WO2016190685A1 - 안경 형태의 인공와우 장치 - Google Patents

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WO2016190685A1
WO2016190685A1 PCT/KR2016/005589 KR2016005589W WO2016190685A1 WO 2016190685 A1 WO2016190685 A1 WO 2016190685A1 KR 2016005589 W KR2016005589 W KR 2016005589W WO 2016190685 A1 WO2016190685 A1 WO 2016190685A1
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cochlear implant
implant device
signal
glasses
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오승하
김성준
김진호
박정환
권태목
김채빈
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서울대학교산학협련단
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    • H04R25/604—Mounting or interconnection of hearing aid parts, e.g. inside tips, housings or to ossicles of acoustic or vibrational transducers
    • H04R25/606—Mounting or interconnection of hearing aid parts, e.g. inside tips, housings or to ossicles of acoustic or vibrational transducers acting directly on the eardrum, the ossicles or the skull, e.g. mastoid, tooth, maxillary or mandibular bone, or mechanically stimulating the cochlea, e.g. at the oval window

Definitions

  • the present invention relates to a cochlear implant device. More specifically, the present invention relates to a cochlear implant device in the form of glasses, which improves body wearability and beauty.
  • the cochlear implant device according to the prior art is known as a behind-the-ear type and body-worn type.
  • Such a known cochlear implant device is composed of an external device and an implantable device.
  • the external device provides the implantation device with an electrical signal and power corresponding to the collected sound signal.
  • the transplant apparatus delivers the electric pulse generated by demodulating the electrical signal to the hearing organ.
  • Such a cochlear implant device operates normally only when an electrical signal and power are transmitted from an external device located outside the body to an implantation device located inside the body.
  • the external device is provided with a transmitting coil
  • the implantation device is provided with a receiving coil.
  • the alignment of the transmitting coil and the receiving coil is important, and a magnet is used for this purpose.
  • the present invention provides a cochlear implant device in the form of glasses, which improves body wearability and beauty.
  • the present invention also provides a cochlear implant device in which the transmitting coil is integrally installed at the end of the glasses leg to change the position of the body to which the transmitting coil is in contact with the bending degree of the glasses leg.
  • Such a cochlear implant device can achieve alignment between a receiving coil implanted in a body and a transmitting coil outside the body without using a magnet.
  • a cochlear implant device is provided with a spectacle lens unit which can be seated near a nose or the like of a body and a microphone for collecting a sound signal at one side, and is integrated with the spectacle lens unit.
  • a flexible eyeglass unit coupled to the body, a signal processor embedded in the eyeglass leg unit, for processing an audio signal collected by the microphone to generate an electrical signal, and embedded in the eyeglass leg unit, the microphone and the
  • the position of the body which is integrally installed at the end opposite to the coupling side of the battery for supplying power to the signal processor and the spectacle lens portion of the spectacle leg portion changes according to the degree of bending of the spectacle leg portion, and the signal processor
  • the auditory organ stimulation device the pulse for generating an electric pulse corresponding to the sound signal by demodulating the electrical signal provided through the receiving coil and the receiving coil receiving the electrical signal and the power from the transmitting coil. It may include a generator and an electrode for stimulating the electric pulse generated by the pulse generator to the cochlea.
  • the receiving coil may be integrated on a first substrate
  • the pulse generator may be integrated on a second substrate
  • the first substrate and the second substrate may be stacked.
  • the receiving coil may be integrated on a first substrate, the pulse generator may be integrated on a second substrate, and the first substrate and the second substrate may be connected by a flexible folding member.
  • the apparatus may further include a whisper type speaker that reproduces the electric signal generated by the signal processor.
  • the apparatus may further include an interfacing terminal installed in the glasses leg and used for wired or wireless communication with a computer.
  • the display apparatus may further include a display integrated with the lens of the spectacle lens unit to output visual data.
  • the cochlear implant device is designed in the form of glasses to improve body wearability and beauty.
  • the transmitting coil is integrally installed at the end of the eyeglass leg and the position of the body to which the transmitting coil is contacted according to the degree of bending of the eyeglass leg is changed so that the receiving coil implanted in the body and the body outside without using a magnet can be used. Alignment between transmission coils can be achieved.
  • MRI is not limited to cochlear implant patients.
  • FIG. 1 is a block diagram of an external device in a cochlear implant device in the form of glasses according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a state of wearing of the external device of the cochlear implant device of the glasses form according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a block diagram showing an example of the auditory organ stimulation device as a body transplant apparatus among the cochlear implant device of the glasses form according to an embodiment of the present invention.
  • 4 and 5 is a block diagram showing another example of the auditory organ stimulation device as a body transplant apparatus among the cochlear implant device of the glasses form according to an embodiment of the present invention.
  • 4 is a state before the receiving coil is folded
  • Figure 5 is a state after the receiving coil is folded.
  • FIG. 1 is a block diagram of an external device in a cochlear implant device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a state diagram of the wearing of the external device in the cochlear implant device according to an embodiment of the present invention.
  • the external device 100 of the cochlear implant device includes a spectacle lens unit 110 which may be seated near the nose of a body when worn.
  • the display 111 for outputting visual data is integrated in the lens of the spectacle lens unit 110.
  • the display 111 may be implemented by a film type liquid crystal display (LCD).
  • LCD liquid crystal display
  • the glasses leg 120 which is integrally coupled to the spectacle lens unit 110, the microphone 121 for collecting a sound signal is installed on one side of the glasses leg 120.
  • the signal processor for processing the sound signal collected by the microphone 121 to generate an electrical signal
  • the signal processor is embedded in the glasses leg 120.
  • the signal processor may be implemented by a processor such as a central processing unit (CPU).
  • a microphone 121 In addition, a microphone 121, a signal processor (not shown) and a battery (not shown) for supplying power to the transmitting coil 123 are included, and the battery (not shown) is built in the eyeglasses leg 120. do.
  • the signal processor (not shown) and the battery (not shown) may be embedded in the glasses leg 120 in an integrated state as a single module.
  • the auditory organ stimulation apparatus (200, 4 and 5 of FIG. 3) capable of implanting electrical signals generated by a signal processor (not shown) and power supplied by a battery (not shown) into the body.
  • the transmitting coil 123 is integrally installed at the end opposite to the coupling side of the spectacle leg part 120 with the spectacle lens part 110. The position at which the transmitting coil 123 is in contact with the body is changed according to the degree of bending of the glasses leg 120.
  • the interfacing terminal 125 used for wired or wireless communication with a computer
  • the interfacing terminal 125 is installed in the glasses leg 120.
  • the interfacing terminal 125 may be implemented as a universal serial bus (USB) terminal or the like.
  • the external device 100 may further include a whistle-type speaker 130.
  • the whistle-type speaker 130 may be manufactured in the form of being supported by the eyeglasses leg 120 while being integrally connected to the eyeglasses leg 120.
  • the whistle-type speaker 130 plays a role of reproducing a sound signal collected by the microphone 121 when the signal processor (not shown) generates an electric signal.
  • Figure 3 is a block diagram showing an example of the auditory organ stimulation device as a body transplant apparatus among the cochlear implant device of the glasses form according to an embodiment of the present invention.
  • the auditory organ stimulation apparatus 200 includes a receiving coil 210 that receives an electric signal and power from the transmitting coil 123 of FIG. 1.
  • a pulse generator 220 for demodulating the electric signal provided through the receiving coil 210 to generate an electric pulse corresponding to the sound signal.
  • the electric pulse generated by the pulse generator 220 includes an electrode 230 for stimulating the delivery to the cochlea of the body.
  • the auditory organ stimulator 200 has a structure in which a receiving coil 210 is integrated on a first substrate, a pulse generator 220 is integrated on a second substrate, and a first substrate and a second substrate are stacked.
  • 4 and 5 is a block diagram showing another example of the auditory organ stimulation device as a body transplant apparatus among the cochlear implant device of the glasses form according to an embodiment of the present invention.
  • 4 is a state before the receiving coil is folded
  • Figure 5 is a state after the receiving coil is folded.
  • the auditory organ stimulation apparatus 300 includes a receiving coil 310 that receives an electric signal and power from the transmitting coil 123 of FIG. 1.
  • a pulse generator 320 for demodulating the electric signal provided through the receiving coil 310 to generate an electric pulse corresponding to the sound signal.
  • the electric pulse generated by the pulse generator 320 includes an electrode 330 for stimulating the delivery to the cochlea of the body.
  • the auditory organ stimulator 300 includes a receiving coil 310 integrated on a first substrate, a pulse generator 320 integrated on a second substrate, and the first substrate and the second substrate are flexible folding members 340. Is connected by.
  • the external device 100 of the cochlear implant device in the form of glasses, minimizing the inconvenience caused by wearing a separate device, and also prevents the hearing impairment is exposed to the outside.
  • the microphone 121 is integrated in the spectacles leg 120 of the spectacle frame to collect a sound signal.
  • a signal processor for processing the sound signal collected by the microphone 121 to generate an electric signal is embedded in the glasses leg 120 together with a battery (not shown).
  • the signal processor (not shown) and the battery (not shown) may be integrally modularized.
  • an upgrade to software that can be installed in the signal processor (not shown), that is, a program that can be executed by a computer, may be performed. 125).
  • charging of the battery (not shown) may also be performed through the interfacing terminal 125.
  • wired or wireless communication with a computer such as a personal computer, a smartphone, a tablet device, or the like may be performed through the interfacing terminal 125.
  • the external device 100 of the cochlear implant device can be controlled or managed through wired communication or wireless communication with the external device 100.
  • the electric signal generated by the signal processor (not shown) and the power of the battery (not shown) are transmitted to the auditory organ stimulation apparatus 200 or 300 through the transmission coil 123 located at the end of the eyeglass leg 120. Delivered.
  • the transmitting coil 123 may need a position adjustment for alignment with the auditory organ stimulation apparatus 200, 300. According to the exemplary embodiment of the present invention, since the transmitting coil 123 is integrally installed at the end of the eyeglass leg 120, the position of the body to which the transmitting coil 123 contacts is changed according to the degree of bending of the eyeglass leg, thereby hearing. Alignment with tracheal stimulation device (200, 300) can be made.
  • the sound signal collected through the microphone 121 installed in the glasses leg 120 is transferred to a signal processor (not shown) built in the glasses leg 120, and the signal processor (not shown) is connected to the sound signal. Generate a corresponding electrical signal.
  • the generated electrical signal may be displayed as a caption, a keyword, a graphic, etc. through the display unit 111 integrated in the lens of the spectacle lens unit 110 to provide a separate visual clue to the cochlear implant user.
  • the cochlear implant device maximizes its benefits when used in conjunction with the polymer-based small auditory organ stimulator (200, 300).
  • the polymer may be made of polyimide, parylene-C, liquid crystal polymer, etc. which have excellent biocompatibility and low water absorption.
  • the microelectromechanical systems (MEMS) technology can be used to integrate the small receiving coils 210 and 310 with a material having high electrical conductivity such as copper on the polymer substrate, and to package the polymer. Can be.
  • the communication efficiency is high and insensitive to the alignment error between the transmission and reception coils, so that the coil communication is possible by determining the approximate position without the magnet for the alignment. Therefore, according to the embodiment of the present invention, it is possible to completely secure the MRI compatibility of the cochlear implant device by eliminating the need for attaching the coil by the magnet.
  • the transmitting coils 123 may be disposed on both eyeglass legs 120.
  • the transmitting coils 123 may be disposed on both eyeglass legs 120.
  • Auditory organ stimulator demodulates the electrical signal data received wirelessly from the external device 100 to generate an electrical pulse, the multi-channel electrode 230 implanted in the cochlea of the body 330). This electrical pulse stimulates the auditory nerve and makes it possible to perceive sound electrically.
  • the cochlear implant device uses titanium as a packaging material, the receiving coil is located in a separate space from the titanium package, coated with a silicone elastomer and aligned with the transmitting coil of the external device through the magnet.
  • the receiving coil is outside the titanium package and is coated with a silicone elastomer having high moisture absorption, and thus is composed of a material having excellent biocompatibility but relatively low electrical conductivity such as platinum or gold. Therefore, the communication efficiency between the transmission and reception coils is reduced and is sensitive to the alignment between the transmission and reception coils.
  • the auditory organ stimulator 200 or 300 is made of a polymer (polyimide, parylene, liquid crystal polymer, etc.), and the receiving coils 210 and 310 are packaged with a polymer, thereby having excellent communication efficiency. Coils can be made of the same material, and small coils can be used when using planar coils patterned by MEMS technology on a polymer substrate.
  • the auditory organ stimulator 200, 300 of the polymer substrate and the external device 100 in the form of glasses interface with each other, the transmission coil 123 located in the eyeglass leg 120 without using a magnet for alignment is used. Communication is possible. Accordingly, MRI safety and compatibility can be completely secured.
  • FIGS. 4 and 5 The auditory organ stimulation apparatus 300 and the receiving coil 310 illustrated in may be used.
  • the pulse generator 320 is positioned on the temporal bone (drilling part of the temporal bone if necessary), and folding the flexible folding member 340 as shown in FIG. 5 so that the receiving coil 310 is above or below the temporal muscle. Can be located. If the receiving coil 310 and the folding member 340 is implemented on a flexible polymer substrate, it can be easily bent or folded.
  • the spectacles 120 of the spectacle frame are located on both the left and right sides, they can be applied to bilateral cochlear implants without additional external processing devices.
  • the external device 100 includes a whistle-type speaker 130, it may be applied to an electric acoustic stimulation (EAS) for transmitting a sound stimulus signal and an electrical stimulation signal to a single side using a hearing aid and a cochlear implant.
  • EAS electric acoustic stimulation

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Abstract

본 발명은 안경 형태의 인공와우 장치에 관한 것이다. 개시된 인공와우 장치는 인공와우 장치를 안경 형태로 설계하여 신체 착용성과 미용성이 향상되며, 안경다리의 종단에 송신 코일을 일체로 설치하여 안경다리의 휨 정도에 따라 송신 코일이 접촉되는 신체의 위치를 변화시킴으로써, 자석을 이용하지 않고서도, 신체에 이식된 수신 코일과 신체 외부의 송신 코일 간의 정렬을 이룰 수 있다.

Description

안경 형태의 인공와우 장치
본 발명은 인공와우 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 안경 형태로 설계하여 신체 착용성과 미용성을 향상시킨 안경 형태의 인공와우 장치에 관한 것이다.
종래 기술에 따른 인공와우 장치는 귀걸이형(behind-the-ear type)과 몸체 착용형(body-worn type) 등이 공지되었다.
이러한 공지의 인공와우 장치는 외부장치와 체내이식장치로 구성된다. 외부장치는 수집된 소리신호에 대응하는 전기신호 및 전력을 체내이식장치에게 제공한다. 체내이식장치는 전기신호를 복조하여 생성한 전기펄스를 청각기관에게 전달한다.
이러한 인공와우 장치는 신체 외부에 위치하는 외부장치에서 신체 내부에 위치하는 체내이식장치에게 전기신호 및 전력을 전달하여야만 정상적으로 동작한다. 이를 위해 외부장치에는 송신 코일이 구비되며, 체내이식장치에는 수신 코일이 구비된다.
또, 외부장치의 송신 코일과 체내이식장치의 수신 코일 사이의 효율적인 신호 전송을 위해서는 송신 코일과 수신 코일의 정렬이 중요하며, 이를 위해 자석이 이용된다.
그러나 자석을 이용하여 송신 코일과 수신 코일을 정렬하기 때문에, 지속적으로 피부에 기계적 압력을 가하므로 피부 손상이 일어날 가능성이 있다.
또, 자기 공명 환경에서는 자석에 의한 장치의 끌려감 현상이 발생할 수 있을 뿐만 아니라 이미지 왜곡이 발생할 수 있다. 그렇기 때문에, 인공와우 이식자의 경우에는 MRI(Magnetic Resonance Imaging) 촬영 등이 제한되는 문제점이 있었다.
본 발명의 실시예에 따르면, 안경 형태로 설계하여 신체 착용성과 미용성을 향상시킨 안경 형태의 인공와우 장치를 제공한다. 또한, 안경다리의 종단에 송신 코일을 일체로 설치하여 안경다리의 휨 정도에 따라 송신 코일이 접촉되는 신체의 위치를 변화시키는 안경 형태의 인공와우 장치를 제공한다. 이러한 안경 형태의 인공와우 장치는 자석을 이용하지 않고서도, 신체에 이식된 수신 코일과 신체 외부의 송신 코일 간의 정렬을 이룰 수 있다.
본 발명의 일 관점으로서 안경 형태의 인공와우 장치는, 착용 시에 신체의 콧잔등 부근에 안착될 수 있는 안경렌즈부와, 소리신호를 수집하는 마이크로폰이 일측에 설치되고, 상기 안경렌즈부와 일체로 결합되는 가요성의 안경다리부와, 상기 안경다리부에 내장되며, 상기 마이크로폰에 의해 수집된 소리신호를 처리하여 전기신호를 생성하는 신호처리기와, 상기 안경다리부에 내장되며, 상기 마이크로폰 및 상기 신호처리부에 전력을 공급하는 배터리와, 상기 안경다리부의 상기 안경렌즈부와의 결합측 반대쪽의 종단에 일체로 설치되어 상기 안경다리부의 휨 정도에 따라 접촉되는 신체의 위치가 변화되고, 상기 신호처리기에 의해 생성된 전기신호 및 상기 배터리에 의해 공급된 전력을 신체에 이식될 수 있는 청각기관 자극장치에게 제공하는 송신 코일을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 청각기관 자극장치는, 상기 송신 코일로부터 상기 전기신호 및 상기 전력을 제공받는 수신 코일과, 상기 수신 코일을 통해 제공되는 전기신호를 복조하여 상기 소리신호에 대응하는 전기펄스를 생성하는 펄스 생성기와, 상기 펄스 생성기에 의해 생성된 전기펄스를 달팽이관에게 전달하여 자극하는 전극을 포함할 수 있다.
또, 상기 수신 코일은 제 1 기판에 집적될 수 있고, 상기 펄스 생성기는 제 2 기판에 집적될 수 있으며, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판이 적층될 수 있다.
또, 상기 수신 코일은 제 1 기판에 집적될 수 있고, 상기 펄스 생성기는 제 2 기판에 집적될 수 있으며, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판은 가요성의 접철부재에 의해 연결될 수 있다.
또, 상기 신호처리부에서 생성된 상기 전기신호를 재생하는 귓속형 스피커를 더 포함할 수 있다.
또, 상기 안경다리부에 설치되며, 컴퓨터와의 유선통신 또는 무선통신에 사용되는 인터페이싱 단자를 더 포함할 수 있다.
또, 상기 안경렌즈부의 렌즈에 집적되어 시각적 데이터를 출력하는 디스플레이기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 인공와우 장치를 안경 형태로 설계하여 신체 착용성과 미용성이 향상된다.
또한, 안경다리의 종단에 송신 코일을 일체로 설치하여 안경다리의 휨 정도에 따라 송신 코일이 접촉되는 신체의 위치를 변화시킴으로써, 자석을 이용하지 않고서도, 신체에 이식된 수신 코일과 신체 외부의 송신 코일 간의 정렬을 이룰 수 있다.
따라서, 자석에 의해 지속적으로 피부에 기계적 압력이 가해지던 것을 원천적으로 방지하여 피부 손상이 일어날 가능성이 없다. 또, 자기 공명 환경에서는 자석에 의한 장치의 끌려감 현상이 발생하지 않을 뿐만 아니라 이미지 왜곡이 발생하지 않는다. 그렇기 때문에 인공와우 이식자의 경우에도 MRI 촬영 등이 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안경 형태의 인공와우 장치 중에서 외부장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 안경 형태의 인공와우 장치 중에서 외부장치의 착용 상태도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 안경 형태의 인공와우 장치 중에서 신체이식장치로서 청각기관 자극장치의 일 예를 보인 구성도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 안경 형태의 인공와우 장치 중에서 신체이식장치로서 청각기관 자극장치의 다른 예를 보인 구성도이다. 도 4는 수신 코일이 접히기 전 상태이고, 도 5는 수신 코일이 접힌 후 상태이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안경 형태의 인공와우 장치 중에서 외부장치의 구성도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 안경 형태의 인공와우 장치 중에서 외부장치의 착용 상태도이다.
이에 나타낸 바와 같이 실시예에 따른 인공와우 장치의 외부장치(100)는 착용 시에 신체의 콧잔등 부근에 안착될 수 있는 안경렌즈부(110)를 포함한다.
그리고, 안경렌즈부(110)의 렌즈에는 시각적 데이터를 출력하는 디스플레이기(111)가 집적된다. 예컨대, 디스플레이기(111)는 필름형 LCD(Liquid Crystal Display)로 구현할 수 있다.
또, 안경렌즈부(110)와 일체로 결합되는 가요성의 안경다리부(120)를 포함하며, 안경다리부(120)의 일측에는 소리신호를 수집하는 마이크로폰(121)이 설치된다.
아울러, 마이크로폰(121)에 의해 수집된 소리신호를 처리하여 전기신호를 생성하는 신호처리기(도시 생략됨)를 포함하며, 신호처리기(도시 생략됨)는 안경다리부(120)에 내장된다. 예컨대, 신호처리기(도시 생략됨)는 CPU(Central Processing Unit) 등과 같은 프로세서로 구현할 수 있다.
그리고, 마이크로폰(121)과 신호처리부(도시 생략됨) 및 송신 코일(123)에 전력을 공급하는 배터리(도시 생략됨)를 포함하며, 배터리(도시 생략됨)는 안경다리부(120)에 내장된다.
여기서, 신호처리기(도시 생략됨)와 배터리(도시 생략됨)는 단일의 모듈로 집적된 상태에서 안경다리부(120)에 내장될 수 있다.
또, 신호처리기(도시 생략됨)에 의해 생성된 전기신호 및 배터리(도시 생략됨)에 의해 공급된 전력을 신체에 이식될 수 있는 청각기관 자극장치(도 3의 200, 도 4 및 도 5의 300)에게 제공하는 송신 코일(123)을 포함한다. 이러한 송신 코일(123)은 안경다리부(120)의 안경렌즈부(110)와의 결합측 반대쪽의 종단에 일체로 설치된다. 이러한 송신 코일(123)은 안경다리부(120)의 휨 정도에 따라 신체에 접촉되는 위치가 변화된다.
아울러, 컴퓨터와의 유선통신 또는 무선통신에 사용되는 인터페이싱 단자(125)를 포함하며, 이러한 인터페이싱 단자(125)는 안경다리부(120)에 설치된다. 예컨대, 인터페이싱 단자(125)는 USB(Universal Serial Bus) 단자 등으로 구현할 수 있다.
또, 외부장치(100)는 귓속형 스피커(130)를 더 포함할 수 있다. 귓속형 스피커(130)는 안경다리부(120)에 일체로 연결된 상태에서 안경다리부(120)에 의해 지지를 받는 형태로 제작할 수 있다. 이러한 귓속형 스피커(130)는 마이크로폰(121)에 의해 수집된 소리신호를 신호처리기(도시 생략됨)가 처리하여 전기신호를 생성하면 이를 재생하는 역할을 수행한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 안경 형태의 인공와우 장치 중에서 신체이식장치로서 청각기관 자극장치의 일 예를 보인 구성도이다.
이에 나타낸 바와 같이 실시예에 따른 청각기관 자극장치(200)는 송신 코일(도 1의 123)로부터 전기신호 및 전력을 제공받는 수신 코일(210)을 포함한다.
그리고, 수신 코일(210)을 통해 제공되는 전기신호를 복조하여 소리신호에 대응하는 전기펄스를 생성하는 펄스 생성기(220)를 포함한다.
또, 펄스 생성기(220)에 의해 생성된 전기펄스를 신체의 달팽이관에게 전달하여 자극하는 전극(230)을 포함한다.
이러한 청각기관 자극장치(200)는 수신 코일(210)이 제 1 기판에 집적되고, 펄스 생성기(220)가 제 2 기판에 집적되며, 제 1 기판과 제 2 기판이 적층된 구조를 가진다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 안경 형태의 인공와우 장치 중에서 신체이식장치로서 청각기관 자극장치의 다른 예를 보인 구성도이다. 도 4는 수신 코일이 접히기 전 상태이고, 도 5는 수신 코일이 접힌 후 상태이다.
이에 나타낸 바와 같이 실시예에 따른 청각기관 자극장치(300)는 송신 코일(도 1의 123)로부터 전기신호 및 전력을 제공받는 수신 코일(310)을 포함한다.
그리고, 수신 코일(310)을 통해 제공되는 전기신호를 복조하여 소리신호에 대응하는 전기펄스를 생성하는 펄스 생성기(320)를 포함한다.
또, 펄스 생성기(320)에 의해 생성된 전기펄스를 신체의 달팽이관에게 전달하여 자극하는 전극(330)을 포함한다.
이러한 청각기관 자극장치(300)는 수신 코일(310)이 제 1 기판에 집적되고, 펄스 생성기(320)가 제 2 기판에 집적되며, 제 1 기판과 제 2 기판은 가요성의 접철부재(340)에 의해 연결된다.
본 발명의 실시예에 의하면 인공와우 장치의 외부장치(100)를 안경형태로 설계함으로써, 별도의 장치 착용에 의한 불편을 최소화하고, 또한 청각장애가 외부로 드러나지 않게 한다.
마이크로폰(121)은 안경테의 안경다리부(120)에 집적되어 소리신호를 수집한다.
그리고, 마이크로폰(121)에 의해 수집된 소리신호를 처리하여 전기신호를 생성하는 신호처리기(도시 생략됨)는 배터리(도시 생략됨)와 함께 안경다리부(120)에 내장된다. 여기서, 신호 처리기(도시 생략됨)와 배터리(도시 생략됨)는 일체로 모듈화될 수 있다.
신호처리기(도시 생략됨)의 운용 및 구동을 위하여 신호처리기(도시 생략됨)에 설치될 수 있는 소프트웨어, 즉 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 프로그램에 대한 업그레이드는 안경다리부(120)에 설치된 인터페이싱 단자(125)를 통해 이루어질 수 있다. 그리고, 배터리(도시 생략됨)의 충전도 인터페이싱 단자(125)를 통해 이루어질 수 있다. 또, 퍼스널컴퓨터 등의 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿 장치 등과의 유선통신 또는 무선통신이 인터페이싱 단자(125)를 통해 이루어질 수 있다. 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿 장치 등은 인공와우 장치의 외부장치(100)에 부여된 식별정보와 인공와우 장치의 외부장치(100)를 착용한 사람의 식별정보를 매핑(mapping)하고, 인공와우 장치의 외부장치(100)와의 유선통신 또는 무선통신을 통해 인공와우 장치의 외부장치(100)를 제어하거나 관리할 수 있다.
신호처리기(도시 생략됨)에서 생성된 전기신호와 배터리(도시 생략됨)의 전력은 안경다리부(120)의 끝부분에 위치한 송신 코일(123)을 통해 청각기관 자극장치(200, 300)로 전달된다.
송신 코일(123)은 청각기관 자극장치(200, 300)와의 정렬을 위해서는 위치 조정이 필요할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 안경다리부(120)의 종단에 송신 코일(123)이 일체로 설치되어 있기에 안경다리의 휨 정도에 따라 송신 코일(123)이 접촉되는 신체의 위치가 변화되어 청각기관 자극장치(200, 300)와의 정렬을 이룰 수 있다.
안경다리부(120)에 설치된 마이크로폰(121)을 통해 수집된 소리신호는 안경다리부(120)에 내장된 신호처리기(도시 생략됨)로 전달되며, 신호처리기(도시 생략됨)는 소리신호에 대응하는 전기신호를 생성한다. 또, 이렇게 생성된 전기신호는 안경렌즈부(110)의 렌즈에 집적된 디스플레이기(111)를 통해 캡션, 키워드, 그래픽 등으로 표시되어 인공와우 이용자에게 별도의 시각적 단서를 제공할 수 있다.
인공와우 장치는 폴리머 기반의 소형 청각기관 자극장치(200, 300)와 호환하여 사용하는 경우에 장점이 극대화 된다. 폴리머는 체내 호환성 (biocompatibility)이 뛰어나며 수분 흡수율이 낮은 폴리이미드 (polyimide), 패릴린 (parylene-C), 액정폴리머 (liquid crystal polymer) 등을 사용할 수 있다. 폴리머를 이용할 경우에 미세전자기계시스템(Microelectromechanical systems, MEMS) 기술을 이용하여 폴리머 기판 위에 구리 등의 전기전도도가 높은 물질로 소형 수신 코일(210, 310)을 집적할 수 있으며, 폴리머로 패키징을 할 수 있다. 이 경우에 통신효율이 높고, 송수신 코일 사이의 정렬오차에 둔감하기 때문에 정렬을 위한 자석 없이도 대략적인 위치만을 정해줌으로써 코일 통신이 가능하다. 따라서, 본 발명의 실시예에 의하면 자석에 의한 코일부착의 필요를 없앰으로써 인공와우 장치의 MRI 호환성을 완벽하게 확보할 수 있다.
왼쪽과 오른쪽 모두에 와우이식 (bilateral cochlear implant)이 필요한 환자의 경우에는 양쪽 안경다리부(120)에 송신 코일(123)을 각각 배치할 수 있다. 이처럼, 안경형태의 외부장치(100)를 착용하는 것만으로 단측 또는 양측 인공와우 장치의 사용이 가능하다. 따라서 기존 장치의 착용에 따른 불편함과 장애가 드러나는 문제를 극복할 수 있다.
청각기관 자극장치(200, 300)는 외부장치(100)로부터 무선으로 수신받은 전기신호 데이터를 복조하여 전기펄스를 생성하며, 생성된 전기펄스를 신체의 달팽이관에 이식된 다채널의 전극(230, 330)으로 전달한다. 이 전기펄스에 의해 청신경은 자극이 되고 소리를 전기적으로 인지할 수 있게 된다.
종래 기술에 따른 인공와우의 체내임플란트 장치는 티타늄을 패키징 물질로 사용하며, 수신 코일은 티타늄 패키지와 별도의 공간에 위치하며 실리콘 엘라스토머로 코팅되고 자석을 통해 외부장치의 송신 코일과 정렬한다. 이때 수신 코일은 티타늄 패키지 외부에 있으며, 수분 흡수도가 높은 실리콘 엘라스토머로 코팅되기때문에, 백금 또는 금과 같이 생체호환성이 뛰어나지만 전기전도도가 상대적으로 낮은 물질로 구성된다. 따라서 송수신 코일 사이의 통신효율이 떨어지게 되고 송수신 코일 사이의 정렬에 민감하다.
본 발명의 실시예에 의하면 청각기관 자극장치(200, 300)가 폴리머 (폴리이미드, 패릴린, 액정폴리머 등)로 이루어지며, 수신 코일(210, 310)이 폴리머로 패키징 되므로 통신효율이 뛰어난 구리와 같은 물질로 코일을 제작할 수 있으며, 폴리머 기판 위에 MEMS 기술로 패턴된 평면형 코일을 사용하는 경우에는 소형 코일의 사용이 가능하다. 이와 같은 폴리머 기판의 청각기관 자극장치(200, 300)와 안경형태의 외부장치(100)가 인터페이싱 하는 경우에는 정렬을 위해 자석을 사용하지 않고도 안경다리부(120)에 위치한 송신 코일(123)을 이용해서 통신이 가능하다. 이에 따라, MRI 안전성, 호환성을 완벽하게 확보할 수 있다.
외부장치(100)의 송신 코일(123)과 청각기관 자극장치(200, 300)의 수신 코일(210, 310) 사이의 거리를 좀 더 가깝게 해야 하거나 일부 위치 조절이 필요한 경우에는 도 4 및 도 5에 예시된 청각기관 자극장치(300) 및 수신 코일(310)이 이용될 수 있다.
청각기관 자극장치(300) 중에서 펄스 생성기(320)는 측두골 위에 위치 (필요시 측두골 일부 드릴링)시키고, 도 5와 같이 가요성의 접철부재(340)를 접어서 수신 코일(310)은 측두근 위 또는 피하에 위치시킬 수 있다. 수신 코일(310) 및 접철부재(340)를 유연한 폴리머 기판 위에 구현하면 손쉽게 구부리거나 접을 수 있다.
따라서, 피부가 두껍거나 측두근이 발달한 이식자의 경우에도 청각기관 자극장치(300) 및 수신 코일(310)이 이용되면 충분한 통신거리가 확보된다.
또한, 안경테의 안경다리부(120)는 좌측과 우측에 모두 위치하므로 추가적인 외부처리장치의 착용 없이 양측 와우이식 (bilateral cochlear implant)에 적용할 수 있다. 또한 외부 장치(100)에 귓속형 스피커(130)가 포함된 경우에는 보청기와 인공와우를 이용해 소리자극신호와 전기자극신호를 단측에 전달하는 EAS (electric acoustic stimulation)에 적용할 수 있다.
아울러, 안경렌즈에 집적된 디스플레이기(111)를 이용하여 캡션, 키워드, 그래픽 등의 시각적 단서를 제공할 경우에는, 잡음 하에서의 인지율 증가에 기여할 수 있고, 와우 이식 후 언어재활 훈련에도 도움이 될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 착용 시에 신체의 콧잔등 부근에 안착될 수 있는 안경렌즈부와,
    소리신호를 수집하는 마이크로폰이 일측에 설치되고, 상기 안경렌즈부와 일체로 결합되는 가요성의 안경다리부와,
    상기 안경다리부에 내장되며, 상기 마이크로폰에 의해 수집된 소리신호를 처리하여 전기신호를 생성하는 신호처리기와,
    상기 안경다리부에 내장되며, 상기 마이크로폰 및 상기 신호처리부에 전력을 공급하는 배터리와,
    상기 안경다리부의 상기 안경렌즈부와의 결합측 반대쪽의 종단에 일체로 설치되어 상기 안경다리부의 휨 정도에 따라 접촉되는 신체의 위치가 변화되고, 상기 신호처리기에 의해 생성된 전기신호 및 상기 배터리에 의해 공급된 전력을 신체에 이식될 수 있는 청각기관 자극장치에게 제공하는 송신 코일을 포함하는 안경 형태의 인공와우 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 청각기관 자극장치는, 상기 송신 코일로부터 상기 전기신호 및 상기 전력을 제공받는 수신 코일과,
    상기 수신 코일을 통해 제공되는 전기신호를 복조하여 상기 소리신호에 대응하는 전기펄스를 생성하는 펄스 생성기와,
    상기 펄스 생성기에 의해 생성된 전기펄스를 달팽이관에게 전달하여 자극하는 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 안경 형태의 인공와우 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 수신 코일은 제 1 기판에 집적되고, 상기 펄스 생성기는 제 2 기판에 집적되며, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판이 적층된 것을 특징으로 하는 안경 형태의 인공와우 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 수신 코일은 제 1 기판에 집적되고, 상기 펄스 생성기는 제 2 기판에 집적되며, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판은 가요성의 접철부재에 의해 연결된 것을 특징으로 하는 안경 형태의 인공와우 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호처리기에서 생성된 상기 전기신호를 재생하는 귓속형 스피커를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안경 형태의 인공와우 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 안경다리부에 설치되며, 컴퓨터와의 유선통신 또는 무선통신에 사용되는 인터페이싱 단자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안경 형태의 인공와우 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 안경렌즈부의 렌즈에 집적되어 시각적 데이터를 출력하는 디스플레이기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안경 형태의 인공와우 장치.
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