(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
補聴装置において：
第１および第２の反対側の面の間に延在する変形可能部材であって、外部の印加電場のプロファイルに応じた変形プロファイルで、前記第１および第２の反対側の面を通る変形軸に沿って収縮および拡張するように構成された変形可能部材と；
前記変形可能部材を支持するとともに、前記変形可能部材の第１および第２の反対側の面を、前記変形可能部材の変形軸に沿って互いに離間した蝸牛の近くの骨組織表面の第１および離れた第２の部分に、それぞれ堅固に結合するように構成された固定アセンブリであって、前記変形可能部材の第１および第２の面を通る前記変形軸に沿って、骨組織表面の前記離れた部分に堅固に結合された前記変形可能部材の変形プロファイルは、前記外部の印加電場のプロファイルに応じて前記変形可能部材が収縮および拡張するときに、前記変形軸に沿って前記固定アセンブリに対応する動きを引き起こし、骨組織表面の前記第１および離れた第２の部分の少なくとも一方を、前記第１および第２の反対側部分の他方に向けて、および他方から離れるように動かし、その結果、前記変形可能部材の前記変形プロファイルが直接伝達されて、前記変形軸に沿って蝸牛の骨組織の振動を直接的に刺激する、固定アセンブリと；
を具えることを特徴とする補聴装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、前記固定アセンブリが、前記変形可能部材の第１および第２の反対側の面それぞれと関連した第１および第２の固定具を具え、前記第１の固定具が、蝸牛近くの骨組織表面の前記第１の部分に前記変形可能部材の第１の面を堅固に結合するように構成されたアンカーユニットを具え、前記変形可能部材の第２の反対側の面に関連した前記第２の固定具が、蝸牛の骨組織表面である前記離れた第２の部分に直接的に取り付けられるように構成されることを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置において、前記アンカーユニットが、第１および反対側の第２の端部の間に延在し、前記第１の端部が前記変形可能部材の第１の面と堅固に結合し、前記第２の端部が蝸牛近くの骨組織表面に堅固に結合するように構成され；前記第２の固定具が、第１および反対側の第２の面の間に延在する接合ユニットを具え、この第１の面が、前記変形可能部材の第２の面に堅固に結合するように構成されており、骨組織表面に押しつけられたときの前記装置の横方向の動きを低減するために、１またはそれ以上の突出部によって蝸牛の骨組織表面の前記第２の部分に直接的に取り付けるように構成された接合ユニットの第２の面を有することを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の装置において、前記第１の固定具が、上鼓室の一部または頭蓋骨の一部のいずれかである前記蝸牛近くの骨組織の第１の部分に堅固に結合するように構成されていることを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の装置において、前記第１の固定具が、内耳の周りの蝸牛の近くの骨組織の一部に結合するように構成されていることを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置において、前記変形可能部材が、前記印加電場に応答する圧電構造を具えることを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の装置が、電子システムであって、音圧波を受信して対応する動作信号を前記変形可能部材に送信し、これにより受信した前記音圧波を表す前記変形可能部材の変形プロファイルを生じさせる電子システムを具えることを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置において、前記電子システムが、音圧波を受信してこれを表すマイク信号を生成するマイクと、前記マイク信号を増幅して、当該マイク信号の所望のスペクトルプロファイルを提供するように構成された信号処理装置とを具えることを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項７または８に記載の装置において、前記電子システムがマイクを具え、当該マイクが、個人の外耳道に配置され、少なくとも前記電子システムの他の部品に接続可能であるように構成されていることを特徴とする装置。
【請求項１０】
補聴装置において：
第１の面および反対側の第２の面を有する変形可能部材であって、外部の印加電場に応じて、前記第１および反対側の第２の面を通る変形軸に沿って収縮および拡張するように構成された変形可能部材と；
前記変形可能部材を、前記変形可能部材の第１および第２の面でそれぞれ、前記変形軸に沿って互いに離間した蝸牛の近くの骨組織表面の第１および離れた第２の部分に、それぞれ堅固に結合するように構成された第１および第２の固定具を有する固定アセンブリと；を具え、
前記印加電場のプロファイルに応じた、前記変形軸に沿った変形可能部材の収縮と拡張の変形プロファイルが、前記固定アセンブリの対応する動きを引き起こし、前記骨組織の第１および離れた第２の部分の少なくとも一方を、前記変形軸に沿って他方に向けて、および他方から離れるように動かし、前記変形可能部材の変形プロファイルを、前記変形軸に沿って蝸牛の振動に直接的に伝達することを特徴とする装置。
【請求項１１】
補聴装置において：
第１の面および反対側の第２の面を有する変形可能部材であって、外部の印加電場に応じて、前記第１および反対側の第２の面を通る変形軸に沿って収縮および拡張するように構成された変形可能部材と；
ブリッジ状の剛性部材を具える固定アセンブリであって、前記ブリッジ状の剛性部材が、第１および第２の端部と、当該第１および第２の端部の間の中間部分とを有しており、前記固定アセンブリの第１および第２の端部が、蝸牛の骨組織の第１および離れた第２の部分と堅固に結合するように構成され、前記中間部分が凹部を画定して、前記変形可能部材が、前記変形可能部材の第１および第２の面の一方で前記中間部分に連結して前記凹部に収容されるように構成された固定アセンブリと；を具え、
前記装置が所定の位置に設置されたときに、前記変形可能部材は、その反対側の第２の面で、前記第１および離れた第２の部分の間の蝸牛の領域と直接的に相互作用するように構成され、前記印加電場のプロファイルに応じた、前記変形軸に沿った前記変形可能部材の収縮と拡張の変形プロファイルが、前記蝸牛の対応する振動を直接的に生じさせることを特徴とする装置。
【請求項１２】
個人の聴き取りの効率を向上させるシステムにおいて、当該システムが：
直接的な蝸牛の振動刺激のための、少なくとも請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の補聴装置を具える埋め込み可能な聴取装置と；
音圧波を受信して対応する動作信号を前記変形可能部材に送信し、これにより受信した前記音圧波を表す前記変形可能部材の変形プロファイルを生じさせる電子システムと；
を具えることを特徴とするシステム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のシステムにおいて、前記電子システムが、特定の個人の所定の要件にかかる動作信号の１または複数のパラメータを調整可能に構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載のシステムにおいて、前記埋め込み可能な聴取装置が、さらに、直接的に蝸牛を電気刺激するように構成された追加的な補聴装置を具えることを特徴とするシステム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のシステムにおいて、前記電子システムが、前記動作信号を、前記２つの補聴装置に供給される周波数帯の異なる２つの個別の部分の形で生成するスペクトルスプリッターを具えることを特徴とするシステム。
【請求項１６】
請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載のシステムにおいて、前記電子システムが、音圧波を受信してこれを表すマイク信号を生成するマイクと、前記マイク信号を増幅して、当該マイク信号の所望のスペクトルプロファイルを提供するように構成された信号処理装置とを具えることを特徴とするシステム。
【請求項１７】
請求項１２乃至１６のいずれか１項に記載のシステムにおいて、前記電子システムがマイクを具え、当該マイクが、個人の外耳道に配置され、中耳内に配置された前記電子システムの少なくとも他の部品に接続可能であるように構成されていることを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に補聴器のような聴取装置の分野であり、蝸牛の振動刺激を通して聴取効率を改善する補聴装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人工内耳は、音を知覚する能力である感音性の聴力損失を患う個人に提供されるために用いられる。人工内耳は、蝸牛に移植された電極配列を介して聴神経を電気的に刺激し、人工器官の受容者の聴覚を引き起こす。聴音補聴器は、毛細胞または蝸牛の毛細胞に音を伝導する正常な機械的な経路が阻害されるときに起こる、伝音の聴力損失を患う個人に使用される。
【０００３】
一般に、補聴器などの聴取装置は、マイクアセンブリと、増幅器および変換器アセンブリとを有する。マイクアセンブリは、音響圧力波を受信し、この音波を表す電子信号を生成する。増幅され、おそらく修正（処理）された電気信号は、変換器アセンブリに伝達される。変換器アセンブリは、今度は、処理された電子信号を、ユーザに伝送するための音響エネルギーへと変換する。他の種類の補聴器は、直接神経を刺激する埋め込み可能な電極装置を使用する。さらに別の種類の聴取装置は、変換された振動を蝸牛に伝達する骨伝導スピーカを有する。このような装置の他のバージョンは、１または複数の耳小骨の振動に基づいている。
【０００４】
最近では、岬角を直接、または蝸牛内部の流体をも振動させるタイプのいくつかの装置が記述されている。岬角の直接的な振動を利用する装置では、電磁振動器が骨に取り付けられ、一方で蝸牛内の流体の直接的な振動を利用する装置は、岬角に穴を穿孔することを要する。このような技術は、例えばＵＳ７６１８４５０に記載されている。この特許は、振動アクチュエータを具える埋め込み可能な聴取システムと、内耳の骨壁に埋め込み可能な人工的な蝸牛窓として使用される埋め込み可能な装置とを開示している。この装置は、生体適合性材料で作られ少なくとも前記骨壁の一部に適用されるように設けられたフレームを具え、このフレームには、前記骨壁に適用されたときに、前記内耳の外リンパとともに障壁を形成する膜により形成された壁部分が設けられている。この膜は、内耳とのインターフェイスをフレームとともに形成するように設けられ、このインターフェイスは、内耳へと内耳からのエネルギーの伝達のために設けられ、膜は振動アクチュエータから電気的に分離しているが、これからの振動エネルギーを受信するために設けられている。
【発明の概要】
【０００５】
直接的な蝸牛の振動の効率と周波数スパンを改善するような、補聴装置の構成と作動の新しいアプローチがこの技術分野で必要とされている。
【０００６】
蝸牛は内耳の聴覚器官の一部である。これは、人間では蝸牛軸（蝸牛内の円錐形の中心軸）の周りを２．７５回まわる骨性迷路内の螺旋形の空洞である。これに関連して、耳の構成要素を示す図１が参照される。蝸牛は、音を振動の形態で受信する内耳の一部であり、この振動が不動毛を動かす。不動毛は、次いでこれらの振動を神経インパルスに変換し、これが脳に転送されて解釈される。蝸牛岬角と言われる鼓室の岬角は、蝸牛の最初の回転の外側への突出により形成された、丸い中空の突出物である。
【０００７】
上述のように、岬角や蝸牛内の流体の直接的な振動、または１以上の耳小骨の振動に基づいた聴取装置が提案されている。しかしながら、このような装置は、１以上の耳小骨を振動させることはできるが、非常に耳の悪い人々を助けるほどの十分な振動力を生成することはできない。岬角を直接振動させる装置は一般的に岬角に取り付けられるため、振動エネルギーの大部分は、装置の反対側の大気に失われてしまう。蝸牛の流体を直接的に振動させる既知の装置については、装置の開口部の小領域にしか振動を適用することができず、特に高周波数での効率の低さに悩まされる。
【０００８】
本発明によると、直接的な蝸牛の振動の効率性を改善する新規な技術が提供される。本発明は、全体が堅固に骨組織に結合されて、外部の印加電場（例えば電気信号）に応じて変形（収縮と拡大）する変形可能部材を具え、これにより以下にさらに説明するように、振動エネルギーを前記骨組織の所定の位置に直接的に伝送する装置を使用する。このような変形可能部材を蝸牛の、または一般的に蝸牛の近くの骨組織に取り付けることにより、変形可能部材の変形プロファイル（時間関数）を、対応する蝸牛の振動に直接伝送することが可能となる。変形可能部材は、骨組織の２つの離れた領域に堅固に結合するよう構成された固定アセンブリによって、蝸牛の骨組織に堅固に結合されている。
【０００９】
いくつかの実施例では、前記固定アセンブリは、一方の側で蝸牛の一部（例えば岬角や蝸牛の他の部分）に堅固に固定され、反対側は、蝸牛の別の離れた部分か、蝸牛の近くの他の骨構造のいずれかに堅固に結合されるように構成される。このような骨構造は、上鼓室や鼓室上陥凹に位置する上鼓室の骨、または頭蓋骨内の他の骨であってもよい。
【００１０】
本装置の前記変形可能部材が（例えば、増幅器から受信された電圧波形などの電気刺激に応じて）拡張または収縮することで、本装置の全体の動き／変形が本装置の両側の骨に伝送され、ここで岬角の骨は質量が少なくコンプライアンスが大きいほど、本装置の変形により押されたときに、他方の骨よりも大きく動く。
【００１１】
本書で使用される岬角という用語は、実際は内耳カプセルの他の部分を指すことを理解すべきである。また、本書で使用される「蝸牛の近く」という用語は実際は、内耳カプセル、または他の骨組織かどうかに関わらず、中耳の周りの蝸牛の近くの骨組織について言及していることにも留意すべきである。
【００１２】
本発明の装置は、前記変形可能部材がその両端で（変形の軸に沿って）蝸牛の骨組織に取り付けられるように構成され、したがって、骨組織に非常に大きな力を適用して、蝸牛の直接的な振動を引き起こすことが可能となることを理解すべきである。また、本発明の技術はインピーダンス整合の必要性がなく、（骨伝導または空気伝導のような）ローパス効果を有さないことも留意すべきである。本発明の装置は、数ヘルツから１６ｋＨｚとこれより高い超音波周波数の範囲の周波数で作動することができる。
【００１３】
したがって、本発明の一態様によると、補聴装置において、外部の印加電場に応じて、第１および第２の面の間の変形軸に沿って収縮および拡張するように構成された変形可能部材と、前記変形可能部材を支持するように構成された固定アセンブリであって、前記変形可能部材の収縮および拡張が直接的に蝸牛の振動を刺激するように、前記変形可能部材の第１および第２の面を蝸牛の近くの骨組織に堅固に結合する固定アセンブリと、を具える補聴装置を提供する。
【００１４】
いくつかの実施例では、前記固定アセンブリは前記変形可能部材を、蝸牛の近くの骨組織の第１および離れた第２の部分に堅固に結合し、前記変形可能部材の収縮と拡張が、前記第１および離れた第２の部分の少なくとも一方を、他方に向けて、および他方から離れるように動かすよう構成されている。
【００１５】
例えば前記固定アセンブリは、第１および第２の固定具を具えて、前記第１の固定具は前記変形可能部材の第１の面に関連するアンカーユニットを具え、前記第２の固定具は、前記変形可能部材の反対側の第２の面に関連してもよい。この構成において、前記変形可能部材の収縮と拡張の軸（変形軸）は、前記第１および第２の面を結ぶ。
【００１６】
前記第２の固定具は、生体適合性の取付材料組成物を含んでもよい。前記アンカーユニットが第１および反対側の第２の端部を有し、この第１の端部が前記変形可能部材の第１の面に堅固に結合され、この第２の端部が前記骨組織の第１の部分に堅固に結合されるように構成されるとともに、前記第２の固定具が、第１および反対側の第２の面を有する接合ユニットを具えて、この第１の面が前記変形可能部材の第２の面に堅固に結合され、この第２の面が前記骨組織の第２の部分に堅固に結合されるように構成されてもよい。
【００１７】
本発明のいくつかの実施例では、前記第１の固定具が、例えば蝸牛の岬角の部分などの蝸牛の第１の部分である前記骨組織の第１の部分に堅固に結合するように構成され、前記第２の固定具が、蝸牛の第２の部分である前記骨組織の第２の部分に結合するように構成されている。
【００１８】
本発明のいくつかの実施例では、前記第１の固定具が、例えば蝸牛の岬角の部分などの蝸牛の部分である前記骨組織の第１の部分に結合するように構成され、前記第２の固定具が、上鼓室の骨の部分である前記骨組織の第２の部分に結合するように構成されている。
【００１９】
いくつかの実施例では、前記固定アセンブリが、蝸牛の骨組織の前記第１および第２の部分と堅固に結合する第１および第２の一体型の端部と、中に前記変形可能部材を収容するための凹部を画定する中間部分とを有する剛性部材を具え、一方で前記変形可能部材は、その第１の面が前記中間部分に連結され、前記変形可能部材が取り付けられた前記剛性部材が所定の位置に設置されたときに、前記変形可能部材は、その反対側の第２の面で、前記第１および第２の部分の間の蝸牛領域と相互作用し、前記第１および第２の面を結ぶ軸に沿って変形するように構成されている。この場合、前記凹部は前記変形可能部材の大きさよりも十分に大きいことが好ましく、これにより蝸牛への振動の伝達の効率が増すことを理解すべきである。
【００２０】
好適には、前記変形可能部材は印加電場に対応する圧電構造を具える。本書で用いられる圧電要素または圧電構造という用語は、印加電場に応じて変形することができる圧電スタックや他の装置を言及していることも理解すべきである。
【００２１】
本発明の別の広い態様によると、
第１の面および反対側の第２の面を有する変形可能部材であって、外部の印加電場に応じて、前記第１および反対側の第２の面を結ぶ軸に沿って収縮および拡張するように構成された変形可能部材と、
前記変形可能部材を、その第１および第２の面で、それぞれ蝸牛の近くの骨組織の第１および離れた第２の部分に堅固に固定するように構成された固定アセンブリと、を具え、
前記変形可能部材の変形プロファイルが、前記印加電場のプロファイルに応じて前記軸に沿って変形し、これにより前記固定アセンブリに対応する動きを引き起こし、蝸牛の直接的な振動を生じさせることを特徴とする補聴装置が提供される。
【００２２】
本発明のさらなる態様によると、
第１の面および反対側の第２の面を有する変形可能部材であって、外部の印加電場に応じて、前記第１および反対側の第２の面を結ぶ軸に沿って収縮および拡張するように構成された変形可能部材と、
第１および第２の端部と中間部分とを有するブリッジ状の剛性部材を具える固定アセンブリであって、前記第１および第２の端部が蝸牛の骨組織の前記第１および第２の部分に堅固に結合し、前記中間部分が前記変形可能部材を収容する凹部を画定し、前記変形可能部材は前記中間部分に連結するように構成された固定アセンブリとを具え、
本装置が所定の位置に設置されたときに、前記変形可能部材が反対側の第２の面で、前記第１および第２の部分の間の蝸牛領域に直接的に接して、前記印加電場のプロファイルに応じた、前記軸に沿った前記変形可能部材の変形プロファイルが、これにより対応する蝸牛の振動を直接的に生じさせることを特徴とする補聴装置を提供する。
【００２３】
本発明は、さらなる態様において、個々の聴取効率を改善させるシステムを提供する。本システムは埋め込み可能な聴取装置を具え、当該聴取装置は、少なくとも上述のように直接的な蝸牛の振動刺激のために構成された補聴装置と、音声信号を受信して対応する動作信号を前記変形可能部材に送信し、これにより受信した前記音声信号を表す前記変形可能部材の変形プロファイルを生じさせる電子システムとを具える。
【００２４】
上述のように、本発明の装置は、少なくとも一方の端部で骨組織に固定される固定アセンブリを具える。この固定は、例えば蝸牛の岬角などの蝸牛の部分に、固定アセンブリ（例えばブリッジ状の部材）を取り付けるために、ねじを用いて実現される。
【００２５】
また上記に示したように、前記変形可能部材は圧電構造を具えてもよい。後者は、電子信号に応じて拡張および収縮する（例えば２×２×２ｍｍの大きさの）圧電スタックとして構成されてもよく、例えばドイツのＰＩ社の市販されているモデルＰＬ０２２．３１である。このような圧電構造は、その端子上の電圧に比例する値に拡張または収縮することによって電圧に応答する。
【００２６】
前記固定および／または接合の構造／ユニットは、前記固定アセンブリの１または複数の面を骨組織に固定するために使用でき、異なる患者ごとに必要である、骨組織に取り付けられた本装置の部分と骨組織との間の隙間を調整するように構成することもできる。
【００２７】
本発明のいくつかの実施例では、前記接合構造は、ほぼ平坦な面を有する板状の要素を具え、このほぼ平坦な面により前記要素は前記変形可能部材に結合することができ、反対側の表面は、骨構造に押しつけたときに、本装置の横方向の動きを除去するか少なくとも大幅に削減することができるような、１または複数のピンまたは鋭角な突出部を具えて形成されてもよい。
【００２８】
他のいくつかの実施例では、前記接合構造は、ほぼ平坦な面を有する板状の要素を具え、このほぼ平坦な面により前記要素は前記変形可能部材に結合することができ、もう一方の面は、生体適合性のある取付（接合剤または類似の化合物）を用いて、前記接合構造を岬角に結合するように、岬角の目標位置と同様の曲率で湾曲している。生体適合性接合剤を用いた剛性結合が使用されたならば、固定された装置の長期の安全性を確保するために、使用される材料の剛性を調整することができることに留意すべきである。
【００２９】
いくつかの実施例では、浅いニッチを岬角の目標位置に刻むことができ、本装置を前記ニッチに直接結合させることができる。
【００３０】
本発明のいくつかの実施例では、固定構造は、１つの面に骨にねじ込むことができるねじ形状部を有して、もう一方の面の頭部に、前記変形可能部材に連結または結合するように設計された外面を有する細長い部材であってもよい。前記ねじはまた、前記固定構造を骨にねじ込むのを促進して、異なる患者や位置の異なる距離に合うように、前記表面からどれだけ突出するのかを調整するツールを設置するために、ねじ軸に垂直な貫通孔を有してもよい。
【００３１】
いくつかの実施例では、前記変形可能部材は、接合構造を使用して、または使用せずに、接合剤を含んだ低収縮の手段（ａ  ｌｏｗ  ｐｒｏｆｉｌｅ  ｍｅａｎｓ）を使用して岬角に取り付けられ、ねじ型構造が反対側の骨に使用される。
【００３２】
いくつかの実施例では、本発明のシステムは、低周波数域をカバーするために、直接的な神経刺激（人工内耳）をともに使用して、蝸牛を直接的に効率よく振動させるように構成されている。
【００３３】
本発明のいくつかの実施例では、装置を駆動させるために必要な信号は、配線によって供給される。
【００３４】
本発明の装置は非常に効率的であるため、当分野で知られている無線伝送技術を用いて、電力とデータの両方を受信する埋め込み可能ユニットによって本装置が容易に駆動されてもよい。
【００３５】
本発明の装置は、（入力音声に対応する）変形プロファイルを蝸牛の振動に直接伝達するため、信号伝達関数はほぼ完璧に線形であり、したがってマイク入力はデジタル信号に変換されてから処理されて本装置に供給される必要はない。マイクは好適には外耳道に設置され、単純な増幅器に接続することができ、この増幅器は、マイク信号を増幅し、これを（装置を使用する人に必要なレンジに適切に適応させた）ダイナミックレンジに圧縮し、出力信号を本発明の装置に送信するために、無線送信機に送るか、または前記変形可能部材に供給する配線に直接送るのに用いられる。
【００３６】
いくつかの実施例では、前記無線ユニットは電圧制限回路を用いた過電圧保護器を有して、エラーの場合に、ユーザが非常に強大な音を聞くであろう振幅で本装置が振動できないように確実にする。
【００３７】
いくつかの実施例では、外部マイクは、好適には外耳道に設置され、処理ユニットに接続されて使用され、当該処理ユニットは、必要なダイナミックレンジやスペクトル調整などに達するように信号を処理し、前記スペクトルの一部を蝸牛の振動装置を駆動する信号に変換し、スペクトルの一部を蝸牛に埋め込まれた電極に達する信号に変換する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
本書に開示された主題をよりよく理解するため、それが実際にどのように実行されるかを例示するために、添付図面を参照して、非限定的な例としてのみ、実施例が説明される。
【００３９】
【図１】図１は、耳の概略図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の装置の実施例の構成の概要を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の装置の実施例の構成の概要を示す。
【図３】図３は、本発明の装置を取り付けることができる内耳の一部を示す。
【図４】図４は、図３に示す内耳の一部に取り付けられた本発明の装置を例示する。
【図５】図５Ａから５Ｄは、本発明の装置における使用に適した、固定アセンブリの１つの固定具の構成のいくつかの例を示す。
【図６】図６は、本発明の装置における固定アセンブリでの使用に適した他の固定具を例示する。
【図７】図７は、図５Ｄと図６の固定具を使用した本発明の装置の例を示す。
【図８】図８は、本発明の装置の他の実施例を示す。
【図９Ａ】図９Ａは、本発明の補聴装置を使用する聴取システムの例を示す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、本発明の補聴装置を使用する聴取システムの例を示す。
【図９Ｃ】図９Ｃは、本発明の補聴装置を使用する聴取システムの例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
図１は、耳の概略図であり、蝸牛の近くの骨組織の領域を示す。下記にさらに例示されるように、本発明の補聴器は、蝸牛を直接振動させるために、蝸牛の近くの骨組織に取り付けられるように構成されている。
【００４１】
ブロック図である図２Ａおよび２Ｂを参照すると、全体に符合１が付された本発明の補聴装置の２つの構成を示している。説明と理解を促進するため、同じ参照番号が、本発明のすべての例において共通の構成要素を識別するのに用いられている。
【００４２】
装置１は、変形可能部材２と、変形可能部材２を支持する固定アセンブリ４とを具え、例えば変形可能部材は固定アセンブリに取り付けられる。変形可能部材２は、大きさを変化するように、すなわち、例えば電場などの外部の印加電場に応じて収縮および拡張するように構成されている。典型例では変形可能部材２は、圧電要素／構造として、またはこれを具えるように構成されている。この圧電要素／構造はどんな適した構成でもよく、このような要素はそれ自体知られているため、具体的に説明する必要はない。固定アセンブリ４は、蝸牛の近くの骨組織に堅固に結合するように構成されている。
【００４３】
本発明の装置は、（有線または無線の信号伝送を介して）電子システム９に接続可能であり、この電子システムは、入力音声信号（信号プロファイル）を、変形可能部材２に印加される場（例えば電場／電圧）の対応するプロファイル／バリエーションに変換するように構成され、かつこのように動作可能である。その結果、前記変形可能部材の収縮と拡張が、蝸牛の振動を直接刺激する。
【００４４】
明確に示してはいないが、電子システム９は単一のユニットで形成されてもよく、または電子システムの機能的要素は個別のユニットに分けられて、有線や無線の信号伝送によりこれらの間が接続されてもよいことを理解すべきである。例えば、マイクは電子システムの外部の部品に付随して耳に取り付けられるように構成されて、一方で他の電子システムの構成要素のいくつか、またはすべては、別の中耳内に配置される内部の部品に付随してもよい。電子システム９はこのように、音圧波を受信してこれを表す電気出力を生成するマイク９Ａと、増幅器９Ｃとを具える。好適には、電子システム９は信号処理装置９Ｂも具え、例えばこれは、イコライザユーティリティなどを含む信号の所望のスペクトルプロファイルを提供するように構成されて（予めプログラムされて）いてもよい。電子システム９は、電場／電気信号を有線ベースか無線で変形可能部材２に伝送して、その変形を生じさせ、次いで蝸牛の振動を生じさせるように構成されてもよい。
【００４５】
概して、固定アセンブリ４は、変形可能部材２を、蝸牛の近くの骨組織の第１および離れた第２の部分に堅固に結合させるように構成されている。
【００４６】
いくつかの実施例では、変形可能部材２の収縮と拡張が、第１および離れた第２の部分の少なくとも一方を、他方に向けて、および他方から離れるように動かして、振動運動を生じさせる。図２Ａの例に示すように、このような固定アセンブリ４は２つの固定ユニット６と８を具え、これらの一方（ユニット６）は、時にアンカーユニットまたはアンカー固定具と呼ばれ、変形可能部材２の第１の面／小面２Ａに関連し、他方（ユニット８）は、時に接合ユニットまたは接合固定具と呼ばれ、変形可能部材２の反対側の第２の面／小面２Ｂに関連する。
【００４７】
より具体的には、アンカーユニット６は、その第１の端部６Ａで変形可能部材２の小面２Ａに堅固に結合され、反対側の第２の端部６Ｂで骨組織の各部分に堅固に結合される。接合固定具８は、変形可能部材２の小面２Ｂと、骨組織の各部分とにそれぞれ取り付けられる２つの反対側の面を有するように構成されてもよく、または以下に例示するように、変形可能部材を骨組織に直接的に接着／結合する接着構造により構成されてもよい。作動電場が変形可能部材２に印加されると、変形可能部材の第１および第２の面２Ａおよび２Ｂを結ぶ変形軸ＡＤに沿って収縮および拡張し、これが固定アセンブリの動き／変位を引き起こし、この固定アセンブリが直接連結されている蝸牛に対応する振動が生じる。
【００４８】
いくつかの実施例では図２Ｂに例示するように、固定アセンブリ４は一体型の要素を具えて、その反対側の端部４Ａと４Ｂで、第１および第２の蝸牛の離間した部分である骨組織の第１および第２の部分に連結可能である。変形可能部材２は、その１つの面／小面２Ａで一体型の要素の中間部分４Ｃに連結されている。下記に説明するように、中間部分は（凸状に）湾曲して変形可能部材が設置される場所に溝を形成し、その外側の面／小面（面２Ｂは図２Ｂに図示せず）が蝸牛に接するように意図されている。以下にさらにより具体的に説明するように、このような一体型要素は、蝸牛の離れた部分に堅固に結合されるようなブリッジ状の剛性部材として構成されてもよい。したがって、本装置が所定の位置に取り付けられたときに（すなわち、部材４の反対側の両端４Ａと４Ｂが蝸牛に堅固に結合されたときに）、その反対側の第２の面が、蝸牛の第１および第２の部分の間の領域に直接的に接して／相互に作用する。作動電場が変形可能部材２に印加されると、変形可能部材はその第１および第２の面２Ａおよび２Ｂを結ぶ（図を通る）変形軸ＡＤに沿って収縮および拡張し、このようにして蝸牛の対応する振動を直接的に生じさせる。
【００４９】
図３と４を参照すると、本発明の装置が、例えば上鼓室の骨の領域である蝸牛の近くの骨組織に、いかに取り付けることができるかが例示されている。図３は、このような蝸牛の近くの耳の領域の概略図である。この例では、本発明の装置の取付のための目標面が、上鼓室の骨により構成される基面（骨組織の第１の部分）１０と、蝸牛の岬角により構成される他の目標面（骨組織の第２の部分）１１とを含む。
【００５０】
図４は、本発明の装置が取り付けられた図３の耳の部分の概要を示す。この例では、装置１０は図２Ａの実施例によって構成され、すなわち２つの部品からなる固定アセンブリを具え、第１の部品（アンカーユニット）６は、一方の面で変形可能部材に堅固に結合され、他方の面は上鼓室の骨１０に連結可能であり、一方で第２の部品（接合ユニット）８は、前記変形可能部材にその反対側で堅固に結合され、岬角１１に連結可能である。この非限定的な具体例では、固定部分８は、変形可能部材２を岬角１１に直接結合する生体適合性接合剤２５により構成される。反対側では、変形可能部材は、ここでも接合剤２３によってねじ型のアンカー構造６に堅固に結合されている。ねじは上鼓室の骨の中に挿入され、例えば、ねじ内にこれを回転させるための孔２２に挿入するピンを用いることで、骨の中に挿入されるねじの長さを変化させることができ、これは異なる患者の耳ごとに装置の長さを調節するのにも使用することもできる。岬角の骨組織は上鼓室の骨よりも協力的（ｃｏｍｐｌｉａｎｔ）であるため、本装置が岬角と上鼓室の骨の両面に堅固に取り付けられた場合、本装置の変形のほとんどが岬角の表面を振動／発振させて、次いで、蝸牛内の流体と内耳のカプセル全体が振動する。
【００５１】
図５Ａから５Ｃは、接合ユニット８の構成の非限定的ないくつかの具体例を示し、これは変形可能部材２と、岬角のような骨組織の湾曲した表面とに取り付けることができる。
【００５２】
これらの例では、接合ユニット８は構造３０として構成され、この構造は、変形可能部材の平坦な面にそのそれぞれの側で結合することができる１つの平坦な面３２と、構造３０が骨組織に結合される反対側の湾曲面３４とを有する。図５Ａと５Ｂの例では、湾曲面３４は、離間した突出部３５の配列の形態のパターン（表面起伏）を有する。突出部を有する面は、岬角の表面上の固定アセンブリの横方向の動きを防ぐように、岬角に取り付けられてもよい。
【００５３】
図５Ａの例では、突出部は鋭い先端を有し、間に結合接合剤を使用してもしなくても、これは岬角の表面やそこに刻まれたニッチに押し込むことができる。図５Ｂの例では、突出部３５は、鋭い突出部ではなく、（ほぼ平坦な上面を有する）ピンの形態である。この場合、例えば正しい位置に孔のあるステンシルを使用して、岬角に小さな浅い円形の切り欠きを設けることもできる。接合面（パターン形成面）は、岬角に取り付けられ、または結合されてもよい。
【００５４】
図５Ｃの例では、接合構造３０は、生体適合性接合剤を用いて岬角の表面に直接結合されるように設計され、結合を強くするために、面３４の曲率が岬角の目標領域の曲率に適合するような湾曲面３４を有する。
【００５５】
あらゆる接合構造３０の反対側のほぼ平坦な面３２は、変形可能部材との取り付けを向上させるために機械加工されてもよいことが理解されるべきである。例えば、面３２は、変形可能部材のそれぞれの面を受け入れるように、（中を機械加工してある）小さな切り欠きや凹部を有してもよい。これは図５Ｄに例示してある。この非限定的な具体例では、接合構造３０は、（図５Ｂの例の）ピン３５を有する湾曲面を具えて示されているが、上述のすべての例と同じように、接合ユニットの構成はこの具体例に限定されないことが理解されるべきである。図に示すように、反対側の面３２は、変形可能部材のそれぞれの面を受け入れるように設計された切り欠き３６を有する。
【００５６】
図６を参照すると、アンカーユニット６の構成例の概略図が示され、これにより変形可能部材は、例えば上鼓室の骨などの蝸牛の近くの他の骨組織に結合することができる。この非限定的な例では、アンカーユニット６は、骨への取付用のねじ型のアンカー構造６０を有する。
【００５７】
この例においてより具体的には、アンカー構造６０は、頭部６４と、脚部であるねじ部６２とを有し、これらは中間部分６５によって相互に連結されている。頭部６４は、（図２Ａの端部６Ａを表す）面６１を有し、これは変形可能部材のそれぞれの面に取り付けられるように設計されている。このために、面６１は、変形可能部材のそれぞれの面の形状と適合する機械加工された切り欠きを有する。（図２Ａの端部６Ｂを表す）ねじ部６２は、骨組織との取付のために構成されている。中間部分６５は連結ポート（孔）６３を有し、これは骨の中に挿入するためにねじが正確に回転するのを促進して、かつ特定の患者の耳の長さにも調整することができるツールを受け入れるのに用いてもよい。
【００５８】
ねじ型のアンカーユニットが、岬角の骨および／または反対側の骨に連結するのに使用されてもよいことに留意すべきである。この場合、岬角に適合すべきねじ部は小さくすべきであり、好適には壁を耳の流体の中まで貫通しない。
【００５９】
図７は、直接的な蝸牛の振動刺激のための、本発明の補聴装置１の構成の具体例の概略図である。明確にするため、部品は互いにずらして示されている。この非限定的な例では、固定ユニット（接合ユニット）８は、（図５Ｂと同様の）ピン型のアンカー構造３０を有し、これは、骨組織との取付用の突出部３５を具えるパターン形成面３４と、変形可能部材２にその小面２Ｂで結合される平坦な面３２とを有する。さらに、この非限定的な例では、固定ユニット（アンカーユニット）６は上述の図６のように構成され、つまり頭部６４（面６１）で変形可能部材３を支持するアンカー構造６０を有する。また、この非限定的な例では、変形可能部材２は、有線で電子システム（図示せず）に接続されて作動信号／電場を受信する。
【００６０】
この具体例では、インプラントの手順は以下のようにすることができる。
１．切り欠きがピンの突出部３５の位置に合わせて正確に配置されるように、例えばステンシルを用いて、岬角の目標領域に浅い切り欠きをくりぬく。
２．接合構造３０を変形可能部材２に結合する。
３．アンカー構造６０を、岬角の反対側の目標面の骨の中にねじ込む。これを必要とされるより大きく挿入して、変形可能部材の挿入とここに取り付けられる接合ユニットとのためにスペースを残す。
４．アセンブリを岬角の表面に結合するとともに、ピン３５を岬角の表面の対応する切り欠きに挿入する。
５．生体適合性接合剤を変形可能部材２の解放された側につける。
６．アンカー構造６０を、これと変形可能部材２の間の隙間が閉じるまで骨から戻す。
７．配線７０を、外部の信号源、または内耳に埋め込まれた無線ドライバ回路のいずれかに取り付ける。
【００６１】
図８を参照すると、図２Ｂの実施例により構成されて動作可能な本発明の装置１の非限定的な具体例が示されており、つまり一体型の要素を有する固定型のアセンブリ４を具えて、この一体型の要素は、その反対側の端部４Ａと４Ｂで、岬角または蝸牛の他の部分の第１および第２の離間した部分である、骨組織の第１および第２の部分に連結可能である。変形可能部材２は、その１つの面／小面２Ａで一体型の要素の湾曲した中間部分４Ｃに連結されている。示すように、要素４はブリッジ状の剛性（金属製）部材として構成され、岬角または蝸牛の他の部分の離れた部分に堅固に連結される。簡潔にするため、ブリッジを骨組織に取り付けるのに用いられるねじは、ここでは示されない。中間部分４Ｃは、凹部を形成する形状を有し、変形可能部材２はこの凹部で、中間部分４Ｃの内面と蝸牛との間の隙間の中に配置される。この凹部は変形可能部材の大きさよりも十分に大きいことが好ましく、これにより蝸牛への振動の伝達の効率が増すことに留意すべきである。変形可能部材２は、その１つの面／小面２Ａで中間部分４Ｃに連結され、その反対側の面／小面２Ｂで蝸牛に接している。作動電場が変形可能部材２に印加されると、変形可能部材は蝸牛の方へ、または蝸牛から離れるように拡張および収縮し、このようにして蝸牛の対応する振動を直接的に生じさせる。
【００６２】
好適には、この装置が取り付けられた患者がＭＲＩのような高磁場を伴う健康診断を受けるために、本装置に用いられるすべての金属製部品は、チタンのような非磁性の金属で製造される。
【００６３】
図９Ａから９Ｃを参照すると、ブロック図により、蝸牛刺激装置１０２と電子システム９とを用いたシステム動作のいくつかの例が示されている。
【００６４】
図９Ａと９Ｂの例では、システム１００は、聴覚障害者のための直接的な蝸牛の振動刺激と電気的な蝸牛刺激との両方のために設計されている。このために、刺激装置１０２は、直接的に蝸牛を振動刺激するよう構成された本発明の補聴装置１と、１または複数の埋め込まれた電極を有してもよい直接的な蝸牛の電気刺激装置１０４とを具える。
【００６５】
電子システム９はマイク９Ａを具え、これは好適には外耳道に設置され、入ってくる音源の空間的な認識をユーザに提供する。電子システム９はまた、（上述のように構成された）信号処理装置９Ｂを具え、これはこの例では、増幅器と統合された（されなくてもよい）スペクトル（周波数）スプリッターユーティリティ１０６を有する。スペクトル（周波数）スプリッターは、受信した信号を選択された２つのスペクトル帯にスペクトル分割するように作動し、これらは調整可能で、ある程度（例えば調整可能）まで重複することもできる。一方のスペクトル帯の信号は、特定の患者に用いる直接的な蝸牛の振動刺激装置１の要件を満たすように選択され、他方のスペクトル帯は、前記患者に用いる直接的な蝸牛の電気刺激装置（人工内耳）１０４の要件を満たすように選択される。図９Ａの例では、スペクトルスプリッター１０６は増幅器を具えて、この入力と出力は、それぞれマイクの出力と刺激装置１および１０４とに、耳の横の骨９５を通って突出する配線９６によって接続されてもよい。
【００６６】
図９Ｂの例では、外耳に配置された電子システム９のモジュール／ユーティリティと、中耳および内耳に配置されたこれらとの間の信号の伝送は、無線手段によって実行される。電子システム９はマイク９Ａを具え、このマイクは好適には外耳道に配置され、（身体の外側の）外部の（増幅器９Ｂを利用するかその一部である）信号スプリッター１０６に取り付けられ、これは、音声信号を上述のように選択された２つのスペクトル帯に選別し、かつ適切な無線伝送ユーティリティ（例えばＲＦ伝送）を具える。外部のスペクトルスプリッター１０６は、両方のスペクトル帯のＲＦ信号をエンコードするように構成されてもよい。電子システム１０６は外部のアンテナと関連し（通信し）、外部のアンテナは他のさらなるアンテナ１０５の１つと通信し、これは（中耳に配置された）内部ユニット１０７と通信し、この内部ユニットは、ＲＦ信号を受信して、異なるスペクトル帯のこの信号の一部を、配線９６によってそれぞれの刺激装置１および１０４に送る。内部ユニット１０７への電力供給は、電池、またはこの分野で知られている無線の電力転送技術により提供することができる。電力の伝送と受信の回路は１つに統合されるか、外部ユニット１０６と内部ユニット１０７との両方に統合されてもよく、または別個の装置に関連づけられてもよい。
【００６７】
図９Ｃは、直接的な蝸牛の振動刺激のために構成されたシステム１００を示す。システム１００は、本発明の補聴装置１と、電子システム９とを具え、後者は上述の図９Ｂのシステムと概して同様に構成されており、すなわち外耳と中耳に配置された電子システムのモジュール／ユーティリティの間の接続は、無線手段で実行される。マイク９Ａは、好適には外耳道に配置され、電子システム９の外部ユニット１１１に取り付けられ、この外部ユニットは増幅器を具え、および／または特定の患者用の直接的な蝸牛の振動刺激装置１の要件を満たすために、マイク信号のパラメータ（例えば周波数）を調節するように構成されてもよい。また、外部ユニット１１１は、マイクおよび外部アンテナ１０８と、無線（例えばＲＦ）通信を行うように構成されており、したがって適切な信号フォーマットユーティリティを具える。今度は外部アンテナ１０８は、マイク出力のＲＦ出力を内部ユニット１０７に通信するための内部アンテナ（受信器）１０５と通信し、この内部ユニットはＲＦ信号を受信し、かつ対応する電子信号を生成し、この信号は配線９６により、上述のような圧電変形可能部材（例えばスタック）の変形の作動のために、刺激装置１へと供給される。上述の例と同様に、内部ユニット１０７は電池を具えるか、または周囲／外部の装置から無線でエネルギー伝送できるように構成されてもよい。電力の伝送および受信の回路は、１つに統合されるか、外部ユニット１１１および内部ユニット１０７の両方に統合されてもよく、および／または別個の装置として同じアンテナを用いて内耳の部品に電力を伝送してもよい。
【００６８】
具体的には示されていないが、図９Ｃの装置は、有線に基づく信号伝送の使用に容易に変更できることを理解すべきである。この場合、アンテナユニットの必要性はない。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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