專利名稱：一種用于治療混合性聽力損傷的人工聽骨的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人工聽骨，尤其是一種適用于治療聽力損傷、混合性聽力損傷的壓電型主動式人工聽骨。
背景技術(shù)：
人工聽骨是一種替換人體中耳內(nèi)三塊聽小骨的一個或多個的裝置,用于治療因聽小骨壞死或缺損而引起的傳導(dǎo)性聽力損傷。但臨床上顯示，這些患有傳導(dǎo)性聽力損傷的患者中，部分還伴有感音神經(jīng)性聽力損傷，即患者內(nèi)耳中的耳蝸還存有功能性障礙。這種同時伴有傳導(dǎo)性聽力損傷與感音神經(jīng)性聽力損傷的情況，臨床上稱之為混合性聽力損傷。針對該類聽力損傷，傳統(tǒng)的治療方法都是在植入人工聽骨后，再讓患者佩戴助聽器，即先通過人工聽骨來治療其中的傳導(dǎo)性聽力損傷，再通過助聽器的佩戴，對輸入聲音進行放大，補償其中的感音神經(jīng)性聽力損傷。而傳統(tǒng)助聽器只能解決輕度到中度感音神經(jīng)性聽力損傷；佩戴 舒適性不佳，患者常常有耳道堵塞的感覺；輸出的聲音信號和耳道反饋的聲音信號混疊，使人感受到的聲音信號清晰度降低。這些不足使得很多患者不愿意佩戴傳統(tǒng)助聽器。針對以上問題，迫切需要研發(fā)一種主動式人工聽骨，既能替換損壞的聽小骨，完成人耳感聲振動信號的傳遞；又能在此基礎(chǔ)上，通過自身主動伸縮運動，將振動幅值放大，補償感音神經(jīng)性聽力損傷。Alexander M. Huber 等在“Otology & Neurotology, 2006, 27 (8) : 1104-1109，，上公開了他們研發(fā)的一款主動式人工聽骨，該主動式人工聽骨由一電磁作動器和一傳統(tǒng)人工聽骨組成，其中電磁作動器固定在傳統(tǒng)人工聽骨的連桿上。該主動式人工聽骨除了能夠替換損壞的聽骨，傳遞振動信號，治療傳導(dǎo)性聽力損傷；還能通過其電磁作動器的激振力，將所傳遞的振動信號放大，補償患者存在的感音性聽力損傷。盡管該主動式人工聽骨能夠?qū)旌闲月犃p傷進行補償，但由于該人工聽骨的作動器是采用電磁式的，即利用電磁原理來實現(xiàn)驅(qū)動，這使人工聽骨不能在強磁場環(huán)境下工作；電磁式作動器能耗較大，需較頻繁充電，不適合應(yīng)用到全植入式人工聽骨；電磁式作動器工作頻帶較窄，而感音神經(jīng)性聽力損傷多發(fā)生在高頻段，使得其在高頻段的補償效果欠佳。綜上所述，現(xiàn)有可以治療混合性聽力損傷的主動式人工聽骨存在不能在強磁場環(huán)境下工作；耗能大；高頻增益差等技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、能在強磁場環(huán)境下工作、能耗小、高頻增益好、用于治療混合性聽力損傷的壓電型主動式人工聽骨。技術(shù)方案本發(fā)明的用于治療混合性聽力損傷的人工聽骨，包括植入人耳內(nèi)鼓膜上的頂盤，頂盤的內(nèi)側(cè)設(shè)有連接桿、與連接桿相連的壓電裝置，壓電裝置的前部設(shè)有作用在人耳鐙骨上的鐙骨夾；所述的頂盤上開有通孔；所述的壓電裝置經(jīng)導(dǎo)線連接植入在頭骨上的電源與信號處理模塊的輸出端，電源與信號處理模塊的輸入端通過導(dǎo)線連接采集外部聲音信號的麥克風(fēng)，麥克風(fēng)將采集到的外部聲轉(zhuǎn)化為電信號，通過導(dǎo)線將電信號傳給設(shè)在電源與信號處理模塊內(nèi)的信號處理器，信號處理器根據(jù)患者的聽力損失情況，將輸入的電信號進行處理，再通過導(dǎo)線將處理后的電信號傳入到人工聽骨內(nèi)的壓電裝置上。所述的壓電裝置包括階梯形的連接桿、套裝在接桿上的套管，套管內(nèi)設(shè)有壓電疊堆，套管的出口側(cè)設(shè)有使壓電疊堆緊靠在連接桿上的托盤；
所述的壓電裝置包括柱形鉸接頭的連接桿、鉸接在連接桿上的端蓋，端蓋上設(shè)有套管，套管內(nèi)設(shè)有壓電疊堆，套管的出口側(cè)設(shè)有使壓電疊堆緊靠在端蓋上的托盤；
所述的壓電裝置包括球形鉸接頭的連接桿，連接桿上鉸接有鈸型結(jié)構(gòu)的殼體，殼體內(nèi)裝有壓電疊堆。所述的套管、殼體的外部鍍有生物相容性較好的鈦或鈦合金金屬材料，或與生物相容性較好的聚四氟乙烯薄膜、聚乙烯薄膜、硅橡膠薄膜高分子材料薄膜包覆；所述的連接桿與頂盤偏心連接，連接點靠近頂盤長徑的一側(cè)；
所述的托盤與套管滑動配合；
所述的鐙骨夾為漏斗夾形、帶環(huán)狀夾的人字形、圓柱桿形或圓柱鉤形；
所述頂盤、連接桿、鐙骨夾采用生物相容性較好的鈦或鈦合金醫(yī)用金屬材料制成、或采用醫(yī)用陶瓷以及醫(yī)用的聚四氟乙烯材料、聚乙烯材料或硅橡膠材料制成。有益效果由于采用了上述技術(shù)方案，且用生物相容性較好的鈦、鈦合金醫(yī)用金屬材料制成或醫(yī)用陶瓷以及醫(yī)用高分子材料制成的頂盤、連接桿、鐙骨夾，能在強磁場環(huán)境下工作、能耗小、高頻增好。與現(xiàn)有技術(shù)相比，人工聽骨不僅能像一般人工聽骨那樣替換損壞的聽小骨、傳遞振動信號，還能根據(jù)患者所伴有的感音神經(jīng)性聽力損傷情況，將所需傳遞的振動信號加強，補償聽力損失。其主要優(yōu)點有
I、相對于傳統(tǒng)人工聽骨，不僅可以替換損壞的聽小骨，治療傳導(dǎo)性聽力損傷；本發(fā)明的人工聽骨還能夠通過人工聽骨內(nèi)部壓電疊堆的主動作用，補償部分患者所伴有的感音神經(jīng)性聽力損傷。2、本發(fā)明的人工聽骨工作原理是基于壓電材料的逆壓電效應(yīng)，不會受電磁干擾的影響，使得患者可以在強磁場環(huán)境下工作；
3、本發(fā)明的人工聽骨與已有的電磁型主動式人工聽骨技術(shù)相比，由于采用壓電疊堆，其工作頻帶寬、輸出增益大、功耗小，有利于補償患者所伴有的感音神經(jīng)性聽力損傷部分；
4、本發(fā)明的人工聽骨與已有的電磁型主動式人工聽骨技術(shù)相比，結(jié)構(gòu)簡單、不易故障、制造成本低，價格較低，便于廣泛推廣使用。


圖I為人耳結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明的實施例一結(jié)構(gòu)示意 圖3為本發(fā)明的實施例一植入人耳結(jié)構(gòu)示意 圖4為本發(fā)明的實施例二結(jié)構(gòu)示意 圖5為本發(fā)明的實施例三結(jié)構(gòu)示意圖。圖中外耳1，中耳2，內(nèi)耳3，耳廓4，耳道5，鼓膜6，錘骨7，砧骨8，鐙骨9，耳蝸10，頂盤11，連接桿12，壓電疊堆13，鐙骨夾14，托盤15，套管16，通孔17，導(dǎo)線18，麥克風(fēng)19，電源與信號處理模塊20，端蓋21，球面副22，殼體23，球頭24，連接套25。
具體實施例方式下機結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作進一步的詳細
圖I所示為人耳結(jié)構(gòu)示意圖，整個人耳包括外耳I、中耳2及內(nèi)耳3。外耳I主要包括耳廓4及耳道5。中耳2則包括鼓膜(耳膜)6和聽骨鏈。聽骨鏈由三塊聽小骨組成(錘骨7、砧骨8和鐙骨9)。錘骨7貼附在鼓膜6上，而聽骨鏈中最后一塊骨頭鐙骨9耦合到內(nèi)耳3的耳蝸10。在正常聽覺中，外耳2的耳廓4將外部空氣中壓強的波動采集，通過耳道5達鼓膜6，引起中耳系統(tǒng)中鼓膜6和聽骨鏈(錘骨7、砧骨8、鐙骨9)的機械振動，進而由聽骨鏈的鐙·骨9將振動傳入內(nèi)耳中的耳蝸10。耳蝸10通過內(nèi)部淋巴液與基底膜的流固耦合作用，及外毛細胞的振動放大(對基底膜感應(yīng)的微小振動進行主動放大)，使耳蝸10內(nèi)的內(nèi)毛細胞感應(yīng)中耳輸入的機械能。最終由內(nèi)毛細胞將機械運動轉(zhuǎn)化為神經(jīng)脈沖并傳給聽覺神經(jīng)，進而產(chǎn)生聲音。傳導(dǎo)性聽力損傷，通常是由于中耳3內(nèi)部聽小骨損壞，例如因中耳炎而產(chǎn)生砧骨8腐蝕，而造成的聲音傳輸障礙。傳統(tǒng)人工聽骨即是通過替換損壞的聽小骨，而實現(xiàn)治療的。感音神經(jīng)性聽力損傷，通常是由于耳蝸10內(nèi)部外毛細胞的損壞，降低了對內(nèi)毛細胞的輸入，從而導(dǎo)致人耳聲音感知度的降低。由傳統(tǒng)助聽器進行的放大，即是恢復(fù)了本該由外毛細胞提供的正常放大。實施例一、
如圖2圖3所示，本發(fā)明的用于治療混合性聽力損傷的人工聽骨，包括植入人耳內(nèi)鼓膜6上的頂盤11，頂盤11的內(nèi)側(cè)設(shè)有連接桿12、與連接桿12相連的壓電裝置，所述的壓電裝置包括階梯形的連接桿12、套裝在接桿12上的套管16,套管16內(nèi)設(shè)有壓電疊堆13,套管16的出口側(cè)設(shè)有使壓電疊堆13緊靠在連接桿12上的托盤15。所述的托盤15與套管16滑動配合。壓電裝置的前部設(shè)有作用在人耳鐙骨9上的鐙骨夾14 ;所述的連接桿12與頂盤11偏心連接，連接點靠近頂盤長徑的一側(cè)。頂盤11上開有4-5個通孔17 ;所述的鐙骨夾14為漏斗夾形、帶環(huán)狀夾的人字形、圓柱桿形或圓柱鉤形。所述的壓電裝置經(jīng)導(dǎo)線18連接植入在頭骨上的電源與信號處理模塊20的輸出端，電源與信號處理模塊20的輸入端通過導(dǎo)線26連接采集外部聲音信號的麥克風(fēng)19。所述的套管16的外部鍍有生物相容性金屬材料，如鈦或鈦合金、或與生物相容性較好的高分子材料薄膜包覆，如聚四氟乙烯薄膜、聚乙烯薄膜、硅橡膠薄膜，實現(xiàn)將壓電疊堆13與人體的隔離。所述頂盤11、連接桿12、鐙骨夾14采用生物相容性較好的醫(yī)用金屬材料制成，如鈦或鈦合金、或醫(yī)用陶瓷以及醫(yī)用高分子材料制成，如聚四氟乙烯材料、聚乙烯材料、硅橡膠材料。所述的頂盤11形狀根據(jù)不同人耳確定，頂盤11可以是圓形，也可以是橢圓形，連接桿12與頂盤11采用偏心連接，連接點靠近頂盤11長徑的一側(cè)。所述的托盤15外壁的幾何形狀與壓電構(gòu)件的套管16內(nèi)壁形狀一致，形成滑動配合，使與托盤15固定連接的鐙骨夾14的輸出位移方向與壓電疊堆13伸縮運動方向一致。所述的鐙骨夾14設(shè)置為符合人體要求的幾何形狀結(jié)構(gòu)，具體為漏斗夾形、帶環(huán)狀夾的人字形、圓柱桿形或圓柱鉤形。工作原理及工作過程針對患者傳導(dǎo)性聽力損傷，本發(fā)明的人工聽骨植入后，可以直接替換損壞的聽小骨，如圖3所示，砧骨損壞，實現(xiàn)聲音傳遞的修復(fù)，進而治療傳導(dǎo)性聽力損傷。針對患者感音神經(jīng)性聽力損傷部分對應(yīng)的頻段聲音，麥克風(fēng)19將體外的聲音信號采集，并轉(zhuǎn)化為電信號，通過導(dǎo)線26將其傳給信號處理器(位于電源與信號處理模塊20內(nèi))。信號處理器再根據(jù)患者的聽力損失情況，將該電信號進行處理，再通過導(dǎo)線18將處理后的電信號傳入到人工聽骨內(nèi)的壓電疊堆13 ;由于逆壓電效應(yīng)，壓電疊堆13根據(jù)輸入電壓的變化產(chǎn)生形變，做伸縮運動，并通過托盤15、鐙骨夾14將該運動傳遞至鐙骨9上，進而激起耳蝸10內(nèi)淋巴液的運動，實現(xiàn)對患者感音神經(jīng)性聽力損傷部分的補償。整個 過程中，由電源與信號處理模塊20中的電源裝置為系統(tǒng)供電，且該電源裝置可由已公知的可再充電電池實現(xiàn)。實施例二、
如圖4所示，與實施例一基本相同，相同之處略。不同之處所述的壓電裝置包括柱形鉸接頭的連接桿12、鉸接在連接桿12上的端蓋21，端蓋21上設(shè)有套管16，套管16內(nèi)設(shè)有壓電疊堆13，套管16的出口側(cè)設(shè)有使壓電疊堆13緊靠在連接桿12上的托盤15。所述的連接桿12與壓電構(gòu)件采用球面副連接方式，通過端蓋21與連桿12經(jīng)球面副22連接，從而實現(xiàn)連桿12與壓電構(gòu)件的球面副連接。實施例三、
如圖5所示，與實施例一基本相同，相同之處略。不同之處所述的壓電裝置包括球形鉸接頭的連接桿12、鉸接在連接桿12上的殼體23，殼體23內(nèi)設(shè)有壓電疊堆13，殼體23的下部設(shè)有連接鐙骨夾14的連接套25。所述的連接桿12與壓電構(gòu)件采用球面副連接方式，通過球頭24與球形鉸接頭的連桿12連接，從而實現(xiàn)連桿12與壓電構(gòu)件的球面副連接。殼體23采用鈸(Cymbal)型結(jié)構(gòu)，壓電疊堆13伸縮方向的兩頂端固定在殼體23內(nèi)左右兩壁上，實現(xiàn)將壓電疊堆13的橫向伸縮運動轉(zhuǎn)化為殼體23的縱向伸縮運動,且放大運動幅值。
權(quán)利要求
1.一種用于治療混合性聽力損傷的人工聽骨，其特征在于它包括植入人耳內(nèi)鼓膜(6)上的頂盤(11)，頂盤(11)的內(nèi)側(cè)設(shè)有連接桿(12)、與連接桿(12)相連的壓電裝置，壓電裝置的前部設(shè)有作用在人耳鐙骨(9)上的鐙骨夾(14);所述的頂盤(11)上開有通孔(17)；所述的壓電裝置經(jīng)導(dǎo)線(18)連接植入在頭骨上的電源與信號處理模塊(20)的輸出端，電源與信號處理模塊(20)的輸入端通過導(dǎo)線(26)連接采集外部聲音信號的麥克風(fēng)(19)，麥克風(fēng)(19)將采集到的外部聲轉(zhuǎn)化為電信號，通過導(dǎo)線(26)將電信號傳給設(shè)在電源與信號處理模塊(20)內(nèi)的信號處理器，信號處理器根據(jù)患者的聽力損失情況，將輸入的電信號進行處理，再通過導(dǎo)線(18)將處理后的電信號傳入到人工聽骨內(nèi)的壓電裝置上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于治療混合性聽力損傷的人工聽骨，其特征在于所述的壓電裝置包括階梯形的連接桿(12)、套裝在連接桿(12)上的套管(16)，套管(16)內(nèi)設(shè)有壓電疊堆(13 )，套管(16 )的出口側(cè)設(shè)有出口側(cè)設(shè)有使壓電疊堆(13 )緊靠在連接桿(12 )上的托盤(15)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于治療混合性聽力損傷的人工聽骨，其特征在于所述的壓電裝置包括柱形鉸接頭的連接桿(12)、鉸接在連接桿(12)上的端蓋(21)，端蓋(21)上設(shè)有套管(16)，套管(16)內(nèi)設(shè)有壓電疊堆(13)，套管(16)的出口側(cè)設(shè)有使壓電疊堆(13)緊靠在端蓋(21)上的托盤(15)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于治療混合性聽力損傷的人工聽骨，其特征在于所述的壓電裝置包括球形鉸接頭的連接桿(12 )，連接桿(12 )上鉸接有鈸型結(jié)構(gòu)的殼體(23 )，殼體(23)內(nèi)裝有壓電疊堆(13)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的用于治療混合性聽力損傷的人工聽骨，其特征在于所述的套管(16)、殼體(23)的外部鍍有生物相容性較好的鈦或鈦合金金屬材料，或與生物相容性較好的聚四氟乙烯薄膜、聚乙烯薄膜、硅橡膠薄膜高分子材料薄膜包覆。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于治療混合性聽力損傷的人工聽骨，其特征在于所述的連接桿(12)與頂盤(11)偏心連接，連接點靠近頂盤長徑的一側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用于治療混合性聽力損傷的人工聽骨，其特征在于所述的托盤(15)與套管(16)滑動配合。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于治療混合性聽力損傷的人工聽骨，其特征在于所述的鐙骨夾(14)為漏斗夾形、帶環(huán)狀夾的人字形、圓柱桿形或圓柱鉤形。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于治療混合性聽力損傷的人工聽骨，其特征在于所述頂盤(11)、連接桿(12)、鐙骨夾(14)采用生物相容性較好的鈦或鈦合金醫(yī)用金屬材料制成、或采用醫(yī)用陶瓷以及醫(yī)用的聚四氟乙烯材料、聚乙烯材料或硅橡膠材料制成。
全文摘要
一種用于治療混合性聽力損傷的人工聽骨，包括頂盤、連接桿、壓電裝置、鐙骨夾，其中，頂盤通過手術(shù)植入固定在耳膜上；連接桿的一端與頂盤相連，另一端與壓電裝置的基部端相連；壓電裝置主要由壓電疊堆構(gòu)成，其作用端與鐙骨夾的基部端相連；鐙骨夾的作用端直接作用于鐙骨上。本發(fā)明的人工聽骨即可以像傳統(tǒng)人工聽骨那樣替換損壞的聽小骨，治療傳導(dǎo)性聽力損傷。又具有主動激振能力，對伴有的感音神經(jīng)性聽力損傷進行補償。此外，該主動式人工聽骨能夠在強磁場環(huán)境下工作，且具有能耗小、高頻增益好的優(yōu)點。其結(jié)構(gòu)簡單、不易故障、制造成本低，價格較低，便于廣泛推廣使用。
文檔編號A61L27/06GK102836018SQ20121034227
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者劉后廣, 黃新生, 饒柱石, 李中凱, 戚穎, 程剛 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)