EP0544677B1 - Electromagnetic middle-ear hearing aid - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches, auf das Mittelohr einwirkendes Hörhilfsgerät für eine schallinduzierte Übertragung elektromagnetischer Impulse an das Mittelohr mit einem Mikrofon, einem Verstärker mit Spannungsversorgung und einem Ausgangswandler, die in einem außerhalb des äußeren Gehörganges angeordneten Gehäuse untergebracht sind, sowie mit einem durch den Ausgangswandler induktiv zu Schwingungen anregbaren, zwischen Trommelfell und Hammergriff implantierten Permanentmagneten.The invention relates to an electromagnetic hearing aid acting on the middle ear for a sound-induced transmission of electromagnetic pulses to the middle ear with a microphone, an amplifier with a power supply and an output transducer, which are accommodated in a housing arranged outside the external auditory canal, and with a through the output transducer Permanent magnets that can be inductively excited to vibrate and are implanted between the eardrum and hammer handle.
Die bisherige konventionelle Signalübertragung bei den Hörhilfen beruht auf dem Prinzip der elektroakustischen Schallverstärkung. Hierbei werden die ankommenden Schallwellen uber ein Mikrofon aufgenommen, in elektrische Impulse (Wechselspannung) umgewandelt, verstärkt und modifiziert und anschließend über einen Hörer an das Ohr abgestrahlt. Um Schallenergieverluste und störende Ruckkopplungen zu vermeiden, ist hierbei der partielle oder totale Verschluß des Gehörgangseinganges erforderlich (Otoplastik). Die Otoplastik bedingt jedoch erhebliche Nachteile, sowohl im medizinischen wie auch im akustischen Bereich.The previous conventional signal transmission for hearing aids is based on the principle of electroacoustic sound amplification. The incoming sound waves are recorded via a microphone, converted into electrical impulses (alternating voltage), amplified and modified and then emitted to the ear via a receiver. In order to avoid sound energy losses and annoying feedback coupling, the partial or total occlusion of the ear canal entrance is necessary (otoplastic). However, the otoplastic has considerable disadvantages, both in the medical and in the acoustic area.
Der Selbstreinigungsmechanismus sowie das "Kleinklima des Gehörgangs" werden durch den Verschluß des Einganges gestört. Ohrschmalzanreicherungen vor der Otoplastik bis hin zu verschließenden Ceruminalpfröpfen beeinträchtigen die Schallverstärkung. Der feuchte Kammereffekt des verschlossenen und schlecht belüfteten Gehörganges führt zu rezidivierenden nässenden Gehörgangsentzündungen, die für den Hörgerätträger sehr lästig sind und meist eine Behandlung beim HNO-Arzt erforderlich machen.Bis zum Abklingen der Entzündung darf das Hörgerät dann nicht getragen werden.The self-cleaning mechanism and the "small climate of the ear canal" are disturbed by the closure of the entrance. Enlargement of ear wax in front of the otoplastic up to occluding ceruminal plugs impair the sound amplification. The moist chamber effect of the closed and poorly ventilated ear canal leads to recurrent, wetting ear canal inflammation, which is very annoying for the hearing aid wearer and usually requires treatment by an ENT doctor, and the hearing aid must not be worn until the inflammation has subsided.
Erfordert der Fremdkörper "Otoplastik" schon eine gewisse Gewöhnungszeit, so bewirkt die Autophonie (d.h. Veränderung des eigenen Stimmklanges) zum Teil erhebliche Akzeptanzprobleme. Da durch den Gehörgangsverschluß der normale Schallabfluß nach außen blockiert ist, ergibt sich eine Veränderung des eigenen Stimmklanges.If the foreign body "otoplastic" requires a certain time to get used to it, autophony (i.e. changing one's own vocal sound) sometimes causes considerable acceptance problems. Since the normal outflow of sound is blocked by the closure of the auditory canal, there is a change in one's own vocal sound.
Das natürliche Hören ist in hervorragender Weise den Kommunikationsbedingungen angepaßt.Natural hearing is ideally adapted to the conditions of communication.
Durch Resonanzbildung im offenen Gehörgang sowie Frequenzselektion durch Trommelfell und Gehörknöchelchen (sogenannter Schalleitungsapparat) wird eine erhöhte Schallempfindlichkeit des Ohres im Frequenzbereich 2000 bis 4000 Hz erreicht. Dadurch wird die Hörfähigkeit bei leisen und mittleren Tönen und Klängen im Hauptsprachbereich verbessert. Dieser Vorteil des physiologischen Hörens wird durch die Otoplastik teilweise wieder aufgehoben.Through resonance formation in the open ear canal and frequency selection through the eardrum and ossicles (so-called sound line apparatus), an increased sensitivity to sound of the ear in the frequency range 2000 to 4000 Hz is achieved. This improves hearing in soft and medium tones and sounds in the main language area. This advantage of physiological hearing is partially canceled out by the otoplastic.
Neben der Verschlechterung dieser statischen, durch die Anatomie von Gehörgang und Schalleitungsapparat vorgegebenen Bedingungen, beeinflußt die Otoplastik auch die Impedanzanpassung; d.h. der Gehörgangsfremdkörper wirkt sich negativ auf die dynamische Anpassunhsfähigkeit des Ohres auf unterschiedliche Lautstärkensituationen aus. Mittels des Musculus tensor tympani kann das menschliche Ohr sich reflektorisch auf bestimmte Hörsituationen optimal einstellen, z.B. Einstellung auf leise Töne, Hören im Geräuschumfeld. Der Musculus stapedius hingegen schützt das Ohr vor überlauten evtl. das Innenohr schadigenden Schallimpulsen durch Impedanzänderung. Diese doppelte dynamische Impedanzanpassung wird durch die Otoplastik erheblich verschlechtert.In addition to the deterioration of these static conditions, which are predetermined by the anatomy of the auditory canal and the sound circuit apparatus, the otoplastic also influences the impedance matching; i.e. the foreign body of the auditory canal has a negative effect on the dynamic adaptability of the ear to different volume situations. Using the tensor tympani muscle, the human ear can optimally adjust to certain listening situations, e.g. Setting for quiet tones, hearing in the noise environment. The stapedius muscle, on the other hand, protects the ear from overlaid sound impulses that may damage the inner ear by changing the impedance. This double dynamic impedance matching is considerably worsened by the otoplastic.
Weitere akustische Nachteile sind im System der bisherigen elektroakustischen Schallverstärkung impliziert. Der im konventionellen Hörgerät notgedrungenermaßen kleine Lautsprecher - Hörer genannt - bedingt eine nicht-lineare Verstärkung und Verzerrung des Schalls. Zusätzlich bedeutet die relativ schmalbandige Schallverstärkung eine Einschränkung des Sprachverständlichkeitsgewinnes.Further acoustic disadvantages are implied in the system of the previous electroacoustic sound amplification. The loudspeaker - called listener - which is inevitably small in conventional hearing aids, requires non-linear amplification and distortion of the sound. In addition, the relatively narrow-band sound amplification means that speech intelligibility is restricted.
Zum Stand der Technik einer elektromagnetischen Schallübertragung auf das Mittelohr ist die der US PS 4.606.329 entsprechende DE 36 17 118 C2 zu nennen. In dieser Patentschrift ist eine implantierbare elektromagnetische Hörhilfe offenbart, die aus einem im wesentlichen üblichen Hörgerät besteht, dessen Ausgangssignal ein elektromagnetisches Analogsignal, von einem Sender abgestrahlt wird. Ein zugehöriger Empfänger ist subkutan in den Temporalknochen implantiert. Von dort führt eine ebenfalls in den Temporalknochen implantierte Leitung zu einer Empfangseinrichtung, einem elektromagnetischen Wandler, der dann ein elektromagnetisches Signal abgibt und dieses subkutan in das Mittelohr hinein überträgt. Im Mittelohr selbst ist dann als Empfangseinrichtung ein an oder in oder an Stelle der Ossikularkette implantierter Permanentmagnet vorgesehen, der durch die elektromagnetischen Schwingungen in entsprechende Vibrationen versetzt wird und damit Teile der Ossikularkette entsprechend dem vom Hörgerät aufgenommenen Schall in Schwingungen versetzen soll.Regarding the prior art of electromagnetic sound transmission to the middle ear, DE 36 17 118 C2 corresponding to US Pat. No. 4,606,329 is to be mentioned. In this patent, an implantable electromagnetic hearing aid is disclosed which consists of an essentially conventional hearing aid, the output signal of which is an electromagnetic analog signal that is emitted by a transmitter. An associated recipient is implanted subcutaneously in the temporal bones. From there, a line also implanted in the temporal bone leads to a receiving device, an electromagnetic transducer, which then emits an electromagnetic signal and transmits it subcutaneously into the middle ear. In the middle ear itself, a permanent magnet implanted on or in or in place of the ossicular chain is then provided as the receiving device, which is set into corresponding vibrations by the electromagnetic vibrations and is thus intended to vibrate parts of the ossicular chain in accordance with the sound picked up by the hearing aid.
Diese bekannte implantierbare Mittelohr-Hörhilfe erfordert nicht nur umfangreiche Implantationen von zwei durch Leitungen, die im Temporalknochen implantiert werden müssen, miteinander verbundenen Wandlern, insbesondere aber bei zum Teil oder völlig zerstörter Ossikularkette eine Implantation des Permanentmagnetchens im Bereich der Ossikularkette mit Einwirkung auf Teile der Ossikularkette. Dies scheint, wenn überhaupt, nur mit äußerster Präzision in der Mikrochirurgie durchführbar. Manche der offenbarten Varianten scheinen dagegen kaum durchführbar zu sein, da der Permanentmagnet bei Vibrationserregung unweigerlich abrutscht und in den Paukenkeller hinunterfällt.This known implantable middle ear hearing aid not only requires extensive implantations of two transducers connected to one another by lines which have to be implanted in the temporal bone, but in particular in the case of a partially or completely destroyed ossicular chain, an implantation of the permanent magnet in the area of the ossicular chain with action on parts of the ossicular chain . If at all, this seems to be feasible with extreme precision in microsurgery. Some of the variants disclosed, on the other hand, seem to be hardly feasible, since the permanent magnet inevitably slips when vibrated and falls into the timpani cellar.
Weiterhin sind klinische Erfahrungen mit Hörhilfen im Mittelohrbereich bekanntgeworden. Dabei werden piezoelektrische, keramische, bimorphe Vibrationseinrichtungen im Mittelohr implantiert, die zu Schwingungen angeregt werden.Clinical experience with hearing aids in the middle ear area has also become known. Piezoelectric, ceramic, bimorph vibrating devices are implanted in the middle ear, which are excited to vibrate.
Diese piezoelektrischen Vibratoren werden dabei durch Leitungen zur Schallübertragung an das Innenohr angeregt.These piezoelectric vibrators are excited by lines for sound transmission to the inner ear.
Beide bisher bekannten implantierbaren Mittelohr-Hörhilfen sind vor allem für pathologische Veränderungen im Bereich des Mittelohres gedacht, z.B. dann, wenn die Ossikularkette teilweise oder ganz zerstört ist, obgleich eine Variante bekanntgeworden ist, bei der die Ossikularkette in Ordnung zu sein scheint. Bei allen anderen Fällen würde die Anwendung dieser Implantationen die Zerstörung der natürlichen Schallübertragungskette zur Folge haben. Außerdem bedeutet die Anordnung der Vibrationseinrichtung im Bereich der Ossikularkette, daß für den Chirurgen eine exakte Kontrolle der Position des als Vibrationseinrichtung implantierten Permanentmagnetes post-operativ nicht mehr möglich ist.Both previously known implantable middle ear hearing aids are primarily intended for pathological changes in the area of the middle ear, e.g. when the ossicular chain is partially or completely destroyed, although a variant has become known in which the ossicular chain appears to be in order. In all other cases, the use of these implants would result in the destruction of the natural sound transmission chain. In addition, the arrangement of the vibration device in the area of the ossicular chain means that the surgeon is no longer able to check the position of the permanent magnet implanted as a vibration device post-operatively.
Weiterhin ist das bei der bekannten Vibrationseinrichtung verwendete Material ein keramisch-magnetisches biokompatibles Material, das sich sehr schwer bearbeiten läßt und bei der operativen Nachbearbeitung in seinen magnetischen Eigenschaften beeinträchtigt und geschwächt werden kann.Furthermore, the material used in the known vibrating device is a ceramic-magnetic, biocompatible material which is very difficult to machine and whose magnetic properties can be impaired and weakened during operative post-processing.
Aus der EP 029 325 A2 ist ein elektromagnetisches Mittelohr-Hörgerät bekannt, das aus einem tief in den Ohrkanal einsetzbaren Hörgerät mit einer auf das Trommelfell gerichteten, elektromagnetisch erregbaren Spule und einem kleinen vor oder hinter dem Trommelfell in Verbindung mit dem Malleus angeordneten kleinen Permanentmagnetchen besteht, das durch das von der Spule erzeugte Magnetfeld in Schwingungen versetzt wird. Die Befestigung des Magnetchens ist kritisch, d.h. das vor dem Trommelfell angeordnete Magnetchen wird mittels einer durch das Trommelfell, das durchstochen wird, hindurchzuführenden Klammer am Malleus befestigt. Das hinter dem Trommelfell anzuordnende Magnetchen wird zwischen diesem und dem Malleus eingeklemmt. Dabei besteht die Gefahr, daß das Magnetchen nicht an der gewünschten Stelle verbleibt. Außerdem wird durch das Hörgerät der natürliche Schallzutritt zum Trommelfell blockiert. Dies soll durch die Erfindung gerade vermieden werden.From EP 029 325 A2 an electromagnetic middle ear hearing device is known which consists of a hearing device which can be inserted deep into the ear canal and which has an electromagnetically excitable coil directed towards the eardrum and a small permanent magnet arranged in front of or behind the eardrum in connection with the malleus that by the magnetic field generated by the coil is vibrated. The attachment of the magnet is critical, ie the magnet arranged in front of the eardrum is attached to the malleus by means of a clip which has to be passed through the eardrum which is pierced. The magnet to be placed behind the eardrum is clamped between it and the malleus. There is a risk that the magnet will not remain in the desired location. The hearing aid also blocks natural sound access to the eardrum. This is to be avoided by the invention.
Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs gelöst.This object on which the invention is based is achieved by the features of the patent claim.
Dies bedeutet in der Praxis folgendes:In practice, this means the following:
Zunächst erfolgt eine direkte Signalübertragung mittels elektromagnetischer Impulse auf einen zwischen Trommelfell und Hammergriff implantierten Permanentmagneten. Auf einen Hörer und eine Otoplastik kann ohne Gefahr der Rückkopplung verzichtet werden. Die natürliche Schallaufnahme im Ohr bleibt erhalten. Für den Patienten ergibt sich gegenüber anderen implantierbaren Hörhilfen eine operativ geringe Belastung. Außerdem läßt sich das Implantat durch den HNO-Arzt gut kontrollieren.First, there is a direct signal transmission by means of electromagnetic pulses to a permanent magnet implanted between the eardrum and hammer handle. A receiver and an earmold can be dispensed with without the risk of feedback. The natural sound absorption in the ear is preserved. For the patient, there is less operative stress than other implantable hearing aids. In addition, the implant can be easily checked by the ENT doctor.
Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den beigefUgten Zeichnungen näher erläutert.The invention will now be explained in more detail using an exemplary embodiment in conjunction with the accompanying drawings.
In den Zeichnungen zeigt:
- Fig. 1
- eine Querschnittsansicht des erfindungsgemäß aufgebauten Hörhilfsgerätes;
- Fig. 2
- eine stark vergrößerte Ansicht der Anordnung des Permanentmagneten im Bereich des Trommelfells
und - Fig. 3
- schematisch die Anordnung des dazu verwendeten modifizierten Hörgerätes.
- Fig. 1
- a cross-sectional view of the hearing aid constructed according to the invention;
- Fig. 2
- a greatly enlarged view of the arrangement of the permanent magnet in the area of the eardrum
and - Fig. 3
- schematically the arrangement of the modified hearing aid used for this.
In Fig. 1 ist die Ohrmuschel 1 zu sehen, an die sich der Gehörgang 2 anschließt, der durch das Trommelfell 3 abgeschlossen ist. Im Mittelohr erkennt man die Ossikularkette 4 mit dem Hammer 5 mit Hammerkopf 6 und Hammergriff 7. Daran schließt sich der Amboß 8 und der Steigbügel 9 an. Außerdem sieht man ein Hörgerät 10 das einen Spulenteil mit elektromagnetischem Wandler 11 enthält (Fig. 3). Der Permanentmagnet 12 ist in Fig. 1 und auch in Fig. 2 zu sehen.1 shows the
Der Hammergriff 7 ist normalerweise mit dem Trommelfell 3 verwachsen. Bei der hier erforderlichen Operation wird das Trommelfell 3 etwa in der Mitte des Hammergriffs 7 von diesem gelöst und der Permanentmagnet 12 wird so eingelegt, daß er mit seiner Rückseite am Trommelfell anliegt und den Hammergriff etwa in dessen Mitte mindestens teilweise umfaßt.The
In dieser Position kann der Permanentmagnet sich nicht aus seiner Position herausbewegen, da er zwischen Hammergriff und Trommelfell unverrückbar festgehalten ist.In this position, the permanent magnet cannot move out of its position because it is held firmly between the hammer handle and the eardrum.
Der durch den Gehörgang kommende Schall wird bei diesem neuen H örhilfsgerät das Trommelfell in der üblichen Weise beaufschlagen.The sound coming through the ear canal will act on the eardrum in the usual way with this new hearing aid.
Der von dem Mikrofon des hinter dem Ohr zu tragenden eigentlichen Hörgerätes aufgenommene Schall wird nach Verstärkung über den als Spulenteil ausgeführten elektromagnetischen Wandler unmittelbar an den Permanentmagneten 12 übertragen.After amplification, the sound picked up by the microphone of the actual hearing aid to be worn behind the ear is transmitted directly to the
Da das Hörgerät durch den Hörgeräteakustiker an die Gehörschädigung des Benutzers angepaßt ist, werden diese Schallschwingungen verstärkt über den Permanentmagneten auf das Mittelohr übertragen. Gleichzeitig wird dabei auch das Trommelfell in entsprechende Schwingungen versetzt, die sich dem durch den Gehörgang am Trommelfell eintreffenden Schall Uberlagern.Since the hearing aid is adapted to the hearing damage of the user by the hearing aid acoustician, these sound vibrations are increasingly transmitted to the middle ear via the permanent magnet. At the same time, the eardrum is also set into corresponding vibrations, which are superimposed on the sound arriving at the eardrum through the ear canal.
Mit Patienten durchgeführte Messungen haben ergeben, daß sich dadurch eine sehr gute Verbesserung in der Hörempfindung des Patienten erzielen läßt.Measurements carried out on patients have shown that a very good improvement in the hearing sensation of the patient can be achieved thereby.
Es sei abschließend noch darauf hingewiesen, daß hier jeweils nur eine einzige Form eines Permanentmagnetchens erforderlich ist, die keinerlei Nachbearbeitung erforderlich macht, so daß die Wirksamkeit und Polarisierung des Permanentmagnetchens durch Nachbearbeitung nicht beeinträchtigt werden können. Der Permanentmagnet weist dabei etwa die Form eines halben Hohlzylinders auf, dessen Polung parallel zu den Hohlzylinder-Oberflächen in der Weise verläuft, daß an der innenliegenden Oberfläche die eine und an der außen liegenden Oberfläche die andere Polarität wirksam ist.It should finally be pointed out that only one single form of permanent magnet is required here, which does not require any post-processing, so that the effectiveness and polarization of the permanent magnet cannot be impaired by post-processing. The permanent magnet has approximately the shape of a half hollow cylinder, the polarity of which runs parallel to the hollow cylinder surfaces in such a way that one polarity is effective on the inner surface and the other on the outer surface.
Dadurch, daß Größe und Gewicht des Permanentmagneten klein gehalten werden und als Überzug eine antibakterielle Goldlegierung aufgebracht wird, sind die sonst üblichen Nachteile, wie Fremdkörpergefühl, Entzündungen, Abstoßreaktionen oder Beschädigung von Hammergriff und Trommelfell nicht zu erwarten.Because the size and weight of the permanent magnet are kept small and an antibacterial gold alloy is applied as a coating, the usual disadvantages such as foreign body sensation, inflammation, repulsive reactions or damage to the hammer handle and eardrum are not to be expected.
Durch die Erfindung wurde somit ein neues implantierbares Hörhilfsgerät geschaffen das für Patienten die mit Im-Ohr-Hörgeräten oder mit Otoplastiken bzw. Höroliven Schwierigkeiten haben eine brauchbare Alternative darstellt.The invention thus created a new implantable hearing aid which is a useful alternative for patients who have difficulties with in-the-ear hearing aids or with earmolds or hearing olives.
Claims (1)
- Middle-ear hearing aid with a microphone, an amplifier with power supply and an output transducer (11), these being accommodated in a housing located outside the external auditory canal (2), as well as with a permanent magnet implanted between the eardrum (3) and manubrium mallei (7) which can be inductively excited to vibrations by the output transducer (11), characterized in that the permanent magnet (12) approximately has the shape of a half hollow cylinder, whereby the polarity of this magnet is parallel to the hollow cylinder surfaces in such a way that one polarity acts on the inner surface and the other polarity on the outer surface, and in that the permanent magnet (12) encloses the manubrium mallei (7) at least partially in the center of the latter and is in contact with the eardrum (3) with its back.
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