Бионический протез уха
BIONIC EAR PROSTHESIS

Изобретение относится к медицине, а именно к отоларингологии и стоматологии, и может быть использовано для улучшения слуховых возможностей человека и замещения отсутствующей ушной раковины.
Из уровня техники известен аппарат костной проводимости Вaha, состоящий из процессора, который обнаруживает, очищает и усиливает звуковые волны и преобразуют их в вибрации, далее усиленные вибрации передаются на соединительный элемент - опору, с которой они передаются на остеоинтегрированный имплантат. С титанового имплантата звуковые вибрации по механизму костного звукопроведения передаются в улитку (http://eu-max.ru/products/baha/).
Известен протез ушной раковины, выполненный из медицинского стоматологического силикона методом литья по прототипу, изготовленного методом 3D-принтинга, зеркально отображенного цифрового изображения компьютерной томограммы противоположной ушной раковины пациента. Протез ушной раковины состоит из двух элементов ушной раковины и основания в месте прилегания к тканям протезного ложа, соединенных между собой фиксирующими элементами, выполненными из жесткого стоматологического полимера, имеющими круглое плоское основание, шейку и полусферическую головку. Края полусферической головки выполнены заоваленными. Участок перехода от головки к шейке имеет прилив с радиусом скругления. Основание указанных элементов монолитно фиксировано в части протеза - раковине. В части - основания в проекции головок элементов, имеются отверстия в сечении в 2 раза меньше диаметра головок фиксирующих элементов (Патент РФ №2630354 от 07.09.2017). Недостатки изобретения - протез является конструкцией, замещающей отсутствующую ушную раковину, и по своему назначению не подразумевает функцию восстановления слуха или содержание в своем составе элементов слухового аппарата.
Известен слуховой аппарат, вставляемый внутрь слухового прохода уха пациента, имеет модули, обладающие каждый большой степенью свободы поворота и не размещенные в едином корпусе. Слуховой аппарат содержит приемный модуль для подачи акустических сигналов в замкнутое пространство, прилегающее к барабанной перепонке, основной модуль, в котором размещены все компоненты для улучшения слуха, за исключением приемника, и соединительный блок для передачи усиленных электрических сигналов от основного модуля к приемному модулю. Соединительный блок вводят в хрящевую зону наружного слухового прохода и шарнирно соединяют с возможностью поворота с приемным модулем и с основным модулем для возможности независимого перемещения приемного модуля как в процессе установки слухового аппарата в слуховой проход, так и при выведении из него (Патент РФ №2191485 от 20.01.2002). Данный слуховой аппарат применяется при условии наличия слухового прохода и ушной раковины, что делает невозможным его использование у пациентов с анотией.
Технический результат изобретения - коррекция потери слуха слуховым аппаратом, работающим по принципу костной проводимости, располагающимся в протезе ушной раковины без формирования слухового прохода.
Указанный результат достигается с помощью бионического протеза уха, выполненного из медицинского стоматологического силикона (например, фирмы Technovent, Англия), по форме соответствующего ушной раковине пациента. Бионический протез уха содержит микрофон, соединительные ленточные провода для передачи электрических сигналов и преобразованных акустических сигналов, источник питания с функцией беспроводной зарядки, магнитно-вибрационный трансдьюсер костной проводимости и гибкий микрочип с аналого-цифровым и цифроаналоговым преобразователями, цифровым сигнальным процессором, модулем радиосвязи и с программируемым запоминающим устройством. Источник питания изобретения размещен в мочке протеза силиконового уха и связан с одной стороны соединительными проводами в виде гибких ленточных проводников с микрофоном, расположенным в козелке силиконового уха, с другой стороны с гибридным микрочипом, расположенным в противокозелке силиконового уха, который посредством ленточного проводника соединен с конденсатором, расположенным в завитке. Конденсатор соединен с резистором, расположенным в дарвиновом бугорке, а резистор соединен с магнитно-вибрационным трансдьюсером костной проводимости, размещенным в ножке завитка и фиксированным на звукопроводящем имплантате, установленном в височную кость пациента.
На фиг. 1 дан общий вид бионического протеза уха, который состоит из слухового аппарата 1, выполненного из медицинского стоматологического силикона марки Technovent (фирма Technovent, Англия), в мочке которого расположен источник питания 2 типа PR70, в козелке протеза размещен микрофон 3 марки MP23AB01DHTR, в противокозелке имеется гибридный микрочип 4 марки EZARIO 7150 SL HYBRID от производителя ON Semiconductor. В области завитка расположен конденсатор 5, соединенный посредством соединительного ленточного проводника 6 с резистором 7, расположенным в дарвиновом бугорке, предусмотренные схемой включения чипа 7150. В ножке завитка расположен магнитно-вибрационный трансдьюсер костной проводимости 8 марки Sonion 37ААХ007/А, фиксированный на звукопроводящем имплантате 9, установленном в височную кость пациента.
Наружная часть бионического протеза уха изготавливается индивидуально по цифровому объемному изображению второго существующего уха пациента, полученного с помощью мультиспирального компьютерного томографа (МСКТ).
Наиболее подходящей основой для построения такой системы является гибридный чип 4, например EZARIO 7150 SL HYBRID от производителя ON Semiconductor (США), включающий цифровой сигнальный процессор и дополнительные компоненты, необходимые для построения слуховых аппаратов различных типов.
Микросхема 7150 SL включает в себя цифровой сигнальный процессор, аналого-цифровой и цифроаналоговый преобразователи, программируемое запоминающее устройство и модуль радиосвязи. Эти компоненты являются электронной частью для слуховых аппаратов различных типов, и все они размещены в одном корпусе. По этой причине микросхема называется гибридной.
Выбор микросхемы обусловлен тем, что она содержит все необходимые функциональные компоненты для построения устройства в рамках поставленной задачи, имеет минимальные размеры, производитель предоставляет средства для разработки и отладки программного обеспечения слухового аппарата и программных средств для его обслуживания.
Слуховой аппарат содержит микрофон 3, источник питания 2, один или два компактных конденсатора 5 и резистора 7, предусмотренные схемой включения чипа 7150. Эти компоненты являются внешними по отношению к микросхеме и наряду с ней размещены в объеме протеза.
В качестве излучателя звука использован микрофон 3, например, MP23AB01DHTR (3,35 × 2,5 × 0,98 мм), и миниатюрный магнитно-вибрационный трансдьюсер 8 для аппаратов костной проводимости, например, Sonion 37ААХ007/А (7,87 × 4,09 × 5,6 мм), источник питания - воздушно-цинковый элемент типа PR70 (5,9 × 3,6 мм) по классификации международной электротехнической комиссии (МЭК).
Источник питания 2 протеза имеет возможность контактной беспроводной зарядки. А магнитно-вибрационный трансдьюсер 8, фиксированный в протезе, выполняет дополнительную функцию крепежного элемента протеза.
Фиксируется протез посредством силиконового клея Technovent Secure Silicone Adhesive В 460 (фирма Technovent, Англия) к кожным покровам пациента, дополнительным ретенционным элементом можно считать звукопроводящий имплантат 9, установленный в височную кость пациента с фиксированным магнитно-вибрационным трансдьюсером костной проводимости 8, размещенным в протезе ушной раковины.
В способе протезирования уха слуховым аппаратом 1 заложен основной принцип преобразования процессором звуковой волны, фиксируемой микрофоном 3, в вибрационный сигнал и его передача по височной кости во внутреннее ухо, посредством магнитно-вибрационного трансдьюсера 8, фиксированного на верхний звукопроводящий имплантат 9.
Улучшение слуха с использованием бионического протеза осуществляется следующим образом: звуковая волна улавливается слуховым аппаратом 1, выполненным в виде ушной раковины, и локализуется по принципу воронки в наружном слуховом проходе протеза, где расположен микрофон 3.
Микрофон 3 фиксирует звуковую волну и посредством соединительного ленточного проводника 6 передает ее на гибридный микрочип 4, включающий в себя цифровой сигнальный процессор, аналого-цифровой и цифроаналоговый преобразователи, программируемое запоминающее устройство и модуль радиосвязи. Посредством микрочипа 4 звуковой сигнал преобразуется в вибрационный сигнал и через соединительный ленточный проводник 6 передается на магнитно-вибрационный трансдьюсер костной проводимости 8, фиксированный на звукопроводящем имплантате 9. Вибрационный сигнал посредством трансдьюсера костной проводимости 8 через установленный в височную кость звукопроводящий имплантат 9 передается во внутреннее ухо.
Бесперебойную работу микрофона 3 и системы трансдьюсера 8 обеспечивают резистор 7, конденсатор 5 и источник питания 2, который может быть выполнен для беспроводной зарядки.
Использование предлагаемого протеза пациентами, у которых по той или иной причине отсутствует слуховой проход, на разных этапах до и после операционного периода позволяет провести коррекцию потери слуха по принципу костной проводимости без формирования слухового прохода.