人工耳蜗装置
专利汇可以提供人工耳蜗装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种人工 耳 蜗装置，包括体外 电路 、体内电路，体外电路包括第一麦克 风 、音频 放大器 、体外 能量 发射电路、体外线圈，体内电路包括第二麦克风、 电刺激 产生装置、通道选择 开关 、体内线圈、整流电路、 电极 阵列；第一麦克风将采集的声音转化为音频模拟电 信号 ，该模拟 电信号 经过音频放大器放大后输出声音，第二麦克风采集该放大后的声音，输出的音频模拟电信号被传送至电刺激产生装置，电刺激产生装置将接收到的音频模拟电信号转化为脉冲刺激，该脉冲刺激通过通道选择开关发送到电极阵列；使用时体内电路的电极阵列分布于耳蜗神经处，其他部分植入头部 皮肤 下，体外电路贴近该处皮肤外部固定。该装置抗干扰性强且成本低。，下面是人工耳蜗装置专利的具体信息内容。
1、一种人工耳蜗装置，包括体外电路、体内电路，其特征在于，所 述体外电路包括第一麦克风、音频放大器、体外能量发射电路、体外线圈， 所述体内电路包括第二麦克风、电刺激产生装置、通道选择开关、体内线 圈、整流电路、电极阵列；第一麦克风将采集的声音转化为音频模拟电信 号，该音频模拟电信号经过音频放大器放大后输出声音，第二麦克风采集 该放大后的声音，输出的音频模拟电信号被传送至电刺激产生装置，电刺 激产生装置将接收到的音频模拟电信号转化为脉冲刺激，该脉冲刺激通过 通道选择开关发送到电极阵列；使用时体内电路的电极阵列分布于耳蜗神 经处，其他部分植入头部皮肤下，体外电路贴近该处皮肤外部固定。
2、根据权利要求1所述的人工耳蜗装置，其特征在于，体外能量发 射电路将直流能量转化为交流能量，通过体外线圈发射大功率载波能量信 号，体内线圈通过电磁耦合接收体外能量发射电路发射的大功率载波能量 信号，整流电路将体内线圈接收的交流能量转化为直流能量供体内电路使 用。
3、根据权利要求2所述的人工耳蜗装置，其特征在于，体外能量发 射电路将直流能量转化为交流能量，通过体外线圈发射的大功率载波能量 信号同时作为体内电路的时钟基准。
4、根据权利要求1所述的人工耳蜗装置，其特征在于，体外电路还 包括永磁铁，体内电路包括无源磁衔铁，体内无源磁衔铁与体外的永磁铁 组成闭环磁场。
5、根据权利要求1所述的人工耳蜗装置，其特征在于，体外电路还 包括手动调节声音装置，用于调节音频放大器输出的声音大小。
6、根据权利要求1所述的人工耳蜗装置，其特征在于，体内电路还 包括使用者声音强度调节装置，用于调整脉冲刺激的时间和强度。
技术领域
背景技术
人工耳蜗的工作原理是利用声电换能装置代替聋人耳蜗内丧失功能 的感觉细胞，通过电极直接刺激听觉神经使聋人产生听觉。中国专利 CN200510012002.3公开了一种带有片上处理器的双向多通道人工耳蜗系 统，包括相互无线耦合的体外电路、体内电路以及与体内电路相连的电极 组，所述体外电路包括声音采集单元、自动增益控制单元、计算机接口单 元、调制器、比较器和体外天线，体内电路包括体内天线、整流滤波单元、 时钟产生单元、解调器、模数转换器、数字信号处理器、反向数据输出单 元、数模转换器、压控电流源组以及开关矩阵，体内电阻是把上述各电路 单元集成在特征尺寸为0.18um的工艺下定制的面积为4mm×4mm的专用芯 片上，所述电极组与体内开关矩阵相连，将开关矩阵相应通道上的输出电 流导接到听神经上刺激听神经。该专利将采集到的音频信号经调制器进行 调制后经体外天线发送到体内电路，体内电路经体内天线接收该经调制的 音频型号，然后经解调器进行解调后该音频信号经体内其它电路最终通过 电极组刺激听觉神经使聋人产生听觉。由于音频信号须经过调制器、解调 器进行调制解调，这增加了电路复杂度，成本较高，且容易受到干扰导致 音频信号失真。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的人工耳蜗装置，包括体外电路、体内 电路，所述体外电路包括第一麦克风、音频放大器、体外能量发射电路、 体外线圈，所述体内电路包括第二麦克风、电刺激产生装置、通道选择开 关、体内线圈、整流电路、电极阵列；第一麦克风将采集的声音转化为音 频模拟电信号，该音频模拟电信号经过音频放大器放大后输出声音，第二 麦克风采集该放大后的声音，输出的音频模拟电信号被传送至电刺激产生 装置，电刺激产生装置将接收到的音频模拟电信号转化为脉冲刺激，该脉 冲刺激通过通道选择开关发送到电极阵列；使用时体内电路的电极阵列分 布于耳蜗神经处，其他部分植入头部皮肤下，体外电路贴近该处皮肤外部 固定。
体外能量发射电路可以将直流能量转化为交流能量，通过体外线圈发 射大功率载波能量信号，体内线圈通过电磁耦合接收体外能量发射电路发 射的大功率载波能量信号，整流电路将体内线圈接收的交流能量转化为直 流能量体内电路使用。
通过体外线圈发射的大功率载波能量信号同时可以作为体内电路的 时钟基准。
本发明的人工耳蜗装置，体内电路的第二麦克风靠近体外电路，体外 第一麦克风采集并经放大声音，皮下第二麦克风可以接收到足够强的声 音，然后直接输出音频模拟电信号到电刺激产生装置控制输出脉冲刺激， 因音频信号无须经过调制器、解调器进行调制解调，降低了电路复杂度， 成本低且抗干扰性强。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明的人工耳蜗装置一实施方式方框图；
图2由体外圆柱形永磁铁和体内无源衔铁组成的固定装置原理图。
具体实施方式
体外电路包括第一麦克风、音频放大器、手动调节声音装置、体外能 量发射电路、体外线圈、锌空气电池、两个圆柱形永磁铁，其中，
第一麦克风：用于采集声音信号，将采集到的声音信号送至音频放大 器进行放大。麦克风接收到声音信号的带宽范围是300-6000Hz。
音频放大器：该电路将采集的音频模拟电信号进行放大输出声音。
体外能量发射电路：可以高效率的将直流能量转化为交流能量，通过 体外线圈发射大功率载波能量信号，为植入体内电路提供正常工作所需要 的能量，同时能量载波可以作为体内电路所需的时钟基准。射频能量发射 是通过电磁耦合方式进行的。大功率载波的频率范围是1-10MHz，更高的 载波频率虽然可以增加体内线圈的接收效率，但是会产生更明显的趋肤效 应(skin effect)，造成体外线圈等效串联阻抗(Equivalent Serial Resistor，ESR)增加，进而导致体外能量发射电路的功放电路自身能量 损耗的增加，从而降低体外线圈的输出功率的效率。
体外线圈：制作体外线圈的材料满足产品的成本要求、电磁性能要求 和生物相容性要求。如果使用单股线，将会减小趋肤效应，但是同时增加 了成本，而且，单股线的机械强度较低，因此使用多股线制作体外线圈。
锌空气电池：提供体外电路正常工作所需要的电能，更换方便且成本 低廉。
手动调节声音装置：可以调节音频放大器输出的声音的大小，达到使 用者满意的声音强度。该装置和体内的使用者声强调节装置配合使用，可 以使使用者获得最舒适的声音感受范围。
两个圆柱形永磁铁：如图2所示，该圆柱形磁铁可以和植入体内的无 源磁衔铁形成闭环的磁场，从而使用更小更轻的磁铁就提供了更大的吸合 力，并且吸合力分布均匀，保证了体外部分和体内部分的空间位置匹配， 防止了由于运动等因素造成体外音频放大器和体内第二麦克风位置失配 引起的声音传输效果。体外电路同体内电路相对位置的固定保证了音量调 节的精确性。
体内电路包括第二麦克风、电刺激产生装置、使用者声音强度调节装 置、通道选择开关、电极阵列、体内线圈、全波整流电路、无源磁衔铁。
第二麦克风：再次收集声音信号，并将音频电信号以模拟方式传送至 使用者声音强度调节装置及电刺激产生装置。
电刺激产生装置：电刺激产生装置对接收到的第二麦克风输出的音频 信号进行声音信号映射，产生脉冲刺激，可以实现自动增益控制。电刺激 产生装置通过自动增益控制电路调节刺激强度，将接收的第二麦克风输出 的音频信号映射为对称双向脉冲刺激，该刺激采用了恒压刺激的方式；连 续的恒压刺激信号分时通过多路选择，从而产生不重叠的交织刺激，通过 电极导线进一步将该刺激传送至电极。
电刺激产生装置可以实现自动增益控制、声音信号映射和刺激产生功 能。由于采用模拟传输的方式，本发明体内电路无需使用DSP(数字信号 处理器)芯片，该方式不使用DSP芯片简化了体内电路的体积，并且降低 了体内电路的整体功耗；而且模拟传输的方式能够保持声音信号的所有原 始信息，有更高的抗干扰性。
使用者声音强度调节装置：针对使用者的对电刺激时间和强度的个体 差异，调整脉冲刺激的时间和强度，在经过耳科学专家的对使用者声音强 度调节装置进行调整后，可以使每个使用者达到满意的效果。该装置可以 通过体外麦克风输入少量的特殊的语调模式或者次声波和超声波命令调 节刺激波形，计算瞬时刺激幅度，产生脉冲刺激，控制多路选择开关的导 通时间。当收到特定声音信号时映射为相应的刺激模式。
通道选择开关：通道选择开关分时导通，以选择电极阵列中不同的电 极，对耳蜗神经不同位置进行电刺激。
电极阵列：采用八通道电极，铂-铱合金导线将电刺激装置与八通道 电极连接在一起，该电极采用应具有足够大的表面积以确保电极的表面电 荷密度不至于过大以至于损伤听神经，同时要有具有较低的阻抗以减少对 刺激电压的影响。
体内线圈：制作线圈的材料满足产品的成本要求、电磁性能要求和生 物相容性要求，体内线圈通过电磁耦合接收体外能量发射电路通过体外线 圈发射的大功率载波能量信号。
全波整流电路：将体内线圈接收的交流能量转化为直流能量供人工耳 蜗装置体内电路使用。
无源磁衔铁：与体外的圆柱形磁铁组成闭环磁场，确保了体外电路和 体内电路的相对位置的精确。使用无源磁衔铁而不使用天然的永磁材料， 能够扩展我们选择磁铁材料的范围，从而避免选择昂贵的永磁材料，能够 进一步节省成本。
本发明的人工耳蜗装置，安装使用时体内电路的电极阵列分布于耳蜗 神经处，其他部分植入头部皮肤下，体外电路贴近该处皮肤外部固定，音 频放大器的声音输出位置同第二麦克风相对应。体外电路的声音采集单元 -第一麦克风首先将声音转化为音频模拟电信号，音频模拟电信号经过音 频放大器放大后输出声音，由于皮下的第二麦克风紧靠皮外的音频放大 器，皮下第二麦克风可以接收到足够强的声音，第二麦克风输出的音频模 拟电信号被传送至电刺激产生装置。体外能量发射电路通过体外线圈和体 内线圈的电磁耦合将能量传输至体内电路。体内线圈接收到的能量首先送 到全波整流电路后得到体内电路正常工作所需的能量，同时能量载波可以 作为体内电路所需的时钟基准，与此同时，体内的电刺激产生装置将接收 到音频模拟电信号转化为对称双相脉冲刺激，该刺激通过多路选择开关分 时刺激植入电极与耳蜗神经的不同接触点。体内电路除电极外全部被封装 在一个盒子中，盒子使用生物相容性材料进行包裹，同时使用惰性气体充 满体内电路和密封材料之间的空间，保证体内电路和体内环境的完全隔 离，防止水蒸气渗透进入植入电路，经过生物相容性材料密封能够确保体 内电路长期正常工作。体内外装置通过衔铁和磁铁固定，确保了体内外装 置的精确的相对位置。
本发明人工耳蜗植入装置采用模拟声音信号传输方式，抗干扰性强， 电路结构简单，功耗降低。在当前技术条件下，各大半导体公司开发的多 路开关芯片和放大器芯片等芯片的体积均已小型化，完全可以适应于体内 植入的要求。
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
