[发明专利]用于获得空腔的几何数据的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于获得空腔如人体耳朵和耳道的内表面的几何数 据的方法和装置。

背景技术

前述方法和装置的感兴趣的应用包括产生耳朵和耳道的内表面 的数据映射，使得可获得耳朵和耳道的内表面的三维数据或数字模 型。这样的三维模型可用于生产外壳，该外壳具有精确的耳道形状并 可形成耳内式(ITE)或深耳道式(CIC)助听器的基础。同样，用 于其它目的如听力保护或用于头戴式耳机的耳模或外壳可在该数据 模型进行生产。外壳可以不同方式基于数据模型进行生产，如通过最 近开发的快速原型制作方法、立体平版印刷术(SLA)或通过众所周 知的机械加工，例如在计算机数控(CNC)机械加工中心中进行生产。

相比于基于通过将半液态可固化材料引入耳道所取得的耳朵压 痕的传统制造工艺，具有耳道数据模型的优点是容易和快速的数据交 换及更短的成品外壳交货时间。此外，这样的数据模型可在获得时传 送或在获得后立即传送以在生产设施处进行评估。从而可产生助听器 的数据模型，其可基于耳道的尺寸和形状实现。助听器的数据模型可 传回给终端用户进行可视评估。

国际专利申请WO 02/091920公开了用于获得关于人体耳朵和耳 道的内表面的几何数据以能够产生耳朵和耳道内表面的模型的方法 和装置。为此，该现有技术文献公开了具有纵轴的探针，其中从探针 尖端处的镜按远离探针纵轴并朝向周围的耳道壁、成直角地发射光。 该装置包括用于检测从耳道壁反射的光的检测器，及包括用于确定从 探针到耳道内表面圆周各点的距离的分析工具。

然而，其遗留了在靠近空腔端壁的区域提供准确测量的问题，例 如当空腔为耳道时前述区域为鼓膜。具体地，探针必须插入到非常靠 近端壁的位置以能够测量耳道的靠近鼓膜的圆周表面，从而具有接触 鼓膜的风险，这对于接受检查的人而言可使其不愉快甚或对其有害。

尽管WO 02/091920还公开了镜可以是半透明镜，使得第一波长 范围的光平行于纵轴进行引导以提供探针前面的物体的自然图像，该 另外的光可降低圆周表面的测量效率，因为部分光强用于光学控制而 非所希望的测量。

此外，使用另外的光束用于可视检查可导致损害实际测量的杂散 光。另一方面，当可视检查和测量按分开的后续步骤进行时，整个测 量过程的持续时间增加。

发明内容

根据一方面，在此公开了用于获得空腔内表面的几何数据的装 置。该装置包括探针，具有可按插入方向插入空腔内的端部；辐射引 导工具，用于将电磁辐射从端部引导到内表面上的至少一位置以使辐 射能从所述位置反射；检测工具，用于检测从至少一位置反射的辐射； 及用于从所检测的辐射确定在相对于插入方向至少具有横向分量的 方向探针和内表面之间的距离的工具。辐射引导工具适于相对于插入 方向成锐角地引导辐射，辐射引导工具适于从径向偏离纵轴的出射位 置引导辐射。至少一位置和出射位置位于通过纵轴的平面的两侧，该 平面具有沿出射位置的径向位移方向的法线。

例如，辐射引导工具适于将多个辐射束从远端引导到内表面上的 相应位置，多个辐射束在插入方向偏离远端的位置相交以在插入方向 四周形成锥形。在一实施例中，辐射束形成在插入方向具有偏离远端 的顶点的锥形或双锥。

因此，辐射束与探针前面的、纵轴定义的平面交叉，从而在探针 前面避免任何盲点并有助于以单一工作模式测量空腔的整个表面。此 外，所发射射线的交叉使中心点能表示在检测器上，其可显示在屏幕 上，从而当探针靠近表面如鼓膜时提供可视控制。

由于辐射成锐角地引导到空腔，即大于0°且小于90°的角，距离 测量在成角度地位于探针前面的空腔壁位置处进行，从而即使在靠近 空腔端壁的位置处或空腔缩窄/变窄的位置处也可进行测量。具体地， 本发明装置以单一工作模式实现圆周表面相对于插入方向的距离测 量及到端壁的距离测量。当测量狭窄空腔如耳道时，由于探针的移动 限于沿插入方向的纵向移动，本发明装置特别有利。

另一优点在于测量不会受到用于探针的位置监视的另外的光束 的影响。