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
技術領域：
本發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：
人工聽骨是一種替換人體中耳內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性聽力損傷。但臨床上顯示，這些患有傳導性聽力損傷的患者中，部分還伴有感音神經性聽力損傷，即患者內耳中的耳蝸還存有功能性障礙。這種同時伴有傳導性聽力損傷與感音神經性聽力損傷的情況，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性聽力損傷。而傳統助聽器只能解決輕度到中度感音神經性聽力損傷；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助聽器。針對以上問題，迫切需要研發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；又能在此基礎上，通過自身主動伸縮運動，將振動幅值放大，補償感音神經性聽力損傷。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人工聽骨組成，其中電磁作動器固定在傳統人工聽骨的連桿上。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對混合性聽力損傷進行補償，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驅動，這使人工聽骨不能在強磁場環境下工作；電磁式作動器能耗較大，需較頻繁充電，不適合應用到全植入式人工聽骨；電磁式作動器工作頻帶較窄，而感音神經性聽力損傷多發生在高頻段，使得其在高頻段的補償效果欠佳。綜上所述，現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境下工作；耗能大；高頻增益差等技術問題。

發明內容
技術問題本發明的目的是克服已有技術中的不足，提供一種結構簡單、能在強磁場環境下工作、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。技術方案本發明的用于治療混合性聽力損傷的人工聽骨，包括植入人耳內鼓膜上的頂盤，頂盤的內側設有連接桿、與連接桿相連的壓電裝置，壓電裝置的前部設有作用在人耳鐙骨上的鐙骨夾；所述的頂盤上開有通孔；所述的壓電裝置經導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線連接采集外部聲音信號的麥克風，麥克風將采集到的外部聲轉化為電信號，通過導線將電信號傳給設在電源與信號處理模塊內的信號處理器，信號處理器根據患者的聽力損失情況，將輸入的電信號進行處理，再通過導線將處理后的電信號傳入到人工聽骨內的壓電裝置上。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，套管內設有壓電疊堆，套管的出口側設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，端蓋上設有套管，套管內設有壓電疊堆，套管的出口側設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構的殼體，殼體內裝有壓電疊堆。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；
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用金屬材料制成、或采用醫用陶瓷以及醫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方案，且用生物相容性較好的鈦、鈦合金醫用金屬材料制成或醫用陶瓷以及醫用高分子材料制成的頂盤、連接桿、鐙骨夾，能在強磁場環境下工作、能耗小、高頻增好。與現有技術相比，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，還能根據患者所伴有的感音神經性聽力損傷情況，將所需傳遞的振動信號加強，補償聽力損失。其主要優點有
I、相對于傳統人工聽骨，不僅可以替換損壞的聽小骨，治療傳導性聽力損傷；本發明的人工聽骨還能夠通過人工聽骨內部壓電疊堆的主動作用，補償部分患者所伴有的感音神經性聽力損傷。2、本發明的人工聽骨工作原理是基于壓電材料的逆壓電效應，不會受電磁干擾的影響，使得患者可以在強磁場環境下工作；
3、本發明的人工聽骨與已有的電磁型主動式人工聽骨技術相比，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性聽力損傷部分；
4、本發明的人工聽骨與已有的電磁型主動式人工聽骨技術相比，結構簡單、不易故障、制造成本低，價格較低，便于廣泛推廣使用。


圖I為人耳結構示意 圖2為本發明的實施例一結構示意 圖3為本發明的實施例一植入人耳結構示意 圖4為本發明的實施例二結構示意 圖5為本發明的實施例三結構示意圖。圖中外耳1，中耳2，內耳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，導線18，麥克風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合附圖對本發明的實施例作進一步的詳細
圖I所示為人耳結構示意圖，整個人耳包括外耳I、中耳2及內耳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將振動傳入內耳中的耳蝸10。耳蝸10通過內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(對基底膜感應的微小振動進行主動放大)，使耳蝸10內的內毛細胞感應中耳輸入的機械能。最終由內毛細胞將機械運動轉化為神經脈沖并傳給聽覺神經，進而產生聲音。傳導性聽力損傷，通常是由于中耳3內部聽小骨損壞，例如因中耳炎而產生砧骨8腐蝕，而造成的聲音傳輸障礙。傳統人工聽骨即是通過替換損壞的聽小骨，而實現治療的。感音神經性聽力損傷，通常是由于耳蝸10內部外毛細胞的損壞，降低了對內毛細胞的輸入，從而導致人耳聲音感知度的降低。由傳統助聽器進行的放大，即是恢復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，包括植入人耳內鼓膜6上的頂盤11，頂盤11的內側設有連接桿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內設有壓電疊堆13,套管16的出口側設有使壓電疊堆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。頂盤11上開有4-5個通孔17 ;所述的鐙骨夾14為漏斗夾形、帶環狀夾的人字形、圓柱桿形或圓柱鉤形。所述的壓電裝置經導線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的輸入端通過導線26連接采集外部聲音信號的麥克風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用金屬材料制成，如鈦或鈦合金、或醫用陶瓷以及醫用高分子材料制成，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。所述的托盤15外壁的幾何形狀與壓電構件的套管16內壁形狀一致，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設置為符合人體要求的幾何形狀結構，具體為漏斗夾形、帶環狀夾的人字形、圓柱桿形或圓柱鉤形。工作原理及工作過程針對患者傳導性聽力損傷，本發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，實現聲音傳遞的修復，進而治療傳導性聽力損傷。針對患者感音神經性聽力損傷部分對應的頻段聲音，麥克風19將體外的聲音信號采集，并轉化為電信號，通過導線26將其傳給信號處理器(位于電源與信號處理模塊20內)。信號處理器再根據患者的聽力損失情況，將該電信號進行處理，再通過導線18將處理后的電信號傳入到人工聽骨內的壓電疊堆13 ;由于逆壓電效應，壓電疊堆13根據輸入電壓的變化產生形變，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內淋巴液的運動，實現對患者感音神經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供電，且該電源裝置可由已公知的可再充電電池實現。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上設有套管16，套管16內設有壓電疊堆13，套管16的出口側設有使壓電疊堆13緊靠在連接桿12上的托盤15。所述的連接桿12與壓電構件采用球面副連接方式，通過端蓋21與連桿12經球面副22連接，從而實現連桿12與壓電構件的球面副連接。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內設有壓電疊堆13，殼體23的下部設有連接鐙骨夾14的連接套25。所述的連接桿12與壓電構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，從而實現連桿12與壓電構件的球面副連接。殼體23采用鈸(Cymbal)型結構，壓電疊堆13伸縮方向的兩頂端固定在殼體23內左右兩壁上，實現將壓電疊堆13的橫向伸縮運動轉化為殼體23的縱向伸縮運動,且放大運動幅值。
權利要求
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鼓膜(6)上的頂盤(11)，頂盤(11)的內側設有連接桿(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)；所述的壓電裝置經導線(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)的輸入端通過導線(26)連接采集外部聲音信號的麥克風(19)，麥克風(19)將采集到的外部聲轉化為電信號，通過導線(26)將電信號傳給設在電源與信號處理模塊(20)內的信號處理器，信號處理器根據患者的聽力損失情況，將輸入的電信號進行處理，再通過導線(18)將處理后的電信號傳入到人工聽骨內的壓電裝置上。
2.根據權利要求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)內設有壓電疊堆(13 )，套管(16 )的出口側設有出口側設有使壓電疊堆(13 )緊靠在連接桿(12 )上的托盤(15)。
3.根據權利要求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)上設有套管(16)，套管(16)內設有壓電疊堆(13)，套管(16)的出口側設有使壓電疊堆(13)緊靠在端蓋(21)上的托盤(15)。
4.根據權利要求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 )上鉸接有鈸型結構的殼體(23 )，殼體(23)內裝有壓電疊堆(13)。
5.根據權利要求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.根據權利要求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。
7.根據權利要求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.根據權利要求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、帶環狀夾的人字形、圓柱桿形或圓柱鉤形。
9.根據權利要求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用金屬材料制成、或采用醫用陶瓷以及醫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。本發明的人工聽骨即可以像傳統人工聽骨那樣替換損壞的聽小骨，治療傳導性聽力損傷。又具有主動激振能力，對伴有的感音神經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境下工作，且具有能耗小、高頻增益好的優點。其結構簡單、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 優先權日2012年9月17日
發明者劉后廣, 黃新生, 饒柱石, 李中凱, 戚穎, 程剛 申請人:中國礦業大學