[发明专利]光学耦合的耳蜗植入系统及方法

说明书

相关申请的交叉引用

本非临时申请要求2009年6月18日提交的、名称为“Optically Coupled Cochlear Implant Systems and Methods”的美国专利申请序列号61/218,377(律师签号026166-002900US)以及2009年6月24日提交的名称为“Transdermal Photonic Energy Transmission Device and Methods”的美国专利申请序列号61/220,124(律师签号026166-003300US)的优先权；以上申请的全部内容通过引用并入于此。

技术领域

本发明大体上涉及利用电极的组织刺激，并且更具体而言涉及用于听力的耳蜗刺激。尽管对耳蜗植入进行了具体参考，但是本发明的实施例可以用于其中组织受到刺激的应用中，例如对肌肉、神经和神经组织的刺激，例如帕金森症的治疗。

背景技术

用于刺激组织的现有装置至少在某些情况下可能多少是侵入性的。用于刺激组织的装置的一个示例是耳蜗植入(cochlea implant)，其可以用于刺激耳蜗的神经组织。用于耳蜗植入的至少某些现有装置太过侵入性，而显得不够理想。例如，在至少某些情况下，耳蜗植入依赖于骨头的切割而被切的骨头至少需要一段时间才可以愈合，从而外科手术太过侵入性，而显得不够理想。此外，骨头的切割至少在某些情况下可能导致骨头的弱化。此外，至少在某些情况下，至少某些现有的耳蜗植入可能被移除而被切割的骨头可能在骨头中留下至少部分空洞。此外，与耳蜗植入相连的电路可能比理想的稍大。

耳蜗植入与外部驱动器的耦合可能是稍微笨重的并且至少在某些情况下可能不够理想。例如，现有的耳蜗植入可以通过发射器和接收器RF线圈配对来传输能量，但至少在某些情况下这些线圈的使用可能是稍嫌笨拙的而不够理想。例如，线圈可能需要对准，并且尽管可以使用磁铁配对来使RF线圈对准，但两个磁铁之一可能半永久地植入颞骨中，至少在某些情况下这样可能多少是侵入性的。因为对于MRI机器而言，身体植入磁铁是禁忌的，并且至少在某些情况下可能要在成像之前通过外科手术移除磁铁。因为可以在18个月大的儿童以及成人中植入耳蜗植入，所以至少存在合理的可能性，即，至少在某些情况下，可能需要在MRI之前移除通过外科手术植入的磁铁，并且在MRI之后重新植入耳蜗植入的第二工序。

至少在某些情况下，现有的耳蜗植入中的至少某些可能产生较比理想情况差的感知声音质量。例如，声音定位提示信息允许人在嘈杂环境中定位声音并且聆听，而至少在某些情况下，现有的耳蜗植入装置可能不提供自然听力具有的声音定位提示信息。此外，至少在某些情况下，利用至少某些耳蜗植入装置产生的声音可能听起来至少稍有些失真。

以以克服现有耳蜗植入装置的至少某些现有缺点的方式利用电流来刺激组织将是有益的。理想地，这些装置将具有较少侵入性并且提供具有声音定位提示信息和较少失真以及在植入之后较少手术的改进的听力。

发明内容

本发明大体上涉及采用电极的组织刺激，并且更具体而言涉及用于听力的耳蜗刺激。尽管对耳蜗植入进行了具体参考，但是本发明的实施例可以用于其中组织受到刺激的许多应用，例如对肌肉、神经和神经组织的刺激，例如帕金森症治疗。

本发明的实施例提供了采用电流刺激组织的装置、系统和方法，这些装置、系统和方法克服了与现有装置相关联的至少某些问题。例如，输出组件的尺寸可以被定制成布置在中耳和内耳中，从而可以减少骨头的移除。此外，输出组件可以包括实质上非磁性材料，从而当植入了输出组件时人可以经历MRI成像。该输出组件可以包括尺寸被定制成穿过耳膜中的切口的至少一个光探测器、多路分用器(demultiplexer)以及电极阵列。输入换能器组件可以被配置成将多路复用光学信号传输至输出组件。例如，输入组件可以被配置成通过耳膜传输多路复用光学信号，从而可以减少组织移除并且可以在不移除骨头的情况下植入装置。多路复用光信号可以包括脉冲宽度调制信号，以便减少光源和光探测器的非线性效应并且为使用者提供优质的声音。例如，脉冲宽度调制信号可以包括频率在听力频率之上(例如在至少约20kHZ之上)的光学脉冲，从而耳蜗对脉冲进行解调并且传输至使用者的声音信号的相位实质上得以维持。声音可以包括对应于多个信道的多个频率，并且可以针对每个信道确定一系列宽度调制脉冲。每个信道的宽度调制脉冲可以通过鼓膜以高频率光学输送，从而耳蜗将高频脉冲解调为具有振幅和相位得以维持的、使用者可感知的声音。