新型听力补偿作动器装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种治疗听力损伤的可外科手术新型植入作动器，更具体的说，本发明涉及一种基于压电叠堆和弹簧耦合杆联结的植入式作动器，该作动器根据外部声音信号产生振动，通过直接驱动听骨链中砧骨底板或者镫骨底板的方式来补偿听力损失。
【背景技术】
[0002]听力损伤已经成为了目前一种常见的疾病。目前每年国内的新生儿中大约会有2万到3万患有先天性重度耳聋；随着社会老龄化，越来越多的老年人也会因为听觉系统老化而患有感音神经性耳聋；由于现代工业的影响，很多人因为生活噪音或者职业原因听毛细胞受损，耳聋患者的人数剧增。调查显示，我国听力损失人数位列世界第一，每年新增听力损伤人数达30万，青少年成为高危人群，迫切需要有效的治疗有段。
[0003]目前，助听装置的研发已经成为了国内外的研宄热点之一。国内外有学者和研宄机构开始研宄中耳植入式助听装置，将一作动器植入在耳内并作用于听骨链的听小骨上，通过该作动器的机械激励直接带动听骨链振动，进而对听力损伤进行补偿。由于不需要借助麦克风放大声音，故该装置不存在耳道堵塞问题。且采用直接机械振动激励，更符合真实人耳自然感受声音的方式，清晰度较高。其相对与麦克风的声激励，这种机械式激励通常都具有较高的输出增益，能够对较高程度的听力损伤进行补偿。在美国专利7651460中，GAN公开了一种全植入式中耳助听装置，其作动器主要是由线圈和磁体构成。其中，线圈植入在靠近外耳道部位，磁体放置在听骨链上。利用电流在线圈中感应出磁场来驱动磁体，进而利用磁体的运动带动听骨链振动。美国专利5800336中，Ball等公开了一种悬浮式作动器，通过附在听骨链上的电磁作动器来驱动听骨链的振动。这两款设计的作动器都是采用电磁式的，即利用电磁原理来实现驱动，所以不能在强磁场环境下工作。此外，电磁式作动器能耗较大，需较频繁充电，不适合应用到全植入式助听装置。相反，利用逆压电效应来驱动听骨链的压电式作动器能够很好地克服以上两点不足。Jin-Ho Cho在美国专利7239069中，公开了一种悬浮式压电作动器，该作动器中压电构件用压电陶瓷叠堆来实现，该作动器直接钳夹在靠近镫砧关节的砧骨部位，通过惯性力驱动听骨链。这种悬浮式压电振子的植入无需切断听骨链，不会对患者耳内的传声组织造成不可恢复的破坏。此外，由于采用了压电陶瓷叠堆作为压电构件，整个作动器的工作频率和输出力较压电双晶片都有较大的提高。不过，由于该作动器钳夹在听骨链上，其惰性将不可避免地恶化患者的残余听力。研宄表明，该类作动器质量越大对患者残余听力的影响越大，故需要限制整个作动器的质量，这就对制造工艺提出了较高要求，大大增加了制造成本。此外，该作动器的正常工作，还需要患者的听骨链完好，这使该作动器无法对听骨链损坏的混合性听力损伤患者进行治疗。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种植入式助听装置的作动器，该作动器可以在强磁场环境下工作；且其高频增益好，能够对较高程度的感音神经性听力损伤进行补偿；功耗低，使得患者无需频繁更换电源或者充电；同时，作动器的激励可以作用在砧骨底板或者镫骨底板，所以无需患者的听力链完好。
[0005]本发明提供了一种新型听力补偿作动器装置，包括固定支撑部分、压电构件、耦合杆、弹簧，固定支撑部分通过植入手术，固定在患者头骨上，为整个作动器提供固定支座；压电构件，包括压电叠堆，将导线传入的电信号转变为内部压电材料的形变，实现机械激励；耦合杆，与听骨链系统联结，传递机械激励；弹簧，作为中间元件，联结耦合杆，平衡来自压电构件的激励力，减小系统的总刚度，降低系统功耗。
[0006]进一步地，在本发明中，耦合杆和固定支撑部分皆由钛、钛合金等生物相容性金属材料制成。
[0007]进一步地，在本发明中，压电叠堆构件包括具有内表面和外表面的壳体，所述外表面镀有钛、钛合金等生物相容性材料，所述内表面的大小设置成可容所述压电叠堆，进而实现将压电叠堆与人体的隔离。
[0008]进一步地，在本发明中，压电构件包括一个特制的螺纹连接件，该螺纹连接件一端与压电构件中的压电叠堆基部端连接；另一端与固定支撑部分通过螺纹来连接，进而将压电构件连接在固定支架上。
[0009]更进一步地，在本发明中，弹簧由钛合金生物相容性金属材料制成，具有刚度小的特点，可明显减小压电构件与耦合杆之间系统的刚度，减小激励功耗。
[0010]本发明中的作动器与现有技术相比具有以下优点:该作动器的压电构件采用了压电陶瓷堆的形式，相对与压电双晶片结构，这种结构使该作动器工作频带宽、输出增益大，有利于补偿较高程度的感音神经性耳聋；其工作原理基于压电材料的逆压电效应，不会受电磁干扰的影响，使得患者可以在强磁场环境下工作；该作动器直接作用在镫骨上时，其植入无需患者听骨链完好，能够对听骨链损坏的混合性听力损伤进行治疗。针对听骨链完好的患者，该作动器可直接作用在砧骨体上，无需切断听骨链，不会对患者的耳内传声组织造成不可恢复的破坏；采用弹簧装置，可明显减小压电构件和耦合杆之间的系统刚度，减小助听装置的功耗。
【附图说明】
[0011]图1是人耳的主要结构示意图；
[0012]图2是作动器的压电叠堆-弹簧-耦合杆系统结构示意图；
[0013]图3是作动器第一个实施例的结构示意图；
[0014]图4是作动器第二个实施例的结构示意图；
[0015]图中:1、外耳，2、中耳，3、内耳，4、耳廓，5、耳道，6、听骨链，7、锤骨，8、砧骨，9、镫骨，10、耳蜗，11、固定支架，12、螺纹连接件，13、压电叠堆，14、连接杆，15、壳体，16、螺钉，17、导线，18、钳夹转置，19、弹簧，20、固定支撑装置，21、内螺纹轴套，22、内螺纹套筒。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0017]实施例
[0018]图1为人耳结构示意图，图中示出了外耳1、中耳2及内耳3的横截面。外耳主要包括耳廓4及耳道5。中耳则包括鼓膜(耳膜)6和听骨链。听骨链由三块微小互联的骨头(听小骨)组成，即锤骨7、砧骨8和镫骨9。锤骨7贴附