[发明专利]应用于致命性冲击噪音及/或过压引致爆炸下的纳米耳科保护设备

说明书

相关申请案交叉参考

本申请案主张基于以下专利申请案的权利：由发明人Rick Rogers、BrendanClifford及Oldmixon Eben在2006年1月10日提出申请的美国临时专利申请案第60/757,673号，其名称为“Nano-Otologic Protective Equipment for Impact NoiseToxicity and/or Blass Overpressure Exposure”；以及由发明人Richard Rogers、BrendanClifford、Robert Westervelt、John Hutchinson及Howard Stone在2006年5月15日提出申请的美国临时专利申请案第60/747,246号，其名称为“Sound ApertureProtective Equipment for Impact Noise Toxicity and/or Blass Overpressure Exposure”。

上述前案以引用方式全文并入本文中。

技术领域

本发明涉及防止冲击后听力损伤的领域，且更具体而言，关于设计配戴于耳道中或固定至外耳上以阻止极度的冲击波损害听觉器官的物理装置。

背景技术

军事人员在战场上需要一种装置以于遭受过压爆炸时提供保护。通信是战力上独具重要性的条件。战斗单位作为一小组，必须能够立即对意料之外的作战意外事故作出反应。瞬时的不间断通信至关重要，且人们已付出了巨大努力来确保在战场上的各战术单位内及战术单位之间进行有效的、备用的通信。然而，人们忽视了此种通信网络的一重要方面—由爆炸造成的听力损失。受到爆炸伤害的前线部队目前有64％出现听力损失，此代表着当前有效作战力量的即刻降低，从而影响整个环节中最重要的要素—前线士兵。

500多年来，各个国家实体一直利用炸药进行战争。前线医疗资产、外科手术技术的提高以及冲击外伤治疗小组的成立已大幅减小了爆炸冲击的杀伤半径。使用单独的保护装备及防弹衣能减少爆炸范围内的肢解伤害及继发的四肢伤害，从而能够延长有效战力持续于战场上。在远离冲击区域上百米远的所谓听觉致残区(otologic disablement zone)中所遇到的听力损坏仍是尚未解决的战场发病率及战术伤残因素。

在接近目标的区域中，炸药可产生具有特定物理压力的高压冲击波，这些特定的物理压力不仅会使耳膜破裂、导致中耳小骨移位，而且会破坏最常用于人际沟通的特定频率范围中的内耳感觉细胞。此种严重的听力损失是由声波强度的骤然的脉冲升高所造成，此种骤然的脉冲升高是因靠近战场爆炸而产生的。此种损害是直接性的，且不可挽回。处于听觉致残区内的战士在爆炸之后除了不能对命令作出反应外，外表看不出任何听力受损的迹象。当被致残的小组成员不能对命令作出反应时，对战力资产的战场管理会连带受损。如此丧失单位凝聚力会妨碍实现任务目标。当战力处于此种受损情形时，会丧失宝贵的时间。

根据陆军外科總部的报告，受到爆炸伤害的士兵有64％出现听力损失，是迄今战场伤害中最高的一类，导致当前反恐战争中战力大幅缩减。2004年因战斗损伤引起听力损失的升高率是从20世纪中期开始有记录以来的最高值，这一时期例如包括二战、朝鲜战争、越南战争、对黎巴嫩的海上部署、海湾战争以及伊拉克自由行动(OIF)/持久自由军事行动(OEF)。

在2005年的听力保护效能调查中，在军事行动条件下，发现所有受试装置均将C加权峰值水平减弱至130分贝(dB)以下，远低于在OIF中所遭受的爆炸声音峰值。在实际中，这些装置仅将噪音减弱10-30dB。

与爆炸的接近程度比炸药量更重要。对从1到20kg TNT的传统炸弹爆炸范围进行的研究后，证实与爆炸的接近程度比炸药量更重要。在大于6米的距离处，受害者将可能不会受到致命伤害。在军事人员掩体中爆炸的SCUD导弹损伤了172个人的耳朵。在86个住院的伤者中，有76％存在鼓室穿孔。人们对与爆炸的距离进行了测量并用其建立估计波形的数学模型。在185dB(15 PSI)下，百分之五十的士兵将遭受鼓室穿孔。

中耳损坏(例如鼓膜穿孔)向来是耳蜗受损的迹象。此为一需要被考虑的重点。鼓膜可通过外科手术修复。然而，尚不存在用以修复耳蜗损坏的医疗/外科手术。