로질러, 음파 (107) 에 응답하여 진동하는 고막 멤브레인 (104) 이 배치된다. 이 진동은 중이 (102) 에 있어서, 이소골 (111) 이라 총칭되고 추골 (112), 침골 (113) 및 등골 (114) 을 포함하는 3 개의 뼈들을 통과하여 난원창 또는 난원창들 (110) 에 커플링된다. 이소골 (111) 은 음파 (107) 를 필터링 및 증폭하도록 서브하여 난원창 (110) 이 진동하게 한다. 이러한 진동은 달팽이관 (115) 내의 유체 운동의 파들을 세트업하고 이어서 달팽이관의 내부를 라이닝하는 모세포들을 활성화시킨다. 모세포들의 활성화는 적절한 신경 자극들이 달팽이 신경절 세포들 및 청신경 (116) 을 통하여 뇌에 전달되게 하며 여기에서 이들은 사운드로서 인식된다.
도 1 은 또한 수용자에 대한 골전도 디바이스 (100) 의 포지셔닝을 예시한다. 도시된 바와 같이, 골전도 디바이스 (100) 는 외이 (101) 뒤의 두개골에 고정되어 있다. 골전도 디바이스 (100) 는 사운드 신호들을 수신하는 사운드 입력 (도시 생략) 을 포함하는 외부 컴포넌트 (140) 를 포함한다. 사운드 입력 엘리먼트는 예를 들어, 마이크로폰, 텔레코일 등을 포함할 수도 있다. 예시적인 실시형태에서, 사운드 입력 엘리먼트는 예를 들어, 외부 컴포넌트 (140) 상에 또는 내에 또는 외부 컴포넌트 (140) 로부터 연장되는 케이블 또는 튜브 상에 위치될 수도 있다. 대안으로서, 사운드 입력 엘리먼트는 수용자의 귀에 포지셔닝되거나 수용자에 피하 이식될 수도 있다. 사운드 입력 엘리먼트는 또한 이를 테면 예를 들어, 외부 오디오 디바이스로부터의 사운드를 표시하는 전자 신호들을 수신하는 컴포넌트일 수도 있다.
외부 컴포넌트 (140) 는 또한 사운드 프로세서 (도시 생략), 액츄에이터 (또한 도시 생략), 및/또는 압력 플레이트 (146) 를 포함한 여러 다른 기능 컴포넌트들을 포함한다. 동작시, 사운드 입력 디바이스는 수신된 사운드를 전기 신호들로 변환한다. 이들 전기 신호들은 압력 플레이트 (146) 가 기계적 진동들을 내부 또는 이식가능 컴포넌트 (150) 로 진동 및 전달하게 하는 제어 신호들을 발생시키도록 사운드 프로세서에 의해 프로세싱된다.
아래 또한 설명된 패드 (154) 는 수용자의 피부 (132) 와 접촉하여 포지셔닝된다.
내부 또는 이식가능 컴포넌트 (150) 는 이식가능 자기 컴포넌트 (152) 를 두개골의 뼈 (136) 에 고정시키기 위해 뼈 고정물 (162), 이를 테면, 본 스크류를 포함한다. 통상적으로 뼈 고정물 (162) 은 두개골의 뼈 (136) 에 골유착하도록 구성된다. 자기 컴포넌트 (152) 는 내부 컴포넌트 (150) 로의 기계적 진동들의 효과적인 경피성 전달을 허용하기에 충분한 외부 컴포넌트 (140) 에서의 자석들 (156) 과의 자기 커플링을 형성할 수 있으며, 이 기계적 진동은 이후 두개골 뼈 (136) 로 전달된다. 대안으로서, 외부 컴포넌트 (140) 로부터의 진동들은 자기 커플링을 통하여 이식가능 컴포넌트 (150) 에 경피성으로 전달될 수도 있다.
여기에 설명된 실시형태들에서, 외부 컴포넌트 (140) 는 수용자의 두개골의 곡률에 순응할 수도 있는 압력 플레이트 (146) 를 포함한다. 이러한 실시형태들에서, 진동 액츄에이터에 의해 생성된 진동들은 플레이트 (146) 로부터 피부를 가로질러 이식가능 컴포넌트 (150) 로 전달된다. 그러나, 외부 컴포넌트 (140) 는 도 1 에 예시된 압력 플레이트를 일부가 포함하지 않는 여러 구성들을 취할 수도 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 일부 실시형태들에서, 진동기 액츄에이터의 하우징이 직접 수용자와 접촉하는 한편, 다른 실시형태들에서, 외부 컴포넌트 (140) 는 수용자의 머리와 직접 접촉하는 BTE (Behind-The-Ear) 디바이스에 배치된다. 이들 및 다른 골전도 디바이스들에서, 압력 플레이트 (146) 와 같이 진동들의 경피성 전달을 위하여 수용자와 접촉하는 외부 컴포넌트 (140) 의 부분, 액츄에이터 하우징의 부분, 또는 BTE 하우징의 부분은 여기서는 압력 플레이트로서 지칭된다.
신체적 및 두피적 형상이 개인에 따라 다르기 때문에, 모든 수용자에게 유사하게 순응하는 윤곽 또는 형상을 갖는 단일의 플레이트는 없다. 또한, 사운드 진동들을 효과적으로 전달하도록 외부 컴포넌트 (140) 의 충분한 유지를 실현하기 위하여, 적절한 자기 인력이 이식가능 컴포넌트 (150) 와 외부 컴포넌트 (140) 사이에 요구된다. 대안으로서, 다른 수단, 이를 테면, 헤드밴드를 이용하여 외부 컴포넌트 (140) 를 적절한 포지션에 유지시키도록 적절한 힘을 인가할 수도 있다. 특정 상황에서 요구되는 인력은 다른 무엇보다도, 외부 컴포넌트 (140) 의 중량 및 수용자의 운동에 의존한다. 수용자의 피부에 가해지는 압력은 외부와 내부 컴포넌트들 사이의 인력 및 플레이트 (146) 의 피부 접촉 면적의 결과이다. (국소화되거나 접촉 표면을 가로지르는) 과도한 압력은 연질 조직의 손상을 야기할 수도 있다. 통상적으로, 예를 들어, 대략 0.7 N/cm2 의 압력은 연질 조직에 손상을 야기하기에 충분하다. 극한 경우에, 연질 조직은 괴사하고 디바이스 (100) 를 다시 이용할 수 있기 전에 치료가 요구된다.
도 1 에 예시된 예시적인 경피성 골전도 디바이스는 외부 컴포넌트 (140) 에 위치된 액츄에이터와 같은 모든 액티브 컴포넌트들을 갖는다. 이와 같이, 도 1 에 예시된 디바이스는 패시브 경피성 골전도 디바이스로서 통상 지칭된다.
위에 설명으로부터 명백한 바와 같이, 패시브 경피성 골전도 디바이스 (100) 의 동작은 2 개의 다소의 상반되는 목적들의 수용을 필요로 한다. 제 1 외부 컴포넌트 (140) 는 그 컴포넌트가 위치가 어긋나 미끄러지지 않고 그리고 외부 컴포넌트 (140) 로부터의 진동들이 내부 또는 이식가능 컴포넌트 (150) 에 효과적으로 전달되도록, 수용자의 두개골과 접촉하는 위치에 고정될 필요가 있다. 따라서, 패드 (154) 의 특정 실시형태들은 진동 전달 능력 및 압력 평형의 밸런스를 제공한다.
도 2 및 도 3 은 패드 (154) 의 실시형태들을 포함한 경피성 골전도 디바이스 (100) 의 예시적인 실시형태를 묘사한다. 바람직하게, 패드 (154) 는 전체 접촉 영역을 따라 실질적으로 균일하게 압력 플레이트 (146) 에 의해 가해진 힘들을 분산시켜, 수용자의 편안감을 강화하고 수용자의 피부 (132) 에 대한 손상 가능성이나 또는 상처의 전개를 감소시킨다. 패드 (154) 는 또한 진동들이 이식가능 컴포넌트 (150) 의 진동부에서 진동이 유도되도록 압력 플레이트 (146) 의 기계적 진동을 피부 (132) 에 전달한다.
패드에 있어서 통상적으로 연질이며 쉽게 변형되는 재료들은 압력 플레이트 (146) 에 의해 가해지는 힘들의 균일한 분산을 용이하게 하지만, 보다 더 강건한 통상의 재료들은 통상적으로 진동들을 더 양호하게 전달한다. 패드 (154) 의 실시형태들은 패드 (154) 의 모든 부분 또는 일부분을 형성하는 재료(들)이 비뉴톤 재료(들)이면, (a) 순응가능 및 저압 특성들과 (b) 효과적인 진동 전달의 양쪽 모두를 제공한다. 비뉴톤 재료들은 이들이 사운드 전달 능력 및 압력 평형의 제어가능한 가변 밸런스를 제공하기 때문에 유리하다. 비뉴튼 재료들은 예를 들어, 딜레이턴트 재료, 레오펙틱 재료들 및 복원성이 느린 메모리 폼 재료들을 포함한다. 이들 예시적인 재료들의 각각은 아래 설명된다.
딜레이턴트 재료. 이들 유형들의 재료들에 대한 전단 변형의 인가는 점도가 증가되게 한다. 즉, 이들 재료는 이들에 힘을 인가할 때 더욱 더 경화하게 된다. 딜레이턴트 재료의 일 예는 실리콘 오일 및 붕산으로 이루어진 유기실리콘이다.
레오펙틱 재료들. 이들 재료들은 딜레이턴트 재료들과 거의 유사하다. 그러나, 레오펙틱 재료들은 이들이 진동 (shake) 될 때 보다 높은 점도로 전개된다 (또는 더 경화된 상태로 된다). 이들 재료들의 진동이 정지할 때, 경화도가 떨어진다. 레오펙틱 재료들의 예들은 석고 반죽들 및 프린터 잉크들을 포함한다. 폴리머 레오펙틱 재료들은 일부 우레탄 재료들을 포함한다.
예를 들어, 폴리우레탄 메모리 폼들을 포함하는 복원성이 느린 메모리 폼 재료들. 점탄성 특성들은 압력을 분산시키는데 있어 메모리 폼들을 효과적으로 만든다. 복원성이 느린 메모리 폼들에는 기본적으로 2 가지 유형들이 존재한다. 저밀도 메모리 폼들은 감압적인 반면, 고밀도 메모리 폼들은 감열적이다. 여러 상이한 밀도, 인장 강도, 신장도, 다공도, 및 다른 특성들을 가진 점탄성 메모리 폼들이 이용가능하며, 개시된 기술의 여러 실시형태들을 실시하는데 있어 이용될 수 있다.
이들 재료들 모두는 압력 분산을 개선시키고 평형화하기 위해 서서히 순응하는 한편, 외부 컴포넌트 (140) 로부터 내부 컴포넌트 (150) 로의 효과적인 사운드 또는 진동의 전달을 실현하는 이용에 있어 충분한 경도 또는 겉보기 점도를 보여준다. 이들 재료들은 수용자의 두피 또는 머리의 적어도 일부분의 토폴로지에 실질적으로 순응하고 그리고 실질적으로 압력 분산을 평형화하면서 또한 특정 외부 자극, 이를 테면 예를 들어 진동들에 응답하여 경화하기에 충분히 연질이다. 일 예에서, 패드에 이용되는 재료는 기계적 진동들의 존재시 충분히 경화하여 외부 컴포넌트 (140) 로부터 내부 컴포넌트들 (150) 로의 효율적인 진동 전달을 실현한다. 패드 (154) 를 형성하는데 이용된 재료들의 실시형태들은 압력 플레이트 (146) 를 통하여 대략 0.4 N 내지 대략 2.5 N 사이의 힘을 인가하여, 수용자에 대한 외부 컴포넌트 (140) 의 적절한 지지성 (retention) 을 보장할 뿐만 아니라, 내부 컴포넌트 (150) 로의 적절한 진동을 제공한다. 패드 (154) 를 형성하는데 이용된 재료들은 연질 조직의 손상을 방지하기 위해 수용자의 피부에 대해 0.9 N/cm2 보다 큰 압력을 가하면 안된다. 보다 통상적으로, 압력은 대략 0.5 N/cm2 이하이다. 패드 (154) 의 실시형태들은 도 6 에 예시된 바와 같이, 골전도 인공기관 (100) 을 포지셔닝하는 방법 (180) 을 용이하게 하며, 여기에서, 제 1 단계 182 는 패드 (154) 를 수용자의 피부에 접촉시켜 고정하는 것을 포함하고, 제 2 단계 184 는 패드 (154) 가 수용자의 신체 구조에 순응하게 하는 것을 포함하고, 제 3 단계 186 은 이식가능 컴포넌트 (150) 가 진동하게 하는 것을 포함한다.
대안의 실시형태들에서 이용가능한 딜레이턴트 또는 레오펙틱 재료들은 수용자의 두피 또는 머리 형상에 실질적으로 순응하기에 충분한 점도를 가질 수도 있다. 전단력 또는 진동의 존재하에, 재료의 점도는 재료를 고체로서 거동하게 하도록 충분히 변화한다. 이는 진동들을 전달하는 재료들의 효과를 증가시킨다. 이러한 재료들은 따라서, 도 5 에 도시된 바와 같이, 커버, 컨테이너, 블레이더, 필름, 버블, 피부 또는 다른 구조물 (157) 에 포함될 수도 있다.
다른 실시형태들에서, 패드 (154) 는 하나 이상의 플라스틱 재료(들), 이를 테면, 열가소성 재료들로 이루어질 수도 있다. 예시적인 열가소성 재료들은 예를 들어, 폴리염화비닐 및 폴리유산을 포함한다. 폴리유산 또는 폴리락타이드는 열가소성 지방족 폴리에스테르이다.
초기에, 또는 각각의 이용전에 가능하게, 이러한 열가소성 패드 (154) 의 플라스틱 재료(들)은 열의 인가에 의해 연화될 수도 있다. 예를 들어, 패드 (154) 는 뜨거운 물에 침지될 수도 있거나 또는 패드는 대류 또는 전도를 통하여 가열될 수도 있다. 패드 (154) 는 그 후, 수용자의 두피 (132) 에 대항하는 위치에 유지될 수도 있고, 수용자의 두피에 순응하는 형상을 유지하면서 냉각되고 적어도 부분적으로 경화하도록 허용된다. 이러한 열가소성 재료의 점도에 의존하여, 일부 실시형태들은 도 5 에 도시된 바와 같이, 보다 점성인 상태에 있을 때 재료를 포함하기 위해, 커버, 컨테이너, 블레이더, 필름, 버블, 피부 또는 다른 구조물 (157) 을 포함한다.
대안의 실시형태들에서, 패드 (154) 는 다른 재료들, 예를 들어, 블레이더를 포함하는 패드 구조물 또는 다른 유체 유지 구조물 (157; 도 5) 에 대한 필러를 포함한다. 이러한 재료들은 예를 들어, ER (electro-rheological) 또는 MR (magneto-rheological) 유체들을 포함한다. 전자 유동성 유체들은 일반적으로, 전기적으로 절연성인 유체에서 극도로 미세한 비전도성 입자들 (최대 50 마이크로미터 직경) 의 현탁체들이다. 이들 유체들의 겉보기 점도는 전기장에 응답하여 최대 100,000 의 정도까지 가역적으로 변화한다.
자기 유동성 유체는 통상적으로, 캐리어 액, 이를 테면, 미네랄 오일, 합성 오일, 물 또는 글리콜에 부유되는, 20-40 체적% 의 비교적 순수하고 3-10 마이크론 직경인 철 입자들로 구성된다. 자기장을 받게 될 때, 유체는 그 겉보기 점도가 점탄성 고체로 되는 지점까지 크게 증가한다.
이러한 ER 및 MR 유체들은 수용자의 신체 구조에 순응하면서 더 낮은 점도를 갖도록 제어될 수 있고 그후, 사운드 전달이 요구될 때 더 높은 점도를 갖도록 제어될 수 있다. 이러한 더 높은 겉보기 점도는 특정 레벨에서의 사운드의 검출 동안에만 유체에 유도될 수도 있어, 패드 (154) 가 상대적으로 고요한 기간 동안에는 수용자의 신체 구조에 재순응할 수 있다. 적어도 일부의 시간에서 낮은 점도를 나타내는 다른 패드 (154) 재료들에서처럼, ER 및 MR 유체들은 도 5 에 도시된 바와 같이, 커버, 컨테이너, 블레이더, 필름, 버블, 피부 또는 다른 구조물 (157) 에 포함될 필요가 있을 수도 있다.
패드 (154) 는 또한 상이한 물리적 특성들을 갖는 상이한 재료들 또는 유사한 재료들로 된 층들을 갖는 다층 구조물일 수도 있다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 패드 (154) 는 우레탄 폼들을 포함하는 다층 구조물이다. 패드 (154) 는 또한 하나 이상의 물리적 또는 미용적 특성들, 이를 테면, 컬러, 내구성, 불투과성 또는 다른 특성들을 부여하도록 선택된 여러 코팅들 중 하나 이상으로 코팅될 수도 있다.
또한, 수용자와 압력 플레이트 (146) 사이의 접촉은 사운드 품질, 피드백 등에 대한 영향들을 줄 수도 있고, 또한 디바이스 (100) 의 외관에 대한 영향을 줄 수도 있다.
도 2 에 예시된 바와 같이, 패드 (154) 는 피부에 가해지는 압력을 평형화하기 위해 수용자의 피부 (132) 와 압력 플레이트 (146) 사이에 개재될 수도 있다. 패드 (154) 는 수용자의 피부의 윤곽에 대해 시간의 경과에 따라 일반적으로 순응하는 재료를 포함할 수도 있으며, 이에 의해 피부에 대한 이러한 압력을 평형화한다. 일 실시형태에서, 패드 (154) 를 형성하는 재료는 수용자의 체온에서 수용자의 몸체 또는 머리의 적어도 일부분의 토폴로지에 일반적으로 순응하기에 충분한 연질일 수도 있다. 패드 (154) 는 오디오 주파수 진동들에 응답하여, 패드가 강체의 특성을 나타내도록 선택된 하나 이상의 재료들로 형성된다. 이에 의해, 패드 (154) 의 실시형태들은 패드의 순응가능 능력들에도 불구하고, 압력 플레이트 (146) 로부터, 수용자에 이식된 컴포넌트들 (150) 로 이러한 진동들을 효과적으로 전달한다.
도 3 을 참조하여 보면, 패드 (154) 는 패드 (154) 와 압력 플레이트 (146) 사이에 포지셔닝된 접착성 테이프 또는 필름 (158) 으로 압력 플레이트 (146) 에 부착될 수도 있다. 대안으로서, 패드 (154) 는 이들 두 컴포넌트들 사이에 진동들의 전달을 적절하게 용이하게 하는 (또는 적어도 이들 전달을 과도하게 방해하지 않는) 기계적 또는 다른 임의의 수단에 의해 압력 플레이트 (146) 에 고정될 수도 있다.
접착제 (166) 는 또한 패드 (154) 와 수용자의 피부 또는 두피 (132) 사이에 요구될 때 이용되어, 외부 컴포넌트 (140) 를 적소에서 유지시키는 자기력을 증대시키거나 또는 클리닝에 용이한 비다공성 필름 또는 대안으로서 추가적인 패드와 같은 2차 재료를 보강할 수도 있다.
도 4 에 예시된 바와 같이, 패드 (154) 는 압력 플레이트 (146) 에 패드 (154) 를 부착하기 전에 제거되는 릴리즈 필름 (170) 에 의해 보호되는 접착제의 상부층 (168) 을 가질 수 있다. 또한, 수용자의 접촉에 적합한 접착제의 하부층 (172) 은 수용자의 두피 또는 피부 (132) 상에 외부 컴포넌트 (140) 를 포지셔닝하기 전에 제거되는 릴리즈 필름 (174) 에 의해 보호될 수도 있다.
패드 (154) 의 적절한 형상과 두께는 이것이 이용되는 시스템, 압력 플레이트 (146) 의 형상 및 사이즈, 및 다른 다수의 고려 요건들에 의존한다. 이러한 일부 패드들 (154) 은 패드가 이용되는 압력 플레이트 (146) 와 대략 동일한 형상일 수도 있고 대략 0.5 내지 5 밀리미터 두께, 바람직하게는, 약 1 내지 2 밀리미터 두께, 및 보다 바람직하게는 약 1 밀리미터 두께일 수도 있다.
본 발명의 여러 실시형태들이 위에 설명되어 있지만, 이들은 단지 예에 불과하며, 비제한적으로 제시되었음을 이해하여야 한다. 형태 및 세부사항에서의 여러 변경들이 본 개시물의 교시의 사항 및 범위에 벗어남이 없이 이루어질 수 있음을 당업자에게는 명백할 것이다. 따라서, 본 개시물의 폭과 범위는 위에 설명된 예시적인 실시형태들의 어느 것에도 제한되지 않아야 하며, 다음의 청구항들 및 이들의 등가물에 따라서만 정의되어야 한다.
도면에 묘사되고 위에 설명된 컴포넌트들 뿐만 아니라 도시되거나 또는 설명되지 않은 컴포넌트들 및 단계들의 상이한 배열들이 가능하다. 유사하게, 일부 특징들 및 서브 조합들이 유용하며, 다른 특징들 및 서브조합들에 대한 참조 없이 채용될 수도 있다. 실시형태들은 예시적인 것이고, 비제한적인 목적들로 설명되며 대안의 실시형태들은 본 특허를 읽는 사람에게 명백할 것이다. 예를 들어, 경피성 골전도 디바이스 (100) 는 주지된 바와 같이, 외부에 위치된, 즉, 외부 컴포넌트 (140) 에 있는 진동 액츄에이터에 기인하여 패시브 디바이스이다. 그러나, 여기에 개시된 실시형태들 및 양태들은 내부 컴포넌트 (150) 와 같은 내부 또는 이식가능 컴포넌트에 위치된 진동 액츄에이터를 갖는 액티브 경피성 골전도 디바이스에서 구현될 수도 있음이 명백하다. 따라서, 청구물의 범위는 위에 설명되거나 또는 도면들에 묘사된 실시형태들로 제한되지 않고 여러 실시형태들 및 변경예들이 아래의 청구항들 및 이들의 등가물의 범위에 벗어남이 없이 이루어질 수 있다.

Claims (25)

  1. 수용자 (recipient) 의 머리와 경피성 골전도 디바이스 압력 플레이트 사이의 개재를 위한 패드로서, 상기 패드는 진동 전달 능력 및 압력 평형의 제어가능한 가변 밸런스를 제공하는 재료를 포함하는, 패드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 재료는 상기 수용자의 머리의 윤곽에 서서히 순응하는 능력을 가진 비뉴톤 재료를 포함하는, 패드.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 재료는 오디오 주파수 진동들을 효과적으로 전달하는 능력을 가진 비뉴톤 재료를 포함하는, 패드.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 재료는 딜레이턴트 재료 (dilatant material) 를 포함하는, 패드.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 딜레이턴트 재료는 유기실리콘을 포함하는, 패드.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 재료는 레오펙틱 재료 (rheopectic material) 를 포함하는, 패드.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 레오펙틱 재료는 폴리머 재료를 포함하는, 패드.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 재료는 복원성이 느린 메모리 폼 (slow-recovery memory foam) 을 포함하는, 패드.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 재료는 저밀도 감압 폼을 포함하는, 패드.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 재료는 고밀도 감열 폼을 포함하는, 패드.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 재료는 점탄성 재료를 포함하는, 패드.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 점탄성 재료는 대략 100 과 1x1010 센티포이즈 (centipoise) 사이의 점도를 나타내는, 패드.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 재료는 열 연화성 플라스틱 (thermo-softening plastic) 을 포함하는, 패드.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 열 연화성 플라스틱의 재료는 재료를 인간의 체온보다 높게 가열함으로써 연화될 수 있고, 그 형상을 유지하기에 충분히 냉각될 때까지 피하 컴포넌트들에 근접하여 상기 수용자의 두피에 대항하는 위치에 재료를 유지시킴으로써 상기 수용자의 신체 구조 (anatomy) 에 형성되는, 패드.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 패드는 접착제로 상기 압력 플레이트에 고정되도록 구성되는, 패드.
  16. 경피성 골전도 시스템으로서,
    외부 컴포넌트; 및
    수용자의 두피와 상기 외부 컴포넌트 사이에 포지셔닝하기 위한 순응가능 패드를 포함하고,
    상기 패드는 비뉴톤 재료를 포함하는, 경피성 골전도 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 비뉴톤 재료는 딜레이턴트 재료를 포함하는, 경피성 골전도 시스템.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 비뉴톤 재료는 레오펙틱 재료를 포함하는, 경피성 골전도 시스템.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 비뉴톤 재료는 메모리 폼을 포함하는, 경피성 골전도 시스템.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 외부 컴포넌트는 진동기 및 압력 플레이트를 포함하는, 경피성 골전도 시스템.
  21. 재료의 점도가 감소되게 하는 단계로서, 이에 의해 상기 재료를 포함하는 패드가 수용자의 머리의 토포그래피들에 순응할 수 있게 되는, 상기 재료의 점도가 감소되게 하는 단계; 및
    상기 재료의 상기 점도가 증가되게 하는 단계로서, 이에 의해 상기 패드가 상기 수용자의 머리에 사운드 진동들을 효과적으로 전달할 수 있게 되는, 상기 재료의 상기 점도가 증가되게 하는 단계를 포함하는, 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 재료의 점도가 감소되게 하는 단계는,
    온도, 전기장, 자기장, 기계적 응력, 및 전단 응력으로 구성된 외부 자극의 그룹 중 적어도 하나를 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 재료의 상기 점도가 증가되게 하는 단계는,
    온도, 전기장, 자기장, 기계적 응력, 및 전단 응력으로 구성된 외부 자극의 그룹 중 적어도 하나를 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 재료는 비뉴톤 재료를 포함하는, 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 재료는 딜레이턴트 재료, 레오펙틱 재료, 및 점탄성 재료로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는, 방법.
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