[发明专利]听力植入物

说明书

技术领域

本发明涉及用于辅助受损听力的装置。更具体地说，本发明涉及提供机电致动器，该机电致动器可以直接安装到中耳的小骨上，用于放大由声音信号产生的振动。

背景技术

感觉神经性耳聋是迄今最为普遍的一种听力损失。在英国，耳聋影响了九百万人，这些人当中80％具有感觉神经性耳聋(源于DefeatingDeafness，英国)。原因包括先天性的、由细菌引起的、高强度噪音，尤其是衰老过程，而且受影响的很大一部分人都在60岁以上。听力损伤是影响老年人口的第三大慢性疾病，并且是最少被诊断的一种。由于受到大噪音的影响，在年轻年龄组的某些年龄段中发病率增加。

目前，还没有修复耳蜗或通向大脑神经通路的有效措施。对于大多数患者来说，可以通过助听器充分放大声音来充分恢复听力。传统的助听器具有多个问题：声反馈(由于麦克风太靠近扬声器)、音质不足以及由于阻塞耳道而不舒适。从社会角度来说，许多人也不喜欢助听器，因为佩戴助听器的外表会使使用者感觉他们看起来像是有生理缺陷的。另选方案是可植入装置。

中耳植入物(MEI)通过使听骨链振动来提供机械放大。它们适用于仍具有残余听力的中度到重度的感觉神经性听力损失的患者。它们可能使高达50％的听力损失的人受益。

这样的中耳植入物可以利用呈机电移动装置形式的致动器，所述致动器通过利用电场控制构件的位置。在这方面，公知压电致动器，压电致动器基于压电效应，即，某些晶体材料在受到外部施加电压的情况下表现出改变形状的特性。就此而论，可以将弯张致动器(flextensionalactuator)定义为连接至柔性机械结构上的压电元件(或压电元件叠层)，该柔性机械结构转换并放大压电元件或压电元件叠层的输出位移。弯张构件的性能取决于制造弯张构件的材料中的刚度分布、以及弯张构件的形状，因此也取决于结合结构的拓扑结构。

特别是自二十世纪五十年代以来已经提出许多种压电致动器，现在，本技术领域中的技术人员根据由形状限定的分类系列来描述这些压电致动器(Brigham and Royster，1969)。最初有五类，但是现在通常接受的至少有七类。对本领域技术人员来说公知的是，致动器在设计上的微小改变(在外观上可能大致相同)会使性能产生特别显著的差异，甚至可以用于特殊用途。

多层型致动器提供高的发生力和响应速度，但是不能表现出高的位移。双压电晶片型致动器可以表现出高的位移，但却具有较低的发生力和较慢的响应速度。对于产生的力仍然足够的应用来说，弯张致动器通常与多层型压电元件一起使用，从而以降低驱动力为代价而增加位移。Moonie致动器(Newnham，1991)是具有这样性能的致动器，即，其在某种程度上结合了多层型致动器和双压电晶片型致动器的优点。然而，所报道的Moonie致动器的缺点在于，在商业生产中，产生弯曲运动的柔性机械结构(Newnham称其为“端盖”)及其组装需要劳动密集的生产过程。

在Dogon等人[9]及授予Newnham等人的美国专利No.5,729,077中，提出了对Moonie装置的改进，该改进装置被描述为“钹(cymbal)”型致动器，其具有增加的位移、更大的发生力以及更为简单的端盖设计。钹型致动器包括夹在两个截头圆锥体金属端盖之间的柱形陶瓷元件。Dogon等人认为他们设计的金属端盖可以通过压制而更节约成本地制造，并且与相同大小的陶瓷元件相比，钹型致动器表现出更高的位移。该致动器的移动机理是弯张运动和转动运动的组合，据称，相比于基本Moonie型致动器或其具有环形带槽端盖的改型致动器，该弯张运动和转动运动的组合在更宽的部分上提供了更一致的位移。

Dogon等人描述了将各个致动器堆叠在一起，以获得更高的位移，他们并且还打算使设计最小化，然而，这是针对尺寸小到几厘米的水下感测装置而言的，而不是对可制成足够小以植入中耳中的装置而言的。

已经提出了具有基于使用压电或电磁换能器的致动器的中耳植入物。采用压电换能器的致动器具有的潜在益处在于，直接从电信号提供机械运动以使听骨链按期望振动。