FI93507C

FI93507C - Laite käytettäväksi huonokuuloisessa kohteessa

Info

Publication number: FI93507C
Application number: FI873460A
Authority: FI
Inventors: Donald W Schaefer
Original assignee: Medical Devices Inc
Priority date: 1986-08-11
Filing date: 1987-08-10
Publication date: 1995-04-10
Also published as: DK415887D0; EP0263254B1; DK415887A; DE3780245T2; NO171090B; FI873460L; NO873328L; US4729366A; DE3780245D1; FI93507B; EP0263254A1; FI873460A0; NO873328D0; DK167793B1; ES2033265T3; NO171090C

Description

93507

Laite käytettäväksi huonokuuloisessa kohteessa

Keksinnön kohteena on laite käytettäväksi huonokuuloisessa kohteessa, joka on normaalia tyyppiä, jossa on 5 tärykalvo, joka generoi mekaanisia täryvärähtelyjä ääniaaltojen vasteena, jotka törmäävät siihen, ja ossikulaari-yhteys, joka siirtää mekaaniset värähtelyt tärykalvolta kohteen sisäkorvaan, joka laite käsittää sähkömekaaniset muuttajaelimet, jotka sisältävät ensimmäisen ja toisen 10 muuttajaelimen, jolloin ensimmäinen muuttajaelin on yh teistoiminnassa tärykalvon kanssa mekaanisten täryvärähte-lyjen muuttamiseksi sähkösignaaleiksi, jotka edustavat värähtelyjä, toisen muuttajaelimen ollessa yhteistoiminnassa sisäkorvan kanssa vahvistettujen sähkösignaalien 15 muuttamiseksi mekaanisiksi värähtelyiksi, jotka edustavat täryvärähtelyj ä.

Normaalissa ihmisen kuulolaitteessa suunnataan ääniaallot, jotka edustavat akustista energiaa, korvakana-vaan ulkokorvan (korvalehden) avulla, ja nämä törmäävät 20 tärykalvoon, joka sijaitsee korvakanavan päässä tämän ja keskikorvan välissä. Ääniaaltojen paine aikaansaa täryvärähtely jä tärykalvoon, jotka muuttuvat mekaaniseksi energiaksi. Täryvärähtelyj en muodossa oleva mekaaninen energia siirtyy sisäkorvaan niveltyvien luiden sarjana, jotka si-25 jaitsevat keskikorvassa, ja joita yleensä kutsutaan nimellä ossikulaariyhteys (pienten luiden muodostama ketju). Ossikulaariyhteyden on oltava kunnossa, jotta tärykalvossa esiintyvä akustinen energia johtuu mekaanisena energiana sisäkorvaan.

30 Ossikulaariyhteys sisältää kolme pääkomponenttia, vasaran, alasimen ja jalustimen. Vasara sisältää vastaavasti kahvaosan, kaulaosan, ja pääosan. Vasaran kahvaosa on sovitettu tärykalvoon kohdassa, jota kutsutaan tärykalvon keskikuopaksi. Vasaran pää, joka on liitetty kahva-35 osaan kaulaosan välityksellä, on nivelletty alasimen toi- 2 93507 seen päähän, joka aikaansaa mekaanisen energian siirtotien indusoiduille värähtelyille vasaralta jalustimme. Jalus-timet sisältävät pääosan, joka on liitetty aluslaattaosaan tukivarren avulla, ja joka sijaitsee sisäkorvassa vasten 5 kalvolla peitettyä aukkoa, jota kutsutaan soikeaksi ikkunaksi. Alasin on nivelletty jalustimen pääosan kanssa mekaanisen siirtotien täydentämiseksi.

Normaalisti täryvärähtelyt siirtyvät mekaanisesti, vasaran, alasimen ja jalustimien kautta soikeaan ikkunaan 10 ja tämän kautta sisäkorvaan (korvasimpukkaan). Nämä mekaaniset värähtelyt aikaansaavat nesteliikkeen, joka siirtyy hydraulisena energiana korvasimpukan sisällä. Nesteliikkeen aikaansaama paine korvasimpukan sisällä kohdistetaan toiseen kalvolla peitettyyn aukkoon sisä- ja keskikorvan 15 välissä, jota kutsutaan pyöreäksi ikkunaksi. Korvasimpukka muuntaa nesteliikkeen hermopulsseiksi, jotka vastaavat vastaanotettua ääntä aivojen tulkitsemalla tavalla. Kuitenkin voi tärykalvon ossikulaariyhteydet ja/tai sisäkorvan epäjärjestys aiheuttaa huonontuneen kuulon.

20 On keksitty eri passiivisia mekaanisia ossikulaari- korvaus ja istutusmenetelmiä, jotka liittyvät keskikorvan kirurgiaan. Katso esimerkiksi G.J. Jako, "Biomedical Engineering in Ear Surgery", Otolaryngologic Clinics of North America, Vol. 5, No.l, Feb. 1972, ja G.J. Jako, et ai., 25 "Conservative Tympanoplasty", American Academy of Opthal- I · · -1 mology and Otolarynology, Course 319, presented Oct. 1, 1966.

Yleisesti tunnetaan myös pienimuotoisia elektronisia kuulolaitteita, jotka parantavat kuuloa. Useat täl-30 laiset laitteet on sovitettu kokonaan sijoitettaviksi kor-vakanavaan tai osittain tai täysin istutettaviksi kohteen kalloon. Esimerkkejä tällaisista laitteista on esitetty US-patenteissa 3 170 046 (L.P. Leale, 16.2.1965), 3 712 962 (J.M. Epley, 23.7.1973), 3 764 748 (J.P. Branch, 9.10. 35 1973), 3 346 704 ja 3 557 775 (10.10.1967 ja 26.1.1971

II

3 93507 J.L. Mahoney), 3 870 832 (J.M. Fredrickson, 11.3.1975), 4 150 262 (H. Ono, 17.4.1979), 4 284 856 ja 4 357 497 (I.J. Hochmaier, 18.8.1981 ja 2.11.1982). Vastaava laite on esitetty edelleen julkaisussa T. Ohno, "The 5 Implantabale Hearing Aid" (Part I) Audecibel, Fall 1984 and Aritomo et al., "Audiological Assesment of Vibratory Hearing", joka esitettiin 17. International Congress of Audiology meeting:ssä, Santa Barbara, CA., Aug. 1984.

Mahdollisesti mielenkiintoisin yllämainituista US-10 patenteista on -748 patentti, joka koskee sisäistä kuulolaitetta, joka on muodoltaan sellainen, että se käytännössä sijoitetaan keskikorvan vapaaseen tilaan. Mainitussa patentissa on esitetty muutin, joka voi olla pietsosähköi-nen kidemuutin, joka pystyy muuttamaan mekaaniset värähte-15 lyt ossikulaariyhteydessä antojännitteeksi. Antojännite voidaan kohdistaa soikean ikkunan alueelle sähköisesti kiihottamaan tätä, ja se saattaa sisältää diodin, joka tasasuuntaa muuttimen muuttuvan antojännitteen sykkiväksi tasajännitteeksi kuulohermon kiihottamiseksi. Toisessa 20 muunnoksessa on ehdotettu, että sisällytetään pietsosäh-köinen kide soikean ikkunan alueelle, joka vastaanottaa muuttimen muuttuvat jännitesignaalit ja värähtelee siten, että kuulohermo kiihottuu. Missä tahansa näistä muunnelmista esitetty järjestelmä kuitenkin hyödyntää sitä, mitä 25 kutsutaan luonnolliseksi vääristymisistä vapaaksi äänen i · siirtymäksi ossikulaarisen ketjun kautta, mikäli mahdollista. Julkaisussa sanotaan, että mikäli jätetään ossiku-laariyhteys ehjäksi, akustinen energia, joka törmää tärykalvoon, kulkee ossikulaarisen ketjun läpi vääristymisistä 30 vapaalla tavalla, jolloin esitetyn äänivoimistetun kuulolaitteen on ainoastaan hieman autettava kuulemista. Patenttijulkaisussa US -748 selostetaan edelleen vaihtoehtona, että jalustimet voidaan poistaa ja kuulolaite fyysisesti sijoittaa tämän tilalle, mikäli olosuhteet sallivat 35 tämän. Näissä olosuhteissa, mikäli jalustin poistetaan, on ____ I.

93507 4 alasimen pää vapaa, ja kuulolaite liitetään fyysisesti tähän, kuten esimerkiksi puristettavien renkaiden tai vastaavien avulla. Tällöin kuulolaite toimii mekaanisen ketjun yhtenäisenä osana voimien siirrossa tärykalvolta soi-5 kealle ikkunalle kaikissa tapauksissa, riippumatta siitä, onko ossikulaariyhteyden yhtenäisyys tai jatkuvuus huonontunut. Mikäli tämä on asianlaita, on ossikulaariyhteyden kautta tapahtuva mekaaninen takaisinkytkentä todennäköinen tulos, joka vähentää tässä esitetyn ratkaisun kokonaiste-10 hokkuutta.

Toinen esimerkki sisäisestä kuulolaitteesta on esitetty patenttijulkaisussa US-3 882 285 (J.A. Nunley et ai. 6.5.1975). Mainitussa julkaisussa on esitetty, että koteloitu pienoiskuulolaite istutetaan kalloon aivan korvan 15 (korvalehden) taakse. Laite sisältää muuttimen, kuten mikrofonin, mikrofonin portin, vahvistimen, ja siirtolaitteen, joilla aikaansaadaan mekaaninen vaste mikrofonin vastaanottamalle äänelle. Mikrofonin portti sovitetaan korvakanavaan. Mainitun patenttijulkaisun edullisen suori-20 tusmuodon mukainen siirtolaite hyödyntää pietsosähköistä kidettä, joka on liitetty ossikulaariyhteyteen, edullisesti jalustimeen.

Tunnetun tekniikan mukaisissa järjestelmissä esiintyy kuitenkin yleisesti suurta herkkyyttä ulkoisille ää- 25 nille ja/tai äänen vääristymää. Edelleen käytetään tunne-. · * ' tun tekniikan mukaisissa järjestelmissä ulkoisia tai pysy västi ihon ulkopuolella tai ihon sisäpuolella olevia komponentteja. Laitteet, joissa on ulkoiset komponentit, ovat esteettisesti epämiellyttäviä ja herkkiä ulkoisille voi-30 mille. Ihon ulkopuolella olevat elementit käyttävät yleensä induktiokeloja, jotka ovat herkkiä virheelliselle suuntaukselle, ja edelleen käyttävät paljon tehoa.

Ihon sisällä olevat elementit, kuten johdot tai putket, jotka kulkevat ihon läpi, ovat erityisen herkkiä 35 infektioille. Muissa tunnetun tekniikan mukaisissa järjes- 5 93507 telmissä käytetään ilmaindusoituja mikrofoneja, jotka sijaitsevat siten, että ne reagoivat ääniaaltoihin, ja generoivat sähkösignaalin, josta sisäkorvan kiihotus aikaansaadaan. llmaindusoidut mikrofonit ovat epäedullisia sik-5 si, että mikrofoni yleensä sijaitsee joko kallon ulkopuolella tai vaatii ihon sisäpuolella olevan elementin, kuten mikrofoniportin tai yhdistävän johdon. Edelleen ilmaindu-soitujen mikrofonien taajuusvasteella ei ole riittävä taajuusalue todellista äänenpuhtautta kuvaamaan, ja tällaiset 10 mikrofonit eivät yleensä tarjoa suoraa taajuusherkkyyttä koko taajuuskaistalla.

Yllämainitussa julkaisussa, "Conservative Tympanoplasty", Jako et ai., ehdotettiin, että sovitetaan suhteellisen suuri pietsosähköinen äänirasiamuutin tärykalvon 15 paikalle, ja ohjaamaan suoraan pienempää pietsosähköistä kideantomuutinta, joka on sijoitettu soikeaan ikkunaan. Katso Jako et ai., supra ss 53 - 54. Kuitenkin mainittua järjestelmää ei ole toteutettu käytännössä, järjestelmän käytännön toteutus oli kyseenalainen myös keksijöille 20 (katso s. 53).

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada laite, jolla parannetaan kohteen huonontunut kuulo käyttäen täysin sisäistä laitetta, joka ei vaadi mitään ihon sisäpuolella olevia elementtejä, ja joka tarjoaa taa- 25 juusvasteen, joka olennaisesti vastaa normaalin kuulemisen ·· - * taajuusvastetta. Tähän päästään keksinnön mukaisella lait teella, jolle on tunnusomaista, että ensimmäinen ja toinen muuttajaelin ovat mekaanisesti riippumattomia, toisistaan erilleen sijoitettuja ja siirtoelimien välityksellä toi-30 siinsa yhdistettyjä, jotka siirtoelimet on tarkoitettu välittämään sähkösignaaleja ensimmäisen ja toisen muutta-jaelimen välillä, jolloin muuttajaelimet korvaavat ossiku-laariyhteyden tai sen osan kaikki jäljellä olevat mekaaniset yhteydet tärykalvon ja sisäkorvan välillä.

35 Keksinnössä tärykalvoon vaikuttavat mekaaniset vä rähtelyt muutetaan sähkösignaaleiksi, jotka tämän jälkeen T— 6 93507 vahvistetaan ja muutetaan mekaaniseksi värähtelyksi ja viedään edelleen sisäkorvaan. Mekaanisen energian muutos sähköenergiaksi aikaansaadaan ensimmäisen, ns. ottomuutti-men avulla, joka kirurgisesti istutetaan ossikulaariyhtey-5 den sisään, jota seuraa näiden sähkösignaalien sopiva vahvistus vastaamaan sekä henkilön kuulon huonontumista että istutetun laitteen sähkömekaanista vastetta, ja tämän jälkeen signaalit muutetaan mekaaniseksi energiaksi (värähtelyiksi) uudestaan toisella, ns. antomuuttimellä, jotta 10 aikaansaataisiin käyttäjän toivottu äänitaso. Nämä muutti-met ja niihin liittyvät piirit sisältävät täten elimet, jotka välittävät mekaanisen/sähköisen energian sisäkorvan onteloon. Kaikissa tapauksissa henkilön ossikulaariyhteys katkaistaan estämään mekaanisten värähtelyjen siirtyminen 15 tärykalvon ja sisäkorvan välillä siten, että istutettu laite sijaitsee itse ketjussa ja muodostaa siinä yhteyden katkon yli sekä muodostaa sähkömekaanisesti riippumattoman yhteyden, jossa ei esiinny takaisinkytkentää kalvon ja sisäkorvan välillä.

20 Esillä olevan keksinnön mukaisessa edullisessa to teutuksessa istutettu laite sisältää ottomuutinelimet, jotka toiminnallisesti liittyvät tai sijaitsevat lähellä tärykalvoa, ja vastaanottavat mekaanisia täryvärähtelyjä tästä ja muuttavat nämä sähkösignaaleiksi, jotka ovat tun-25 nusomaisia akustiselle energialle, joka aikaansaa nämä I · värähtelyt. Nämä signaalit sovitetaan sopivaan elektroniseen piiriin, joka vahvistaa ja mahdollisesti myös muulla tavalla ohjaa näitä vaaditulla tai toivotulla tavalla. Antomuutinelimet on toiminnallisesti liitetty tai sovitet-30 tu sisäkorvan lähelle, edullisesti soikean ikkunan paikalle tai tämän lähelle, mutta mahdollisesti lähelle pyöreätä ikkunaa mikäli toivottavaa, vastaanottamaan vahvistettuja sähkösignaaleja ja muuttamaan nämä mekaanisiksi värähtelyiksi toistamaan täryvärähtelyjä, jotka edustavat alkupe-35 räistä akustista energiaa. Nämä mekaaniset värähtelyt kä- • 7 93507 sitellään tämän jälkeen korvasimpukassa täsmälleen samalla tavalla kuin mekaaniset värähtelyt normaalisti käsiteltäisiin mikäli ossikulaariyhteys olisi toiminnallisesti täydellinen; liitoksen värähtelyenergian suuruus ohjataan 5 vahvistusmäärän avulla, joka liittyy koko istutettuun laitteeseen. Muuttimet voivat olla mitä tahansa tyyppiä, sisältäen pietsosähköisen kalvomuuttimen, pietsosähköisen kidevoimamuuttimen, pietsosähköisen kiihtyvyysanturin, tai sähkömagneettisen muuttimen. Pietsosähköiset muuttimet 10 ovat edullisia, ja edullisimpia ovat pietsosähköiset muuttimet käytettynä kiihtyvyysanturissa.

Seuraavassa selostetaan keksintöä yksityiskohtaisemmin esimerkin avulla viittaamalla oheisiin kuvioihin, joissa: 15 Kuvio 1 on kaaviomainen leikkaus ihmiskallon osasta lähellä korvaa, jossa esitetään esillä olevan keksinnön mukaisen sisäisen kuulolaitteen yhden suoritusmuodon sijoitus;

Kuviot 2-5 esittävät kaaviomaisesti vaihtoehtoi-20 siä mekaanisia kytkentöjä muuttimien ja kohteen kuulolaitteen välillä;

Kuvio 6 on kaaviomainen esitys esillä olevan keksinnön mukaisesta toisesta suoritusmuodosta, jossa käytetään polymeerisiä pietsosähköisiä kalvomuuttimia; 25 Kuvio 7 on kaaviomainen, osittainen leikkauskuva « · vaihtoehtoisesta suoritusmuodosta, jossa nähdään muutin kiihtyvyysanturin yhteydessä.

Kuviossa 1 nähdään esillä olevan keksinnön mukaisen sisäisen kuulolaitteen ensimmäinen suoritusmuoto 10, joka 30 sijaitsee kirurgisesti aikaansaadussa ontelossa 12 kohteen kallon 14 kartioluussa, ja on yhteydessä kohteen keskikorvan tilaan 16. Laite 10 muodostuu tässä suoritusmuodossa tehonlähteestä 18, vahvistimesta 20, mekaanisesta/sähköi-sestä ottomuuttimesta 22 ja sähköisestä/mekaanisesta anto-35 muuttajasta 24.

« 8 93507

Kuviossa 2 nähdään ottomuuttaja 22 ja antomuuttaja 24, jotka edullisesti kukin käsittävät pietsosähköisen elementin 202, joka toimii yhdessä joustavan kalvon 204 kanssa. Liitoselin 208, joka on asennettu kalvoon 204, on 5 toiminnallisesti kytketty pietsosähköiseen elementtiin 202. Liitoselin 208 on edullisesti 0,13 mm halkaisijaltaan oleva ruostumaton teräslanka. (Vastaavat langat 208, jotka liittyvät ottomuuttajaan 22 ja antomuuttajaan 24, on esitetty viitenumeroilla 208A ja vastaavasti 208B.) Holkki 10 206, joka on asennettu runkoon 204, ja jossa lanka 208 kulkee liikkuvasti, voi olla sovitettu estämään sivuttais-liikettä ja vaimentamaan häiriövärähtelyjä.

Ottomuuttaja 22 toimii yhdessä tärykalvon 26 kanssa ja muuttaa täryvärähtelyt, jotka kuvaavat ääntä sähkösig-15 naaleiksi. Ottomuuttaja 22 käyttää käytännössä hyväksi tärykalvoa 26 tavalla, joka vastaa mikrofonin kalvoa. Kuvioissa 1 ja 2 nähdään, että ottomuuttaja 22 on mekaanisesti kytketty tärykalvoon 26, edullisesti jäykän langan 208A kautta kohteen vasaraan 30. Liitoslanka 208A voi olla 20 kiinnitetty vasaraan 30 käyttäen kirurgisia menetelmiä, jotka muistuttavat ossikulaarikirurgisia menetelmiä, tai muilla sopivilla menetelmillä tai mekanismeilla. Esimerkkejä liitosmekanismeista esitetään kuvioiden 3-5 yhteydessä. Kun ääniaallot, jotka on esitetty viitenumerolla 25 60, törmäävät tärykalvoon 26, aikaansaadaan vastaavat tä- > : ryvärähtelyt. Värähtelyt siirtyvät vasaraan 30, ja tästä edelleen langan 208A kautta ottomuuttajaan 22. Mekaaniset värähtelyt muutetaan pietsosähköisessä elementissä 22 (Kuvio 2) sähkösignaaleiksi. Sähkösignaalit sovitetaan tämän 30 jälkeen ottosignaaleina vahvistimeen 20.

Tärykalvon käyttö ottomuuttajan toiminnallisena osana on erityisen edullista. Pysyvästi ihon sisäpuolella olevat elementit, esimerkiksi langat, portit korvakanavaan jne., jotka tyypillisesti liittyvät muihin ottomekanismei-35 hin, kuten ilmaindusoituihin mikrofoneihin, vältetään tä- ♦ '

II

9 93507 ten. Edelleen määritetään ottomuuttajän taajuusvaste pääosiltaan tärykalvon ja muiden henkilökohtaisten kuulomeka-nismien ominaisuuksien perusteella, ja vastaavat täten paremmin henkilön normaalin kuulon taajuusvastetta.

5 Vahvistin 20 toimii ottomuuttajan sähköantosignaa- lien perusteella ja generoi vastaavat vahvistetut ottosig-naalit antomuuttajalle, jotka ovat suuruudeltaan riittävät ohjaamaan antomuuttajaelementtiä 202, ja jotka kompensoivat henkilön taajuusherkkyyden virheet. Vahvistin 20 on 10 tyypillisesti ohutkalvotyyppiä, ja käsittää sopivasti tavanomaisen vahvistinpiirin, jossa otto- ja antosähköimpe-danssi vastaa muuttajien vastaavia sähköimpedansseja. Vahvistinpiirin taajuusvaste on muodostettu sellaiseksi, kuten yleisesti on tunnettu, että se kompensoi kohteen taa-15 juusherkkyyden virheet. Vahvistimelta 20 tulevien anto-signaalien suuruus rajoitetaan ennaltamäärättyyn maksimiarvoon estämään mahdolliset vahingot (akustiset vauriot) sisäkorvassa. Vahvistimen 20 tehonlähde 18 on edullisesti pitkäikäinen litiumtyyppinen paristo.

20 Antomuuttajaa 24 käytetään muuttamaan vahvistetun sähkösignaalin, joka edustaa täryvärähtelyjä, mekaanisiksi värähtelyiksi sovitettaviksi kohteen sisäkorvaan 28. Vahvistetut sähkösignaalit sovitetaan ottosignaaleina anto-muuttajan 24 pietsosähköiseen elementtiin 202, ja muute-25 taan vastaaviksi mekaanisiksi värähtelyiksi. Värähtelyt viedään sisäkorvaan mekaanisen liitoksen avulla langan 208B ja soikean ikkunan 50 tai pyöreän ikkunan 56 välillä, ja tämän läpi korvasimpukkaan 51. Langan 208B ja sisäkorvan välinen liitos voi olla samantyyppinen kuin mitä käy-30 tetään korjaavassa kirurgisessa toimenpiteessä, jossa käytetään passiivisia mekaanisia proteesilaitteita tai muu vastaava mekanismi. Esimerkkejä liitoksesta esitetään kuvioiden 3-5 yhteydessä.

Kuten mainittiin yllä, suoritetaan ottomuuttajan 22 35 ja tärykalvon 26, sekä antomuuttajan 24 ja sisäkorvan 28 10 93507 väliset mekaaniset liitokset käyttäen kirurgisia menetelmiä, jotka muistuttavat ossikulaarikorjauskirurgisla toimenpiteitä, tai muilla toivottavilla menetelmillä. Liitokset tehdään edullisesti kiinnittämällä jäykkä lanka ossi-5 kulaariyhteyden vastaavaan osaan, ja ossikulaariyhteyden osaa käytetään tämän jälkeen mekaanisen kytkennän yhtenäisenä osana.

Ottomuuttajan 22 suhteen on langan 208Ά pää kiinnitetty kohteen vasaraan 30, edullisesti vasaran 30 päähän 10 34. Esimerkiksi, kuten esitetään kuviossa 3, voidaan pora ta pieni reikä 36 vasaran päähän 34, ja langan 208A pää voidaan sovittaa ja kiinnittää reikään 36. Lanka 208A voidaan kiinnittää sopivalla biologisesti yhteensopivalla liimalla, kuten akrylaattiesterillä tai fibriiniliimalla.

15 Eräissä tapauksissa johto 208 voidaan kiinnittää vasaran päähän 34 yksinkertaisesti käyttäen biologisesti yhteensopivaa liimaa ilman että tarvitaan reikää 36. Vaihtoehtoisesti, kuten esitetään kuviossa 34, kytkentä vasaraan 30 voidaan aikaansaada käyttämällä sovituskappaletta (kansi) 20 38, joka on nivelletty vasaran päähän 34. Saattaa kuiten kin olla toivottavaa eräissä tapauksissa kiinnittää lanka 208A muuhun vasaran 30 osaan kuin sen päähän 34. Esimerkiksi, kuten on esitetty kuvion 1 suoritusmuodossa, langan 208A pää voi olla kierretty vasaran 30 kaulaosan 32 ympäri 25 silmukkana. Vaihtoehtoisesti lanka 208A voi olla kytketty • · * vasaran 30 kahvan 42 päähän. Tällainen liitos on kaavio- maisesti esitetty kuviossa 5. Liitos aikaansaadaan edullisesti käyttäen biologisesti yhteensopivaa liimaa, kuten mainittiin yllä, tai poraamalla reikä kahvaan 42, johon 30 sovitetaan langan 208A pää.

Antomuuttajan 24 suhteen on langan 208B pää edullisesti kiinnitetty kohteen jalustimeen 52. Kuten kaaviomai-sesti esitetään kuviossa 1, voidaan langan 208B pää kiertää silmukaksi jalustimen 52 pääosan 54 ympäri, tai, kuten 35 on kaaviomaisesti esitetty kuviossa 4, voidaan käyttää vä-

II

11 93507 lillistä sovitusosaa 456, joka on nivelletty pääosaan 54. Samalla tavalla voidaan liitokset aikaansaada käyttäen biologisesti yhteensopivaa liimaa. Eräässä tapauksessa voi olla toivottavaa aikaansaada liitos osan 208B ja jalusti-5 men varren ja aluslaattaosan välille, tai suoraan soikeaan ikkunaan hyvin tunnettujen korjaavien kirurgisten menetelmien mukaisesti.

Saattaa kuitenkin olla eräissä tapauksissa toivottavaa aikaansaada liitos langan 208B ja pyöreän ikkunan 56 10 välille mieluummin kuin soikeaan ikkunaan. Suora liitos pyöreään ikkunaan, joka johtaa korvasimpukkaan, voidaan aikaansaada käyttäen laitetta, joka on muotoiltu biologisesti yhteensopivista aineista, jotka esittävät aluslaat-taa, joka sijaitsee pyöreän ikkunakalvon päällä, johon 15 lanka 208B kiinnitetään.

Esillä olevan keksinnön toisen suoritusmuodon mukaisesti jompikumpi tai sekä ottomuuttaja 22 että anto-muuttaja 24 voidaan muodostaa polymeerisestä pietsosähköi-sestä kalvosta, kuten polyvinylideenifluoridista (PVDF), 20 joka sijaitsee suoraan kohteen fyysisen kuulolaitteen vastaavan elementin päällä, joka on sähköisesti kytketty vahvistimeen 20. Eräs esillä olevan keksinnön mukainen tällainen suoritusmuoto on esitetty kuviossa 6, jossa vastaavia PVDF kalvoja 622 ja 624 käytetään vastaavasti otto- ja 25 antomuuttajina. Ottomuuttajan PVDF kalvo 622 sijaitsee tärykalvon 26 sisäpinnalla, vasaran 30 kahvan 42 alapuolella. Vaihtoehtoisesti PVDF kalvo 622 voidaan sijoittaa vasaraan 30, edullisesti kahvan alapuolelle tai muulla tavalla tärykalvon 26 ja vasaran 30 kahvan alapuolen väliin.

30 Kalvo 622 on sähköisesti kytketty vahvistimen 20 ottoliit-timiin.

Ottomuuttajan PVDF kalvo 624 sijaitsee jalustimessa 52, tai suoraan soikean ikkunan 50 tai pyöreän ikkunan 56 päällä, ja on sähköisesti kytketty vahvistimen 20 anto-35 liittimiin. Ääniaaltojen törmätessä tärykalvoon 26 ja nii- 93507 12 den aikaansaadessa täryvärähtelyjä, havaitsee kalvo 622 nämä värähtelyt ja muuntaa ne sähkösignaaleiksi, jolta käytetään vahvistimessa 20. Vahvistetut sähkösignaalit sovitetaan tämän jälkeen antomuuttajakalvoon 624, joka muut-5 taa vahvistetut signaalit mekaanisiksi värähtelyiksi, jotka siirretään sisäkorvaan.

Ossikulaariyhteys katkaistaan esillä olevan keksinnön mukaisesti vahvistimen värähtelyjen positiivisen takaisinkytkennän estämiseksi ottomuuttajalle. Katkaisu suo-10 ritetaan tyypillisesti poistamalla ainakin yksi komponentti osista ossikulaariyhteydessä, tyypillisesti alasimen. On toivottavaa säilyttää vasara ja jalustin normaalissa anatomisessa asennossa siten että lihakset ja jänteet ovat kunnossa ja säilyttävät kohteen luonnollisen puolustusme-15 kanismin vasten akustisia vaurioita.

Kuviossa 7 esitetään vaihtoehtoinen ja erittäin suositeltava keksinnön mukainen suoritusmuoto sisäisestä kuulolaitteesta 700. Kuulolaite 700 muodostuu pareittain sovitetuista muuttajaelimistä, jotka välittävät sähköi-20 sen/mekaanisen signaalin, tässä tapauksessa ensimmäisestä tai ottomuuttajaelimestä, joka on esitetty viitenumerolla 702, ja toisesta, tai antomuuttajaelimestä joka on esitetty viitenumerolla 704. Muuttajiin syöttää tehon tehonsyöt-tö 706, joka sijaitsee ontelossa, ja joka on muodostettu 25 luustoon lähelle kohteen korvaa, johon laite istutetaan.

* Ottomuuttajaan 702 liittyy toiminnallisesti vasaran 30 pää 34, joka värähtelee tärykalvon liikkeen vaikutuksesta kun akustinen energia törmää tähän. Tässä suoritusmuodossa on muuttaja 702 esitetty pietsosähköisenä kiihdytysanturina, 30 joka muodostuu pietsosähköisestä bimorfista 708, jossa on ensimmäinen pietsosähköinen kide-elementti 710, joka sijaitsee yleisesti vastakkain kiteen 712 suhteen. Bimorfi 708 on kannatettu ulokkeeseen ensimmäisessä päässään 714 ympäröivästä rakenteesta tai istutuskilvesta 716, jonka 35 päätyseinät on kiinnitetty vasaran 30 päähän 34 sopivan

II

13 93507 biologisesti soveltuvan liiman avulla tai muilla kirurgisilla välineillä. Kiihdytysmittari on tässä suoritusmuodossa aikaansaatu painon 718 avulla, joka on kiinnitetty yhteen kiteistä, kuten esimerkiksi kiteeseen 712 päässä, 5 joka on vastakkainen suhteessa päähän, joka ulkonee istu-tuskuoresta 716. Tässä muodossa, kun vasara värähtelee täryvärähtelyjen mukaisesti, paino 718 välittää inertia-vasteen bimorfille 708, joka tällöin itse värähtelee mekaanisesti toistaen vasaran värähtelyjä. Mikäli voimat 10 tärykalvossa todetaan erikoisen suuriksi, eli suuremmiksi kuin aiemmin oletettiin, tarjoaa kiihdytysanturin muodostelma paremman tehokkuuden. Myös tällöin, jos bimorfi 708 on kiinnitetty ulokkeeseen tai muulla tavalla kiinnitetty suoraan asennusrakenteeseen, helpottuvat ongelmat, jotka 15 liittyvät tämäntyyppisten elementtien sijoittamiseen lima-kalvoympäristöön, suuresti.

Kiihdytysanturissa esiintyvät värähtelyt muutetaan sähkösignaaleiksi pietsosähköisen kiteen ominaisuuksien mukaisesti. Nämä sähkösignaalit sovitetaan signaalijohto-20 jen 720 kautta vahvistimeen 722. Riippuen vahvistimen 722 ominaisuuksista voidaan sopiva tai riittävä vahvistus aikaansaada, joka mahdollistaa sen, että sähkösignaalit sovitetaan suoraan antoon tai toiseen muuttajaan 704; muuten vahvistinta 722 voidaan käyttää esivahvistimena, ja täl-25 löin tarvitaan toinen vahvistin, joka liittyy muuttajaan 704. Joka tapauksessa vahvistimesta 722 tulevat signaalit viedään keskikorvan välitilan kautta signaalijohtoja 724 pitkin lopullista sovitusta varten antomuuttajaan. Täten signaalijohdot yhdessä siihen liittyvän vahvistinpiirin 30 kanssa muodostavat siirtoelimet kommunikointia varten otto- ja antomuuttajien välillä kommunikointia varten ossi-kulaariyhteyden yli.

Tämän suoritusmuodon mukainen antomuuttaja on bi-morfinen pietsosähköinen kiderakenne, joka muodostuu pa-35 rista pietsosähköisestä kiteestä 726 ja 728, jotka on 14 93507 kiinnitetty ulokkeeseen ensimmäisessä päässä tukielement-tiin 730. Tukielementti 730 on asennettu varteen 732, joka on kiinnitetty kohteen luustoalueelle kiinnityselementeil-lä 734, kuten kirurgisin ruuvein. Tämä kiinnitystäpä on 5 osoittautunut luotettavaksi fyysisesti ja toiminnallisesti johtuen vaikeudesta istuttaa laitteita limakalvoympäris-töön keskikorvassa. Asennuselin 732 sovittaa täten anto-muuttajan 704 läheiseen kosketukseen jalustimen 22 kanssa, jolloin antomuuttajassa 704 esiintyvät värähtelyt kytkey-10 tyvät tähän. Riippuen vahvistimen 722 sähköisistä ominaisuuksista, kuten todettiin yllä, voidaan tarvita lisävah-vistin 736, joka ohjaa antomuuttajaa 704. Nämä ovat kysymyksiä, joihin voidaan puuttua silloin kun suunnitellaan laite ja siihen liittyvät piirit.

15 Kuten selviää kuvion 7 selostuksen yhteydestä, to detaan, että muuttajat 702 ja 704 sijaitsevat kirurgisesti ossikulaariyhteydessä korvattaessa tässä tapauksessa alasin. Muuttajat ja tähän liittyvät piirit muodostavat sillan, joka jatkaa ossikulaariyhteyden, joka on katkennut 20 kun ollaan poistettu alasin, jolloin aikaansaadaan riippumaton lenkki tärykalvon ja sisäkorvan välille. Tällä tavalla mekaanisen takaisinkytkennän mahdollisuus on täysin eliminoitu, joka aikaansaa sekä parannetun tehokkuuden, sekä on kyseiselle henkilölle mukavampi ratkaisu. Ja mikä-25 li alasin poistetaan ossikulaariyhteyden katkaisemiseksi • · * ja ehkäisemään mekaanisten värähtelyjen siirtyminen, yllä pitää kohteen lihasverkosto luonnollisen vastustusmekanis-min akustisia vaurioita vastaan, jotka saattavat esiintyä erityisen kovan äänen esiintyessä.

30 On ymmärrettävää että edellä on esitetty keksinnön edullinen suoritusmuoto esimerkin avulla, eikä keksintö rajoitu esitettyihin ratkaisuihin. Esimerkiksi ei ole välttämätöntä, että kuvion 1 suoritusmuodon jokainen komponentti sijaitsee yhteisessä kotelossa. Eri komponentit 35 voivat olla fyysisesti erillään. Edelleen voivat erilliset 15 93507 komponentit eräissä tapauksissa sijaita luonnollisessa keskikorvatilassa, eikä kirurgisesti aikaansaadussa ontelossa. Nämä muut keksinnön modifikaatiot ja komponenttien sijoittelu voidaan suorittaa poikkeamatta keksinnön puit-5 teista, ja keksinnön suojan määrää seuraavat patenttivaatimukset .

»

Claims

93507 _ Γ 16

1. Laite (10) käytettäväksi huonokuuloisessa kohteessa, joka on normaalia tyyppiä, jossa on tärykalvo 5 (26), joka generoi mekaanisia täryvärähtelyjä ääniaalto jen vasteena, jotka törmäävät siihen, ja ossikulaariyh-teys, joka siirtää mekaaniset värähtelyt tärykalvolta kohteen sisäkorvaan (28), joka laite käsittää sähkömekaaniset muuttajaelimet (22,24), jotka sisältävät ensimmäisen ja 10 toisen muuttajaelimen, jolloin ensimmäinen muuttajaelin (22) on yhteistoiminnassa tärykalvon (26) kanssa mekaanisten täryvärähtelyjen muuttamiseksi sähkösignaaleiksi, jotka edustavat värähtelyjä, toisen muuttajaelimen (24) ollessa yhteistoiminnassa sisäkorvan (28) kanssa vahvistet-15 tujen sähkösignaalien muuttamiseksi mekaanisiksi värähtelyiksi, jotka edustavat täryvärähtelyjä, tunnettu siitä, että ensimmäinen ja toinen muuttajaelin (22,24) ovat mekaanisesti riippumattomia, toisistaan erilleen sijoitettuja ja siirtoelimien välityksellä toisiinsa yhdis-20 tettyjä, jotka siirtoelimet on tarkoitettu välittämään sähkösignaaleja ensimmäisen ja toisen muuttajaelimen (22,24) välillä, jolloin muuttajaelimet korvaavat ossiku-laariyhteyden tai sen osan kaikki jäljellä olevat mekaaniset yhteydet tärykalvon (26) ja sisäkorvan (28) välillä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, t u n - • f ·· n e t t u siitä, että ensimmäinen muuttajaelin (22) kä sittää polymeerisen mekaanisen-sähköisen muuttajakalvon (622), joka sijaitsee tärykalvolla (26) laitteen käsittäessä lisäksi elimet, jotka siirtävät muuttajakalvon (622) 30 generoiman sähköisen antosignaalin toiseen muuttajaelimeen (24).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että siirtoelimet käsittävät vahvistimen (20), joka vastaanottaa ensimmäisen muuttajaelimen (22) 35 sähköiset antosignaalit ottosignaaleina, ja joka on sähköisesti kytketty toiseen muuttajaelimeen (24). 17 93507

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että ensimmäisen muuttajaelimen (22) polymeerikalvo (622) käsittää polyvinylideenifluoridin.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, t u n - 5. e t t u siitä, että toinen muuttajaelin (24) käsittää polymeerisen sähkö-mekaanisen muuttajakalvon (622), joka sijaitsee mekaanisesti kosketuksessa sisäkorvaan (28), ja joka vastaanottaa ottosignaaleina ensimmäisen muuttajaelimen (22) sähköiset antosignaalit.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tun nettu siitä, että toinen muuttajaelin käsittää sähkömekaanisen antomuuttajan (24), joka on sovitettu sovitettavaksi keskikorvan tilan yhteyteen mainitussa kohteessa laitteen käsittäessä lisäksi elimet, jotka siirtävät me- 15 kaaniset värähtelyt toisesta muuttajasta (24) sisäkorvaan (28).

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että siirtoelimet käsittävät elimet (20B), jotka kytkevät annon liitoselimet ossikulaariyh- 20 teyden jalustimeen.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että ainakin yksi muuttajaelin (22,24) on pietsosähköinen kalvomuuttaja, pietsosähköinen kidevoi-mamuuttaja, pietsosähköinen kiihdytysanturi tai sähkömag- 25 neettinen muuttaja. • * « *· 18 93507