DE19840212A1 - Wandleranordnung für teil- oder vollimplantierbare Hörgeräte - Google Patents
Wandleranordnung für teil- oder vollimplantierbare HörgeräteInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Wandleranordnung für teil- oder vollimplantierbare Hörgeräte zur direkten mechanischen Anregung des Mittel- oder Innenohres, versehen mit einem am Implantationsort mit Bezug auf den Schädel fixierbaren Gehäuse (14) und einem mit Bezug auf das Gehäuse beweglichen, mechanisch steifen Koppelelement (20), wobei in dem Gehäuse ein elektromechanischer Wandler (30, 32) untergebracht ist, mit dem sich das Koppelelement in Schwingungen versetzen läßt, die nach erfolgter Implantation der Wandleranordnung auf ein Mittelohr-Ossikel oder direkt auf das Innenohr übertragen werden. Der elektromechanische Wandler ist als Elektromagnetanordnung (30, 32) ausgebildet, die ein mit Bezug auf das Gehäuse fixiertes Bauteil (32) sowie ein schwingfähiges Bauteil (30) aufweist, welches mit dem Koppelelement (20) derart in Verbindung steht, daß Schwingungen des schwingfähigen Bauteils auf das Koppelelement übertragen werden.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wandleranordnung für teil- oder vollim
plantierbare Hörgeräte zur direkten mechanischen Anregung des Mittel- oder
Innenohres, versehen mit einem am Implantationsort mit Bezug auf den Schädel
fixierbaren Gehäuse und einem mit Bezug auf das Gehäuse beweglichen, mecha
nisch steifen Koppelelement, wobei in dem Gehäuse ein elektromechanischer
Wandler untergebracht ist, mit dem sich das Koppelelement in Schwingungen ver
setzen läßt, die nach erfolgter Implantation der Wandleranordnung auf ein
Mittelohr-Ossikel oder direkt auf das Innenohr übertragen werden.
Eine derartige Wandleranordnung ist aus EP 0 499 940 bekannt. Hierbei wird vor
geschlagen, eine Wand des Gehäuses als schwingfähige Membran auszuführen, die
mit einer auf der Innenseite aufgebrachten piezoelektrischen Keramikscheibe ein
elektromechanisch aktives Heteromorph-Verbundelement darstellt. Ob schon eine
derart aufgebaute Hörgeräte-Wandleranordnung problemlos implantiert werden
kann und sich damit allgemein gute Ergebnisse erzielen lassen, hat sich jedoch
gezeigt, daß das über die piezoelektrisch Keramikscheibe angetriebene Koppelele
ment bei niedrigen auf das Mittelohr-Ossikel oder direkt auf das Innenohr zu über
tragenden Frequenzen Auslenkungen bewirkt, die für einen adäquaten Lautstär
kepegel bei mittleren und größeren Hörverlusten unzureichend sein können. Dies
gilt insbesondere bei den für ein Implantat vorgegebenen, geringen elektrischen
Spannungen.
Aus US 5 624 376 ist ein auf dem elektromagnetischen Prinzip beruhender Wand
ler für teil- oder vollimplantierbare Hörgeräte bekannt, bei welchem ein Dauer
magnet zusammen mit zwei zugeordneten Polstücken in einem zylindrischen
Gehäuse lose aufgehängt ist, während eine mit dem Dauermagneten zusammen
wirkende Induktionsspule in einem von den Polstücken begrenzten zylindrischen
Luftspalt sitzt und mit einer Gehäusewand fest verbunden ist. Bei Beaufschlagung
der Spule mit Wechselspannung wird die aus dem Dauermagneten und den
Polstücken bestehende Masse in Schwingungen versetzt. Diese Masse ist mit dem
Gehäuse mechanisch gekoppelt, und das Gehäuse ist seinerseits zur Anbringung an
einer schwingfähigen Struktur des Ohres ausgelegt. Wird die Masse in Schwingun
gen versetzt, soll dies Trägheitsschwingungen des Gehäuses bewirken, um so die
schwingfähigen Struktur des Ohres zu stimulieren. Die bei dieser Anordnung vor
gesehene Lagerung des Gehäuses samt Wandler an einer schwingfähigen Struktur
des Ohres, insbesondere auf der Ossikelkette, bringt besondere chirurgische
Probleme mit sich.
In Fredrickson et al. "Ongoing investigations into an implantable electromagnetic
hearing aid for moderate to severe sensorineural hearing loss", Otolaryngolic
Clinics of North America, Vol. 28, Nr. 1, Febr. 1995, ist ein implantierbarer
Mittelohrwandler erwähnt, bei dem es sich um einen elektromagnetischen Motor
handelt, der in einem hermetisch dichten Gehäuse aus rostfreiem Stahl unterge
bracht ist und der eine biokompatible Sondenspitze antreibt. Die Sondenspitze
greift in eine mittels Laserstrahl ausgebildete Öffnung des Incus. Es ist weder
erkennbar, wie der elektromagnetische Motor aufgebaut ist, noch wie Schwingun
gen von dem elektromagnetischen Motor auf die Sondenspitze übertragen werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hörgeräte-Wandleranordnung der
eingangs genannten Art zu schaffen, die auch relativ niederfrequente Schwingun
gen zur Übertragung auf ein mit der Wandleranordnung direkt mechanisch gekop
peltes Mittelohr-Ossikel oder direkt auf das Innenohr mit ausreichender Amplitude
erzeugen kann, die gleichwohl mit relativ geringer Energie auskommt und die sich
chirurgisch problemlos implantieren läßt.
Diese Aufgabe wird bei einer Hörgeräte-Wandleranordnung der eingangs genann
ten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der elektromechanische Wandler als
Elektromagnetanordnung ausgebildet ist, die ein mit Bezug auf das Gehäuse
fixiertes Bauteil sowie ein schwingfähiges Bauteil aufweist, welches mit dem Kop
pelelement derart in Verbindung steht, daß Schwingungen des schwingfähigen
Bauteils auf das Koppelelement übertragen werden.
Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, daß die Wandleranordnung ent
sprechend einfach und problemlos wie der piezoelektrische Wandler gemäß
EP 0 499 940 implantiert werden kann, weil sich das Wandlergehäuse mit Bezug
auf die Knochenstruktur des Schädels fixieren läßt. Zugleich kann aber wegen der
Nutzung des elektromagnetischen Wandlerprinzips ein auch für niedrige Frequen
zen des Hörbereichs besonders günstiger Frequenzgang des Wandlers erreicht wer
den, so daß ein adäquater Höreindruck bei ausreichendem Lautstärkepegel mit den
bei einem Implantat notwendigerweise geringen elektrischen Spannungen ermög
licht wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Insbesondere kann eine Wand des Gehäuses als schwingfähige Membran ausge
führt sein, an deren Innenseite das schwingfähige Bauteil befestigt ist und mit
deren Außenseite das Koppelelement verbunden ist.
Das Gehäuse ist zweckmäßig als hermetisch dichtes und biokompatibles Gehäuse
ausgeführt. Es ist vorteilhaft zylindrisch ausgebildet, und weist eine Umfangswand
sowie zwei im wesentlichen parallel zueinander verlaufende, kreisförmige Stirn
wände auf von denen die eine die schwingfähige Membran bildet, während die
andere mit der Umfangswand des Gehäuses einstückig verbunden sein kann.
Vorzugsweise sind sowohl das schwingfähige Bauteil als auch das Koppelelement
im wesentlichen im Zentrum der die schwingfähige Membran bildenden Gehäuse
stirnfläche befestigt.
Mit der Innenseite der Membran ist bevorzugt ein das schwingfähige Bauteil bil
dender Dauermagnet verbunden, während eine elektromagnetische Spule in dem
Gehäuse fest angebracht ist, um den Dauermagneten in Schwingungen zu verset
zen. Dabei ist vorteilhaft der Dauermagnet als Magnetstift ausgebildet, und die
Spule ist eine Ringspule mit einer Mittelöffnung, in welche der Magnetstift ein
taucht. Auf diese Weise wird eine Wandleranordnung mit besonders kleiner
bewegter Masse erhalten, die Änderungen des an die Magnetspule angelegten
elektrischen Signals rasch und getreu folgen kann. Grundsätzlich ist es aber auch
möglich, die Magnetspule an der schwingfähigen Membran zu befestigen und den
Magneten mit Bezug auf das Gehäuse zu fixieren.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein voll- oder teilimplantierbares Hörgerät, das
mit einer Wandleranordnung der vorliegend offenbarten Art versehen ist.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen
Wandlers in einer ersten Ausführungsform; und
Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch ein menschliches Ohr mit
einem implantierten Hörgerät, das mit einem Wandler gemäß
Fig. 1 ausgestattet ist.
In Fig. 1 ist eine implantierbare Wandleranordnung 10 eines Hörgeräts zur direkten
mechanischen Anregung des Mittel- oder Innenohrs dargestellt. Zur Schallauf
nahme dient gemäß Fig. 2 ein als Mikrofon 58 ausgebildeter Aufnehmer, der vor
zugsweise ebenfalls implantierbar ist. Die Wandleranordnung 10 ist mit einem
hermetisch dichten, biokompatiblen, zylindrischen Gehäuse 14, vorzugsweise aus
Metall, beispielsweise Titan, Niob, Tantal, Iridium oder deren Legierungen, verse
hen. Das Gehäuse 14 ist mit Inertgas 16 gefüllt. Das Gehäuse 14 weist eine
Umfangswand 11 und zwei zu der Umfangswand 11 senkrecht verlaufende, kreis
förmige Stirnwände 12 und 18 auf. Die eine Stirnwand des Gehäuses 14 ist als
dünne, schwingfähige Membran 18 ausgebildet, an deren Außenseite, vorzugs
weise im Zentrum der Außenseite, ein mechanisch steifes Koppelelement 20 zur
mechanischen Schwingungsankopplung an ein Mittelohr-Ossikel oder direkt an das
Innenohr angebracht, zum Beispiel angeschweißt oder angeklebt, ist. Die andere
Stirnseite 12 ist mit der Umfangswand 11 des Gehäuses einstückig verbunden.
An der Innenseite der Membran 18 ist mittig, zum Beispiel mittels einer Klebever
bindung, ein stiftförmiger Dauermagnet 30 befestigt, der in eine Mittelöffnung der
Ringspule 32 eintaucht und darin verschiebbar ist. Die Spule 32 ist in nicht näher
dargestellter Weise mit dem Gehäuse 14 fest verbunden, beispielsweise mit diesem
verklebt. In die Stirnwand 12 ist eine elektrisch isolierende, hermetisch dichte
Durchführung 26 eingesetzt. Anschlußdrahte 34 der Spule 32 sind mit nach außen
aus dem Gehäuse 14 herausgeführten elektrischen Anschlüssen 36 verbunden.
Eine Erregung der Spule 32 durch Anlegen einer Wechselspannung an die
Anschlüsse 36 bewirkt eine Verschiebung des Dauermagneten 30 relativ zu der
gehäusefesten Spule 32 und damit eine Auslenkung der Membran 18. Diese Aus
lenkung wird über das Koppelelement 20 auf ein Mittelohr-Ossikel bzw. direkt auf
des Innenohr übertragen. Das Koppelelement 20 kann insbesondere als Koppel
stange ausgebildet und beispielsweise über einen dünnen Draht- oder Hohldrahtbü
gel oder einen Bügel aus einem kohlefaserverstärkten Verbundwerkstoff mit der
Ossikelkette verbunden sein. Geeignete Anordnungen dieser Art sind in der älteren
DE-Patentanmeldung 197 38 587.7 näher erläutert.
Fig. 2 zeigt ein insgesamt mit 51 bezeichnetes implantiertes Hörgerät, das mit einer
Wandleranordnung 10 der vorstehend erläuterten Art ausgestattet ist.
Das Hörgerät 51 weist ferner eine Akkumulatoreinheit 53, eine Ladeempfangsspule
54 und ein Elektronikmodul 55 auf. Die Komponenten 53, 54 und 55 sind in einem
hermetisch dichten Gehäuse 56 untergebracht, das im Mastoid 57 implantiert und
mit Bezug auf den Schädel fixiert ist. An das Elektronikmodul 55 sind die
Wandleranordnung 10 und das Mikrofon 58 über Leitungen 59 beziehungsweise 60
angeschlossen. Das Koppelelement 20 ist mit der Ossikelkette 62 gekoppelt. Zu
einer tragbaren Ladeeinheit 63 gehört eine Ladesendespule 64, die zum
transkutanen Laden der Akkumulatoreinheit 53 mit der Ladeempfangsspule 54
induktiv gekoppelt werden kann. Eine Fernsteuereinheit ist bei 65 angedeutet. Ein
solches Hörgerät ist beispielsweise aus US-PS 5,277,694 bekannt und bedarf daher
keiner näheren Beschreibung.
10
Wandleranordnung
11
Umfangswand
12
Stirnwand
14
Gehäuse
16
Inertgasfüllung
18
Membran
20
Koppelelement
26
Durchführung
30
Dauermagnet
32
Spule
34
Anschlußdraht
36
elektrische Anschlüsse
51
Hörgerät
53
Akkumulatoreinheit
54
Ladeempfangsspule
55
Elektronikmodul
56
Gehäuse
57
Mastoid
58
Mikrofon
59
,
60
Leitung
62
Ossikelkette
63
Ladeeinheit
64
Ladesendespule
65
Fernsteuereinheit
Claims (11)
1. Wandleranordnung für teil- oder vollimplantierbare Hörgeräte zur direkten
mechanischen Anregung des Mittel- oder Innenohres, versehen mit einem am
Implantationsort mit Bezug auf den Schädel fixierbaren Gehäuse (14) und
einem mit Bezug auf das Gehäuse beweglichen, mechanisch steifen Koppel
element (20), wobei in dem Gehäuse ein elektromechanischer Wandler (30,
32) untergebracht ist, mit dem sich das Koppelelement in Schwingungen ver
setzen läßt, die nach erfolgter Implantation der Wandleranordnung auf ein
Mittelohr-Ossikel oder direkt auf das Innenohr übertragen werden, dadurch
gekennzeichnet, daß der elektromechanische Wandler als Elektromagnet
anordnung (30, 32) ausgebildet ist, die ein mit Bezug auf das Gehäuse
fixiertes Bauteil (32) sowie ein schwingfähiges Bauteil (30) aufweist, wel
ches mit dem Koppelelement (20) derart in Verbindung steht, daß Schwin
gungen des schwingfähigen Bauteils auf das Koppelelement übertragen
werden.
2. Wandleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Wand des Gehäuses (14) als schwingfähige Membran (18) ausgeführt ist, an
deren Innenseite das schwingfähige Bauteil (30) befestigt ist und mit deren
Außenseite das Koppelelement (20) verbunden ist.
3. Wandleranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gehäuse (14) als hermetisch dichtes und biokompa
tibles Gehäuse ausgeführt ist.
4. Wandleranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gehäuse (14) zylindrisch ausgebildet ist und eine
Umfangswand (11) sowie zwei im wesentlichen parallel zueinander verlau
fende, kreisförmige Stirnwände (12, 18) aufweist.
5. Wandleranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eine
Stirnwand des Gehäuses (14) die schwingfähige Membran (18) bildet.
6. Wandleranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
andere Stirnwand (12) des Gehäuses (14) mit der Umfangswand (11) des
Gehäuses einstückig verbunden ist.
7. Wandleranordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeich
net, daß das schwingfähige Bauteil (30) im wesentlichen im Zentrum der die
schwingfähige Membran (18) bildenden Gehäusestirnfläche befestigt ist.
8. Wandleranordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeich
net, daß das Koppelelement (20) im wesentlichen im Zentrum der die
schwingfähige Membran (18) bildenden Gehäusestirnfläche befestigt ist.
9. Wandleranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeich
net, daß mit der Innenseite der Membran (18) ein das schwingfähige Bauteil
bildender Dauermagnet (30) verbunden ist, und eine elektromagnetische
Spule (32) in dem Gehäuse (14) fest angebracht ist, um den Dauermagneten
in Schwingungen zu versetzen.
10. Wandleranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dau
ermagnet (30) als Magnetstift ausgebildet ist und die Spule (32) eine Ring
spule mit einer Mittelöffnung (33) ist, in welche der Magnetstift eintaucht.
11. Voll- oder teilimplantierbares Hörgerät mit einer Wandleranordnung (10)
nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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