EP1011294A2

EP1011294A2 - Implantable device for treating tinnitus

Info

Publication number: EP1011294A2
Application number: EP99122690A
Authority: EP
Inventors: Hans Dr.-Ing. Leysieffer
Original assignee: Implex AG Hearing Technology
Current assignee: Cochlear Ltd
Priority date: 1998-12-17
Filing date: 1999-11-15
Publication date: 2000-06-21
Also published as: AU4453199A; CA2280059C; DE19858398C1; US6251062B1; CA2280059A1; AU753831B2

Abstract

Implantierbares Gerät zum Behandeln eines Tinnitus, mit einer elektronischen Signalerzeugungseinheit (105) und einer Energiequlle (140) zur energetischen Versorgung. Als schallabgebender Ausgangswandler ist ein hermetisch gasdichter, biokompatibel aufgebauter und implantierbarer elektroakustischer Wandler (15) vorgesehen, der so ausgebildet ist, daß er nach mindestens teilweiser Mastoidektomie in einer Mastoidhöhle derart positionierbar ist, daß der von dem elektroakustischen Wandler abgestrahlte Schall über den natürlichen Zugang des aditus ad antrum vom Mastoid zur Paukenhöhle gelangt. <IMAGE>Implantable device for treating tinnitus, with an electronic signal generation unit (105) and an energy source (140) for energy supply. A hermetically gas-tight, biocompatible and implantable electroacoustic transducer (15) is provided as the sound-emitting output transducer, which transducer is designed such that it can be positioned in a mastoid cavity after at least partial mastoidectomy in such a way that the sound emitted by the electroacoustic transducer is via the natural access of the aditus ad antrum from mastoid to tympanic cavity. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein implantierbares Gerät zum Behandeln eines Tinnitus, mit einer elektronischen Signalerzeugungseinheit und einer Energiequlle zur energetischen Versorgung des Gerätes.The invention relates to an implantable device for treating tinnitus, with a electronic signal generation unit and an energy source for energetic Supply of the device.

Viele Menschen leiden unter zeitweise auftretenden oder permanenten Ohrgeräuschen (Tinnitus), die operativ nicht behebbar sind und gegen die bis heute keine zugelassenen medikamentösen Behandlungsformen vorliegen. Es sind jedoch sogenannte Tinnitus-Maskierer bekannt (WO-A-90/07251). Dies sind kleine, batteriebetriebene Geräte, die ähnlich einem Hörgerät hinter oder im Ohr getragen werden und durch artifizielle Schalle, die zum Beispiel über einen Hörgeräte-Lautsprecher in den Gehörgang abgestrahlt werden, den Tinnitus auf psychoakustisch wirkende Weise verdecken ("maskieren") und das störende Ohrgeräusch so möglichst unter die Wahrnehmungsschwelle absenken. Die artifiziellen Schalle sind häufig Schmalbandgeräusche (z.B. Terzrauschen), die in ihrer spektralen Lage und ihrem Lautstärkepegel über ein Programmiergerät einstellbar sind, um eine möglichst optimale Anpassung an die individuelle Ohrgeräuschsituation zu ermöglichen.Many people suffer from occasional or permanent ringing in the ears (Tinnitus) that cannot be remedied surgically and against which none have been approved to date drug treatments are available. However, they are so-called tinnitus maskers known (WO-A-90/07251). These are small, battery powered devices that similar to a hearing aid worn behind or in the ear and by artificial Sound, for example, through a hearing aid speaker in the ear canal be radiated, conceal the tinnitus in a psychoacoustic way ("mask") and the annoying ear noise as possible under the Lower perception threshold. The artificial sounds are common Narrowband noise (e.g. third-octave noise), which in their spectral position and their Volume levels can be adjusted via a programming device to ensure the best possible To allow adaptation to the individual ear noise situation.

Darüberhinaus existiert seit kurzem die sog. "Retraining-Methode", gemäß der durch Kombination eines mentalen Trainingsprogrammes und die Darbietung eines breitbandigen Schalles (Rauschen) nahe der Ruhehörschwelle die Wahrnehmbarkeit des Tinnitus ebenfalls weitgehend unterdrückt werden soll (Zeitschrift

Hörakustik" 2/97, Seiten 26 und 27).In addition, the so-called "retraining method" has recently been established, according to which the perceptibility of tinnitus is also to be largely suppressed by combining a mental training program and the presentation of a broadband sound (noise) near the resting hearing threshold (magazine

Hearing Acoustics "2/97, pages 26 and 27).

Bei beiden oben genannten Methoden sind hörgeräteähnliche, technische Geräte außen am Körper im Ohrbereich sichtbar mitzuführen, die den Träger stigmatisieren und daher nicht gerne getragen werden.In both of the above methods, hearing aid-like, technical devices are on the outside Carrying body in the ear area visibly, which stigmatize the wearer and therefore not like to be worn.

Weiterhin existieren heute teil- und vollimplantierbare Hörgeräte zur Rehabilitation eines Innenohrschadens (EP-A-0 499 940, EP-A-0 831 674, US-A-5 279 292, US-A-5 498 226, US-A-5 624 376, US-A-5 795 287). Insbesondere bei vollimplantierbaren Systemen entfällt die Sichtbarkeit des Systems, so daß neben den Vorteilen der hohen Klangqualität und des offenen Gehörgangs von einer hohen Akzeptanz ausgegangen werden kann.There are also partially and fully implantable hearing aids for the rehabilitation of one Inner ear damage (EP-A-0 499 940, EP-A-0 831 674, US-A-5 279 292, US-A-5 498 226, US-A-5 624 376, US-A-5 795 287). Especially in the case of fully implantable systems the visibility of the system, so that in addition to the advantages of high sound quality and open ear canal can be assumed to be highly accepted.

In US-A-5 795 287 wird ein implantierbarer Tinnitusmaskierer mit "Direktantrieb" ("direct drive") des Mittelohres z.B. über einen an die Ossikelkette angekoppelten elektromechanischen Wandler beschrieben. Dieser direkt gekoppelte Wandler kann vorzugsweise ein sogenannter "Floating Mass Transducer" (FMT) sein. Dieser FMT entspricht dem Wandler für implantierbare Hörgeräte, der in der US-A-5 624 376 beschrieben ist. In US-A-5 795 287 wird insbesondere der Begriff "direct drive" eindeutig beschrieben: hierunter sind explizit nur die Ankopplungsarten an das Innenohr zum Zweck der Tinnitusmaskierung zu verstehen, die mechanischen Charakter haben, also direkte mechanische Wandlerankopplungen an ein Ossikel des Mittelohres wie z.B. durch den FMT-Wandler sowie auch luftspaltgekoppelte elektromagnetische Wandler wie z.B. von Maniglia in der US-A-5 015 225 beschrieben.US-A-5 795 287 discloses an implantable "direct drive" tinnitus masker drive ") of the middle ear, e.g. via an electromechanical chain coupled to the ossicular chain Transducer described. This directly coupled converter can preferably be a so-called Floating Mass Transducer (FMT). This FMT corresponds to the converter for implantable hearing aids described in US-A-5,624,376. In US-A-5 795 287 In particular, the term "direct drive" is clearly described: these are explicitly only To understand the types of coupling to the inner ear for the purpose of tinnitus masking have mechanical character, i.e. direct mechanical transducer couplings to an ossicle of the middle ear such as through the FMT converter as well as air gap coupled electromagnetic transducers such as by Maniglia in US-A-5 015 225.

Diese elektromechanischen Ankopplungsarten weisen alle den prinzipiellen und gravierenden Nachteil auf, daß der operative Eingriff zur Implantation des gesamten Maskersystems oder auch nur des elektromechanischen Wandlers grundsätzlich mechanische Manipulationen an der Ossikelkette des Mittelohres oder direkt am Eingangsbereich des Innenohres (ovales oder rundes Fenster) erfordern und damit ein nicht unerhebliches Risiko einer Innenohrschädigung beinhalten. Weiterhin kann zum Beispiel die notwendige operative Eröffnung eines ausreichend großen Zugangs zum Mittelohr vom Mastoid aus, beispielsweise im Bereich des Chorda-Facialis-Winkels (med.: "dorsale Tympanotomie"), wie es bei der Applikation des FMT erforderlich ist, auch das gravierende Risiko einer Facialis-Verletzung und der damit einhergehenden teilweisen Gesichtslähmung beinhalten. Ferner ist nicht immer sicherzustellen, daß die mechanische Ankopplung langzeitstabilen Charakter hat oder sich nicht auch weitere klinische Schädigungen ergeben können wie z.B. Drucknekrosen im Bereich der Mittelohrossikel. These electromechanical coupling types all have the principal and serious Disadvantage that the surgical intervention for the implantation of the entire masking system or mechanical manipulations only of the electromechanical transducer the ossicular chain of the middle ear or directly at the entrance area of the inner ear (oval or round window) and thus a not inconsiderable risk of damage to the inner ear include. Furthermore, for example, the necessary operational opening of a sufficient Great access to the middle ear from the mastoid, for example in the area of the Chorda-Facialis-Winkel (med .: "dorsal tympanotomy"), as it is with the application of the FMT is also necessary, the serious risk of a facial injury and thus associated partial facial paralysis. Furthermore, it is not always necessary to ensure that the mechanical coupling has a long-term stable character or not others clinical damage such as Pressure necrosis in the middle ear cross section.

Die oben genannten Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch gemindert oder völlig umgangen, daß bei einem implantierbaren Gerät zum Behandeln eines Tinnitus, das mit einer elektronischen Signalerzeugungseinheit und einer Batterie zur energetischen Versorgung versehen ist, als schallabgebender Ausgangswandler ein hermetisch gasdichter, biokompatibel aufgebauter und implantierbarer elektroakustischer Wandler vorgesehen ist, der so ausgebildet ist, daß er nach mindestens teilweiser Mastoidektomie in der Mastoidhöhle derart positionierbar ist, daß der von dem elektroakustischen Wandler abgestrahlte Schall über den natürlichen Zugang des aditus ad antrum vom Mastoid zur Paukenhöhle in den Mittelohrbereich gelangt. Dieser Schall versetzt dort das Trommelfell in mechanische Schwingung, die über die mechanische Fortleitung durch die Mittelohr-Ossikelkette zum Innenohr gelangt oder über direkte akustische Anregung des ovalen oder runden Fensters des Innenohres einen Höreindruck hervorruft und so den gewünschten Maskierer-oder Noisereffekt bewirkt. Im Falle des erfindungsgemäßen Gerätes arbeitet der implantierbare Ausgangswandler also nicht elektromechanisch sondern elektroakustisch.The above-mentioned disadvantages are reduced according to the invention or completely circumvented that in an implantable device for treating tinnitus that with an electronic signal generation unit and a battery for energy supply is provided as a sound-emitting output transducer, a hermetically gas-tight, biocompatible and implantable electroacoustic transducer is, which is designed so that after at least partial mastoidectomy in the Mastoid cavity can be positioned such that that of the electroacoustic transducer radiated sound via the natural access of the aditus ad antrum from the mastoid to the The tympanic cavity reaches the middle ear area. This sound moves the eardrum in there mechanical vibration that is transmitted mechanically through the middle ear ossicle chain reaches the inner ear or via direct acoustic excitation of the oval or round one Window of the inner ear produces an auditory impression and thus the desired masker or Noiser effect. In the case of the device according to the invention, the implantable works Output converters are therefore not electro-mechanical but electro-acoustic.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der elektroakustische Wandler ein allseitig hermetisch gasdichtes, vorzugsweise metallisches Gehäuse auf, dessen eine Wandung als biegefähige, vorzugsweise kreisförmige Membran ausgeführt ist und in dem eine elektromechanische Antriebseinheit untergebracht ist, wobei die Antriebseinheit mit der Gehäusemembran derart gekoppelt ist, daß ausgangsseitige mechanische Schwingungen der Antriebseinheit von innen an die Gehäusemembran mechanisch direkt angekoppelt sind und dadurch die Membran zu Biegeschwingungen angeregt wird, die eine Schallabstrahlung außerhalb des Wandlergehäuses bewirken. Dabei kann die innenseitige, elektromechanische Antriebseinheit auf allen bekannten Wandlerprinzipien beruhen, wie insbesondere piezoelektrisch, dielektrisch, elektromagnetisch, elektrodynamisch und magnetostriktiv.In a further embodiment of the invention, the electroacoustic transducer has one side hermetically gas-tight, preferably metallic housing, one wall of which bendable, preferably circular membrane and in which an electromechanical Drive unit is housed, the drive unit with the housing membrane is coupled such that mechanical vibrations on the output side Drive unit are mechanically coupled directly from the inside to the housing membrane and thereby the membrane is excited to bending vibrations, the sound radiation outside of the converter housing. The inside, electromechanical Drive unit based on all known converter principles, in particular piezoelectric, dielectric, electromagnetic, electrodynamic and magnetostrictive.

Das Wandlergehäuse ist vorzugsweise zylinderförmig, insbesondere kreiszylindrisch, gestaltet, und es weist zweckmäßig ein einseitig offenes Wandlergehäuseteil auf, dessen offene Seite von der Wandlermembran hermetisch gasdicht verschlossen ist.The converter housing is preferably cylindrical, in particular circular cylindrical, designed, and it expediently has a converter housing part open on one side, the open side of which is hermetically sealed by the transducer membrane.

Das Wandlergehäuseteil und/oder die Wandlermembran können zweckmäßig aus einem nichtkorrosiven, rostfreien Metall, insbesondere Edelstahl, oder aus einem nichtkorrosiven, rostfreien und besonders körperverträglichen Metall, insbesondere Titan, Platin, Niob, Tantal oder deren Legierungen, gefertigt sein.The converter housing part and / or the converter membrane can expediently a non-corrosive, rustproof metal, in particular stainless steel, or from a non-corrosive, rustproof and particularly body-compatible metal, especially titanium, Platinum, niobium, tantalum or their alloys.

Jedenfalls dann, wenn im implantierten Zustand der elektroakustische Wandler getrennt von der elektronischen Signalerzeugungseinheit montiert wird, ist vorzugsweise das Wandlergehäuseteil mit einer mindestens einpoligen, hermetisch gasdichten elektrischen Gehäusedurchführung versehen, wobei zweckmäßig das Massepotential auf dem Wandlergehäuseteil liegt. Die Gehäusedurchführung kann vorteilhaft auf gasdicht verlöteten Metall-Keramik-Verbindungen basieren und als Isolator eine Aluminium-Oxid-Keramik sowie als elektrischen Durchführungsleiter mindestens einen Platin-Iridium-Draht aufweisen.In any case, when the electroacoustic transducer is in the implanted state is mounted separately from the electronic signal generation unit preferably the converter housing part with an at least single-pole, hermetic provided gas-tight electrical housing bushing, which expediently Ground potential is on the converter housing part. The housing bushing can advantageously based on gas-tight soldered metal-ceramic connections and as Insulator an aluminum oxide ceramic as well as an electrical feed-through conductor have at least one platinum-iridium wire.

Als elektromechanische Antriebseinheit ist vorzugsweise eine piezo-elektrische Keramikscheibe vorgesehen, die insbesondere kreisförmig ausgebildet sein kann und die auf die Innenseite der Wandlermembran als elektromechanisch aktives Element aufgebracht ist und zusammen mit der Wandlermembran ein elektromechanisch aktives Heteromorph-Verbundelement darstellt. Dabei wird wie bei einem Bimorphelement der piezoelektrische Quereffekt genutzt, nur besteht der Partner des Verbundes hier nicht aus einem zweiten piezoelektrisch aktiven Element, sondern aus der passiven Wandlermembran ähnlicher Geometrie wie das Piezoelement. Die piezoelektrische Keramikscheibe kann beidseitig mit einer sehr dünnen, als Elektrodenfläche dienenden, elektrisch leitfähigen Beschichtung versehen sein und insbesondere aus Blei-Zirkonat-Titanat bestehen. Wird ein elektrisches Feld an die piezoelektrische Keramikscheibe gelegt, verändert die Scheibe aufgrund des transversalen Piezoeffektes ihre Geometrie vorzugsweise in radialer Richtung. Da eine Ausdehnung beziehungsweise radiale Verkürzung jedoch durch den mechanisch festen Verbund mit der passiven Wandlermembran verhindert wird, ergibt sich eine Durchbiegung des Verbundelementes, die bei entsprechender Randlagerung der Membran in der Mitte maximal ist.A piezo-electric is preferably used as the electromechanical drive unit Ceramic disc is provided, which can be circular in particular and on the inside of the transducer membrane as an electromechanically active element is applied and together with the transducer membrane an electromechanical represents active heteromorph composite element. It is like one Bimorph element uses the piezoelectric cross effect, only the partner of Composite here not from a second piezoelectrically active element, but from the passive transducer membrane with a geometry similar to that of the piezo element. The piezoelectric ceramic disc can be used on both sides with a very thin, as Electrode surface serving, electrically conductive coating and consist in particular of lead zirconate titanate. If an electric field is applied to the placed piezoelectric ceramic disc, the disc changes due to the transverse piezo effect their geometry preferably in the radial direction. There an expansion or radial contraction due to the mechanical a firm bond with the passive transducer membrane is prevented, one results Deflection of the composite element, which with appropriate edge support Membrane in the middle is maximum.

Die Dicke der Wandlermembran und die Dicke der piezoelektrischen Keramikscheibe sind zweckmäßig annähernd gleich groß und liegen im Bereich von 0,025 mm bis 0,15 mm. Ein besonders einfacher und zuverlässiger Aufbau wird dabei erhalten, wenn sowohl die Wandlermembran als auch das Wandlergehäuseteil elektrisch leitend sind, die piezoelektrische Keramikscheibe mit der Wandlermembran durch eine elektrisch leitfähige Verklebung elektrisch leitend verbunden ist, und das Wandlergehäuseteil einen von mindestens zwei elektrischen Wandleranschlüssen bildet. Der Radius der Wandler-membran ist vorteilhaft um den Faktor 1,2 bis 2,0, vorzugsweise einen Faktor von etwa 1,4, größer ist als der Radius der piezoelektrischen Keramikscheibe.The thickness of the transducer membrane and the thickness of the piezoelectric ceramic disk are appropriately approximately the same size and are in the range of 0.025 mm to 0.15 mm. A particularly simple and reliable structure is obtained if both the converter membrane and the converter housing part are electrically conductive, the piezoelectric ceramic disc with the transducer membrane through an electrical Conductive adhesive is electrically connected, and the converter housing part forms one of at least two electrical converter connections. The radius of the Transducer membrane is advantageous by a factor of 1.2 to 2.0, preferably one Factor of about 1.4, larger than the radius of the piezoelectric ceramic disk.

Entsprechend einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung ist die elektromechanische Antriebseinheit als Elektromagnetanordnung ausgebildet, die ein mit Bezug auf des Wandlergehäuse fixiertes Bauteil sowie ein schwingfähiges Bauteil aufweist, das mit der Innenseite der Wandlermembran gekoppelt ist. Durch Nutzung des elektromagnetischen Wandlerprinzips kann ein auch für niedrige Frequenzen des Hörbereichs besonders günstiger Frequenzgang des elektroakustischen Wandlers erreicht werden, so daß ein adäquater Höreindruck bei ausreichendem Lautstärkepegel bereits mit geringen elektrischen Spannungen ermöglicht wird.According to a modified embodiment of the invention, the Electromechanical drive unit designed as an electromagnet arrangement, the one with reference to the component fixed to the converter housing as well as an oscillatable component has, which is coupled to the inside of the transducer membrane. Through use of the electromagnetic transducer principle can also be used for low frequencies of the Hearing range particularly favorable frequency response of the electroacoustic transducer be achieved so that an adequate auditory impression with sufficient Volume level is made possible even with low electrical voltages.

Das schwingfähige Bauteil der Elektromagnetanordnung ist vorzugsweise im wesentlichen im Zentrum der Wandlermembran befestigt. Insbesondere kann mit der Innenseite der Wandlermembran ein das schwingfähige Bauteil bildender Permanentmagnet verbunden sein, während eine elektromagnetische Spule in dem Wandlergehäuse fest angebracht ist, um den Permanentmagneten in Schwingungen zu versetzen. Der Permanentmagnet kann zweckmäßig als Magnetstift ausgebildet sein, und die Spule kann eine Ringspule mit einer Mittelöffnung sein, in welche der Magnetstift eintaucht. 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 Wandlergehäuse zu fixieren.The vibratable component of the electromagnet arrangement is preferably in the essentially fixed in the center of the transducer membrane. In particular, with the Inside the transducer membrane is a component that forms the oscillatable component Permanent magnet be connected while an electromagnetic coil in the Converter housing is firmly attached to the permanent magnet in vibration offset. The permanent magnet can expediently be designed as a magnetic pin, and the coil may be a ring coil with a central opening into which the Immersed magnetic pen. In this way, a transducer arrangement with special received small moving mass, the changes in the applied to the solenoid electrical signal can follow quickly and faithfully. Basically, it is also possible to attach the solenoid to the vibratable membrane and the Fix magnets with reference to the converter housing.

Unabhängig von dem im Einzelfall vorgesehenen Wandlerprinzip ist vorzugsweise durch Wahl der mechanischen Eigenschaften der Wandlermembran und der Wandler/Antriebseinheit das diese Bauteile umfassende schwingfähige System so abgestimmt, daß die erste mechanische Resonanzfrequenz des gesamten Wandlers spektral am oberen Ende des Übertragungsbereiches liegt. Vorzugsweise ist die Wandler/Antriebseinheit elektrisch so angesteuert, daß die Auslenkung der Wandlermembran bis zur ersten Resonanzfrequenz frequenzunabhängig eingeprägt ist.Regardless of the transducer principle provided in the individual case is preferred by choosing the mechanical properties of the transducer membrane and the Transducer / drive unit the oscillating system comprising these components tuned that the first mechanical resonance frequency of the entire transducer is spectrally at the upper end of the transmission range. Preferably, the The converter / drive unit is electrically controlled so that the deflection of the Transducer diaphragm up to the first resonance frequency, independent of frequency is.

Die Signalerzeugungseinheit des erfindungsgemäßen Gerät ist vorzugsweise einstellbar oder programmierbar.The signal generation unit of the device according to the invention is preferably adjustable or programmable.

Enstsprechend einer Weiterbildung der Erfindung ist der elektroakustische Wandler in einem implantierbaren Positionier- und Fixiersystem gehaltert und mittels dieses Systems auf den aditus ad antrum ausrichtbar.According to a further development of the invention, the electroacoustic transducer is in an implantable positioning and fixing system and by means of this system can be aligned to the aditus ad antrum.

Das Gerät kann als teilimplantierbares Gerät ausgebildet sein, bei dem das Implantat den elektroakustischen Wandler und eine zugeordnete Signalempfangs- und Treiberschaltung aufweist, und bei dem die nichtimplantierbare Geräteeinheit die Signalerzeugungseinheit und die elektrische Energieversorgung beinhaltet.The device can be designed as a partially implantable device in which the implant electro-acoustic transducer and an associated signal receiving and driver circuit and in which the non-implantable device unit the signal generating unit and includes the electrical power supply.

Vorzugsweise ist das Gerät aber als vollimplantierbares Gerät ausgebildet. Dabei kann die Signalerzeugungseinheit zusammen mit der elektrischen Energieversorgung, aber getrennt von dem elektroakustischen Wandler, in einem implantierbaren, hermetisch dicht verschlossenen Implantatgehäuse untergebracht und über eine implantierbare elektrische Wandlerzuleitung mit dem elektroakustischen Wandler verbunden sein, wobei zweckmäßig die Wandlerzuleitung an das Implantatgehäuse über eine lösbare Steckverbindung angeschlossen ist. Der elektroakustische Wandler kann aber auch in ein die Signalerzeugungseinheit und die elektrische Energieversorgung aufnehmendes implantierbars, hermetisch dicht verschlossenes Implantatgehäuse integriert sein.However, the device is preferably designed as a fully implantable device. The Signal generation unit together with the electrical power supply, but separately from the electroacoustic transducer, in an implantable, hermetically sealed sealed implant housing and via an implantable electrical Transducer feed line to be connected to the electroacoustic transducer, wherein expediently the transducer lead to the implant housing via a detachable Plug connection is connected. The electroacoustic transducer can also be integrated into one the signal generating unit and the electrical power supply implantable, hermetically sealed implant housing.

Bei der letztgenannten Ausführungsform kann ein Teilbereich des hermetisch dichten Implantatgehäuses, der im implantierten Zustand über dem Bereich des aditus ad antrum zu liegen kommt, als Wandlermembran ausgebildet sein, wobei das Implantatgehäuse geometrisch so gestaltet ist, daß es über der artifiziellen Mastoidhöhle positioniert und fixiert werden kann, und wobei vorzugsweise an dem Implantatgehäuse im Bereich der Wandlermembran ein Schalleitelement angebracht ist, dessen von der Wandlermembran abliegende Seite im implantierten Zustand gegenüber dem aditus ad antrum zu liegen kommt.In the latter embodiment, a portion of the hermetically sealed Implant housing, which in the implanted state over the area of the aditus ad antrum comes to rest, be designed as a transducer membrane, the implant housing is geometrically designed so that it is positioned over the artificial mastoid cavity and can be fixed, and preferably on the implant housing in the area of Transducer membrane a sound guide element is attached, its from the transducer membrane remote side in the implanted state opposite the aditus ad antrum is coming.

Gegebenenfalls kann das Implantatgehäuse auch so klein gehalten sein, daß es in der artifiziellen Mastoidhöhle Platz findet.If necessary, the implant housing can also be kept so small that it is in the artificial mastoid cavity.

Die implantatinterne elektronische Einheit ist vorzugsweise versehen mit mindestens zwei Signalgeneratoren, die bezüglich Frequenzlage, gegenseitiger Phasenlage, Ausgangspegel und/oder spektraler Zusammensetzung der erzeugten Signale einstellbar und mittels eines Mikroprozessors programmierbar sind, und mit einem Summierglied zum Zusammenfassen der Signale der Signalgeneratoren. Dabei können vorteilhaft eine implantierbare Empfangsspule zum transkutanen Empfang von Programmdaten für den Mikroprozessor und eine Datentransmitterschnittstelle zum Übertragen der empfangenen Programmdaten von der Empfangsspule zu dem Mikroprozessor vorgesehen sein.The implant-internal electronic unit is preferably provided with at least two Signal generators with respect to frequency, mutual phase, output level and / or spectral composition of the generated signals adjustable and by means of a Microprocessor are programmable, and with a summing element for Summarize the signals of the signal generators. It can be advantageous implantable receiving coil for transcutaneous reception of program data for the Microprocessor and a data transmitter interface for transmitting the received Program data from the receiving coil to the microprocessor can be provided.

Entsprechend einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung weist das Gerät einen zur Signalerzeugung genutzten Mikroprozessor, eine implantierbare Empfangsspule zum transkutanen Empfang von Programmdaten für den Mikroprozessor und eine Datentransmitterschnittstelle zum Übertragen der empfangenen Programmdaten von der Empfangsspule zu dem Mikroprozessor auf.According to a modified embodiment of the invention, the device has a microprocessor used for signal generation, an implantable receiving coil for transcutaneous reception of program data for the microprocessor and a Data transmitter interface for transmitting the received program data from the Receiving coil to the microprocessor.

Dem elektroakustischen Wandler ist vorzugsweise ein Treiberverstärker vorgeschaltet, dessen Verstärkung zweckmäßig mittels des Mikroprozessors einstellbar ist.A driver amplifier is preferably connected upstream of the electroacoustic transducer, the gain of which is expediently adjustable by means of the microprocessor.

Die Batterie ist vorteilhaft über eine transkutane Ladestrecke wiederaufladbar.The battery is advantageously rechargeable via a transcutaneous charging path.

DasGerät kann mit einer portablen, batteriebetriebenen Fernbedienungseinheit und/oder mit einer Programmiereinheit ausgestattet sein, die einen Telemetriekopf zum transkutanen Übermitteln von Programmierdaten an das Implantat und/oder zum transkutanen Auslesen von Daten aus dem Implantat aufweist. The device can be equipped with a portable, battery-operated remote control unit and / or be equipped with a programming unit that a telemetry head for transcutaneous transmission of programming data to the implant and / or to the has transcutaneous reading of data from the implant.

Nachfolgend sind vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: schematisch die Anordnung des erfindungsgemäß vorgesehenen elektroakustischen Wandlers in einer artifiziellen Mastoidhöhle nahe am aditus ad antrum;
Fig. 2: einen schematischen Längsschnitt, der den prinzipiellen Aufbau des elektroakustischen Wandlers eines erfindungsgemäßen Tinnitusmaskierers oder Noisers erkennen läßt;
Fig. 3: einen schematischen Längsschnitt eines elektroakustischen Wandlers mit piezoelektrischer Antriebseinheit;
Fig. 4: einen schematischen Längsschnitt eines elektroakustischen Wandlers mit elektromagnetischer Antriebseinheit;
Fig. 5: ein Beispiel für die Mittelpunktsauslenkung der Wandlermembran des elektroakustischen Wandlers eines erfindungsgemäßen Tinnitusmaskierers oder Noisers über der Frequenz;
Fign. 6 bis 9: schematisch verschiedene Ausführungsformen von erfindungsgemäßen, vollimplantierbaren Tinnitusmaskierern oder Noisern;
Fign. 10 und 11: Blockschaltbilder zweier Ausführungsbeispiele der elektronischen Einheit eines vollimplantierbaren Tinnitusmaskierers oder Noisers; und
Fig. 12: schematisch das Gesamtsystem eines vollimplantierbaren Tinnitusmaskierers oder Noisers.

Advantageous exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings. Show it:

Fig. 1: schematically the arrangement of the electroacoustic transducer provided according to the invention in an artificial mastoid cavity close to the aditus ad antrum;
Fig. 2: a schematic longitudinal section that shows the basic structure of the electroacoustic transducer of a tinnitus masker or noiser according to the invention;
Fig. 3: a schematic longitudinal section of an electroacoustic transducer with a piezoelectric drive unit;
Fig. 4: a schematic longitudinal section of an electroacoustic transducer with an electromagnetic drive unit;
Fig. 5: an example of the center point deflection of the transducer membrane of the electroacoustic transducer of a tinnitus masker or noiser according to the frequency;
Fig. 6 to 9: schematically different embodiments of fully implantable tinnitus maskers or noisers according to the invention;
Fig. 10 and 11: Block diagrams of two exemplary embodiments of the electronic unit of a fully implantable tinnitus masker or noiser; and
Fig. 12: schematically the overall system of a fully implantable tinnitus masker or noiser.

Das Grundprinzip des Tinnitus-Behandlungsgerätes ist in Fig. 1 schematisch skizziert, wobei dort nur der elektroakustische Wandler 15 des Gerätes dargestellt ist. Der Wandler 15 sitzt im implantierten Zustand in einer artifiziellen Mastoidhöhle 40, die über den aditus ad antrum 41 mit der Paukenhöhle 42 in offener Verbindung steht. Von einer dem aditus ad antrum 41 gegenüberliegend positionierten Wandlermembran 17 des Wandlers 15 werden im Betrieb des Gerätes Schallwellen 44 abgestrahlt, die in die Paukenhöhle 42 übertreten und dort das Trommelfell 35 in mechanische Schwingungen versetzen. Je nach gegebenen, individuellen anatomischen Aspekten kann es notwendig sein, den aditus ad antrum 41 während der Implantation nach erfolgter (Teil-)Mastoidektomie operativ geringfügig zu erweitern, um einen sicheren Schalldurchtritt von der Mastoidhöhle 40 in die Paukenhöhle 42 zu gewährleisten. Mechanische Schwingungen gelangen über die mechanische Fortleitung durch die Mittelohr-Ossikelkette 46 zum Innenohr oder rufen über direkte akustische Anregung des ovalen oder runden Fensters des Innenohres einen Höreindruck hervor. Auf diese Weise wird der gewünschte Maskierer- oder Noisereffekt bewirkt. In Fig. 1 ist der äußere Gehörgang mit 48 bezeichnet.The basic principle of the tinnitus treatment device is schematically outlined in FIG. 1, wherein only the electroacoustic transducer 15 of the device is shown there. The converter 15 is seated in the implanted state in an artificial mastoid cavity 40, which over the aditus ad antrum 41 is in open connection with the tympanic cavity 42. From an aditus ad antrum 41 oppositely positioned transducer membrane 17 of transducer 15 are in operation the device radiated sound waves 44 which pass into the tympanic cavity 42 and there that Set the eardrum 35 into mechanical vibrations. Depending on the given, individual anatomical aspects it may be necessary to aditus ad antrum 41 during the After the (partial) mastoidectomy, the implantation needs to be expanded slightly in order to to ensure safe passage of sound from the mastoid cavity 40 into the tympanic cavity 42. Mechanical vibrations pass through the middle ear ossicle chain via mechanical transmission 46 to the inner ear or call via direct acoustic excitation of the oval or round window of the inner ear produces an auditory impression. In this way the desired masking or noise effect. In Fig. 1, the external auditory canal is 48 designated.

Im folgenden wird unter Begriff "Implantatsystem" ein implantierbares System verstanden, das als Tinnitus-Maskierer oder in der Funktion eines "Noisers" wirken kann.In the following, the term “implant system” is understood to mean an implantable system that can act as a tinnitus masker or in the function of a "noiser".

Das Implantatsystem umfasst neben dem elektroakustischen Ausgangswandler 15, der grundsätzlich implantiert wird, eine elektronische Einheit 105 zur Erzeugung der Masker- bzw. Noisersignale, die drahtgebunden oder drahtlos programmiert bzw. vom Patienten selbst eingestellt werden kann, sowie eine elektrische Energieversorgung 140, die aus einer Primärbatterie bzw. einem nachladbaren Akkumulator bestehen kann. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, ein teil- oder vollimplantierbares Implantatsystem zu realisieren, wobei bei einem Teilimplantat z.B. nur der elektroakustische Wandler 15 mit einer entsprechenden Signalempfangs- und Treiberschaltung implantiert wird und die signalerzeugende Einheit 105 einschließlich elektrischer Energieversorgung 140 wie einem teilimplantierbaren Hörgerät außen am Körper getragen wird und das Wandlersignal z.B. über eine induktive Spulenkopplung zum implantierten Teil übertragen wird. Ein teilimplantierbares System ist zum Beispiel in der US-Patentschrift 5 795 287 beschrieben. Im folgenden werden daher nur vollimplantierbare Implantatsysteme näher beschrieben und erläutert.In addition to the electroacoustic output transducer 15, the implant system basically comprises is implanted, an electronic unit 105 for generating the masking or Noiser signals that are wired or wirelessly programmed or set by the patient himself can be, as well as an electrical power supply 140, which comes from a primary battery or a rechargeable battery. Basically there is the possibility to implement a partially or fully implantable implant system, with one Partial implant e.g. only the electroacoustic transducer 15 is implanted with a corresponding signal reception and driver circuit and the signal generating unit 105 inclusive electrical power supply 140 such as a partially implantable hearing aid outside is worn on the body and the transducer signal e.g. via an inductive coil coupling is transferred to the implanted part. A partially implantable system is for example in the U.S. Patent 5,795,287. The following are therefore only fully implantable Implant systems described and explained in more detail.

In Fig. 2 ist der prinzipielle Aufbau des elektroakustischen Wandlers 15 schematisch dargestellt. Prinzipiell weist der Wandler 15 ein allseitig geschlossenes Gehäuse 14 auf, das vorzugsweise zylindrisch, insbesondere kreiszylindrisch, ausgestaltet ist. Alle Wandungen des Wandlergehäuses 14 sind mechanisch steif gestaltet bis auf die Membran 17, welche die offene Seite eines einseitig offenen Gehäuseteils 13 hermetisch gasdicht verschließt. Die Membran 17 ist mittels eines mechanisch steifen Verbindungselementes 18 mit einer Antriebseinheit 19 verbunden. Die Antriebseinheit 19 stellt den eigentlichen elektromechanischen Wandler dar, der über das Verbindungselement 18 die Membran 17 zu dynamischen Biegeschwingungen anregt, die zu einer Schallabstrahlung auf der Außenseite des Wandlergehäuses 14 führen. Die Zuleitung des elektrischen Signals für den elektromechanischen Wandler erfolgt über eine hermetisch dichte Durchführung 16, die in Fig. 2 beispielhaft mit den Anschlüssen 16a zweipolig dargestellt ist.The basic structure of the electroacoustic transducer 15 is shown schematically in FIG. 2. In principle, the converter 15 has a housing 14 which is closed on all sides and which is preferably cylindrical, in particular circular cylindrical. All walls of the Converter housing 14 are mechanically rigid except for the membrane 17, which the open side of a housing part 13 open on one side hermetically sealed. The Membrane 17 is connected to a by means of a mechanically rigid connecting element 18 Drive unit 19 connected. The drive unit 19 represents the actual electromechanical Transducer, the membrane 17 to dynamic via the connecting element 18 Bends vibrations that produce sound radiation on the outside of the converter housing 14 lead. The supply of the electrical signal for the electromechanical Transducer takes place via a hermetically sealed bushing 16, which is shown in FIG. 2 as an example the connections 16a is shown bipolar.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Wandlers 15 ist in Fig. 3 schematisch dargestellt. Das vorteilhaft im Querschnitt kreisförmige und metallische Gehäuseteil 13 ist einseitig durch die ebenfalls metallische Wandlermembran 17, zum Beispiel durch eine Schweißverbindung, hermetisch gasdicht verschlossen. Auf der Innenseite der Membran 17 sitzt eine dünne, piezokeramische Scheibe 25, die mit der Membran 17 mittels einer elektrisch leitfähigen Klebeverbindung in mechanisch fester Verbindung steht. Diese Piezoscheibe 25 stellt das elektromechanische Wandlerelement und damit die Antriebseinheit 19 aus Fig. 2 dar. Das Verbindungselement 18 aus Fig. 2 ist in diesem Fall die flächige Klebeverbindung zwischen Piezoscheibe und Membran. Über die elektrische, hermetisch dicht eingebrachte Signaldurchführung 16 wird die Piezoscheibe 25 einerseits auf der innenliegenden Elektrodenoberfläche kontaktiert (dargestellt durch schematischen Drahtanschluß 16c). Andererseits erfolgt eine Kontaktierung der Piezoscheibe 25 an der außenliegenden Elektrodenoberfläche über das metallische Wandlergehäuse 14, da dieses über die leitfähige Verklebung mit der außenliegenden Elektrodenoberfläche der Piezoscheibe 25 elektrisch verbunden ist. Die elektrische Verbindung einer der beiden Anschlüsse 16a mit dem metallischen Gehäuse 14 erfolgt durch ein leitfähiges Kontaktierungselement 16b.A preferred embodiment of the converter 15 is shown schematically in FIG. 3. The advantageous in cross-section circular and metallic housing part 13 is through one side also metallic transducer membrane 17, for example by a welded connection, hermetically sealed. On the inside of the membrane 17 sits a thin, piezoceramic Disc 25, which is connected to the membrane 17 by means of an electrically conductive adhesive connection is in a mechanically strong connection. This piezo disk 25 represents the electromechanical Converter element and thus the drive unit 19 of FIG. 2. The connecting element In this case, 18 from FIG. 2 is the flat adhesive connection between Piezo disk and membrane. Via the electrical, hermetically sealed signal feedthrough The piezo disk 25 becomes on the one hand on the inner electrode surface contacted (represented by schematic wire connection 16c). On the other hand contacting the piezo disk 25 on the outer electrode surface via the metallic converter housing 14, since this is via the conductive adhesive to the outside Electrode surface of the piezo disk 25 is electrically connected. The electrical One of the two connections 16a is connected to the metallic housing 14 by a conductive contacting element 16b.

Wird an die Anschlüsse 16a ein elektrisches Wechselsignal gelegt, erfolgt aufgrund des transversalen piezoelektrischen Effektes eine rotationssymmetrische dynamische Verbiegung der Membran 17 senkrecht zur Membranebene, die zu der beschriebenen Schallabstrahlung durch die Membran 17 führt.If an electrical alternating signal is applied to the connections 16a, this is due to the transversal piezoelectric effect a rotationally symmetrical dynamic bending of the Membrane 17 perpendicular to the membrane plane, which leads to the described sound radiation the membrane 17 leads.

In Fig. 4 ist eine weitere geeignete Ausführungsform des elektroakustischen Wandlers 15 dargestellt, bei welcher die elektromechanische Antriebseinheit 19 auf dem elektromagnetischen Prinzip beruht. Der Wandler 15 weist wiederum ein Wandlergehäuse 14 mit einem vorzugsweise zylinderförmigen und mechanisch steifen (Gehäuseteil 13 auf, an dessen einer Stirnseite eine vorzugsweise kreisförmige, biegbare Membran 17 hermetisch dicht aufgebracht ist. Mit der Wandlermembran 17 ist innenseitig und mittig ein stabförmiger Permanentmagnet 30 mechanisch fest verbunden, der mit geringem Luftspalt in eine zentrische Mittelöffnung 31 einer elektromagnetischen Ringspule 22 ragt und der zusammen mit der Spule 22 die Wandler/Antriebseinheit 19 bildet. Die Spule 32 (in Fig. 4 als Luftspule dargestellt) ist mit dem Wandlergehäuse 14 mechanisch fest verbunden und an die Pole 16a der hermetisch dichten Durchführung 16 elektrisch angeschlossen.4 shows another suitable embodiment of the electroacoustic transducer 15 shown, in which the electromechanical drive unit 19 on the electromagnetic Principle is based. The converter 15 in turn has a converter housing 14 with a preferably cylindrical and mechanically rigid (housing part 13 on one end face a preferably circular, bendable membrane 17 is applied hermetically sealed. With the transducer membrane 17 there is a rod-shaped permanent magnet 30 on the inside and in the middle mechanically firmly connected with a small air gap in a central central opening 31st an electromagnetic toroidal coil 22 protrudes and together with the coil 22 the converter / drive unit 19 forms. The coil 32 (shown in FIG. 4 as an air coil) is with the Transducer housing 14 is mechanically fixed and hermetically sealed to the poles 16a Feedthrough 16 electrically connected.

Bei Anlegen einer Wechselspannung an die Spule 32 erfährt der Magnet 30 eine dynamische Auslenkung senkrecht zur Membranebene und versetzt die Membran 17 somit zu mechanischen Biegeschwingungen um die Ruhelage. Dies führt zu der gewünschten Abstrahlung der Schallwellen 44 (Fig. 1) nach außen. Die magnetische Feldführung und damit der Wirkungsgrad des Wandlers können durch Verwendung entsprechender Bauelemente innerhalb des Wandlergehäuses 14 aus geeigneten ferromagnetischen Materialien entsprechender Geometrieauslegung optimiert sein.When an AC voltage is applied to the coil 32, the magnet 30 experiences a dynamic one Deflection perpendicular to the membrane plane and thus displaces the membrane 17 to mechanical Bending vibrations around the rest position. This leads to the desired radiation of the Sound waves 44 (Fig. 1) to the outside. The magnetic field guidance and thus the efficiency of the converter can by using appropriate components within the Transducer housing 14 made of suitable ferromagnetic materials of appropriate geometry be optimized.

In Fig. 5 ist schematisch der anzustrebende Verlauf der Mittelpunktsauslenkung x_w der Wandlermembran 17 über der Frequenz f unabhängig vom gewählten Realisierungsprinzip der wandlerinternen Antriebseinheit 19 für den Fall dargestellt, daß die Übertragungsbandbreite bis mindestens 5 kHz reichen sollte. Man erkennt, daß die erste mechanische Resonanzfrequenz 23 bei ca. 5 kHz liegt, also am oberen Ende des in diesem Beispiel angestrebten Bereiches. Damit liegen auch die höheren Resonanzen 24 (Moden) außerhalb des Übertragungsbereiches. Durch diese sogenannte Hochabstimmung ergibt sich unterhalb der ersten mechanischen Resonanzfrequenz auch ein weitgehend frequenzunabhängiger Verlauf des abgestrahlten Schalldrucks in der Paukenhöhle 42 entsprechend Fig. 1, vorausgesetzt, daß das Volumen, in das der Schall abgestrahlt wird, physikalisch annähernd als eine Druckkammer betrachtet werden kann.5 schematically shows the desired course of the center deflection x _w of the transducer membrane 17 over the frequency f regardless of the chosen implementation principle of the transducer internal drive unit 19 in the event that the transmission bandwidth should extend to at least 5 kHz. It can be seen that the first mechanical resonance frequency 23 is approximately 5 kHz, that is to say at the upper end of the range sought in this example. This means that the higher resonances 24 (modes) are also outside the transmission range. This so-called up-tuning also results in a largely frequency-independent course of the emitted sound pressure in the tympanic cavity 42 according to FIG. 1 below the first mechanical resonance frequency, provided that the volume into which the sound is emitted can be considered physically approximately as a pressure chamber.

In Fig. 6 ist ein vollständig implantierbares Implantatsystem unter Verwendung des beschriebenen elektroakustischen Wandlers 15 schematisch dargestellt. Der Wandler 15 ist mit seinem Gehäuse 14 in einem implantierbaren Positionier- und Fixiersystem 38 gehaltert, wie es z.B. in EP-A-0 812 577 beschrieben ist. Dieses Positionier- und Fixiersystem dient dazu, den Wandler 15 je nach den gegebenen individuellen anatomischen Gegebenheit in der artifiziellen Mastoidhöhle so auszurichten und dauerhaft zu fixieren, daß die schallabstrahlende Wandlermembran 17 möglichst nahe am aditus ad antrum 41 liegt. Das Positionier- und Fixiersystem 38 weist eine zur Knochenverankerung geeignete Kopfplatte 70, ein an der Kopfplatte 70 angebrachtes, mit einem Hilfswerkzeug manuell positionierbares und durch einen Klemmechanismus 71 fixierbares Kugelgelenk 72, eine mit der Kugel 73 des Kugelgelenks 72 fest verbundene Linearantriebsanordnung 74, einen entlang einer Führung der Linearantriebsanordnung 74 geführten Schlitten 75, der über einen Antrieb manuell entlang der Führung frei positionierbar ist, und eine an dem Schlitten 75 angebrachte Aufnahme 76 für das Wandlergehäuse 14 auf. Der Wandler 15 ist mittels einer implantierbaren elektrischen Zuleitung 94 an ein implantierbares, hermetisch dicht verschlossenes Implantatgehäuse 200 über eine Signaldurchführung 198 angeschlossen.6 is a fully implantable implant system using that described electroacoustic transducer 15 shown schematically. The converter 15 is with his Housing 14 held in an implantable positioning and fixation system 38, e.g. in EP-A-0 812 577. This positioning and fixing system is used to Converter 15 depending on the given individual anatomical condition in the artificial Align and permanently fix the mastoid cavity in such a way that the sound-emitting transducer membrane 17 is as close as possible to the aditus ad antrum 41. The positioning and fixing system 38 has a head plate 70 suitable for bone anchoring, one on the head plate 70 attached, manually positionable with an auxiliary tool and by a clamping mechanism 71 fixable ball joint 72, one fixed with the ball 73 of the ball joint 72 connected linear drive arrangement 74, one along a guide of the linear drive arrangement 74 guided carriage 75, which is manually driven along the guide via a drive is positionable, and a receptacle 76 attached to the carriage 75 for the converter housing 14 on. The converter 15 is connected to an implantable electrical lead 94 an implantable, hermetically sealed implant housing 200 via a signal feedthrough 198 connected.

Das Implantatgehäuse 200 ist vorteilhaft wie bei bekannten Cochlea Implantaten sowie bei voll- und teilimplantierbaren Hörgeräten so gestaltet, daß es in einem artifiziellen Knochenbett auf dem planum mastoideum hinter dem betreffenden Außenohr plaziert werden kann. Das Gehäuse 200 enthält die elektronische Einheit 105 zur Signalerzeugung des Maskierers bzw. Noisers und eine primäre oder wiederaufladbare Batterie 140 zur energetischen Versorgung des Gesamtsystems. Vorteilhaft ist die elektrische Wandlerzuleitung 94 nicht dauerhaft mit dem Gehäuse 200 verbunden, sondern über eine in Fig. 6 nur als Block dargestellte, lösbare Steckverbindung 95, die den entsprechenden Implantatanforderungen bezüglich elektrischer Isolation und Dichtheit genügt. Eine geeignete Steckverbindung ist z.B. in DE-A-196 22 669 beschrieben.The implant housing 200 is advantageous as in known cochlear implants and in fully and partially implantable hearing aids designed so that it is in an artificial bone bed can be placed on the planum mastoideum behind the relevant outer ear. The Housing 200 contains the electronic unit 105 for signal generation of the masker or Noisers and a primary or rechargeable battery 140 for energy supply of the overall system. The electrical converter feed line 94 is advantageously not permanently included connected to the housing 200, but via a releasable one shown only as a block in FIG Connector 95, the corresponding implant requirements regarding electrical Isolation and tightness are sufficient. A suitable connector is e.g. in DE-A-196 22 669 described.

In Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform des Implantatsystems dargestellt, die eine wesentliche Vereinfachung dadurch ermöglicht, daß der elektroakustische Wandler 15 direkt in das Implantatgehäuse 200 integriert ist. Dazu ist ein Teilbereich des hermetisch dichten und biokompatiblen Implantatgehäuses 200 als vorzugsweise kreisförmige Membran ausgebildet, welche die Wandlermembran 17 entsprechend Fig. 2 darstellt. Das Implantatgehäuse 200 ist geometrisch so gestaltet, daß es operativ so über der artifiziellen Mastoidhöhle 40 positioniert und fixiert werden kann, daß diese schallabstrahlende Wandlermembran möglichst dicht über dem Bereich des aditus ad antrum 41 zu liegen kommt. Die Schallwellen 44 werden so direkt in die Mastoidhöhle 40 eingespeist und gelangen über den aditus ad antrum 41 in die Paukenhöhle 42. Aus konstruktiven Gründen kann es vorteilhaft sein, den in Fig. 3 gezeigten piezoelektrischen, elektromechanischen Wandler 15 zum Antrieb der Gehäusemembran 17 zu verwenden, da so ein einfacher Gesamtaufbau sowie eine geringe Bauhöhe des Implantatgehäuses 200 möglich sind. Das Gehäuse 200 enthalt weiterhin die schon in Verbindung mit Fig. 6 beschriebene Signalerzeugungseinheit 105 sowie die Batterie 140.7 shows a further embodiment of the implant system, which is an essential one Simplification enables the electroacoustic transducer 15 directly into the Implant housing 200 is integrated. For this is a sub-area of the hermetically sealed and biocompatible Implant housing 200 designed as a preferably circular membrane, which represents the transducer membrane 17 according to FIG. 2. The implant housing 200 is geometrically designed so that it is surgically positioned over the artificial mastoid cavity 40 and can be fixed that this sound-emitting transducer membrane as close as possible the area of the aditus ad antrum 41 comes to rest. The sound waves 44 become direct fed into the mastoid cavity 40 and reach the tympanic cavity via the aditus ad antrum 41 42. For constructional reasons, it may be advantageous to use the piezoelectric, to use electromechanical transducers 15 to drive the housing membrane 17, because such a simple overall structure and a low overall height of the implant housing 200 are possible. Housing 200 also contains the one already in connection with FIG. 6 described signal generation unit 105 and the battery 140.

In Fig. 8 ist eine weitere Optimierung der Ausführungsform nach Fig. 7 schematisch dargestellt. Das Implantatgehäuse 200 ist in dem Bereich der Gehäusemembran des Wandlers 15 schalldicht mit einem schalleitenden Element 205 erweitert, das vorzugsweise die Form eines Tubus bzw. Rohrabschnitts hat. Dieses Schalleitungselement ist so geformt, daß seine Schallaustrittsöffnung 206 möglichst unmittelbar gegenüber dem aditus ad antrum 41 positioniert werden kann und damit eine optimale Schalleinkopplung in die Paukenhöhle 42 gewährleistet ist. Das Implantatgehäuse 200 enthält neben dem Wandler 15 wiederum die Signalerzeugungseinheit 105 und die Batterie 140.A further optimization of the embodiment according to FIG. 7 is shown schematically in FIG. 8. The implant housing 200 is in the region of the housing membrane of the converter 15 expanded soundproof with a sound-conducting element 205, which preferably has the shape of a Has tube or pipe section. This formwork element is shaped so that its Sound outlet opening 206 positioned as directly as possible opposite the aditus ad antrum 41 and thus an optimal sound coupling into the tympanic cavity 42 is guaranteed. In addition to the converter 15, the implant housing 200 in turn contains the Signal generation unit 105 and the battery 140.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 9 ist das Prinzip nach Fig. 7 so optimiert, daß das Implantatgehäuse 200 geometrisch so klein gestaltet ist, daß es unmittelbar in der artifiziellen Mastoidhöhle 40 Platz findet und nicht auf dem planum mastoideum positioniert werden muß. Dies hat den Vorteil, daß das Implantat postoperativ nicht mehr tastbar ist und daß durch die örtliche Nähe zum aditus ad antrum 41 eine optimale Schalleinkopplung in die Paukenhöhle 42 auch ohne das Schalleitungselement 205 gemäß Fig. 8 gegeben ist.In the embodiment according to FIG. 9, the principle according to FIG. 7 is optimized so that the Implant housing 200 is geometrically designed so small that it is directly in the artificial Mastoid cave 40 place and can not be positioned on the planum mastoideum got to. This has the advantage that the implant is no longer palpable postoperatively and that due to the local proximity to the aditus ad antrum 41, an optimal sound coupling into the tympanic cavity 42 is also given without the formwork element 205 according to FIG. 8.

In Fig. 10 ist ein möglicher Aufbau der implantatinternen Signalerzeugungseinheit 105 dargestellt. Ein oder mehrere Signalgeneratoren 150 (SG) erzeugen das bzw. die Signale zur Erzielung des maskierenden Schalles oder Noisers. Die Generatoren 150 können einzelne Sinussignale, Schmalbandrauschen und sonstige geeignete Signalformen generieren, die aufgrund psychoakustischer und audiologischer Erkenntnisse optimal für die angestrebte Wirkung sind. Die Generatoren 150 können eine analoge oder rein digitale Signalerzeugung beinhalten. Sie sind bezüglich Frequenzlage, Phasenlage untereinander, Ausgangspegel und spektraler Zusammensetzung bei breitbandigen Schallen insbesondere stochastischer Art einstellbar und werden über einen Mikroprozessor oder Mikrokontroller 130 (µC) programmiert. Die Ausgangssignale der Generatoren 150 werden in einem Summierglied 152 zusammengefasst und einem Treiberverstärker 160 zugeführt, der den elektroakustischen Wandler 15 ansteuert. Auch der Treiberverstärker 160 kann über den Kontroller 130 zum Beispiel hinsichtlich seiner Verstärkung eingestellt werden. Der Kontroller 130 erhält seine individuellen Programmdaten über eine Datentransmitterschnittstelle 115 (DTR), die beispielsweise induktiv über eine Empfangs- und Sendespule 110 uni- oder bidirektional durch die geschlossene Haut 100 von und zur Außenwelt übertragen werden. Die patientenspezifischen Daten werden dabei in einem nichtflüchtigen Speicherbereich des Kontrollers 130 langzeitstabil abgelegt. Alle beschriebenen Komponenten der Signalerzeugungseinheit 105 werden von der im Implantatgehäuse untergebrachten primären oder wiederaufladbaren, sekundären Batterie 140 energetisch versorgt. Im Fall einer wiederaufladbaren Batterie können transkutane Ladestrecken Anwendung finden, wie sie z.B. in DE-C-41 04 359 beschrieben sind.FIG. 10 shows a possible structure of the implant-internal signal generation unit 105. One or more signal generators 150 (SG) generate the signal or signals for Achieving the masking sound or noiser. The generators 150 can be individual Generate sinusoidal signals, narrowband noise and other suitable signal forms due to psychoacoustic and audiological findings optimal for the desired effect are. The generators 150 can generate analog or purely digital signals include. They are in terms of frequency, phase relationship, output level and spectral composition for broadband sound, in particular stochastic type adjustable and are programmed via a microprocessor or microcontroller 130 (µC). The output signals of the generators 150 are combined in a summing element 152 and a driver amplifier 160 which supplies the electroacoustic transducer 15 controls. Driver amplifier 160 can also be controlled via controller 130, for example its gain can be adjusted. Controller 130 receives its individual Program data via a data transmitter interface 115 (DTR), for example inductive via a receiving and transmitting coil 110 unidirectionally or bidirectionally through the closed Skin 100 are transmitted from and to the outside world. The patient-specific data will be stored in a non-volatile memory area of controller 130 with long-term stability. All described components of the signal generation unit 105 are from the in Implant housing housed primary or rechargeable secondary battery 140 energetically supplied. In the case of a rechargeable battery, transcutaneous charging routes can be used Find applications such as are described in DE-C-41 04 359.

In Fig. 11 ist eine sehr einfache und daher volumenoptimierte und kostengünstige Realisierungsvariante der Signalerzeugungseinheit 105 dargestellt. Die Maskierer- bzw. Noisersignale werden direkt digital von dem Mikroprozessor oder Mikrokontroller 130 (µC) erzeugt, von dem Treiber 160 verstärkt und an den elektroakustischen Wandler 15 geführt. Der Treiberverstärker 160 wird in seinem Verstärkungsfaktor und/oder seiner Übertragungsbandbreite digital von demselben Kontroller 130 eingestellt. Der Kontroller 130 ist von außen über die unidirektionale Datenempfangsschnittstelle 120 (DCR) zum Beispiel über eine induktive Kopplung durch die geschlossene Haut 100 programmierbar. Alle Komponenten der Signalerzeugungseinheit 105 werden von einer vorzugsweise primären oder nachladbaren Batterie 140 energetisch versorgt.FIG. 11 shows a very simple and therefore volume-optimized and inexpensive implementation variant of the signal generation unit 105. The masker or noiser signals are directly generated digitally by the microprocessor or microcontroller 130 (µC) from the driver 160 amplified and led to the electroacoustic transducer 15. The driver amplifier 160 is in its gain and / or its transmission bandwidth digitally set by the same controller 130. The controller 130 is from the outside via the unidirectional data reception interface 120 (DCR), for example via an inductive one Coupling through the closed skin 100 programmable. All components of the Signal generation unit 105 are preferably a primary or reloadable Battery 140 powered.

Die in Fig. 11 vorgeschlagene Variante kommt insbesondere bei einer reinen Noiser-Funktion in Betracht. Diese Systeme benötigen erwartungsgemäß eine relativ geringe elektrische Betriebsenergie, da nur eine geringe Verstärkungsfunktion nötig ist und die zu erzeugenden Ausgangspegel niedrig sind, weil das Noiser-Schallsignal nur wenig über der Ruhehörschwelle anzusetzen ist. Daher kommt neben aufwendig nachzuladenden implantierten Akkumulatorzellen insbesondere in diesem Anwendungsfall eine Primärbatterie zur energetisehen Versorgung des gesamten Implantates in Betracht. Hier werden bevorzugt optimierte Lithiumbatterien hoher Kapazität aus der Herzschrittmachertechnologie eingesetzt. Geht man von einer verfügbaren Batteriekapazität von 2 Ah und einer kontinuierlichen Stromaufnahme des Systems von ca. 0,1 mA aus, ergibt sich bei 16-stündigem Tagesbetrieb eine Lebensdauer von ca. 3,5 Jahren. Diese minimierte elektronische Einheit ist daher bevorzugt mit der Systemkonfiguration gemäß Fig. 8 oder Fig. 9 zu kombinieren, da so ein kostengünstiges Implantat herstellbar ist und eine relativ einfache, risikominimierte Implantation möglich ist. Nach Erreichen der Batterielebensdauer kann das Implantat einfach in lokaler Anästhesie ausgetauscht werden.The variant proposed in FIG. 11 comes in particular with a pure noiser function into consideration. As expected, these systems require a relatively low electrical level Operating energy, since only a small amplification function is required and the ones to be generated Output levels are low because the noiser sound signal is only slightly above the resting hearing threshold is to be set. Therefore, in addition to laboriously reloaded implants Accumulator cells, especially in this application, a primary battery for energy Consideration of the entire implant. Optimized ones are preferred here High capacity lithium batteries used in pacemaker technology. You go of an available battery capacity of 2 Ah and a continuous current consumption of the system from approx. 0.1 mA, the service life is 16 hours of daily operation of about 3.5 years. This minimized electronic unit is therefore preferred with the To combine the system configuration according to FIG. 8 or FIG. 9, since such an inexpensive one Implant can be produced and a relatively simple, risk-minimized implantation is possible. After the battery life has been reached, the implant can be easily replaced under local anesthesia become.

In Fig. 12 ist ein Gesamtsystem eines implantierbaren Tinnitusmaskierers oder Noisers unter Verwendung des elektroakustischen Wandlers 15 gemäß Fig. 6 dargestellt. Das Wandlerpositioniersystem 38 nach Fig. 6 ist nicht eingezeichnet. Das Implantatgehäuse 200, das eine Spule 110, eine Batterie 140 und eine Signalerzeugungseinheit 105 enthält, ist in einem artifiziellen Knochenbett hinter dem Außenohr 49 unter der geschlossenen Haut 100 plaziert. Der Wandler 15 ist mittels der elektrischen Implantatleitung 94 an das Implantat 200 angeschlossen. Weiterhin ist eine Programmiereinheit 63 dargestellt, die mit einem zum Beispiel induktiven Telemetriekopf 64 Programmierdaten an das Implantat übermittelt oder Daten aus dem Implantat ausliest. Hierzu wird der Telemetriekopf 64 hinter das Außenohr 49 über das Implantat gebracht, bis ausreichende Kopplung mit der implantatinternen Spule 110 gegeben ist, die in diesem Fall als Datentransmitter dient. Die Batterie 140 kann eine primäre oder wiederaufladbare Batterie sein. Im Fall einer wiederaufladbaren Batterie kann die Einheit 63 ein portables, batteriebetriebenes transkutanes Ladegerät sein, wobei der Kopf 64 dann eine Energiesendespule darstellt und die Implantatspule 110 eine Energieempfangsspule.An overall system of an implantable tinnitus masker or noiser is shown in FIG Use of the electroacoustic transducer 15 shown in FIG. 6. The transducer positioning system 38 according to FIG. 6 is not shown. The implant housing 200, the one Coil 110, which contains a battery 140 and a signal generating unit 105, is in an artificial Bone bed placed behind the outer ear 49 under the closed skin 100. The Transducer 15 is connected to implant 200 by means of electrical implant line 94. Furthermore, a programming unit 63 is shown, which, for example, with an inductive one Telemetry head 64 programming data transmitted to the implant or data from the Reads the implant. For this purpose, the telemetry head 64 behind the outer ear 49 via the Brought implant until there is sufficient coupling with the implant-internal coil 110 which in this case serves as a data transmitter. Battery 140 may be a primary or rechargeable battery. In the case of a rechargeable battery, the unit 63 a portable, battery operated transcutaneous charger, the head 64 then one Energy transmission coil and the implant coil 110 is an energy reception coil.

Weiterhin ist eine portable und batteriebetriebene Fernbedienungseinheit 65 dargestellt, die in allen beschriebenen Realisierungsvarianten des Implantatsystems sinnvoll vorzusehen ist. Mit dieser drahtlosen Fernbedienung kann der Patient Grundfunktionen des Implantatsystems verändern und im minimalen Konfigurationsfall der Implantatauslegung nach Fig. 9 und 11 das Implantat nur Ein- und Ausschalten.Furthermore, a portable and battery-operated remote control unit 65 is shown, which in FIG all of the described implementation variants of the implant system must be provided in a sensible manner. With This wireless remote control enables the patient to perform basic functions of the implant system change and in the minimal configuration case of the implant design according to FIGS. 9 and 11 just switch the implant on and off.

Claims

Implantable device for treating tinnitus, with an electronic signal generation unit (105) and an energy source (140) for energetic supply, characterized in that a hermetically gas-tight, biocompatible and implantable electroacoustic transducer (15) is provided as the sound-emitting output transducer, which is designed in this way is that after at least partial mastoidectomy it can be positioned in a mastoid cavity in such a way that the sound emitted by the electroacoustic transducer passes from the mastoid to the tympanic cavity via the natural access of the aditus ad antrum.

Device according to claim 1, characterized in that the electroacoustic transducer (15) has a hermetically gas-tight housing (14) on all sides, one of which Wall is designed as a flexible membrane (17) and in one electromechanical drive unit (19) is housed, and that the Drive unit is coupled to the housing membrane such that the output side mechanical vibrations of the drive unit from the inside to the housing membrane are mechanically coupled directly and thereby the membrane Bending vibrations is excited, the sound radiation outside the Effect converter housing.

Apparatus according to claim 2, characterized in that in the converter housing (14) housed electromechanical drive unit (19) on the electromagnetic, electrodynamic, dielectric, piezoelectric or magnetostrictive transducer principle based.

Device according to claim 2 or 3, characterized in that the converter housing (14) is cylindrical, in particular circular cylindrical.

Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the sound-emitting transducer membrane (17) is circular.

Device according to one of claims 2 to 5, characterized in that the Transducer housing (14) has a transducer housing part (13) open on one side, the open side of the transducer membrane (17) is hermetically sealed.

Apparatus according to claim 6, characterized in that the converter housing part (13) is made of metal.

Device according to one of claims 2 to 7, characterized in that the Transducer membrane (17) is metallic.

Device according to claims 7 and 8, characterized in that the Transducer housing part (13) and / or the transducer membrane (17) from one non-corrosive, rustproof metal, especially stainless steel, are made.

Device according to claims 7 and 8, characterized in that the Transducer housing part (13) and / or the transducer membrane (17) from one non-corrosive, rustproof and particularly body-compatible metal, in particular Titanium, platinum, niobium, tantalum or their alloys.

Device according to one of claims 2 to 10, characterized in that the Transducer housing part (13) with a hermetically gas-tight electrical Housing bushing (16) is provided.

Device according to claims 7 and 9, characterized in that the Housing bushing (16) is at least one pole and the ground potential on the Converter housing part (13).

Apparatus according to claim 11 or 12, characterized in that the Housing bushing (16) on gas-tight soldered metal-ceramic connections based.

Device according to claim 13, characterized in that the housing bushing (16) an aluminum oxide ceramic as an insulator and an electrical one Feedthrough conductor has at least one platinum-iridium wire.

Device according to one of claims 8 to 14, characterized in that as electromechanical drive unit (19) preferably a circular one Piezoelectric ceramic disc (25) is provided, which on the inside of the Transducer membrane (17) is applied as an electromechanically active element and together with the transducer membrane an electromechanically active heteromorph composite element represents.

Apparatus according to claim 15, characterized in that the piezoelectric Ceramic disc (25) consists of lead zirconate titanate.

Apparatus according to claim 15 or 16, characterized in that the thickness of the Transducer membrane (17) and the thickness of the piezoelectric ceramic disc (25) are approximately the same size and are in the range of 0.025 mm to 0.15 mm.

Device according to one of claims 15 to 17, characterized in that both the transducer membrane (17) and the transducer housing part (13) are electrically conductive are that the piezoelectric ceramic disc (25) with the transducer membrane through an electrically conductive bond is electrically connected, and that Transducer housing part one of at least two electrical transducer connections (16a) forms.

Device according to one of claims 15 to 18, characterized in that the Radius of the transducer membrane (17) by a factor of 1.2 to 2.0, preferably one Factor of about 1.4, larger than the radius of the piezoelectric Ceramic disc (25).

Device according to one of claims 2 to 14, characterized in that the Electromechanical drive unit (19) as an electromagnet arrangement (21, 22) which is a component (22) fixed with respect to the converter housing (14) as well as an oscillatable component (21) which is connected to the inside of the Transducer membrane (17) is coupled.

Device according to claim 20, characterized in that the oscillatable component (21) is attached substantially in the center of the transducer membrane (17).

Device according to claim 20 or 21, characterized in that with the inside the transducer membrane (17) is a component that forms the oscillatable component Permanent magnet (21) is connected, and that an electromagnetic coil (22) in the converter housing (14) is firmly attached to the permanent magnet in To vibrate.

Device according to claim 22, characterized in that the permanent magnet (21) is designed as a magnetic pin and the coil (22) is a ring coil with a Central opening (22a), in which the magnetic pin is immersed.

Device according to one of claims 2 to 23, characterized in that by choice the mechanical properties of the converter membrane (17) and the drive unit (19) the oscillating system comprising these components is tuned in such a way that the first mechanical resonance frequency of the entire transducer (15) spectrally on upper end of the transmission range.

Device according to one of claims 2 to 24, characterized in that the Converter / drive unit (19) is electrically controlled so that the deflection of the Transducer membrane (17) up to the first resonance frequency independent of frequency is embossed.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the Signal generation unit (105) is adjustable or programmable.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the electroacoustic transducer (15) in an implantable positioning and Fixation system (38) supported and by means of this system on the aditus ad antrum can be aligned.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that it is designed as a partially implantable device in which the implant electroacoustic transducer (15) and an associated signal reception and Has driver circuit, and in which the non-implantable device unit Signal generator unit and the electrical power supply includes.

Device according to one of claims 1 to 27, characterized in that it is as fully implantable device is formed.

Device according to claim 29, characterized in that the signal generating unit (105) together with the electrical power supply (140), but separate from the electroacoustic transducer (15) in an implantable, hermetically sealed sealed implant housing (200) and via an implantable electrical transducer feed line (94) with the electroacoustic transducer (15) connected is.

Device according to Claim 30, characterized in that the converter feed line (94) to the implant housing (200) via a detachable plug connection (95) connected.

Device according to claim 29, characterized in that the electroacoustic Converter (15) in a signal generation unit (105) and the electrical Energy supply (140) receiving implantable, hermetically sealed sealed implant housing (200) is integrated.

Apparatus according to claim 32, characterized in that a partial area of the hermetically sealed implant housing (200) which, when implanted, over the Area of the aditus ad antrum comes to rest as a transducer membrane (17) is formed and that the implant housing is geometrically designed so that it can be positioned and fixed over the artificial mastoid cavity.

Device according to claim 33, characterized in that on the implant housing (200) in the area of the transducer membrane (17) a sound guide element (205) is attached is whose side remote from the transducer membrane (17) in the implanted state comes to lie opposite the aditus ad antrum.

Apparatus according to claim 32 or 33, characterized in that the Implant housing (200) is kept so small that it is in the artificial mastoid cavity Finds space.

Device according to one of claims 29 to 35, characterized in that the Intra-implant signal generation unit (105) is provided with at least two Signal generators (150) which, with regard to frequency position, mutual phase position, Output level and / or spectral composition of the generated signals adjustable and programmable by means of a microprocessor (130), and with a summing element (152) for summarizing the signals of the Signal generators.

Device according to claim 36, characterized by an implantable receiving coil (110) for transcutaneous reception of program data for the microprocessor (130) and through a data transmitter interface (115) for transmitting the received program data from the receiving coil to the microprocessor.

Device according to one of claims 29 to 35, characterized by a for Signal generation used microprocessor (130), an implantable Reception coil (110) for transcutaneous reception of program data for the Microprocessor and a data transmitter interface (120) for transmitting the received program data from the receiving coil to the microprocessor.

Device according to one of the preceding claims, characterized by a electro-acoustic transducer (15) upstream driver amplifier (160).

Device according to one of claims 36 to 38 and claim 39, characterized characterized in that the gain factor and / or the transmission bandwidth of the driver amplifier (160) can be set by means of the microprocessor (130).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that as electrical power supply (140) a battery is provided, which has a transcutaneous charging path (110) is rechargeable.

Device according to one of the preceding claims, characterized by a portable, battery operated remote control unit (65).

Device according to one of the preceding claims, characterized by a Programming unit (63) with a telemetry head (64) for transcutaneous Transmission of programming data to the implant and / or to the transcutaneous Read data from the implant.