(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
埋込み可能な補聴器システムに含まれるアンプに入力信号を与えるために、
埋込み可能な補聴器システムに含まれるようになっている密封型のマイクロフォンであって、
厚いリムによって取り囲まれた薄い中央領域を有するダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムに結合されたエレクトレットと、
前記エレクトレットが接触する粗いプレートと、
前記プレート及び前記エレクトレットを受け入れるためのハウジングとを備え、該ハウジングが前記プレートから電気的に絶縁されており、前記ダイヤフラムのリムが、前記ハウジングの表面に結合され、それによって、マイクロフォンを密封するようにシールしており、
前記プレート及び前記エレクトレットの両方に接続され、埋込み可能な補聴器システムのアンプに入力信号を与えるための電気コネクタを備え、
前記ダイヤフラムが、該ダイヤフラムの薄い中央領域を形成するために、リソグラフ技術でエッチングされた金属シートで形成されている、
ことを特徴とするマイクロフォン。
【請求項２】
前記金属シートがチタンで形成されている、
請求項１に記載のマイクロフォン。
【請求項３】
前記金属シートが材料のシーリング層でコーティングされている、
請求項１に記載のマイクロフォン。
【請求項４】
前記シーリング層が金で形成されている、
請求項３に記載のマイクロフォン。
【請求項５】
前記ダイヤフラムの薄い中央領域が、該中央領域を複数の独立した膜に、さらに分割する複数の補強リブを含む、
請求項１に記載のマイクロフォン。
【請求項６】
前記エレクトレットが、前記ダイヤフラムに接触する導電層を含む、
請求項１に記載のマイクロフォン。
【請求項７】
前記導電層が、金属材料の層で形成される、
請求項６に記載のマイクロフォン。
【請求項８】
前記マイクロフォンをアンプに接続するための電気リード線を更に備えている、
請求項１に記載のマイクロフォン。
【請求項９】
前記プレートが、該プレートに形成された複数のポストによって粗くされている、
請求項１に記載のマイクロフォン。
【請求項１０】
埋込み可能な補聴器システムに含まれるようになっている密封型の埋込み可能な電子モジュールであって、
マイクロフォンと、
前記マイクロフォンから入力信号を受け入れて、埋込み可能な補聴器システムに含まれたマイクロアクチュエータに出力信号を与えるためのアンプと、
埋込み可能な補聴器システムに電力を供給して作動させるためのエネルギー貯蔵装置と、
前記マイクロフォン、前記アンプ及び前記エネルギー貯蔵装置を受け入れて、それらを密封するように囲むためのハウジングと、
前記アンプに接続され、埋込み可能な補聴器システムのマイクロアクチュエータに出力信号を与えるための電気コネクタと、
を備え、
前記マイクロフォンは、
厚いリムによって取り囲まれた薄い中央領域を有するダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムに結合されたエレクトレットと、
前記エレクトレットが接触する粗いプレートとを備え、
前記ハウジングが、前記プレート及び前記エレクトレットを受け入れ、前記ハウジングは前記プレートから電気的に絶縁されており、前記ダイヤフラムのリムが前記ハウジングの表面に結合され、それによって、マイクロフォンを密封するようにシールしており、前記プレート及び前記エレクトレットが、アンプに入力信号を与え、
前記ダイヤフラムが、該ダイヤフラムの薄い中央領域を形成するために、リソグラフ技術でエッチングされた金属シートで形成されている、
ことを特徴とする電子モジュール。
【請求項１１】
前記電子モジュールが、埋込み可能な補聴器システムに含まれたスリーブに機械的に受け入れられ、かつ、このスリーブに電気的に接続されており、前記スリーブへの前記電子モジュールの電気的な接続により、前記アンプから前記マイクロアクチュエータに出力信号を与え、前記スリーブは、前記電子モジュールの取り替えを容易にするために、装着者に恒久的に埋込まれるようになっている、
請求項１０に記載の電子モジュール。
【請求項１２】
前記電子モジュールはディスク状であり、装着者の外耳の後ろの乳様皮質骨の中へ、外科的に形成された凹部の中に埋込まれるようになっており、この位置に配置されることにより、前記マイクロフォンは、前記乳様皮質骨に重なる皮膚に押し付けられるようになっている、
請求項１０に記載の電子モジュール。
【請求項１３】
前記電子モジュールは円筒形状であり、患者の外耳の後ろの乳様皮質骨の中へ、外科的に形成された凹部の中へ埋込まれるようになっており、この位置に配置されることにより、前記マイクロフォンは、皮膚、又は、外耳道の耳介軟骨に押し付けられるようになっている、
請求項１０に記載の電子モジュール。
【請求項１４】
前記電子モジュールは、更に、埋込み可能な補聴器システムの作動をエネルギを与える前記エネルギー貯蔵装置の非接触な再充填を可能にするようになっている、
請求項１０に記載の電子モジュール。
【請求項１５】
マイクロフォンの列を有し、前記マイクロフォンの列に含まれる各マイクロフォンは、患者への音波の衝突に応答して、前記アンプが受け入れる電気信号を独立して生じさせ、前記アンプは、前記マイクロフォンの列から受け入れた電気信号を組み合わせて、前記マイクロフォンの列について所望の特性の感度パターンを生じさせる、
請求項１０に記載の電子モジュール。
【請求項１６】
身体が、流体を充填した内耳を囲む骨の耳の被膜を含む頭をもっている装着者の中へ埋め込まれるようになっている補聴器システムであって、
マイクロアクチュエータを備え、該マイクロアクチュエータは、このマイクロアクチュエータに含まれるトランスデューサが、患者の内耳内の流体に振動を機械的に発生させる位置で、患者に埋め込まれるようになっており、前記マイクロアクチュエータは、電気的な駆動信号を受入れて、この受け入れた電気的な駆動信号に応答して、内耳内の流体に振動を生じさせ、
密封された、埋め込み可能な電子モジュールを備え、
この電子モジュールが、
マイクロフォンと、
前記マイクロフォンから入力信号を受入れて、前記マイクロアクチュエータに電気的な駆動信号を与えるためのアンプと、
前記補聴器システムに電力を供給して作動させるためのエネルギー貯蔵装置と、
前記マイクロフォン、前記アンプ及び前記エネルギー貯蔵装置を受け入れて、それらを密封するように囲むためのハウジングとを備えている、
ことを特徴とする補聴器システム。
【請求項１７】
前記電子モジュールが、埋込み可能な補聴器システムに含まれるスリーブによって機械的に受け入れられ、かつ、このスリーブに電気的に接続されており、
前記スリーブへの前記電子モジュールの電気的な接続により、前記アンプから前記マイクロアクチュエータに電気的な駆動信号を与え、
前記スリーブは、前記電子モジュールの取り替えを容易にするために、装着者に恒久的に埋め込まれるようになっている、
請求項１６に記載の補聴器システム。
【請求項１８】
前記電子モジュールがマイクロフォンの列を有し、
前記マイクロフォンの列に含まれる各マイクロフォンは、患者への音波の衝突に応答して、前記アンプが受け入れる電気信号を独立して生じさせ、
前記アンプは、前記マイクロフォンの列から受け入れた電気信号を組み合わせて、前記マイクロフォンの列について所望の特性感度のパターンを生じさせる、
請求項１６に記載の補聴器システム。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、完全に埋込み可能な補聴器システムに関し、特に、このような完全埋込み可能な補聴器システムに使用することができるようになったエレクトレットマイクロフォン、及び、このようなエレクトレットマイクロフォン又はその他のタイプのマイクロフォンを完全埋込み可能な補聴器システムにどのように組み込むかに関する。
背景技術
「埋込み可能な補聴器」という名称の１９９６年９月１９日出願の特許協力条約（「ＰＣＴ」）の特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ９６／１５０８７号は、非常に小さな埋込み可能なマイクロアクチュエータを使用する完全に埋込み可能な補聴器システムについて記載する。このＰＣＴ特許出願はまた、埋込んだマイクロアクチュエータから、フィードバックが起こらない程十分に遠く離して物理的に分離させることができるカイナー（Ｋｙｎａｒ：登録商標）マイクロフォンを開示する。このＰＣＴ特許出願に開示された完全埋込み可能な補聴器システムは、１組のバッテリーで５年間作動し、１１０デシベルの音レベルをだす。このＰＣＴ特許出願に開示された完全埋込み可能な補聴器システムは、非常に小型で、丈夫で、耐久性があり、現在入手可能な補聴器の問題に取り組むことに向かった著しい進歩をもたらす。
上記ＰＣＴ特許出願に開示されたカイナーのマイクロフォンは、作動可能な、完全埋込み可能な補聴器システムを可能にするけれども、より敏感なエレクトレットマイクロフォンの使用により、かかるシステムの性能を向上させることができる。米国特許第４，９４７，４７８号（以下、「’４７８号特許」）及びこの’４７８号特許の分割出願である米国特許第５，０１５，２２５号は、在来のエレクトレットマイクロフォンを、部分的に埋込み可能な補聴器システムの外耳道管ユニット３４に組み込むことを開示する。「エレクトレットマイクロフォン組立体及び製造方法」という名称の米国特許第５，４０８，５３４号は、改良構造、及び、補聴器に使用されるエレクトレットマイクロフォンのチャージ（充電）プレートをインピーダンス整合回路又は内部増幅器の入力端子に接続する方法を開示する。上述した特許によっては取り組まれていない、完全埋込み可能な補聴器システム用のエレクトレットマイクロフォンを使用することの問題点は、マイクロフォンを密封シールしてエレクトレット復極を阻止しながら、同時に、音がマイクロフォンにあたることができなければならないことである。
ＰＣＴ特許出願に開示された補聴システムは完全に埋込まれるので、このシステムのバッテリーは、５年の使用後、おそらく、必然的に手術を伴う交換を必要とする、と現在考えられている。完全埋込み可能な補聴器システムの別の特徴は、このようなシステムのマイクロフォン及びマイクロアクチュエータとかかるシステムの信号処理アンプとの信頼できる電気的相互接続を、バッテリー交換に先立つ５年の間及び引き続きバッテリーを交換した後、確実にすることである。
発明の開示
本発明の目的は、完全埋込み型補聴器システムに組み込まれるエレクトレットマイクロフォンを提供することにある。
本発明の他の目的は、簡単な完全埋込み型補聴器システムを提供することにある。
本発明の他の目的は、補聴器のアンプ及びバッテリを包含する埋込みハウジングの中にマイクロフォンを組込む完全埋込み型補聴器システムを提供することにある。
本発明の他の目的は、患者の乳様皮質骨（mastoid cortical fone）に外科的に形成した凹所に、完全埋込み型補聴器のアンプ及びバッテリを包囲するハウジングを埋め込むための改善した構造を提供することにある。
本発明の他の目的は、補聴器の作動制御装置に簡単に触覚的にアクセスできる、アンプ及びバッテリを包囲する完全埋込み型補聴器のハウジングのための構造を提供することにある。
本発明は、概略的には、埋込み型補聴器システムに包含されるようになった密封マイクロフォンを含む。この密封した埋め込み可能なマイクロフォンは、埋め込み型補聴器システムに含まれるアンプに入力信号を提供する。このマイクロフォンは、厚いリムによって囲まれた薄い中央領域を備えたダイヤフラムを含む。このダイヤフラムに結合されるエレクトレットは、マイクロフォンの中に含まれる粗いプレートと接触する。ダイヤフラムのリムは、ハウジングの面に結合され、エレクトレット及び上記プレートを気密に包囲し、プレートはハウジングから電気的に絶縁される。また、マイクロフォンは、埋込み型補聴器システムのアンプに入力信号を提供するために、上記プレートと、ハウジングを介してエレクトレットとの両者に連結された電気コネクタを含む。
この埋込み型マイクロフォンは、密封電子モジュールに組み込まれるのが好ましい。このマイクロフォンに加えて、電子モジュールは、マイクロフォンのプレート及びエレクトレットから入力信号を受け取って、埋め込み型補聴器システムの中に含まれるマイクロアクチュエータに出力信号を提供するアンプを含む。また、この電子モジュールは、埋込み型補聴器システムを作動させるためのバッテリを含む。この電子モジュール用のハウジングは、上記のバッテリ、アンプ、プレート及びエレクトレットを収容する。このマイクロフォンのダイヤフラムはハウジングの面を形成し、このダイヤフラムのリムはハウジングに結合されて、電子モジュールを気密に密封する。アンプに連結された電気コネクタは、埋め込み型補聴器システムのマイクロアクチュエータに出力信号を提供する。
これら及び他の特徴、目的及び利点は、様々な図面に例示する好ましい実施例の以下の詳細な説明から理解され且つ明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
図１は、外耳、中耳及び内耳を図解し且つこのＰＣＴ特許出願で開示した完全埋め込み型の補聴器システムの構成要素の相対位置を示す、人間の側頭骨の概略部分断面図である。
図２ａは、ダイヤフラムと、エレクトレットと、このエレクトレットとコンタクトするプレートと、エレクトレット及びプレートを包囲する密封ハウジングとを含む、本発明に従うエレクトレットマイクロフォンを示す拡大断面図である。
図２ｂは、エレクトレットとプレートとの間のコンタクトを図示する、図２ａの２ｂ−２ｂ線に沿った拡大断面図である。
図２ｃは、ダイヤフラム及びこのダイヤフラムの薄い中央領域を再分割する補強リブを示す、図２ａの２ｃ−２ｃ線に沿った平面図である。
図３ａは、図２ａの断面図で図示したプレートに関する他の実施例の平面図である。
図４は、耳の後ろに位置する乳様皮質骨に形成したキャビティの中への、エレクトレットマイクロフォン、アンプ、完全埋め込み型補聴器システムを作動させるバッテリを含む電子モジュールの埋め込みを示す断面図である。
図５は、電子モジュールの好ましい構成を示し、また、乳様皮質骨に埋め込むために好ましい垂直位置を示す、図３の４−４線に沿ってディスク状の埋め込み可能な電子モジュールの立面図である。
図６は、図５に示すディスク状の電子モジュールに類似した、複数のマイクロフォンを含む長円形の埋込み可能な電子モジュールの他の実施例の立面図である。
図７は、図４〜図６に示すような電子モジュールを受け入れて交換を容易にするための恒久的に埋込まれたスリーブを示す部分断面図である。
図８は、図１の部分断面図と同様に人間の側頭骨の概略部分断面図であって、形成したキャビティの中への、アンプと、バッテリと、外耳道の皮膚を押圧するマイクロフォンとを含む電子モジュールの埋込みを図示する図である。
図９は、図８に示す埋込みのときに、電子モジュールを支持するために用いるのが好ましいスリーブの拡大断面図である。
本発明の最も好ましい実施態様
１．全体システム
図１は、人体（装着者）１２の側頭骨１１に埋込んだ後の完全に埋込み可能な補聴器１０の構成要素の相対的な位置を示す。図１は、また、外耳道１４の一端に位置する外耳１３を示す。外耳道１４の他端は、鼓膜１５で終わっている。鼓膜１５は、外耳道１４を通過する音波に応じて機械的に振動する。鼓膜１５は、外耳道１４と中耳腔１６との間の解剖組織上のバリアとして機能する。鼓膜１５は、比較的大きな領域で音波を集めることによって音波を増幅して、この音波を楕円形状の窓１９の非常に小さい領域に伝達する。内耳１７は、側頭骨１１の中間の側面に位置している。この内耳１７は、バランスのための半円形管と聴くためのうずまき管２０とを収容する耳カプセル骨からなる。「岬角１８」と呼ばれる比較的大きな突起は、うずまき管２０の基部コイルの上に楕円窓１９よりも低位の耳カプセル骨から突出している。丸い窓２９は、岬角１８の楕円窓１９とは反対側に位置して、鼓室階の基部端の上に位置している。
耳小骨連鎖２１と呼称される３つの可動の骨（つち骨、きぬた骨およびあぶみ骨）が中央の耳のキャビティにわたり広がって、卵円窓１９において、鼓膜１５を内耳１７に連結している。耳小骨連鎖２１は、鼓膜の機械的振動を内耳１７に伝達し、１０００ヘルツにおいて２．２の係数で、運動を機械的に減衰させる。卵円窓１９内のあぶみ骨底２７の振動は、うずまき管２０の前庭階に含まれる外リンパ液２０Ａ内に振動を生じさせる。これらの圧力波「振動」は、うずまき管２０の外リンパ液２０Ａおよび内リンパ液を通って、伝わり、基底膜の移動波を生成する。基底膜の変位は、レセプタ細胞２０Ｂの「線毛」を曲げる。レセプタ細胞２０Ｂ上の線毛の剪断効果は、レセプタ細胞２０Ｂの減極を生じさせる。レセプタ細胞２０Ｂの減極は、聴覚信号を、高度に組織化された態様で、聴覚神経繊維に沿って、脳幹を通じて伝えさせ、最終的に、装着者１２の脳の側頭葉内の大脳皮質に信号を送り、振動を「音」として、知覚させる。
耳小骨連鎖２１は、つち骨２２、きぬた骨２３およびあぶみ骨２４から構成されている。あぶみ骨２４は、アーチ２５、２６および卵円窓１９を覆うあぶみ骨底２７を備えた「あぶみ」状に形作られている。可動のあぶみ骨２４は、あぶみ骨底２７を卵円窓１９の固い視覚カプセル縁に取付ける環状の靱帯によって、卵円窓１９内に支持されている。
図１はまた、図１では別に図示されていないバッテリーおよびマイクロアクチュエータ３２を含む補聴器１０、マイクロフォン２８、密封シールされた信号処理アンプ３０の３つの重要な要素を図示している。小型ケーブルあるいは順応性があるプリント回路３３、３４は、それぞれ、信号処理アンプ３０をマイクロアクチュエータ３２およびマイクロフォン２８に内部接続している。ＰＣＴ特許出願は、マイクロフォン２８が商標ＫＹＮＡＲ▲Ｒ▼によって商業的に特定される生体適合性かつ埋込み可能なポリ化ビニリデン（“ＰＶＤＦ”）の大変薄いシートからなることを開示している。ＰＣＴ特許出願に開示されたマイクロフォン２８は約０．５〜２．０cm2の面積を有する。ＰＣＴ特許出願は、また、マイクロフォン２８が好ましくは耳介内、あるいは、代替的には外耳１３の耳周囲領域内の皮膚の下方に取付けられていることを開示している。
信号処理アンプ３０は、外耳１３の後で、装着者１２の乳様皮質骨３９内に外科的に形成された凹部３８内に、皮下的に埋め込まれている。信号処理アンプ３０は、小型ケーブル３３を介して、マイクロフォン２８から信号を受け、この信号を増幅し、調整し、次いで、処理した信号を、外耳道内で皮下に埋め込まれた小型ケーブル３４を介して、マイクロアクチュエータ３２に送る。信号処理アンプ３０は、所望の聴覚的応答を得るように、マイクロフォン２８から受けた信号を処理して、処理した信号の特性をマイクロアクチュエータ３２に理想的に適合させる。信号処理アンプ３０は、デジタル信号処理またはアナログ信号処理のいずれを使用して信号処理を実行してもよく、また、非線形、または、非常に複雑な信号処理を採用してもよい。
マイクロアクチュエータ３２は、信号処理アンプ３０から受けた電気信号を、内耳１７の外リンパ液２０ａを直接または間接的に振動させる振動に変換する。上述したように、外リンパ液２０ａ内の振動は、受容細胞２０ｂを作動させ、装着者１２の脳に信号を送る聴覚神経繊維２０ｃを刺激し、機械的振動を音として知覚させる。
図１は、マイクロフォン２８と、信号処理アンプ３０と、マイクロアクチュエータ３２との、外耳１３に対する相対的な位置を図示している。信号処理アンプ３０は、皮下的に埋め込まれているけれど、装着者１２は、小型外部補聴器の作動を制御するために現在採用されているような技術に類似する技術を使用して、補聴器１０の作動を制御してもよい。マイクロフォン２８とマイクロアクチュエータ３２の両方は、極めて小さいので、これらの埋込みは、装着者１２の組織を、僅かに破壊するか又は殆ど破壊しなくてすむ。同様に重要なことに、マイクロフォン２８および信号処理アンプ３０は、耳を通る音の通常伝導と干渉せず、したがって、補聴器１０のスイッチが切られているとき又はこれが機能していないときには、聴覚を妨げない。
上記PCT特許出願は、本発明に使用するのに適した信号処理アンプ３０及びマイクロアクチュエータ３０のより詳細な説明を提供する。従って、以下、上記PCT特許出願の記載を本出願に援用する。
II  埋め込み可能なマイクロフォン
図２ａは、本発明による埋め込み可能なマイクロフォン５０の、分解断面正面図である。埋め込み可能なマイクロフォン５０は、０．００２５〜０．００５１ｍｍ（１０００分の１から１０００分の２インチ）の厚さのチタニウム等の生体適合性金属材料のシートから形成されるのが好ましいダイアフラム５２を含む。ダイアフラム５２の中央領域５４は、約５〜１２ミクロンの厚さまでリソグラフィによりエッチング（lithographically etched）されている。中央領域５４を取り囲む外側リム５６は、埋込み可能なマイクロフォン５０に含まれているハウジング５８に取付け易くするために、厚いままにされている。ハウジング５８は、また、チタニウムなどの生体適合性金属材料から作られるのが好ましい。密封層６２は、ハウジング５８に最も近いダイアフラム５２の表面につけられる。密封層６２は、より厚い金の層で覆われた、数百オングストロームの厚さの、スパッターされたクロムの薄い層であるのが好ましい。１〜数ミクロンの厚さであるこの密封層６２は、ダイアフラム５２の中央領域５４における潜在的な割れ目、又は、ピンホールを覆う。
ダイアフラム５２のエッチングは、図２ｃに示す、交差した強化リブ６４の格子を作るようにパターン化されているのがよく、強化リブ６４は、ハウジング５８から最も遠い中央領域５４の表面から突出している。強化リブ６４によって、中央領域５４は複数の独立した薄膜６６に分割されており、薄膜６６は、強化リブ６４によって機械的に支持されている。
ダイアフラム５２を密封層６２で作った後、例えば、０．００１ｍｍ（１０００分の０．５インチ）の厚さのテフロンフィルム等の金属処理された表面をもつエレクトレット材料のシート７２が、シート７２の金属処理された側をダイアフラム５２と接触させて、密封層６２に熱固着されている。ダイアフラム５２から最も遠いシート７２の表面は、次いで、コロナ荷電（corona charging）、又は、エレクトロンボンバードメントによって極性が与えられる。
固着されたエレクトレットシート７２を支持するダイアフラム５２によって形成された組立体は、次いで、ハウジング５８内に配置された導電性プレート８２に対して押圧される。導電性絶縁層８４が、プレート８２とハウジング５８との間に介在されている。図２ｂに示すように、プレート８２は、エレクトレットシート７２に並設された本来的に粗い表面８６をもち、又は、表面８６は、ぎざきざをつけたり又は他の制御可能な表面粗さで形成されてもよい。ハウジング５８を突き刺す電器的コネクタ９４の接点９２は、小型チュアケーブル３３を介して、埋込み可能なマイクロフォン５０からの入力信号を、補聴器１０に含まれた信号処理アンプ３０に接続する。
プレート８２及び層８４の厚さは、プレート８２の表面８６が、ハウジング５８のリム９８の上方にわずかに突出するように選択されている。ダイアフラム５２の外側リム５６は、ハウジング５８のリム９８に溶接されている。プレート８２の表面８６は、ハウジング５８のリム９８の上方に突出しているので、外側リム５６をリム９８に溶接することによって、ダイアフラム５２及びエレクトレットシート７２を引き張り状態にし、また、シート７２を、図２ｂに示すように、プレート８２と多数の箇所で接触させるように押圧する。中央領域５４に衝突する音波は、エレクトレットシート７２を偏向させ、それにより、埋込み可能なマイクロフォン５０からの出力信号を構成するプレート８２に電荷を生じさせる。ハウジング５８は、埋込み可能なマイクロフォン５０の１つの電極を形成し、また、接点９２は、他方の電極を形成する。
図３ａ、図３ｂは、プレート８２のもう一つの実施態様を示している。これらの図面に示されているプレート８２の実施態様は、リソグラフィーで規定され、シート７２に接触しているプレート８２の表面に制御された粗さ（凸凹）を作りだすポスト９９を含んでいる。ポスト９９は、１００ないし１０００μｍ離れており、プレート８２の表面を、数ないし１００μｍの深さまで、エッチングすることにより形成されている。
ハウジング５２の直径は、５．０ｍｍ乃至２５ｍｍの範囲であるのがよいが、聴覚的理由から、直径が１０．０ｍｍを超えないのが好ましい。密封的にシールされた埋込み可能マイクロフォン５０が、皮下に即ち外耳１３の後ろに、ダイヤフラム５２の中央領域５４が乳様皮質骨（mastoid corrical bone）３９を覆う皮膚１０８と密接に接触して音を最小減衰できるように、埋込まれている。埋込み可能マイクロフォン５０は、でこぼこしており、ダイレクトブローを行うことができる。
上述した埋込み可能マイクロフォン５０は、図４に示されているように、信号処理アンプ３０と組み合わせて、補聴器１０用のディスク型の一体型電子モジュール１００を作ることができる。図４に示されるように、信号処理アンプ３０と埋込み可能マイクロフォン５０との両者を電子モジュールに一体化することは、埋込み可能マイクロフォン５０を電子モジュール１００の一方の側に配置する。この位置に配置されると、埋込み可能マイクロフォン５０のハウジング５８およびダイヤフラム５２が、電子モジュール１００の壁１０２の一部分を形成し、図１に示されている小型ケーブル３３は、埋込み可能マイクロフォン５０と電子モジュールとの間に直接通っている。電子モジュール１００は、埋込み可能マイクロフォン５０を信号処理アンプ３０に接続する小型ケーブル３３をその故障の可能性とともに、実質的に排除する。
一体型電子モジュール１００を有する補聴器のためには、上記ＰＣＴ出願で開示されているように、信号処理アンプ３０と埋込み可能マイクロフォン５０との両方を有している電子モジュール１００が、装着者１２の外耳の後ろで、乳様皮質骨３９に外科的に形成された凹部３８内に皮下的に埋込まれているのがよい。電子モジュール１００を収容する生体適合性の金属スリーブ１３２を受け入れるように外科的に形成された凹部３８は、５ｍｍより深くすべきでなく、かつ、乳様皮質骨３９を弱める、鋭い角での集中応力を回避するために、丸い角を備えるように形成すべきである。スリーブ１３２は、恒久的に凹部３８に固定され、電子モジュール１００の取除き、および／又は、取替えを容易にする。電子モジュール１００をこの位置に配置することにより、出力信号を信号処理アンプ３０からマイクロアクチュエータ３２に伝える小型ケーブル３４だけが残ることになる。
埋込み可能マイクロフォン５０のダイヤフラム５２およびハウジング５８は、電子モジュール１００用のディスク状ハウジング１１２と同様に、チタン、チタン合金およびステンレス鋼などの生体適合性金属で作られているのが典型的である。ディスク状ハウジング１１２は、アンプの電子部品とバッテリを収容するように、直径１．０乃至３．０ｍｍであり、典型的には、高さ０．５乃至１．０ｍｍであるのがよい。電子モジュール１００用のハウジング１１２が、ディスク状ではなく、細長い円筒形であっても、円筒状に湾曲している壁１０２は、埋込み可能マイクロフォン５０を受け入れることができる。このような状況では、ダイヤフラム５２の中央領域５４は、円筒状に湾曲する壁１０２の曲率（湾曲）と、同じ曲率（湾曲）を有している。
図５は、図４に沿って上述したように埋込み可能に構成されている電子モジュール１００のもう一つの実施態様を示している。電子モジュール１００の好ましい埋込位置は、埋込み可能マイクロフォン５０が、装着者１２の側頭線１２２の下方に位置した状態で、存在することが明らかである。この位置は、電子モジュール１００の下半分内の埋込み可能マイクロフォン５０の上に比較的薄い皮膚１０８を、電子モジュール１００の上半分を覆う厚い皮膚１０８を提供する。オン−オフ圧力スイッチ１２４が、圧力音量調整装置１２６とともに、側頭線１２２の上方の電子モジュール１００のハウジング１１２に配置されている。この位置に配置されると、装着者１２は、オン−オフ圧力スイッチ１２４および圧力音量制御装置１２６を覆う皮膚１０８の上から押すことによって、補聴器１０の作動を制御することできる。
図６は、図５に示した電子モジュール１００の長円形の実施態様を示している。図６に示されている実施態様では、電子モジュール１００を横切る水平列に配置された独立の埋込み可能マイクロフォン５０の音響アレイ１２８を含んでいる。１９９７年２月１４日出願の”改良型生体適合変換器”という名称の米国特許出願第０８／８０１、０５６号明細書、および、これと同じ名称および出願日の特許協力条約（ＰＣＴ）国際出願ＰＣＴ／ＵＳ９７／０２３２３号（”改良型生体適合変換器特許出願”）でより詳細に説明しているように、適当に構成された信号処理アンプ３０は、独立して生成された埋込み可能マイクロフォン５０からの信号を合計し、各埋込み可能マイクロフォン５０からの信号に適当な重み要素を与え、アレイ１２８からの所望の特性の感度パターンを作りだす。このように、補聴器１０は、装着者１２に、ノイズを減少させる一方で重要な音を増大させるように使用できる指向性を与える。これらの改良型生体適合変換器の特許出願を本出願に援用する。
５０００Hzで、音の波長は、空気中では、わずか６．８センチである。５０００Hzでの波長の半分の長さの方向性アレイを提供することは、アレイ１２８がわずか数センチの長さであることを必要とする。アレイ１２８の各埋込み可能マイクロフォン５０からの出力信号は、信号処理アンプ３０に送られる。信号処理アンプ３０は、埋込み可能マイクロフォン５０の各々からの信号に対して、予め設定された分布で適当に重み付けを行い、装着者１２が受ける音の指向性パターンを生成する。アレイ１２８を、装着者１２の外耳１３の近くで乳様皮質骨３９に埋込むことにより、このような指向性の音受入れパターンが作りだされる。アレイ１２８の最大感度性を、重要な音に向けることにより、装着者１２が、そのような音の受入れを改善するのに有利であり且つノイズを排除する放射パターンを使用することができることが容易に明らかになる。
図４、図５および図６に示された電子モジュール１００の構成では、電子モジュール１００は、装着者１２の乳様皮質骨３９に恒久的に埋込まれている（例えば、タップされている）。恒久的に埋込まれたスリーブ１３２の外表面は、深さ８０ないし１３０μｍのうね（隆起部）を備え、ハウジング１１２をロックする埋込み後の骨の成長を促進するようになっている。恒久的に埋込まれたスリーブ１３２は、マイクロアクチュエータ３２からの小型ケーブル３４用の恒久的な接続を得るための中央ポスト１３４を含んでいる。電子モジュール１００は、ロックリング１３６によって、スリーブ１３２内に保持され、Ｏリング１３８が、電子モジュール１００と、スリーブ１３２およびロックリング１３６の両方との間をシールしている。Ｏリング１３８は、電子モジュール１００とスリーブ１３２との間の全てのギャップ１４２への体液の侵入を阻止する。さらに、ギャップ１４２は、電気的に絶縁され且つ生体適合性を有し、さらに、電子モジュール１００の外表面、スリーブ１３２および中央ポスト１３４に対する接着強度を超える結合力を有しているのが好ましい、ゲル材料で満たされているのがよい。
電子モジュール１００が、ディスク状ではなく、円筒形状であるときには、埋込み可能マイクロフォン５０は、ハウジング１１２のもう一つの位置に配置されているのが好ましい。このような構成の電子モジュール１００に対しては、図８に示されているように、埋込み可能マイクロフォン５０が、円筒形状のハウジング１１２の一端に配置されているのが好ましい。このような円筒形状の電子モジュール１００は、埋込み可能マイクロフォン５０を外耳道１４の皮膚１０８に隣接して又は外耳道１４の後部の耳介軟骨に隣接して配置した状態で、皮下に埋込まれるのが好ましい。このような位置に配置されると、埋込み可能マイクロフォン５０は、図８に示されているように、外耳道１４の皮膚、または、耳介軟骨を下方に押す。埋込み可能マイクロフォン５０を、外耳道１４の皮膚１０８または耳介軟骨と接触して、配置することは、外耳１３によって提供された埋込み可能マイクロフォン５０で音波を実質的に増大させることから利益を得る。ハウジング１１２は十分に長く作られており、制御装置が、埋込み可能マイクロフォン５０から遠い側のハウジング１１２の端で皮膚１０８を通して利用可能である。図９に示されているように、生体適合の金属製支持スリーブ１５２を、乳様皮質骨３９に恒久的に固定して、円筒形状の電子モジュール１００を受入れ、その交換を容易にし、且つ、電子モジュール１００用の固定アタッチメントを提供するのが好ましい。電子モジュール１００の長さを調整することにより解剖学的な差異に適応し、電子モジュール１００の取付けを容易するために、電子モジュール１００のハウジング１１２が波形ベローズ１５６で囲まれている。このようにして埋込まれると、埋込み可能マイクロフォン５０は、ダイレクトブローから保護され、これにより、埋込み可能エレクトレットマイクロフォン５０以外のタイプのマイクロフォンを使用することができる。
産業上の利用性
図４を参照すると、電子モジュール１００は、装着者１２の外耳１３の後ろの皮膚の下に埋込まれた状態で、補聴器１０の作動に動力を供給するバッテリまたは同様に作用のスーパーコンデンサのようなエネルギ貯蔵装置の非接触最充填を行うことができるように構成されているのがよい。このような非接触再充填は、図４に矢印１６２で示されるように、誘導コイル１６０を電子モジュール１００を覆う皮膚１０８に隣接して配置することによって行われる。
好ましい実施態様に関連して本発明を説明してきたが、これらの開示は純粋に例示であり、制限として解釈されるものではない。したがって、本発明の思想および範囲から離れることなく、本発明の種々の変更、変形および／または他の用途が、上記開示を読んだ後に、当業者に疑いなく提案されるであろう。このため、添付の請求の範囲は、本発明の思想および範囲内に含まれる全ての変形、変更または別の用途を包含するものとして解釈されることが意図されている。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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