專利名稱：用于人工耳蝸的扣式處理器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大致涉及人工耳蝸系統(tǒng)，尤其是這類系統(tǒng)的外部結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
如附圖1所示，正常的耳朵將聲音通過外耳101傳送至鼓膜102， 該鼓膜102移動(dòng)中耳103的骨，然后中耳103接著激勵(lì)耳蝸104。耳蝸 104包括被稱為前庭階105的上通道和被稱為鼓階106的下通道，兩者 通過蝸管107相連。響應(yīng)于接收到的由中耳103傳送而來的聲音，填 充有液體的前庭階105和鼓階106用作換能器，來傳送波，以產(chǎn)生電 脈沖，該電脈沖傳送到耳蝸神經(jīng)113，最后傳送到大腦。
一些人患有正常感覺神經(jīng)聽力的部分或完全缺失。已經(jīng)開發(fā)了人 工耳蝸系統(tǒng)，以通過直接刺激使用者的耳蝸104來克服這一問題。典 型的系統(tǒng)可包括外部麥克風(fēng)，該外部麥克風(fēng)提供音頻信號輸入到外部 信號處理級(未顯示于附圖1中)，在該外部信號處理級處能夠執(zhí)行各種 信號處理方案。處理后的信號隨后被轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)格式，例如數(shù)據(jù) 幀的序列，用于傳送到接收器108。除了提取音頻信息，接收器108還 執(zhí)行另外的信號處理，例如差錯(cuò)校正、脈沖形成等等，然后(基于提取 的音頻信息)產(chǎn)生刺激模式(stimulationpattern),該刺激模式經(jīng)由連接 線109發(fā)送到植入的電極載體110。 一般地，該電極載體110的表面上 包括多個(gè)電極，該多個(gè)電極提供耳蝸104的選擇性的刺激。
現(xiàn)有的人工耳蝸系統(tǒng)需要從體外經(jīng)由皮膚傳輸電力以滿足系統(tǒng)的植入部分的能量需求。附圖1顯示了典型的裝置，該裝置基于經(jīng)皮感 應(yīng)耦合來傳送所需要的電力和處理后的音頻信息。如附圖1所示，外 部初級線圈lll(耦合到外部信號處理器)，被置于與皮下次級線圈
112(與接收器108相連)鄰近的皮膚上。經(jīng)常性地，外部線圈結(jié)構(gòu)內(nèi)的 磁體與皮下次級線圈結(jié)構(gòu)內(nèi)相應(yīng)的磁體相互作用。該裝置感應(yīng)地耦合 射頻(rf)電信號到接收器108。接收器108能夠從射頻信號中提取出用 于系統(tǒng)的植入部分的音頻信息和能量成分以對植入系統(tǒng)供能。
在之前的系統(tǒng)中，外部部件一般保持在分離的殼體中，因此外部 初級線圈111不能處在與電力源或者外部信號處理器相同的物理殼體 中。盡管某些系統(tǒng)在分開的外部部件之間使用無線鏈路，不過通常利 用硬線來連接各種不同的物理部件。少數(shù)的系統(tǒng)建議能夠?qū)⑺械耐?部部件布置在單個(gè)殼體中，但是各種所需要的部件的重量相當(dāng)大，并 且這類系統(tǒng)需要依賴于在外耳硬軟骨上錨定這樣的單個(gè)外部殼體，以 提供足夠的支持確保將殼體保持在可用的操作位置。
發(fā)明概述
本發(fā)明的一個(gè)具有代表性的實(shí)施例包括一人工耳蝸系統(tǒng)，該人工 耳蝸系統(tǒng)具有外殼，該外殼適于放置在使用者外部皮膚上的特定位置 處。外殼包括(i)信號處理模塊，用于將進(jìn)入的音頻信號轉(zhuǎn)換成代表 性的電信息信號，和(ii)信號傳輸模塊，用于跨使用者皮膚傳輸代表電 信息信號的電力信號。植入部分接收電力信號，并為使用者的聽覺系 統(tǒng)產(chǎn)生代表聲音信號的電刺激信號。外部殼體和植入部分磁性協(xié)作以 便將外部殼體保持在特定位置處而無需與使用者的外耳有結(jié)構(gòu)上的相 互作用。
在特定的實(shí)施例中，信號傳輸模塊可以包括經(jīng)皮傳輸(transdermal transmission)線圈，用于經(jīng)皮傳輸電力信號。類似地，植入部分可包括 接收線圈，用于接收電力信號。電力信號可小于20mW，和/或外部殼 體重量可小于10 g。外部殼體可進(jìn)一步包括至少一個(gè)電池，例如鋰聚合物電池或鋅空氣電池(zinc air battery)。
實(shí)施例也包括一種操作人工耳蝸系統(tǒng)的方法。提供外部殼體，該 外部殼體適于放置在使用者外部皮膚上的特定位置處。該外部殼體包 括(i)信號處理模塊，用于將進(jìn)入的聲音信號轉(zhuǎn)換成代表性的電信息 信號，和(ii)信號傳輸模塊，用于跨使用者皮膚傳輸代表電信息信號的 電力信號。利用植入部分接收該電力信號。為使用者的聽覺系統(tǒng)產(chǎn)生 代表聲音信號的電刺激信號。外部殼體和植入部分磁性協(xié)作以便將外 部殼體保持在特定位置而無需與使用者的外耳有結(jié)構(gòu)上的相互作用。
在更進(jìn)一步特定的實(shí)施例中，傳輸電力信號可使用在外部殼體內(nèi) 的傳輸線圈裝置。類似地，接收電力信號可使用與植入部分相關(guān)聯(lián)的 接收線圈布置。電力信號可小于20mW,和/或外部殼體重量可小于10 g。電力信號源可為外部殼體內(nèi)的至少一個(gè)電池，例如鋰聚合物電池或 鋅空氣電池。


圖1顯示了人耳的耳朵結(jié)構(gòu)和典型的人工耳蝸系統(tǒng)。 圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的放置在使用者耳后的單個(gè)外部殼 體的輪廓。
圖3顯示了本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施例的截面功能視圖。
具體實(shí)施例詳細(xì)說明
本發(fā)明的實(shí)施例的目的是提供一種人工耳蝸系統(tǒng)，該人工耳蝸系 統(tǒng)具有在單個(gè)殼體內(nèi)的外部部件。外部殼體保持在特定位置處以便與
植入部件進(jìn)行合適的電相互作用。不像現(xiàn)有技術(shù)中將所有外部部件整 合到單個(gè)殼體中，本發(fā)明的實(shí)施例設(shè)計(jì)成足夠輕以僅僅通過使用經(jīng)皮
磁性作用保持在適當(dāng)位置，而無需與使用者的外耳有結(jié)構(gòu)上的相互作 用。圖2顯示了這樣的單個(gè)外部殼體201的輪廓，該單個(gè)外部殼體保 持在使用者耳后皮膚上的適當(dāng)位置處，而不用依賴于到耳朵的機(jī)械連 接來提供支撐和對殼體的錨定。通過控制系統(tǒng)的植入部分的功耗需求， 高效地產(chǎn)生經(jīng)皮能量和信息信號到植入部分中，利用重量輕的高效的 電池和結(jié)構(gòu)材料，整個(gè)外部殼體足夠輕以至于僅磁性耦合就能夠支撐 結(jié)構(gòu)并將其保持在適當(dāng)位置處。例如，在特定實(shí)施例中，外殼可重10 g
或更少。
與耳朵支撐的單個(gè)殼體系統(tǒng)形成對比，本發(fā)明的實(shí)施例對于使用 者而言更舒適，因?yàn)樗鼈儾煌献舛?。?shí)施例也可更容易地隱藏在使 用者的頭發(fā)下，而使得使用者就使用人工耳蝸更釋懷。
圖3顯示了本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施例的截面功能視圖。外部殼體 301包括信號處理模塊302，用于將進(jìn)入的聲音信號轉(zhuǎn)換成代表性的電 信息信號。信號處理模塊302可包括麥克風(fēng)和相關(guān)的輸入信號處理電 路，也可包括各種信號調(diào)節(jié)和功率調(diào)節(jié)信號電路。外部殼體301還包 括信號傳輸模塊303，該信號傳輸模塊303由一個(gè)或多個(gè)電池305供電， 以跨使用者的皮膚304傳輸代表電信息信號的電力信號。 一個(gè)或多個(gè) 電池305 —般可為任何現(xiàn)代輕便高效的電池，例如鋰聚合物電池或鋅 空氣電池。
外部殼體301貼近皮膚304的部分包括初級傳輸線圈306和外部 定位磁體307。皮膚304下且位于該初級傳輸線圈306和外部定位磁體 307正下方的是相應(yīng)的次級接收線圈308和內(nèi)部定位磁體309。在外部 定位磁體307與內(nèi)部定位磁體309之間的磁性耦合強(qiáng)到足以將外部殼 體301保持在次級接收線圈308正上方使用者皮膚304上的合適位置 處。電力信號，包括代表輸入聲音信號的電信息，由初級傳輸線圈306 增強(qiáng)(develop)并跨皮膚304耦合到次級接收線圈308。
由次級接收線圈308接收的電力信號例如通過植入電線310連接到植入信號處理器311，此植入信號處理器311產(chǎn)生代表聲音信號的電 剌激信號，以讓植入剌激電極312用來刺激耳蝸的聽覺神經(jīng)。在另一 個(gè)實(shí)施例中，接收線圈308也可集成在植入信號處理器311的殼體內(nèi)。
利用高效的內(nèi)部處理和刺激，植入部分的電力需求可被最小化。 這使得能夠使用相對低功率的電力信號，例如，電力信號可小于20 mW。這樣低的功率需求有助于使得外部殼體301盡可能的輕和高效， 也足以能夠?qū)⑼獠繗んw301僅通過定位磁體保持在合適的位置而不依 賴于來自外耳的物理支撐。
盡管公開了本發(fā)明大量的示范性的實(shí)施例，但是對于本領(lǐng)域技術(shù) 人員而言顯而易見的是，可作變化和修改以得到本發(fā)明的一些益處， 而并不背離本發(fā)明真正的范圍。
權(quán)利要求
1. 一種人工耳蝸系統(tǒng)，包括外部殼體，適于放置在使用者外部皮膚上的特定位置處，所述外部殼體包括i信號處理模塊，用于將進(jìn)入的聲音信號轉(zhuǎn)換成代表性的電信息信號，和ii信號傳輸模塊，用于跨使用者皮膚傳送代表電信息信號的電力信號；以及植入部分，該植入部分接收所述電力信號，并為使用者的聽覺系統(tǒng)產(chǎn)生代表聲音信號的電刺激信號，其中，所述外部殼體與所述植入部分磁性協(xié)作以便將所述外部殼體保持在特定位置處而無需與使用者的外耳有結(jié)構(gòu)上的相互作用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中， 輸線圈，用于傳送所述電力信號。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)， 用于接收所述電力信號。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)， 電池。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的系統(tǒng)， 電池。所述信號傳輸模塊包括經(jīng)皮傳其中，所述植入部分包括接收線圈，其中，所述電力信號小于20mW。 其中，所述外部殼體重量小于10g。 其中，所述外部殼體還包括至少一個(gè)其中，所述至少一個(gè)電池是鋰聚合物
8. 根據(jù)權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)電池是鋅空氣電池。
9. 一種操作人工耳蝸系統(tǒng)的方法，該方法包括提供外部殼體，該外部殼體適于置于使用者外部皮膚上的特定位 置處，所述外部殼體包括i:信號處理模塊，用于將進(jìn)入的聲音信號轉(zhuǎn)換成代表性的電信息 信號，和ih信號傳輸模塊，用于跨使用者皮膚傳送代表所述電信息信號的 電力信號；和利用植入部分接收所述電力信號，以及為使用者的聽覺系統(tǒng)產(chǎn)生代表所述聲音信號的電刺激信號， 其中，所述外部殼體和所述植入部分磁性協(xié)作以便將所述外部殼 體保持在特定位置處而無需與使用者的外耳有結(jié)構(gòu)上的相互作用。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中，傳輸所述電力信號使用在所 述外部殼體內(nèi)的傳輸線圈裝置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中，接收所述電力信號使用與所 述植入部分相關(guān)聯(lián)的接收線圈裝置。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中，所述電力信號小于20mW。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中，所述外部殼體重量小于10g。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中，所述電力信號的源是在所述 外部殼體內(nèi)的至少一個(gè)電池。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中，所述至少一個(gè)電池是鋰聚合 物電池。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中，所述至少一個(gè)電池是鋅空氣 電池。
全文摘要
一種人工耳蝸系統(tǒng)，具有外部殼體(301)，適于放置在使用者外部皮膚上的特定位置處。該外部殼體包括(i)信號處理模塊(302)，用于將進(jìn)入的聲音信號轉(zhuǎn)換為代表性的電信息信號，和(ii)信號傳輸模塊(303)，用于跨使用者的皮膚(304)傳輸代表電信息信號的電力信號。植入部分接收電力信號，并為使用者的聽覺系統(tǒng)產(chǎn)生代表聲音信號的電刺激信號。外部殼體與植入部分磁性協(xié)作以便將外部殼體保持在特定位置處而無需與使用者的外耳有結(jié)構(gòu)上的相互作用。
文檔編號A61N1/36GK101460219SQ200780021063
公開日2009年6月17日 申請日期2007年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月9日
發(fā)明者埃爾溫·霍赫麥爾 申請人:Med-El電氣醫(yī)療器械有限公司