波導耳的製作方法
2023-05-18 17:20:31
專利名稱：波導耳的製作方法
《波導耳》是將聲頻信號加到聚焦的超聲波束上，直接注入聽神經，從而使聽力語言障礙患者聽到(感覺到)周圍自然界的聲音，該發明屬於超聲助聽技術本發明的目的，是通過這一特製的新裝置為全國及至全世界數千萬聽力語言障者患者創造一個有聲的新世界。
由於創傷，中耳炎、病毒，以及年老耳蝸血管畏縮等原因造成聽下力降，輕度者可通過電子助聽器把聲頻信號放大或是將高音頻信號放大，可使患者的聽力得到提高或改善但是聽覺系統遭到嚴重破壞，上述方法就不會全部解決問題如藥物中毒內耳毛細胞對某些藥物的毒性敏感性強，如鏈黴素，卡那黴素，奎寧、水揚酸的其它抗生素 由於述路功能為毒素所影響，故可產生聽和前庭症狀。前庭神經和耳蝸神經的未稍纖毛，是聽覺神經的感音神經細胞，當它遭到藥物中毒後，可使纖毛倒伏或板結，嚴重者可累及神經幹和核，這樣就會使聽力嚴重喪失而且遭藥物中毒，造成耳全聾患者發病率很高，佔發病的70％以上，目前各國對上述患者都在探索新的治療方法，如埋置法，通過手術給患者的內耳埋置電極，此法對少數患者有一定效果，其不足處是手術難度大成功率不理想另一種方法是超聲骨導法，這種方法就是把調製的超聲信號，通過骨導振動前庭襄內的淋巴液，然後刺激第二聽覺區一前庭部分毛細胞 這種方法的弱點是患者辯別聲調困難。
能否用一種裝置使上述各種聽力障礙的患者完全恢復正常聽力呢，我們通過多年的研製，解決了這一難題，它完全取代了人的外耳，中耳和內耳，各種患者戴上《波導耳》都能感知到周圍的聲音 當然對於極少數患者——聽神經高位腫瘤患者，還是不奏效的《波導耳》的研製其理論，主要涉及醫學，物理學，和相關的電子學，它主要是根據，聽神經細胞具有電的和化學的傳遞信息的功能，利用電子訪真電路產生立體聲信號並通過特製的換能器，使聲頻信號加到聚焦的超聲波束上，再經過特製的聲阻抗匹配器，使聲頻信號，直接注入聽神經。
《波導耳》的任務是以如下方式完成的，首先是製作一個高效能集音器，接收來自自然界周圍的各種聲音該集音器是由壓電材料製成，然後它對一個高頻發生器進行立體調製，被調製的信號經過數字放大電路整形放大，去推動，帶動換能器的功率放大器，換能器發射聚焦的超聲波，通過聲阻抗匹配器，向耳蝸發射超聲波使聽神經感覺到聲音。
詳細描述圖(一)中(1)是一集音器，接收自然界各種聲音，它是由壓電晶片製成，該集音器，體積小效率高 圖(一)中(2)是將集音器接收的信號進行放大，並去驅電子訪真電路(3)，產生一個被調製的超聲波信號 然後調製信號再經過數字放大器整形放大(4)數字放大器電路持點是噪音小省電，可在低電壓下正常工作功率放大器(5)的輸出負載為特製的換能器 圖(二)它產生的超聲波束可直接穿過鼓膜，鼓室和骨壁透射到耳蝸鼓室是一個5-6mm厚的空腔，腔內充滿空氣，一般情況下超聲波束透過它時將全部反射，所以調製的超聲波不能直接射入耳蝸，患者也就聽不到聲音，本發明採取了四項措施，使調製的超聲波透射到耳蝸神經，螺旋器的基底上(一)造成聲波全反射的主要原因，就是換能器晶片的聲阻抗與空氣的聲阻抗相差甚遠，即Z1(晶片聲阻撫)＞＞Z2(空氣聲阻撫)，所以聲透射率D是很弱小的D130]]>所以通過阻抗匹配的辦法很難增大透射率，本發的明的壓電晶片，採取新的低聲阻抗材料，它比壓電陶瓷晶片阻抗低三十倍左右，這樣與空氣聲阻抗匹配容易實現(二)造成超聲波透射率低的原因除了聲阻抗差過大之外，還與聲反射界面的尺寸大小有關如果入射的聲波長與反射界面的尺寸比例係數達到最佳那麼聲波就可以順利的透到介質中去，(包括空氣)本發明就是根據患者的具體情況，年齡大小等細心調整，使入射波長與反射界面尺寸比例達最佳，系波提高聲透射射率(三)本發明採取的第三項技術措施是如下實現的超聲波通過雙界異質薄層時，可由下式求得異質薄層的透射率DD=11+14(m-1m)2Sin22nd]]>式中d為異質薄層的厚度，入表示超聲波在薄層中的波長，從上式可以看出，它是一周期性的函數，在一定範圍內有規律的變動，可求得極大值上述式適用任何介質，人體中d是一定的，只要適當調整，超聲頻率，就可得到極大透射率。
上述(二)(三)種方法說明，根據人的身體特點巧妙的調整換能器的有關參數，就可使超聲波直接射入到耳蝸中去。(四)換能器發射的聚焦超聲波束在射向內耳時首先通過的是外耳道，如何減少聲能的損失也是很重要的，其方法有兩個，一個是要有一個理想的聲阻抗匹配器如框圖(三)其公式是D=P1P2=2(Z1Z3+1)cos(k21)+j(Z1Z1+X2Z3)sin(k21)]]>它不僅實現聲阻抗匹配，而且要求必須適用人耳，表面柔軟耐磨，插入耳道後沒有空隙，我們製作的聲阻抗匹配器選擇低聲阻抗材料製成主體，外套一薄膜，內充填少量矽油，並抽成真空，另外一個辦法就是將換能器的晶片，直接固定在鼓膜上，使其成為一體，具體辦法是，首先是在功率放大器負載耦合處引出線、焊在換能器的晶片兩邊，然後再用粘接方法，使其固定在鼓膜上。
權利要求
1一個由換能器，驅動電路和聲阻抗匹配器組成的《波導耳》其特徵是，換能器是一個凹型聚焦晶片組成，焦距為2.2-4.5mm。驅動電路由高效集音器，立體聲調製電路和數字放大電路組成，還有充填外耳道的聲阻抗匹配器
2按權利要求(1)規定《波導耳》的凹型聚焦換能器，其特徵是由高分子聚合物製作成凹型晶片，其聲阻抗為壓電陶瓷的——工作頻率為30kc-800kc可調
3按權利要求(1)規定的《波導耳》其特徵是驅動電路，由高效集音器，接收周圍聲音，是用電壓電材做成，調製器是由電子訪真電路產生三維調製波
4按權利要求(1)規定的《波導耳》其特徵是聲阻抗匹配器以低聲阻抗材料製成主體，套有一個柔性的膜，其內有微量矽油，並抽成其空或者將晶片直接固定在鼓膜上
全文摘要
本發明公開了一種能使聽力語言障礙患者，清晰聽到(感覺到)自然界周圍各種聲音的裝置。《波導耳》通過超聲波把聲音注入到聽神經，它完全取代人的外耳、中耳、內耳，它適合各種原因造成的耳聾，除聽神經高位患有腫瘤者外，各種聽力障礙患者(包括全聾)戴上它，就象正常人一樣。該《波導耳》由最新的超聲壓電材料製成聚焦換能器，其各種參數是經過精心設計的，它還有與人體聽覺效應相一致的驅動電路和阻抗匹配器組為一體。
文檔編號H04R25/00GK1147190SQ95100259
公開日1997年4月9日 申請日期1995年1月25日 優先權日1995年1月25日
發明者張亨民, 張在剛 申請人:張在剛, 張亨民