[发明专利]改进的可生物相容的换能器

说明书

本发明涉及可植入的可生物相容的换能器领域，特别是用于完全可植入助听器系统的换能器，以及实施这种换能器的后期植入操作。

目前存在对于体内或体外出现的刺激产生的电信号作出响应的可植入、可生物相容的换能器的需求。相应地存在响应电信号在体内实现机械作用的需求。这些可生物相容的换能器可用于心脏监视、药物导入、或其它具体功能。通过身体产生机械作用的可生物相容的、可植入的换能器可在助听器、可植入泵、瓣膜、或其它类电池供能的生物刺激中使用。由于植入后很难提供为换能器工作供电，所以非常希望需要极少电能的高效换能器。同样，非常希望以尽可能简单和可靠的方式控制这些微驱动器的工作，并且使任何不可生物相容的元件都与身体组织和液体完全隔离而不损害微驱动器的工作。

特别是对于助听器，尽管已有三十年的研制努力，应承认目前提供的换能器在助听方面欠尽人意。诸如助听器本身产生的声音中的失真、伴随佩戴助听器产生的不舒适感、及在社交场合的难堪之类的各种问题都是用户不满意中的重要因素。即使是本身在自由空间中具有低失真的极好的耳道内的助听器在使用时同样产生明显失真。这种失真，特别是在高声级的失真主要是由助听器的微音器和扬声器之间的正反馈产生的。通过下面的事实非常好地说明这种情况：如果一个具有完全正常听力的个人佩戴一个标准助听器，直到助听器佩戴者适应其人造假体为止，在相当长的时间间隔中不能分辨讲话。Mead C.Killion在1993年7月的美国听觉学学报上发表的题为″千毫安助听器：为听力损伤者呈现高保真的尝试″一文中描述了定做助听器性能特性以满足每个病人特殊的听力损伤的特有要求。

通常，衰老会产生不能由目前的助听器适当补偿的听力损伤。在大多数情况下，听力损伤通常出现在较高频率。为此，许多助听器增加高频增益以补偿听力损伤。然而，这种简单的技术不足以补偿高频听力损伤。来自助听器佩戴者的最多见的抱怨与不佩戴助听器的其它人相同：即在分辨诸如社会集会、晚会等之类的嘈杂的环境，助听器应为最具社会效用的讲话中是无能为力的。不能改善噪声和通常是讲话的有用信号之间的辨别率是严重限制目前助听器使用的重要问题。这种情况下，听力受损的人可以很清楚地听到声音信号，包括所希望的信号在内，但不能区别这些信号或理解它们。相反，完全可以理解，具有良好听力的人可在嘈杂环境中与其它人谈话。

辅音中出现的高频包含大量语言信息。对年老者而言，由于高频听力损伤，捕捉这些高频信号的能力降低，分辨噪声的效力减弱。结果是，为了在象晚会这样的嘈杂环境中捕获可理解的谈话，听力受损的人通常需要谈话的声级比周围的噪声等级高约10至15dB。相反，众所周知，具有良好听力的人可在嘈杂环境中与其它人谈话，即使环境的声级比讲话声级高10至15dB。虽然正常人在这种嘈杂环境中可能不会捕获所有声音，但是即使在识别率少到45％时也足以补充剩余信息。因此，在嘈杂环境中大脑提供非常敏捷的信息分辨率。不幸的是，大多数助听器将谈话声和噪声同样放大。目前的助听器不能改善分辨率令大多数人烦恼，并使70％听力受损的人最终或是放弃他的助听器，或是根本一个也不买。

实质上，除去助听器忠实地重现声音之外，所希望的是从周围的噪声中分辨有用的声音，虽然并不总是有把握可从噪声中优先区分出有用的声音。然而，已知的是两耳的听力帮助分辨声音。诸如对个人的频带有选择地应用复杂数字滤波技术的数字信号处理之类的其它方法可以改善讲话的分辨率。然而，这种数字信号处理是一个非常复杂的问题，目前其实施需要计算能力强大的数字信号处理器。然而，目前的处理器和与其相关部件不能足以小型化到在可植入助听器中使用的程度。此外，这种数字信号处理器消耗大量电能，超过了可为包括最少为三至五年电池替换间隔设计的植入电池的整个可植入助听器系统提供的电能。