牙骨传导听力装置的制作方法

文档序号:13055763阅读:376来源:国知局
本申请是申请日为2009年3月4日、申请号为200980115282.7、发明名称为“牙骨传导听力装置”的申请的分案申请。发明背景在美国,听力损失影响超过3100万的人。作为慢性疾病,听力障碍的发生率比得上心脏病的发生率,并且像心脏病一样,听力障碍的发生率随年龄急剧地升高。听力损失还可根据传导性、感音神经性或两者的组合来分类。传导性听力障碍通常由限制声音通过中耳传送的疾病或失调引起。大多数传导性障碍可被医疗或外科治疗。完全地传导性听力损失代表了整个听力损伤人数的一相当小的部分。感音神经性听力损失主要发生在内耳,并占听力障碍的大多数(估计在整个听力损伤人数的90-95%)。感音神经性听力障碍(有时叫做“神经损失”)主要由耳蜗内的感觉毛细胞的损伤引起。感音神经性听力障碍由于老化或长期的暴露于喧闹的音乐和噪音而自然地发生。这种类型的听力损失不可逆转,也不可被医疗或外科治疗;然而,使用恰当安装的听力设备可以改善个人的生活质量。传统的听力设备是用于治疗轻微到严重的感音神经性听力障碍的最常见的设备。这些是将声音放大至鼓膜的声学设备。在到听觉学家或听力仪器专家处单独就诊四到六次后,这些设备单独地根据患者的身体和声学特性定制。这样的设备通常包括麦克风、放大器、电池和扬声器。目前,听力设备制造商通常使用数字技术增加了音效处理的复杂性,以提供诸如可编程性和多波段压缩的特征。尽管这些设备已经被小型化并且不太显眼,但是它们仍然可见并具有较大的声学限制。在并行趋势中,音乐播放器和移动电话的出现已经驱动了对于能够再现高保真的声音以便用户能够听到声音而不打扰附近的人们的小型且可携带的耳机的需求。这些耳机通常使用能够提供声音的小型扬声器。使用移动电话时,需要通过麦克风捕捉用户的声音,并在蜂窝式网络上转播该声音,以便即使人们相隔很远的距离当事人也能够对话。麦克风是几乎像扬声器一样的变换器。它们将声波变换为电信号,而扬声器将电信号变换为声波。当耳机装备有小型麦克风时,它被叫做头戴送受话器。因为种种原因,头戴送受话器可以连同电话设备一起使用。通过头戴送受话器,用户摆脱了拿电话的需要,并且因此保持他或她的手自由以实现其他的功能。头戴送受话器还起到靠近用户的头部放置耳机和电话的麦克风部分的作用,以在背景噪声的较小干扰下提供音频信号的更为清晰的接收和发送。头戴送受话器可与电话、计算机、移动电话以及其他设备一起使用。无线产业已经推出几种售后市场产品(after-marketproduct),以使用户在打电话时不用拿着电话。例如,不同的头戴送受话器被制造有连接到麦克风的耳机,并且这些头戴送受话器或免提配件中的大多数与任何的电话品牌或型号兼容。可能的头戴送受话器可以被插入至电话,并可包括通过线连接到头戴送受话器的麦克风,以便麦克风在适当的位置时能够恰当地捕捉用户的声音。其他头戴送受话器内建有蓝牙芯片,或其他无线装置,以便语音对话可以从电话无线地转移至头戴送受话器的耳机。蓝牙无线电芯片充当头戴送受话器与移动电话的蓝牙芯片之间的连接器。正确地识别有声的和无声的语音的能力对于包含语音识别、说话者验证、噪声抵制以及许多其他应用的许多语音应用是至关重要的。在典型的声学应用中,人类说话者的语音被捕捉,并被传送至不同位置的接收方。在说话者的环境中,可能存在通过不期望的噪声污染语音信号或所关注的信号的一个或多个噪声源。这使得接收方不管是人类还是机械难于或不可能理解用户的语音。美国专利20080019557描述了包含金属或金属外壳的一种头戴送受话器,可以将各种附属的组件连接到金属或金属外壳。这些组件可以包含耳套圈、用于当头戴送受话器未被佩戴在耳朵上时保持其的项链、外部支架以及其他元件。组件包含便于安装至头戴送受话器的磁铁。组件不限于特定的连接点,这提高了用户为更好的安装来调整几何形状的能力。对于传统的头戴送受话器,当用户戴着头戴送受话器时,附近的人们可能会注意到。美国专利7,076,077公开了佩戴期间外观上不显眼的骨传导头戴送受话器。骨传导头戴送受话器包含延伸在用户头的后部分的带子;形成在带子的相反端部分中的每个中的紧固部分;设置有与紧固部分相接合的把手(knob)的骨传导扬声器;以及耳朵接合部分,该耳朵接合部分在佩戴头戴送受话器期间延伸超过骨传导扬声器,以到达并与用户的耳朵接合。带子中的紧固部分的延长部分或骨传导扬声器的外壳的延长部分可以形成在耳朵接合部分中。美国专利7,246,058公开了用于检测具有变化的背景噪声等级的声信号中的有声和无声语音的系统。该系统在两个麦克风处接收声信号,并产生在两个麦克风中的每个处所接收的声信号之间的差参数。该差参数代表了所接收的声信号的部分之间的信号增益上的相对差。该系统在差参数超过第一阀值时将声信号的信息确定为无声的语音,而在差参数超过第二阀值时将声信号的信息确定为有声的语音。另外,该系统的实施方式包含接收生理信息以辅助识别有声语音的非声传感器。概述一方面,口内听力装置(intra-oralhearingappliance)包括提供骨传导声音传送(boneconductionsoundtransmission)的促动器;耦合至所述促动器以使所述促动器产生声音的收发器;以及包含所述促动器和所述收发器的第一腔,所述第一腔适于耦合至一颗或多颗牙齿。上述方面的实施可以包括以下中的一个或多个。促动器驱动器或放大器可以连接至所述促动器。第二腔可以用于装载电源,以驱动所述促动器与所述收发器。桥件可以连接所述第一腔与第二腔。所述桥件可以具有嵌入在所述桥件中的电力电缆(electricalcabling)或天线。所述桥件可以是有线框架、聚合材料或聚合材料与有线框架的组合。块状物可以连接至所述促动器。所述块状物可以是诸如钨的重量块或诸如电池或电子模块的具有质量的合适模块。所述促动器可以是压电变换器。所述促动器的构造可以是矩形或悬臂梁折弯机构造(rectangularorcantileverbeambenderconfiguration)。一个或多个陶瓷或铝支架可以将所述促动器连接至其他组件。可压缩材料可以包围所述促动器。不可压缩材料可以覆盖所述促动器与所述可压缩材料。可再充电电源可以为所述收发器与所述促动器提供动力。电感充电器可以给电池再充电。所述腔可以是定制的口部设备。预制外壳可以供给所述块状物。所述预制外壳可以具有臂与一个或多个底部接头,所述臂与所述接头适于偏置块状物抵住牙齿。麦克风可以连接至所述收发器,所述麦克风被口内地或口外地放置。数据存储设备可以嵌入在所述装置中。第一麦克风可以收集身体传导声音,第二麦克风可以收集环境声音,并且噪声消除器可用于将环境声音从身体传导声音去掉。所述促动器将声音传送穿过牙齿、上颌骨、下颌骨或腭骨。连接单元可以向所述收发器提供声音,所述连接单元适于与外部声音源相通。所述收发器可以是有线收发器或无线收发器。C形状的线提供弹簧力以将所述促动器固定至一颗或多颗牙齿。优选实施方式的优点可以包括以下中的一个或多个。骨传导头戴送受话器在使用中易于佩戴和拿掉,并且在用户佩戴其期间在外观上更不显眼。该设备可以被操作,而附近人们不会注意到用户佩戴头戴送受话器。与耳机相比,该设备避免覆盖听者的耳朵。如果(a)听者需要让耳朵不受妨碍(以允许它们听见环境中的其他声音),或者(b)允许它们塞住耳朵(以避免由于环境中的喧闹声音造成的听力损伤),那么这点是重要的。系统是坚固的、无线的且安全的多用途通信平台。设备可以用在极端环境中诸如非常多灰尘的、肮脏的或潮湿的环境。系统为现场人员提供优质的、免提的、又不显眼的通信能力。系统克服了能够不利地对影响人的生活质量与心理健康的听力损失。解决这样的听力障碍导致减小的紧张程度、提高自信、提高社交能力,并且提高工作场所中的效率。附图简述图1A示出了骨传导听力装置的透视俯视图。图1B示出了图1A的装置的透视侧视图。图1C示出了图1A每个腔的组件的示例性机械放置。图2A示出了听力装置的第二实施方式的透视图。图2B示出了图2A的实施方式的横截面后视图。图3A示出了听力装置的第三实施方式的透视图。图3B示出了听力装置的第四实施方式的俯视图。图4示出了说明将促动器耦合至一颗或多颗牙齿的示意图。图5示出了将促动器耦合至牙齿的等效模型。图6示出了另一实施方式以将促动器耦合至牙齿。图7A示出了口部装置设备的变化形式中的各个组件的示例性配置,该口部装置设备具有外部传送组件,同时接收和变换器组件处于口内。图7B示出了设备的另一变化形式的示例性配置,在该设备中整个组件由用户口内的口部装置包含。图8A示出了口部装置的另一变化形式的局部横截面图,该口部装置放置在牙齿上,同时电子器件/变换器组件通过渗透袋压靠牙齿表面。图8B示出了口部装置的另一变化形式的局部横截面图,该口部装置放置在牙齿上,同时电子器件/变换器组件通过一个或多个偏置元件压靠牙齿表面。图9说明了具有电子器件组件和变换器组件的口部装置的另一变化形式,该电子器件组件和变换器组件在口部装置的电子器件和变换器外壳内彼此隔开。图10和图11说明了口部装置的附加变化形式,其中电子器件和变换器组件为通过倾斜表面和偏置元件可维持的抵住牙齿表面。图12示出了口部装置的又一变化形式,该口部装置具有放置在电子器件和/或变换器组件与牙齿表面之间的界面连接构件(interfacingmember)。图13示出了口部装置的又一变化形式,该口部装置具有用于推进电子器件和/或变换器组件抵住牙齿表面的可致动的机构。图14示出了口部装置的又一变化形式,该口部装置具有用于推进电子器件和/或变换器组件抵住牙齿表面的凸轮机构。图15示出了口部装置的又一变化形式,该口部装置具有可放置在牙齿的用于传送振动的咬合面上的独立变换器机构。图16说明了口部装置的另一变化形式,该口部装置具有利用咬动致动的机构推进电子器件和/或变换器组件抵住牙齿表面的机构。图17示出了口部装置的又一变化形式,该口部装置具有用于将变换器耦合至牙齿的复合材料牙齿固定器(compositedentalanchor)。图18A和图18B分别示出了口部装置变化形式的侧视图和俯视图,该口部装置变化形式具有可被放置在牙齿的咬合面上的一个或多个变换器。图19A和图19B分别说明了由形状记忆材料制成的处于其预形成的放松配置和其放置在患者的牙齿上方或牙齿上时的变形配置中以产生紧配合的口部装置的又一变化形式。图20说明了由预形成材料制成的口部装置的又一变化形式,其中变换器可以放置在口部装置的偏置侧与牙齿表面之间。图21说明了其中口部装置可被省略,并且电子器件和/或变换器组件可被连接至直接地连接到牙齿表面的复合材料牙齿固定器的变化形式。图22A和图22B分别示出了为了患者舒适使其咬合面被移除或省略的口部装置组件的另一变化形式的局部横截面侧视图和透视图。图23A和图23B分别说明了口部装置的透视图和侧视图,该口部装置可耦合到直接植入下面的骨骼诸如上颌骨或下颌骨的螺钉或柱。图24说明了另一变化形式,其中口部装置可耦合到直接植入患者上腭的螺钉或柱。图25A和图25B分别说明了口部装置的透视图和侧视图,该口部装置可以使其变换器组件或耦合构件连接至牙龈表面,以将振动传导通过牙龈组织和下面的骨骼。图26说明了多个口部装置双向通信组件或变换器如何可以被放置在遍及患者口的多个牙齿上的实施例。图27A和图27B分别说明了可具有麦克风单元的口部装置(类似于上面所示的变化形式)的透视图和侧视图,该麦克风单元被放置成邻近牙龈表面或在牙龈表面上,以将麦克风从变换器物理地分离,从而衰减或消除反馈。图28说明了由拱形物支撑并具有集成在拱形物内的麦克风单元的可去除的口部装置的另一变化形式。图29示出又一变化形式,说明了放置在用户的口周围并与电子器件和/或变换器组件无线通信的至少一个麦克风和可选地附加麦克风单元。描述图1A示出了示例性可去除的无线牙齿听力装置。该装置由用户佩戴在他或她的口腔内。该装置包含提供能量以向该装置提供动力的动力腔(powerchamber)401。动力腔401包含诸如电池的能量储存器402。该电池由充电器电子器件403充电,充电器电子器件403可以通过电感耦合接收外部能量,或可以通过两个终端直接地接受充电。如果充电被感应地完成,那么再充电线圈404也被装入动力腔401中。动力腔401为致动腔407中的电子器件提供能量。机械上地,腔401和407通过桥件405连接。在桥件405中是向致动腔407提供动力的电缆。诸如天线用线的其他设备可以被嵌入桥件405中。其中,腔401、407和桥件405由牙齿保持器中通常所使用的适合人类的弹性材料制成。现在转向致动腔407,促动器408被放置成靠近患者的牙齿。促动器408由电子驱动器409驱动。无线收发器450为电子驱动器409提供声音信息,以便驱动器409能够致动促动器408,以促使产生声音并通过一个实施方式中的骨传导将声音传导至患者的耳朵。例如,电子器件和促动器组件可直接地或通过接收器接收传入的声音,以处理并放大信号,并且通过耦合的振动变换器元件将所处理的声音传送至牙齿或其他骨结构,如上颌骨、下颌骨或颚骨结构。发明者可使用和设想除骨传导以外的其他声音传送技术。图1B示出了图1A的装置的侧面透视图。图1A的口部装置可以是通过使用了如牙齿结构的由多种方法获得的复制模型的各种不同的工艺制成的定制设备,如下面更详细所述的。因此口部装置可被制造成,以装配、粘附或以其他方式布置在患者牙列的一部分上,以保持电子器件和变换器设备牢固且舒适地抵住患者的牙列。图1C示出了由腔401和407容纳的电子器件的透视图。在动力腔401中,再充电线圈404放置在一端,及电池402放置在腔401的另一端。用于充电操作的控制电子器件处于电池402和线圈404后面的电路板420B中。对应地,在致动腔407中,促动器408转而由移动块状物408A的压电促动器408B组成。驱动器409和无线收发器电路被设置在电路板420A上。图2A示出了第二实施方式,其中桥件以及用于腔的机械支撑件由金属线框制成。如图2A所示,腔411和417分别由线框413A和413B支撑。支撑线框413A-413B被机械地固定至主线框415。可通过沿着线框的外部延伸的线来实现用于腔411和417之间电通信的布线(cabling)。图2B示出了图2A的一种实施方式,其中主线框415是空心的,以允许布线(wirecabling)在主线框415内部延伸。在此实施方式中,一旦布线离开主线框415,如需要连接腔411与腔417之间的电路,线组件便可以被焊接或以其他方式连接至腔411或417上的电接头。图3A示出了第三实施方式,其中电源(powersupply)、收发器和促动器被装入单一的腔430中。在这个实施方式中,腔430被口内地固定到一颗或多颗牙齿。促动器432被放置成邻近牙齿。促动器432可包含如上所述的块状物和压电变换器。电池434为整个系统提供动力,并且电池434可通过充电器436被再次充电。促动器432由放大器438驱动,放大器438接收来自收发器440的音频输入。收发器440包含天线,以捕捉由远程音频设备传送的无线信号。在一个该单元被用作助听器的实施方式中,麦克风可以提供声音输入,该声音输入被放大器或驱动器438放大。在另一实施方式中,系统可以接收来自诸如蓝牙收发器的连接单元的信号,其允许装置播放由诸如音乐播放器、免提通信设备或移动电话的可携带的装置或声源产生的声音。可选地,声源可以是计算机、单向通信设备、双向通信设备或无线免提通信设备。图3B示出了听力装置的第四实施方式的俯视图。该装置具有支撑两个腔446A-446B并允许两者之间通信的主体部分442,该两个腔446A-446B其中容纳了促动器、收发器、控制电子器件,以及电源。两个大体上C形状的支撑线444A和444B使得该装置能够围绕弧形区域448夹在佩戴者的牙齿拱上,并且被固定在其中。C形状的线444A或444B向促动器提供弹簧力,以保持其固定到牙齿。其中,线材料可以是不锈钢或镍钛诺。图4示出了示例性横截面图,其示出了声音变换器至一颗或多颗牙齿450的耦合。在图4中,安装单元452诸如类似保持器的外壳被放置在一颗或多颗牙齿450上。安装单元452还可以是粘合剂或胶水或合适的系统,以将装置固定到牙齿450。促动器454搁置在机械地连接至牙齿450的支撑臂或连杆452A和452B上。在一种实施方式中,促动器454是由PZT制成的压电变换器。基于PZT的化合物(Pb[ZrxTil-x]O30<x<1,亦为锆钛酸铅)是陶瓷钙钛矿材料,该陶瓷钙钛矿材料在被高度压缩时会在其晶面中的两个上产生电压差。作为压电的,其在被压缩时会在其晶面中的两个上产生电压差(对传感器应用有用),或在施加外部电场时物理上改变形状(对促动器以及诸如此类有用)。材料也可以是铁电体的,这意味着其具有在存在电场时可以反向的自发电极化(电偶极子)。材料特征为在接近x=0.52的准同形相界(MPB)处的极大的介电常数。这些特性使得基于PZT的化合物成为最突出和有用的电陶瓷中的一个。促动器454还通过块状物臂456连接至块状物458。在一个实施方式中,促动器454以矩形梁折弯机的配置使用PZT。其中,块状物458可以是钨材料或诸如电池或控制电子器件的任何合适的重量块。支撑臂或连杆452A-452B以及块状物臂456优选地由陶瓷或铝制成,该陶瓷或铝使得声或声音能量能够通过安装单元454有效地传输。如在两个插图中所示,促动器454可被控制以收缩或扩展,使得产生具有向上拱形或向下拱形的运动。促动器454和其相关组件被封装在诸如硅酮的可压缩材料460中,以允许促动器的运动。在一种实施方式中,装置的顶部设置有提供固定平台的丙烯酸封装的保护层462,在可压缩材料460为促动器454的运动提供空间时,该固定平台将由促动器454产生的能量指向牙齿。图5示出了图4系统的等效示意图。在图5的模型中,牙齿450被固定在骨结构451与诸如保持器的安装单元455之间,骨结构451与诸如保持器的安装单元455两者被空间上固定在模型中。促动器453提供阻力,以将能量驱动至牙齿450中。尽管图5示出了两个固定的点连接,但是应当考虑到,促动器452也可以具有一个固定的点连接。牙齿与保持器之间的这个阻力施加了在高频时保持促动器与牙齿相接触所需的耦合力。图6示出了安装促动器或变换器的示例性实施方式。在这种实施方式中,基座472固定于牙齿470。基座具有带顶臂476和两个底部接头474的夹式外壳,两个底部接头474一起朝向顶臂476弹性地推动块状物478。同样放置在基座472上的是带有一个或多个栓的杆480,以使块状物478保持在适当的位置,类似于偏置块状物478抵住臂476以提供块状物与牙齿470之间通过基座472的更好的接触或耦合的弹簧。装置可以是定制的口部设备。声源单元可以包含与连接单元协议兼容的短程收发器。例如,声源可以具有与装置中的蓝牙收发器连接单元相通信的蓝牙收发器。然后,装置可以接收通过蓝牙协议传送的数据,并驱动骨传导变换器以向用户提供或传送声音。装置可以具有嵌入在其中的麦克风。麦克风可以是口内麦克风或口外麦克风。对于移动电话和其他电话而言,第二麦克风可以用于消除环境噪音,并将用户的语音传送至电话。噪声消除器接收来自麦克风的信号,并消除环境噪声以提供清晰的声音捕捉。装置可以具有另一麦克风以收集环境声音。该麦克风可以是口内麦克风或口外麦克风。在一种实施方式中,麦克风消除环境噪声,并将用户语音传送至远程站。这种实施方式提供了消除环境噪声同时将对象本身的语音传送至促动器432的能力。在麦克风处于固定位置(与常用的无线通信设备相比)并且非常接近用户本身的语音时,系统可以处理环境噪声减小,这在工作于高噪音地带中是重要的。系统将麦克风和语音活动传感器耦合至信号处理器。处理器执行识别算法,以及去噪编码以最小化背景噪声。可以使用两个麦克风,其中一个麦克风是骨传导麦克风,而另一个被认为是“信号”麦克风。第二麦克风捕捉空气声音或环境声音,其信号被滤波并被从第一麦克风中的信号移除。在一种实施方式中,系统运行使用两个麦克风之间的频谱差以计算两个麦克风的信号间的关系的阵列算法,用于语言识别。如本领域已知的以及在第7246058号专利中所讨论的,其内容通过引用并入,这种实施方式可以消除噪声而不需要阵列相对于信号的特定取向。在另一实施方式中,装置可被连接、粘附或以其他方式嵌入到可去除的口部装置或其他口部设备中或其上,以形成包含患者可识别信息的医学标签(medicaltag)。这样的口部装置可以是由使用了牙齿结构的通过传统牙齿印模方法获得的复制模型的热成形工艺制成的定制设备。电子器件和变换器组件可以直接地或通过接收器接收传入的声音,以处理并放大信号,并通过耦合的振动变换器元件将所处理的声音传送至牙齿或其他骨结构,如上颌骨、下颌骨或腭骨结构。在又一实施方式中,麦克风可以放置在耳朵的每侧上,以提供噪声消除、最佳的声音定位以及方向性。麦克风可以放置在耳朵的里面或外面。例如,麦克风可以放置在开口处或直接和用户的耳道一起。系统中的每个包含电池、信号处理器、传送器,所有这些可以放置在夹在耳朵上的外壳内,该外壳倚在耳朵之后耳廓与脑壳之间,或可选地放置在耳朵的外耳中。传送器被连接至线/天线,线/天线转而被连接至麦克风。每个传送器将信息传送至接收器,接收器激活由电池供电的变换器。头的每侧可以具有一组接收器、变换器和电池。这种实施方式提供骨传导助听器设备,该骨传导助听器设备带有被放置在耳道的入口处或耳道中的双外部定位麦克风和含有彼此通信的双变换器的口部装置。由于麦克风利用耳廓用于最佳声音定位(和方向性)的定位,所以该设备将允许用户享受最自然的声音输入。在另一实施方式中,麦克风接收来自头部两侧的声音信号,处理这些信号以向位于其中声音被麦克风以较高的声音等级感知的头部侧面上的变换器发送信号。相移信号(phase-shiftedsignal)被发送至头部相反侧上的变换器。然后,这些声音将在声音较大的耳蜗中“增加”,而在相反的耳蜗上“抵消”,从而为用户提供声音方向性的感知。在又一实施方式中,第一耳处的麦克风接收来自头部第一侧的声音信号,处理这些信号以将信号发送至口部装置的同一侧或第一侧上的变换器。第二耳处的第二麦克风接收相对于由第一麦克风感应的声音由于头部遮蔽和麦克风物理上的分离而产生的延迟的和振幅上较低的声音信号,并且将对应的信号发送至口部装置的第二侧上的第二变换器。来自变换器的声音信号将被头部每侧上各自的耳蜗感知为不同的振幅和相位,这将导致用户对于方向性的感知。在麦克风被安装在用户的耳道中的一个实施方式中,诸如电池、信号处理器和传送器的组件可以被定位在耳朵后面或定位在耳廓的褶层中。人类的外耳是一个几乎退化、通常固定的外壳,其位于靠近头部的侧面并带有由紧密依附的皮肤覆盖的黄色纤维软骨的薄板。软骨被塑造成清楚限定的凹穴、脊和沟,这些形成了不规则的、浅的漏斗。直接通向外耳道或听道的最深的凹部被称为外耳。外耳被两个小的突起部分,前面的舌状耳屏和后面的对耳屏部分地覆盖。耳屏上的突出的脊,耳轮起源于外耳的底部,并延伸为外耳上部的向内弯曲的边缘。内部、同心的脊,对耳轮围绕外耳,并通过沟,也被称做耳轮沟的耳舟与耳轮隔开。外耳的多肉的下面部分,耳垂是外耳的唯一不包含软骨的区域。外耳还具有将其固定在脑壳和头皮的若干小的退化的肌肉。在多数人中,这些肌肉不会作用,即使一些人可以自发地激活它们进行有限的运动。外耳道是一个从外耳的底部向内延伸并封闭地终止于鼓膜的微微弯曲的管道。在其外三分之一中外耳壁由软骨组成;在其内三分之二中外耳壁由骨骼组成。对耳轮是耳朵的折叠的“Y”形状的部分。对耳屏是外耳碗的正好位于耳朵的多肉的耳垂之上的下软骨边缘。麦克风通过线及天线与传送器连接。当声音利用直接的信号和向患者施加方向性的“相移”信号被传送至耳蜗时,由于麦克风利用耳廓用于最佳声音定位(和方向性)的定位,所以麦克风在耳道内的放置提供给用户最自然的声音输入。通过将麦克风放置在耳道内或耳道的入口处,这将允许患者利用耳廓的声音反射性以及由于麦克风的放置产生的改善的声音方向性,来捕捉高质量的声音输入。这种布置避免了对于将麦克风与扬声器分开以减小反馈机会的需要,并且允许麦克风利用耳廓的声音反射性的放置。由于两个骨传导变换器彼此电接触,系统还考虑到更好的声音方向性。通过在将信号发送给变换器之前对信号的处理和能够彼此通信的变换器,系统提供了最好的声音定位可能性。装置可以包含诸如固态存储器或闪存设备的数据存储设备。数据存储设备的内容为安全起见可以被加密。如果需要,连接单元可以传送加密的数据,用于安全传送。装置可以采用任意数量的方法由各种聚合材料或聚合材料与金属材料的组合制造,任意数量的方法例如,使用计算机数字控制(CNC)系统的计算机辅助加工工艺或立体印刷工艺,例如立体平版印刷装置(stereolithographyapparatus)(SLA),选择性激光烧结(SLS),和/或利用患者牙列的可以通过任意数量的技术获得的立体几何体的其他类似的工艺。这些技术可以包含对于利用口内扫描器诸如激光、白光、超声、机械立体触摸扫描器、磁共振成像(MRI)、计算机断层扫描(CT)、其他光学方法等所扫描的牙列的使用。在形成可去除的口部装置中,装置可被选择地形成,使得其被塑造成安装在牙列和相邻牙龈组织的至少一部分上,以防止食物、流体和其他碎屑进入口部装置以及变换器组件和牙齿表面之间。此外,口部装置较大的表面区域可以便于组件在装置上的放置和配置。另外,可去除的口部装置可被选择地制造成具有收缩系数,使得在被放置在牙列上时,口部装置可被配置成牢固地抓在牙齿上,因为装置可具有比在其上形成装置的所扫描牙齿稍微小的产生尺寸。该装配可以导致装置与下面的牙列之间的牢固的紧配合。在一种变化形式中,位于在患者的口外部的口外传送器组件可以用于接收听觉信号,用于处理并通过无线信号传送至定位在患者口内的电子器件和/或变换器组件,电子器件和/或变换器组件随后可以处理并将所处理的听觉信号通过振动传导传送至下面的牙齿并最终至患者的内耳。如下面进一步所详述的传送器组件可以包含麦克风组件以及传送器组件,并且可被配置成由用户佩戴的任意数量的形状和形式,如表、项链、翻领、电话、安装带的设备等。图7A说明了使用口外传送器组件22的双向通信组件14的一种变化形式的示意图,其通常包括用于接收声音的麦克风30,并且麦克风30被电连接至用于处理听觉信号的处理器32。处理器32可被电连接至传送器34,传送器34用于将所处理的信号传送至布置在用户牙齿上或邻近用户牙齿的电子器件和/或变换器组件16。麦克风30和处理器32可被配置为检测并处理任何可行范围内的听觉信号,但是在一种变化形式中可被配置以检测从例如250赫兹至20,000赫兹范围内的听觉信号。关于麦克风30,可使用多种不同的麦克风系统。例如,麦克风30可以是数字的、模拟的和/或定向型麦克风。如果需要,如此不同类型的麦克风可以被可替换地配置成与组件一起使用。电源36可以连接至传送器组件22中的每个组件,以提供到那里的能量。传送器信号24可以是使用例如射频、超声、微波、(BLUETOOTHSIG,INC.,Bellevue,WA)等传送至组件16的任何无线的形式。组件22还可以可选地包含一个或多个输入控制28,用户可操作该一个或多个输入控制28,以调整电子器件和/或变换器组件16的各种声学参数,如声学聚焦(acousticfocusing)、音量控制、滤波、噪声抑制、频率优化、声音调节和音调调整等。由传送器34所传送的信号24可被电子器件和/或变换器组件16通过接收器38接收,其可以被连接至用于另外处理所接收信号的内部处理器。所接收的信号可被传送至变换器40,变换器40可以抵住牙齿表面相应地振动,以将振动信号传导穿过牙齿和骨骼,并最终至中耳以便于用户的听力。变换器40可被配置为任何数量的不同的振动机构。例如,在一种变化形式中,变换器40可以是电磁致动的变换器。在其他变化形式中,变换器40可以是具有如250Hz至4000Hz的振荡频率范围的压电晶体的形式。电源42也可被包括在组件16中,以向接收器、变换器和/或如果也包括的处理器提供能量。尽管电源42可以是简单的电池,可替换或永久性的,但是其他变化形式可以包括由电感通过外部充电器充电的电源42。另外,电源42可以可选择性地通过直接耦合至交流电(AC)源或直流电(DC)源来充电。其他变化形式可以包含通过机械机构如本领域已知的内部摆(internalpendulum)或滑动电感充电器来充电的电源42,该机械机构通过例如颌的运动和/或用于将机械运动转换为用于充电电源42的存储电能的运动来致动。在组件16的另一变化形式中,不使用口外传送器,而是使用双向通信组件50,该双向通信组件50可被配置为完全包含在用户口内的独立组件,如图5所示。因此,组件50可以包含与板上处理器54通信的内部麦克风52。如上所述,内部麦克风52可以包括任意数量的不同类型的麦克风。处理器54可以用于处理任何所接收的听觉信号,以滤波和/或放大信号并将它们传送至变换器56,变换器56处于抵住牙齿表面的振动接触中。如上所述,电源58也可以包含在组件50中,用于必要时向组件50的各个组件提供能量。为了有效地并以到牙齿的最小损失来传送相应于所接收的听觉信号的振动,理想地维持变换器与牙齿之间牢固的机械接触,以确保有效的振动通信。因此,可以使用任意数量的机构,以维持这种振动通信。除了粘性膜,别的替代物可以使用可扩展的或可膨胀的构件,以确保变换器抵住牙齿的牢固的机械接触。如图8A所示,渗透片或可扩展的水凝胶74可以被放置在外壳62与电子器件和/或变换器组件72之间。在放置口部装置60后,水凝胶74可以吸收来自任何周围的流体或来自被引导进入水凝胶74内的流体的一些流体,使得水凝胶74在尺寸上扩展,以迫使组件72进入抵住牙齿表面的接触中。组件72可以被配置成,限定具有相对较小的接触面积的接触表面70,以便于表面70抵住牙齿的均匀接触。这样的接触表面70可以被包含在本文所述的变化形式的任何一个中。另外,薄封装层或表面76可以被放置在外壳62上接触表面70与下面的牙齿之间,以避免任何碎屑或附加的流体进入外壳62。图8B示出了另一变化形式,其示出了包含在外壳62中的电子器件和/或变换器组件80。在这个变化形式中,一个或多个偏置元件82,例如,弹簧、预形成形状的记忆元件等,可以被放置在组件80与外壳62之间,以提供组件80上的压力,以便推进设备抵住下面的牙齿表面,从而确保机械接触。在又一变化形式中,电子器件可以作为封装在外壳62中的独立组件90而被包括,并且变换器92可以被保持与组件90分开但同样处于外壳62中。如图9所示,变换器92可以通过弹簧或其他偏置元件94被推动抵住牙齿表面,并通过上述机构中的任何一种被致动。在如图10所示的其他变化形式中,电子器件和/或变换器组件100可以被配置成,具有与牙齿表面同位的倾斜表面102。表面102可以是有角度的离开牙齿的咬合面。组件100可以通过偏置元件或弹簧106被推进,偏置元件或弹簧106迫使倾斜表面102关于位置104枢转,进入抵住牙齿的接触中,以确保变换器抵住牙齿表面的接触。图11说明了同样具有与牙齿表面同位的倾斜表面112的电子器件和/或变换器组件110中的另一种相似的变化形式。在这种变化形式中,倾斜表面112可以是有角度的朝向牙齿的咬合面。同样地,组件110可以通过偏置元件或弹簧116被推进,偏置元件或弹簧116推进组件110以关于其下端部枢转,使得组件110在区域114处接触牙齿表面。在图12示出的又一变化形式中,电子器件和/或变换器组件120可以被放置在具有交界层122的外壳62内,该交界层122放置在组件120与牙齿表面之间。交界层122可以被配置成,适于靠着牙齿表面和靠着组件120,使得振动可以以一致的方式传送通过层122并至牙齿。因此,交界层122可以由最低限度地衰减振动的材料制造。交界层122可以被制作成多种形式,如简单的嵌入物、O环构造等,或者甚至为凝胶或糊状物的形式,如假牙或口部的糊状物等。另外,层122可由各种材料制造,如硬塑料或聚合材料、金属等。图13说明了又一变化形式,其中电子器件和/或变换器组件130可以通过机械机构被推进抵住牙齿表面。如图所示,组件130可以被连接至结构构件132,例如,螺纹构件或简单的轴,结构构件132被穿过外壳62连接至位于外壳62外部的接合构件134。用户可以旋转接合构件134(如旋转箭头136所指示的)或简单地推进构件134(如直线箭头138所指示的),以推进组件130与牙齿靠着相接触。此外,接合构件134的致动可以在口内手动地实现或通过用户的面颊或者甚至通过用户的舌头抵住接合构件134的操作来实现。图14说明了机械机构的另一变化形式。在这种变化形式中,电子器件和/或变换器组件140可以限定一部分作为接合表面142,用于接触抵住凸轮或杠杆机构144。凸轮或杠杆机构144可以被配置为枢转146,使得延伸穿过外壳62的杠杆148的致动可以推进凸轮或杠杆机构144,以推动抵住接合表面142,使得组件140压靠下面的牙齿表面。在又一变化形式中,电子器件150与变换器152可以彼此分离,使得电子器件150仍然是布置在外壳62内,但是通过线154连接的变换器152定位在牙齿口部装置60的下面沿着牙齿的咬合面,如图15所示。在这样的配置中,通过变换器152将振动传送穿过牙齿的咬合面。另外,用户可以咬在口部装置60和变换器152上,以机械地压紧变换器152抵住咬合面,从而进一步加强变换器152与下面的牙齿之间的机械接触,以进一步促进经过其的传送。在图16的变化形式中,说明了用于咬动加强的耦合机构(bite-enhancedcouplingmechanism)的另一实施例,其中电子器件和/或变换器组件160限定与对应有角度的接合构件164同位的有角度的交界表面162。接合构件164的近端可以延伸穿过外壳62,并终止在放置在牙齿TH的咬合面上的推动器构件166中。一旦口部装置60初始地放置在牙齿TH上,用户就可以咬下去或以其他方式向下压在口部装置60的顶部部分上,从而向下压在推动器构件166上,推动器构件166转而向下压在接合构件164上,如箭头所示。在接合构件164向下朝着牙龈推进时,其有角度的表面可以推动对应的并且相对着地有角度的表面162,从而推进组件160抵住牙齿表面并进入牢固的机械接触中。在又一变化形式中,电子器件和/或变换器组件170可以沿表面限定通道或凹槽172,用于接合对应的牙齿固定器174,如图17所示。牙齿固定器174可以包括直接粘附至牙齿表面的光固化的基于丙烯酸酯的复合材料。此外,牙齿固定器174可以配置成与通道或凹槽172的形状相对应的形状,使得两者可以相互适合于匹配的接合中。在这种方式中,组件170中的变换器可以直接抵住牙齿固定器174振动,然后牙齿固定器174可以将这些信号直接传送进牙齿TH。图18A和18B分别示出了另一变化形式的局部横截面侧视图和俯视图,其中口部装置180可以沿口部装置180的顶部部分限定许多通道或凹槽184。在这些通道或凹槽184中,可以布置一个或多个变换器182、186、188、190,使得它们与牙齿的咬合面相接触,并且这些变换器中的每个可以调整以一致地传送频率。可选地,这些变换器中的每个可以调整成仅在指定的频率范围上传送。因此,每个变换器可以编程或预置用于不同的频率响应,使得每个变换器可以被最优化用于不同的频率响应和/或传送,以将相对高保真的声音传送至用户。在又一变化形式中,图19A和19B示出了可以由形状记忆聚合物或合金或超弹性材料诸如镍钛合金,例如镍钛诺预成形的口部装置200。图19A示出了第一配置中的口部装置200,其中构件202、204处于无偏记忆配置中。当被放置在牙齿TH上或抵住牙齿TH时,构件202、204可以偏斜成第二配置,其中构件202’、204’变形,以便以牢固的紧配合接合牙齿TH,如图19B所示。偏置的构件204’可以用于压迫包含在其中的电子器件和/或变换器组件抵住牙齿表面,以及用于维持口部装置200在牙齿TH上的稳定性。类似地,如图20所示,可拆下的口部装置210可以让偏斜的构件牢固地接合牙齿TH,如上。在这种变化形式中,构件212、214的端部可以配置为弯曲部分,在其下方,耦合至电子器件组件216的变换器元件218可以楔入或以其他方式固定,以确保抵住牙齿表面的机械接触。图21示出了又一变化形式,其中口部装置被完全地省略。此处,如上所述的,复合材料牙齿固定器或支架226可以直接地粘附在牙齿表面上。可选地,支架226可以包括形成支架并固定在牙齿表面上的生物相容材料,例如不锈钢、镍-钛、镍、陶瓷、复合材料等。支架226可以配置成具有形状228,电子器件和/或变换器组件220可以通过通道222在形状228上方或在形状228上滑动,通道222具有用于与支架226接合的对应的接收构造224。以此方式,组件220可以直接地接合抵住支架226,变换器可以直接地振动穿过支架226进入下面的牙齿TH。另外,在组件220被从牙齿TH移除的情况下,组件220可以被简单地滑动或旋转离开支架226,并且可以将替换组件放在其处于支架226上的位置中。图22A和22B分别地示出了口部装置230的又一变化形式的局部横截面侧视图和透视图。在这种变化形式中,口部装置230可以配置成,省略了口部装置230的咬合面部分而替换地接合牙齿TH的侧面,如仅为舌面和口腔面。如上,电子器件和/或变换器组件234可以包含在外壳232中,用于接触抵住牙齿表面。另外,如图22B所示,一个或多个可选的横件(crossmember)236可以连接口部装置230的侧面部分,以在放置在牙齿上时提供一定的结构稳定性。这种变化形式可以限定咬合面开口238,使得当被放置在牙齿上时,用户可以自由地直接咬在牙齿的不受口部装置阻碍的自然咬合面上,从而向用户提供提高的舒适度。在另外其他的变化形式中,振动可以被传送直接地进入下面的骨骼或组织结构,而不是传送直接地穿过用户的牙齿。如图23A所示,口部装置240被示出定位在用户的牙齿上,在这个实施例中定位在沿牙齿的上排定位的臼齿上。电子器件和/或变换器组件242被示出成沿牙齿的口腔面定位。不是利用与牙齿表面相接触的变换器,而是诸如刚性或固体金属构件的传导传送构件244可被耦合至组件242中的变换器,并从口部装置240延伸至被直接地植入下面的骨骼248诸如上颌骨中的柱或螺钉246,如图23B的局部横截面图所示。在传送构件244的远端直接地耦合至柱或螺钉246时,由变换器产生的振动可以传送穿过传送构件244并直接进入柱或螺钉246,柱或螺钉246转而将振动直接地传送进入用于传送至用户内耳的骨骼248。图24说明了口部装置250的局部横截面图,该口部装置250放置在用户的牙齿TH上,同时电子器件和/或变换器组件252沿牙齿的舌面定位。类似地,振动可以被传送穿过传导传送构件244并直接进入柱或螺钉246,柱或螺钉246在这个实施例中被植入腭骨PL。其他的变化形式可以利用沿牙齿的下排定位的这种布置,用于传送至被钻入下颚骨中的柱或螺钉246。在又一变化形式中,不是利用被钻入下面的骨骼本身的柱或螺钉,而是可以将变换器直接地连接、耦合或以其他方式粘附至邻近于牙齿的牙龈组织表面。如图25A和25B所示,口部装置260可以具有电子器件组件262,电子器件组件262沿其侧面定位,同时电线264由此延伸至变换器组件266,变换器组件266连接至靠近牙齿TH的牙龈组织表面268。变换器组件266可以通过粘合剂、从口部装置260延伸的结构支撑臂、牙齿螺钉或柱或者任何其他的结构机构连接到组织表面268。在使用时,变换器可以振动并传送直接地进入下面的牙龈组织,牙龈组织可以将信号传导至下面的骨骼。对于上述变化形式中的任何一种,如实际的,它们可以作为单一的设备或与本文的任何其他变化形式组合地使用,以达到用户的期望听力水平。此外,在任何时候,可以使用多于一个的口部装置设备和电子器件和/或变换器组件。例如,图26说明了一个实施例,其中可以在多个牙齿上放置多个变换器组件270、272、274、276。虽然示出在牙齿的下排上,但是也可以沿牙齿的上排或两排可选地放置并定位多个组件。此外,组件中的每个可以配置成传送处于一致的频率范围内的振动。可选地,在其他变化形式中,不同的组件可以配置成在每个组件之间的不重叠的频率范围内振动。如上所提到的,每个变换器270、272、274、276可以为不同的频率响应编程或预置,使得每个变换器可以为不同的频率响应和/或传送最优化,以将相对高保真的声音传递至用户。此外,不同的变换器270、272、274、276中的每个还可以被编程,以指示由用户佩戴的麦克风所接收的声音的方向性的方式振动。例如,放置在用户口腔内的不同位置处的不同变换器可以通过提供声音或振动对列以告知用户在相对于用户定向的哪个方向上检测到声音来以指定的方式振动。例如,位于例如用户左侧牙齿上的第一变换器可以被编程,以便为了所检测到源于用户左侧的声音而振动。类似地,位于例如用户右侧牙齿上的第二变换器可以被编程,以便为了所检测到源于用户右侧的声音而振动。因为这些实施例旨在说明潜在的变化形式,所以可以使用其他的变化形式和对列。在其中一个或多个麦克风被放置在口腔内的位置中的变化形式中,如上所述,麦克风可以直接地集成至电子器件和/或变换器组件内。然而,在附加的变化形式中,麦克风单元可以放置在距离变换器组件一段距离处,以最小化反馈。在一个实施例中,类似于以上所示出的变化形式,麦克风单元282可以与电子器件和/或变换器组件280分离,如图27A和27B所示。在这种变化形式中,放置在牙龈表面268上或邻近牙龈表面268的麦克风单元282可以通过线264电连接。虽然变化形式说明了放置成邻近牙龈组织268的麦克风单元282,但是单元282可以放置在口内的另一牙齿或另一位置上。例如,图28说明了另一变化形式290,该另一变化形式290使用了连接一颗或多颗牙齿保持部分21、23的拱形物19,如上所述。然而,在这种变化形式中,麦克风单元294可以集成在从变换器组件292分离的拱形物19中或从变换器组件292分离的拱形物19上。穿过拱形物19定路线的一根或多根线296可以将麦克风单元294电连接至组件292。可选地,麦克风单元294与组件292可以彼此无线地耦合,而不使用线296,如上所述。在用于将麦克风从变换器组件分离的又一变化形式中,图29说明了另一变化形式,其中至少一个麦克风302(或可选地任意数量的附加麦克风304、306)可以放置在用户的口内,同时从电子器件和/或变换器组件300物理地分离。以这种方式,一个或可选地多个麦克风302、304、306可以以衰减或消除,如果存在的话来自变换器的反馈的方式无线地耦合至电子器件和/或变换器组件300。上述设备与方法的应用不限于治疗听力损失,而是可以包含任意数量的另外的治疗应用。此外,这种设备与方法可以应用至身体内的其他治疗部位。为实施本发明对于上述组件与方法的修改、如可行而做出的不同变化形式之间的组合,以及对于本领域的技术人员显而易见的本发明方面的变化形式都旨在属于权利要求的范围。
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