CN112753232B - 通用骨传导和中耳植入物 - Google Patents
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Abstract
一种中耳植入物系统，包括骨传导换能器，该骨传导换能器被构造成在耳朵后面的皮肤下方固定地附接到患者的颅骨，并且从通过皮肤接收的外部通信信号产生声音振动，用于耦合到颅骨以便患者进行骨传导声音感知。可延展的听小骨连接器被连接到骨传导换能器和患者的中耳听力结构。并且，一个或多个隔离弹簧被构造成放置在骨传导换能器与颅骨的固定附接处，以将骨传导换能器从颅骨声学地解耦来避免骨传导声音感知，使得来自外部通信信号的声音感知仅通过来自由听小骨连接器耦合到中耳听力结构的振动的中耳声音感知。
Description
本申请要求2018年9月24日提交的美国临时专利申请62/735,220的优先权，该美国临时专利申请的全部内容通过引用的方式并入本文。
技术领域
本发明涉及医学植入物，更具体地，涉及一种新颖的中耳植入物系统。
背景技术
正常的耳朵如图1所示地将声音通过外耳101传输到鼓膜102，该鼓膜102使中耳103的听小骨移动，这使耳蜗104的卵圆窗106和圆窗107膜振动。耳蜗104是绕其轴线螺旋地缠绕大约两圈半的长窄管道。耳蜗104形成直立的螺旋锥，其中心被称为耳蜗轴，耳蜗神经105的螺旋神经节细胞位于此处。响应于所接收到的由中耳103传输的声音，充满流体的耳蜗104用作换能器以产生电脉冲，该电脉冲由耳蜗神经105传输到大脑。
当在将外部声音转换成沿着耳蜗的神经基质的有意义的动作电位的能力方面存在问题时，听力就受损了。为了改善受损的听力，已经开发了听觉假体。例如，当损伤与中耳的操作有关时，可以使用常规的助听器、中耳植入物或骨传导植入物，从而以放大的声音的形式向听觉系统提供声-机械刺激。或者，当损伤与耳蜗相关时，带有植入的刺激电极的耳蜗植入物可以利用由沿着电极分布的多个电极触点传递的小电流来电刺激听觉神经组织。
中耳植入物采用电磁换能器将声音转换成中耳103的机械振动。通过附接到中耳103内的非振动结构使线圈绕组保持静止，并且麦克风信号电流被传递到该线圈绕组以产生电磁场。磁体被附接到中耳103内的听小骨，使得磁体的磁场与线圈的磁场相互作用。该磁体响应于磁场的相互作用而振动，从而引起中耳103的骨骼的振动。参见通过引用的方式并入本文的美国专利6,190,305。
美国专利8,246,532(其全部内容通过引用的方式并入本文)描述了一种骨传导植入物，该骨传导植入物将机械振动信号传递到耳蜗，用于使患有传导性或混合传导性/感音神经性听力损失的人进行声音感知。植入的骨传导换能器在皮肤下方固定至颞骨。响应于外部产生的电通信信号，换能器将机械刺激信号耦合到颞骨，以用于通过骨传导传递到耳蜗而感知为声音信号。一定量的电子电路也与换能器一起被植入以向植入的设备提供电力并提供至少一些信号处理，这是需要的，以将外部电通信信号转换成机械刺激信号并机械地驱动换能器。
发明内容
本发明的实施例包括带有骨传导换能器的中耳植入物系统，该骨传导换能器被构造成：在耳朵后面的皮肤下方固定地附接到患者的颅骨，并且从通过皮肤接收的外部通信信号产生声音振动，用于耦合到颅骨以便患者进行骨传导声音感知。可延展的听小骨连接器具有连接到骨传导换能器的近端和连接到患者的中耳听力结构的远端，从而骨传导换能器的振动被机械地耦合到中耳听力结构，以便患者进行中耳声音感知。并且，一个或多个隔离弹簧被构造成放置在骨传导换能器与颅骨的固定附接处，以将骨传导换能器从颅骨声学地解耦来避免骨传导声音感知，使得来自外部通信信号的声音感知仅通过来自由听小骨连接器耦合到中耳听力结构的振动的所述中耳声音感知。
在特定实施例中，听小骨连接器可以在近端和远端之间具有可调节的长度和/或可以由钛制成。听小骨连接器可以构造成穿过颅骨中的手术产生通道，和/或听小骨连接器可以构造成连接到听小骨，以保留来自患者的鼓膜的正常听力通路。
实施例还可以包括外部通信部件，该外部通信部件附接到皮肤的外表面并且被构造成产生所述外部通信信号。在这样的实施例中，该外部通信部件可以包括外部振动磁体，该外部振动磁体被构造成与骨传导换能器磁性地协作以通过皮肤耦合所述外部通信信号。该外部通信部件可以包括附接表面，该附接表面被构造成粘附到皮肤的外表面，以将外部通信部件固定地紧固到皮肤的外表面。或者，可以存在植入磁体和外部吸持磁体，该植入磁体在骨传导换能器附近固定地附接到颅骨，该外部吸持磁体被包含在外部通信部件中，其中，该植入磁体和外部吸持磁体被构造成磁性地协作，以将外部通信部件固定地紧固在皮肤的外表面上。
附图说明
图1示出了典型人耳的解剖结构。
图2A-2B示出了根据本发明的一个实施例的骨传导换能器和听小骨连接器的结构细节。
图3A-3B示出了根据本发明的另一个实施例的骨传导换能器和听小骨连接器的结构细节。
图4A-4C示出了根据本发明的实施例的设备的典型手术植入过程。
图5A-5B示出了根据本发明的另一个实施例的附接到骨传导换能器的听小骨连接器的结构细节。
图6示出了使用被从所连接的骨骼振动地隔离的骨传导换能器的、本发明的进一步的实施例的侧视截面图。
具体实施方式
本发明的实施例涉及包括骨传导换能器的中耳植入物系统的一种新颖的布置结构，该骨传导换能器被植入在位于患者的颅骨上的软组织皮肤内。图2A-2B示出了带有这种骨传导换能器201(在这种情况下，该骨传导换能器为钛盘形壳体的特定形式)的中耳植入物系统200的一个具体实施例的结构细节，该骨传导换能器201被构造成用于植入在皮肤207中而平行于皮肤207的外表面且平行于颅骨208。
刚性的听小骨连接器202(例如，由钛制成)具有连接到嵌入在皮肤207中的骨传导换能器201的近端205。听小骨连接器202的本体穿过颅骨208中的手术挖开通道210，并且听小骨连接器204的远端204连接到患者的中耳209中的听小骨211，使得骨传导换能器201的振动被机械地耦合到听小骨211，以便被患者感知为声音。同时，所示出的布置结构(arrangement)还保留了来自患者的鼓膜的正常听力通路，以用于正常的声音感知。
所示出的听小骨连接器202还包括调节机构206，例如拉链连接器式机构，其允许外科医生在植入该设备时调节听小骨连接器202的长度。另外或可替代地，听小骨连接器202的长度还可以包括一个或多个应变消除器(例如一个或多个弹簧绕组)。
图3A-3B示出了根据本发明的另一个实施例的骨传导换能器和听小骨连接器的结构细节，其使用有源外部部件309，并且其中，骨传导换能器301是嵌入在颅骨307上的皮肤308中的永磁体。听小骨连接器300的近端305连接到皮肤308中的骨传导换能器301。听小骨连接器300的本体穿过颅骨307中的手术挖开通道310(经由调节机构306)，并且听小骨连接器300的远端304连接到中耳103中的听小骨。
外部有源振动部件309附接到皮肤308的外表面310，并且被构造成产生用于骨传导换能器301的声音振动。具体地，外部有源振动部件309包含外部振动磁体311(通过由外部信号处理器控制的周围电磁驱动线圈有源地驱动)，该外部振动磁体311与磁性骨传导换能器301磁性地协作以通过皮肤308耦合声音振动。外部有源振动部件309经由任何已知的附接机构(例如通过被构造成用于粘附到皮肤的外表面的附接表面)固定地附接到皮肤308的外表面310。或者，可以存在固定地附接到颅骨307的单独的植入磁体、以及被包含在外部有源振动部件309内的单独的外部吸持磁体，其中，该植入磁体和外部吸持磁体磁性地协作，以将外部有源振动部件309固定地紧固在皮肤308的外表面310上。
图4A-4C示出了根据本发明实施例的设备的典型手术植入过程。首先，如图4A中所示，外科医生在耳朵401后面的皮肤上做一个切口，并使用手术牵开器402暴露下面的颅骨403。然后，外科医生挖开(例如，可能使用机器人钻)通往中耳103中的进入通道404。然后，将听小骨连接器202的远端204连接到所暴露的听小骨405之一(例如，砧骨短过程)，从而使调节机构206的凹形部分(female portion)突出于进入通道404的外部(图4B)。然后，在听小骨连接器202的近端205连接到在皮肤401中滑动到位的骨传导换能器201的情况下，外科医生将调节机构206的凸形部分装配于其中(图4C)，并且闭合该切口。
图5A-5B示出了根据本发明的另一个实施例的听小骨连接器501的结构细节，该听小骨连接器501的近端505被附接到骨传导换能器500(例如，Med-El的骨桥设备)。听小骨连接器501的远端504连接到中耳103中的听小骨。听小骨连接器501可以包括沿其长度位于某处的应力释放环502，并且可以由钛、金或其它刚性的生物相容性材料制成。骨传导换能器500由柔性连接翼506和骨螺钉507连接到邻近的颅骨208。这允许骨传导换能器500的振动(例如，响应于来自未示出的外部信号处理器设备的通信信号)由在乳突切除术中穿过皮肤207的听小骨连接器501耦合到中耳103中的所连接的听小骨。同时，保留了经由鼓膜102的单独的固有听觉通路。
图6示出了使用诸如图5中的骨传导换能器500但是被隔离弹簧601从所连接的颅骨208振动地隔离的、本发明的进一步的实施例的侧视截面图。隔离弹簧601能够由硅树脂制成，并且在结构上从传统的骨传导换能器500分离。由于来自骨传导换能器500的振动被从与骨传导换能器500附接的颅骨208声学地解耦，所以它们的唯一通路是经由位于骨传导换能器500下方的颅骨208中的手术挖开通道602中的听小骨连接器501和远端处的所连接的听小骨。这种特定的布置结构在例如低于1000Hz的较低声音频率下可能最有用。而且，可能是有用的是作为带有不同的弹性和声学特性的多组弹簧的手术套件的一部分来提供这些隔离弹簧601，以使外科医生在植入之前或进行植入时选择最佳的特定组。当然，在这样的应用中，听小骨连接器501的远端可以特别地连接到除了中耳中的听小骨以外的其它解剖学听觉结构，例如，圆窗膜、卵圆窗膜等。
由传统的骨传导换能器500、听小骨连接器501和可选的隔离弹簧601构成的这种模块化系统能够有用地覆盖传导性听力损失和部分感觉神经性听力损失的整个范围。通过一起使用隔离弹簧601与听小骨连接器501，这种布置结构用作中耳植入物(但与植入在中耳中的FMT相比，来自骨传导换能器500的功率更大)。在没有听小骨连接器501和隔离弹簧601的情况下，该布置结构用作传统的骨传导听力植入物系统。
尽管已经公开了本发明的各种示例性实施例，但是对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的真实范围的情况下，可以进行将实现本发明的某些优点的各种修改和变型。
Claims (9)
1.一种中耳植入物系统，包括：
骨传导换能器，所述骨传导换能器被构造成：
i.在耳朵后面的皮肤下方固定地附接到患者的颅骨，并且
ii.从通过所述皮肤接收的外部通信信号产生声音振动，用于耦合到所述颅骨以便患者进行骨传导声音感知；
可延展的听小骨连接器，所述听小骨连接器具有连接到所述骨传导换能器的近端和连接到患者的中耳听力结构的远端，从而所述骨传导换能器的振动被机械地耦合到所述中耳听力结构，以便患者进行中耳声音感知；和
一个或多个隔离弹簧，所述一个或多个隔离弹簧被构造成放置在所述骨传导换能器与所述颅骨的固定附接处，以将所述骨传导换能器从所述颅骨声学地解耦来避免骨传导声音感知，使得来自所述外部通信信号的声音感知仅通过来自由所述听小骨连接器耦合到所述中耳听力结构的振动的所述中耳声音感知。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述听小骨连接器在所述近端和所述远端之间具有可调节的长度。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述听小骨连接器由钛制成。
4.根据权利要求1所述的系统，还包括：
外部通信部件，所述外部通信部件被构造成附接到所述皮肤的外表面并产生所述外部通信信号。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述外部通信部件包括外部振动磁体，所述外部振动磁体被构造成与所述骨传导换能器磁性地协作以通过皮肤耦合所述外部通信信号。
6.根据权利要求4所述的系统，其中，所述外部通信部件包括附接表面，所述附接表面被构造成用于粘附到所述皮肤的外表面，以将所述外部通信部件固定地紧固到所述皮肤的外表面。
7.根据权利要求4所述的系统，还包括：
植入磁体，所述植入磁体在所述骨传导换能器附近被固定地附接到所述颅骨；和
外部吸持磁体，所述外部吸持磁体被包含在所述外部通信部件中，
其中，所述植入磁体和所述外部吸持磁体被构造成磁性地协作，以将所述外部通信部件固定地紧固在所述皮肤的外表面上。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述听小骨连接器被构造成穿过所述颅骨中的手术产生通道。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述听小骨连接器的所述远端被构造成连接到所述听小骨，以保留来自患者的鼓膜的正常听力通路。
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