DE4104358A1 - Implantierbares hoergeraet zur anregung des innenohres - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein implantierbares Hörgerät zur Anregung des Innenohres mit einem elektromechanischen Wandler.

Ein implantierbares Hörgerät zur Anregung des Innenohres ist beispielsweise aus der EP 02 63 254 A1 bekannt. Es wird dort ein aktiver Wandler beschrieben, der in der unterbrochenen Gehörknöchelchenkette plaziert wird und den intakten Steigbügel mechanisch anregt.

Bei einem weiteren implantierbaren Hörgerät nach DE 39 18 086 C1 wird das Innenohr direkt angeregt. Dazu ist ein hydromechanisches Koppelelement vorgesehen, das als flüssigkeitsgefüllter Schlauch eingangsseitig von einem elektromechanischen Wandler angeregt wird und ausgangsseitig die so entstehenden Druckschwankungen durch eine Kopplung über eine dünne Abschlußmembran auf die Innenohrräume überträgt. Einer der Vorteile dieses Anregungsprinzips beruht darauf, daß durch die Wahl eines entspre­ chend großen Verhältnisses von Wandlermembran zu Schlauchdurchmesser eine Schnelletransformation stattfindet, durch die auch bei kleinen elektrischen Wandler­ spannungen hohe Bewegungsamplituden der Wassersäule und damit große Anregungs­ pegel des Innenohres erreicht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein technisch vereinfachtes Wandlersystem zur Anregung des Innenohres mit hoher Klangqualität zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Hörgerät der eingangs genannten Art, gelöst, das ein mechanisches Koppelelement aufweist, das mit seiner vom Innenohr ab­ gewandten Seite mit dem schwingenden Teil des Wandlers verbunden ist und dessen anderes Ende zur direkten Übertragung der mechanischen Schwingungen des Wandlers durch eine artifizielle Bohrung unter Umgehung der Gehörknöchelchenkette in die flüs­ sigkeitsgefüllten Innenohrräume ragt.

Mittels des Hörgerätes nach der Erfindung können die Schwingungen der Membran des elektromechanischen Wandlers über das mechanische Koppelelement ohne die Not­ wendigkeit einer Abschlußmembran wie beim hydromechanischen Koppelelement der DE 39 18 086 C1 direkt auf die Innenohrräume übertragen werden. Der elektromecha­ nische Wandler kann dabei so ausgebildet sein, daß er auf dem Promontorium fixierbar ist und das mit ihm verbundene mechanische Koppelelement durch eine Bohrung in der Promontorialwand in die Skala tympani führbar ist. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der elektromechanische Wandler auch so geformt sein, daß er nach Entfernung des Steigbügels auf der Steigbügelfußplatte fixierbar ist und das mit ihm verbundene mechanische Koppelelement durch eine Bohrung in der Fußplatte in die Skala tympani führbar ist. Beim Zugang zum Innenohr durch die Steigbügelfußplatte kann unmittelbar auf eine weit verbreitete Operationsmethode (Stapedektomie) zu­ rückgegriffen werden, bei der eine Steigbügelprothese als dünner Stift durch eine Boh­ rung in der Fußplatte geringfügig in das Innenohr geschoben wird. Dieses Verfahren ist klinisch sehr sicher und liefert gute, reproduzierbare Ergebnisse. Der Stift ist dabei er­ findungsgemäß mit dem schwingenden Teil des elektromechanischen Wandlers verbun­ den.

Da die Länge des mechanischen Koppelelementes ohne größeren Einfluß auf die aku­ stischen Übertragungseigenschaften des Systems ist, kann der elektromechanische Wandler, der das Koppelelement antreibt, auch weiter entfernt von der Zugangsstelle zum Innenohr positioniert sein. Beispielsweise kann der Wandler so gestaltet sein, daß er an der Stelle des Trommelfells nach dessen Entfernung im Gehörgang fixierbar ist und das mit ihm verbundene mechanische Koppelelement durch eine Bohrung in der Promontorialwand oder in der Steigbügelfußplatte in die Skala tympani führbar ist. Diese Lösung hat gegenüber der direkten Positionierung des Wandlergehäuses z. B. auf dem Promontorium den Vorteil, daß eine größere Membranfläche des antreibenden Wandlers möglich ist und damit höhere Auslenkungen des mechanischen Koppelele­ ments bei gegebener Wandlerspannung erreicht werden.

Das mechanische Koppelelement kann vorteilhafterweise als entlang seiner Längsachse verformbarer und in Längsrichtung steifer Stößel ausgebildet sein, wodurch eine Ver­ formung des Koppelelementes dergestalt sichergestellt ist, daß das Stößelende senkrecht durch die Bohrung in der Promontorialwand oder der Steigbügelfußplatte führbar ist. Zweckmäßigerweise hat der Stößel einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser von 0,4 mm bis 1,0 mm, vorzugsweise von 0,6 mm, und er besteht aus einem biokompatiblen Material wie Keramik und/oder Polytetrafluorethylen. Zur präzisen Einstellung der Eindringtiefe des mechanischen Koppelelements in das Innenohr können der elektromechanische Wandler und/oder das mechanische Koppelelement eine entsprechende Vorrichtung aufweisen.

Der elektromechanische Wandler kann auf dem elektrodynamischen, elektromagneti­ schen oder vorzugsweise piezoelektrischen Prinzip beruhen und im letzteren Fall eine vorzugsweise kreisförmige unimorphe oder bimorphe Piezokeramikscheibe aufweisen. Eingangsseitig kann der Wandler über eine Zuleitung mit einer Signalverarbeitungselektronik und einer Energiequelle verbunden sein.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch die Innenbereiche eines menschli­ chen Ohres mit auf dem Promontorium implantiertem elektromecha­ nischem Wandler eines Hörgerätes,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung mit einem auf der Steigbü­ gelfußplatte implantierten elektromechanischen Wandler,

Fig. 3 eine den Fig. 1 und 2 entsprechende Darstellung mit einem im Ge­ hörgang implantierten elektromechanischen Wandler,

Fig. 4 einen Querschnitt durch einen piezoelektrischen Wandler an der Im­ plantationsstelle nach Fig. 1.

Der in Fig. 1 dargestellte, in ein menschliches Ohr 10 implantierte elektromechanische Wandler 11 ist in der durch das Trommelfell 12 vom äußeren Gehörgang 13 abgetrenn­ ten Paukenhöhle 14 auf dem Promontorium 15 implantiert. Ein mit dem elektromecha­ nischen Wandler 11 fest verbundenes, aus Fig. 4 ersichtliches mechanisches Koppelele­ ment 16 ragt in den Innenohrraum 17 (Skala tympani), der mit Perilymphe angefüllt ist. Im Wandler 11 werden elektrische Signale, die ihm über eine Zuleitung 18 zugeführt werden, in mechanische Schwingungen umgewandelt, die durch das als Stößel ausgebil­ dete mechanische Koppelelement 16 gemäß Fig. 4 durch eine Bohrung 19 in der Pro­ montorialwand 20, die durch menschliches Bindegewebe 21 gegen den Stößel 16 abge­ dichtet ist, auf die Perilymphe in der Skala typani übertragen. Die Lymphflüssigkeit wiederum überträgt die Schwingungen auf die aus Fig. 1 ersichtliche Schnecke 22, wo ein den Schwingungen entsprechender Höreindruck entsteht.

Im in Fig. 2 dargestellten menschlichen Ohr 10′ ist gegenüber dem Ohr 10 aus Fig. 1 der Steigbügel 23 entfernt, und der elektromechanische Wandler 11′ ist auf der aus Fig. 1 ersichtlichen und in Fig. 2 durch den Wandler 11′ verdeckten Steigbügelfußplatte 24 im­ plantiert. Das mechanische Koppelelement ist durch eine Bohrung in der Steigbügel­ fußplatte 24 in den Innenohrraum 17′ geführt (in Fig. 2 nicht dargestellt).

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung 11′′ des elektromechanischen Wandlers. Gegen­ über den Ausgestaltungen 11 und 11′ der Fig. 1 und 2 ist der Wandler 11′′ in Fig. 3 we­ sentlich vergrößert. Er ist an Stelle des Trommelfells 12,12′ im äußeren Gehörgang 13′′ implantiert. Mit ihm verbunden ist ein längerer, als mechanisches Koppelelement zum Innenohrraum 17′′ wirkender Stößel 16′, der durch eine Bohrung 25 in der Steigbügel­ fußplatte 24′ in den Innenohrraum 17′′ geführt ist. Durch die vergrößerte Fläche des Wandlers 11′′ im Vergleich mit den Wandlern 11 und 11′ der Fig. 1 und 2 ist die Über­ tragung größerer Schwingungsamplituden auf das Innenohr 17′′ und damit verbunden auch eine Verstärkung des Höreindrucks möglich.

Fig. 4 zeigt eine Realisierung des auf dem Promontorium 15 implantierten Wandlers 11 aus Fig. 1 nach dem piezoelektrischen Prinzip. Eine einlagige, kreisförmige Scheibe 26 aus Piezokeramik ist in ein ebenfalls kreisförmiges, einseitig offenes Gehäuse 27 fest eingespannt. Die elektrische Kontaktierung erfolgt im Gehäuseinneren über eine her­ metisch dichte Gehäusedurchführung 28, wobei ein dünner und flexibler Draht 29 von der Durchführung 28 auf eine in der Darstellung oben liegende Elektrodenfläche 30 der Piezokeramikscheibe 26 geführt ist. Die Kontaktierung der anderen, hier unten liegen­ den Elektrodenfläche 31 erfolgt unmittelbar über den elektrischen Kontakt dieser Elektrodenfläche mit dem Gehäuse 27, das beispielsweise aus Titan oder Niob gefertigt sein kann. Sowohl zu der Durchführung 28 als auch zum Gehäuse 27 sind elektrische Anschlüsse 32 und 33 geführt. Wird die piezokeramische Scheibe 26 über diese An­ schlüsse 32, 33 elektrisch angeregt, ergibt sich eine mechanische Verformung der Scheibe 26, die im wesentlichen in einer zur Scheibenebene senkrechten Bewegung des Scheibenmittelpunktes und damit des mittig fest angekoppelten Stößels 16 resultiert.

Dadurch entsteht eine Bewegungsform des Stößels innerhalb der Skala tympani 17, die zu Druckschwankungen in der Perilymphe und damit zu einem Höreindruck führt.

Der Stößel 16 ist vorzugsweise aus Polytetrafluorethylen oder biokompatibier Keramik gefertigt. Die dem Promontorium zugewandte Elektrode 31 ist aus Gründen der Bio­ kompatibilität mit einer geeigneten, dünnen Schutzschicht überzogen. Die Einstellung der Eindringtiefe des Stößels 16 kann auf einfache Weise durch einen Ring 34 erfolgen, der über ein Feingewinde 35 mit der offenen Seite des Wandlergehäuses 27 verbunden ist. Durch Drehen dieses Ringes kann so ein vorher über eine Meßlehre ermitteltes Tie­ fenmaß sicher eingestellt werden, das für die risikolose Applikation des Wandlers und auch für die richtige physiologische Funktion des aktiven Wandlers wesentlich ist. Das Gehäuse 27 wird nach der Positionierung auf dem Promontorium 15 vorteilhaft mit Knochenzement 36 dauerhaft fixiert.

Die akustische und elektronische Verarbeitung des Audiosignals, die Energieversor­ gung, die Steuerung des Systems und die hermetische Kapselung zur Implantation des gesamten ansteuernden Systems erfolgen vorzugsweise in der aus DE 39 18 086 C1 be­ kannten Weise.

Claims (10)

1. Implantierbares Hörgerät zur Anregung des Innenohres mit einem elektromechani­ schen Wandler, gekennzeichnet durch ein mechanisches Koppelelement (16, 16′), das mit seiner vom Innenohr (17, 17′, 17′′) abgewandten Seite mit dem schwingen­ den Teil des Wandlers (11, 11′, 11′′) verbunden ist und dessen anderes Ende zur di­ rekten Übertragung der mechanischen Schwingungen des Wandlers (11, 11′, 11′′) durch eine artifizielle Bohrung (19, 25) unter Umgehung der Gehörknöchelchen­ kette in die flüssigkeitsgefüllten Innenohrräume (17, 17′, 17′′) ragt.

2. Hörgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromechanische Wandler (11) so ausgebildet ist, daß er auf dem Promontorium (15) fixierbar ist und das mit ihm verbundene mechanische Koppelelement (16) durch eine Bohrung (19) in der Promontorialwand (20) in die Skala tympani (17) führbar ist.

3. Hörgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromechanische Wandler (11′) so ausgebildet ist, daß er nach Entfernung des Steigbügels (23) auf der Steigbügelfußplatte (24) fixierbar ist und das mit ihm verbundene mechanische Koppelelement durch eine Bohrung (25) in der Fußplatte in die Skala tympani (17′) führbar ist.

4. Hörgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromechanische Wandler (11′′) so ausgebildet ist, daß er an der Stelle des Trommelfells (12, 12′) nach dessen Entfernung im Gehörgang (13′′) fixierbar ist und das mit ihm verbun­ dene mechanische Koppelelement (16′) durch eine Bohrung in der Promontorial­ wand (20) oder in der Steigbügelfußplatte (24′) in die Skala tympani (17′′) führbar ist.

5. Hörgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das mechanische Koppelelement (16, 16′) als entlang seiner Längsachse verformba­ rer und in Längsrichtung steifer Stößel ausgebildet ist.

6. Hörgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel einen kreis­ förmigen Querschnitt mit einem Durchmesser von 0,4 mm bis 1,0 mm, vorzugsweise von 0,6 mm, aufweist.

7. Hörgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromechanische Wandler (11, 11′, 11′′) und/oder das mechanische Koppel­ element (16, 16′) eine Vorrichtung (34) zur präzisen Einstellung der Eindringtiefe des mechanischen Koppelelements (16, 16′) in das Innenohr aufweisen.

8. Hörgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromechanische Wandler (11, 11′, 11′′) auf dem elektrodynamischen, elektromagnetischen oder, vorzugsweise, dem piezoelektrischen Prinzip beruht.

9. Hörgerät nach der Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der auf dem piezo­ elektrischen Prinzip beruhende elektromechanische Wandler (11, 11′, 11′′) eine vorzugsweise kreisförmige, unimorphe oder bimorphe Piezokeramikscheibe (26) aufweist.

11. Hörgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromechanische Wandler (11, 11′, 11′′) über eine Zuleitung (18, 18′) mit ei­ ner Signalverarbeitungselektronik und einer Energiequelle verbunden ist.