DE19859171A1 - Implantierbares Hörgerät mit Tinnitusmaskierer oder Noiser - Google Patents
Implantierbares Hörgerät mit Tinnitusmaskierer oder NoiserInfo
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Abstract
Teil- oder vollimplantierbares Hörgerät zur Rehabilitation einer Innenohrschwerhörigkeit, mit einem ein Audiosignal abgebenden Mikrofon (10), einer in einem audiosignalverarbeitenden, elektronischen Hörgerätepfad liegenden elektronischen Signalbearbeitungs- und Verstärkungseinheit (40, 50, 80, 140, 141), einem implantierbaren elektromechanischen Ausgangswandler (20) und einer Einheit (60) zur energetischen Versorgung des Implantates. Erfindungsgemäß ist das Hörgerät zur Rehabilitation eines Tinnitus mit einem elektronischen Modul (90, 140, 141) versehen, welches die zu einer Tinnitusmaskierung oder zu einer Noiserfunktion notwendigen Signale erzeugt und in den Audiosignalverarbeitungsweg des Hörimplantates einspeist.
Description
Seit kurzem sind teil- und vollimplantierbare Hörgeräte zur Rehabilitation eines Innenohr
schadens mit mechanischer Stimulation des geschädigten Innenohres auf dem Markt verfüg
bar oder befinden sich kurz vor der Markteinführung (Zeitschrift HNO 46: 844-852, 10-1998,
H.P. Zenner et al., "Erste Implantationen eines vollständig implantierbaren elektronischen
Hörsystems bei Patienten mit Innenohrschwerhörigkeit"; Zeitschrift HNO 46: 853-863, 10-
1998, H. Leysieffer et al., "Ein vollständig implantierbares Hörsystem für Innenohrschwer
hörige: TICA LZ 3001"; US-A-5 277 694; US-A-5 788 711; US-A-5 814 095; US-A-
5 554 096; US-A-5 624 376). Insbesondere bei vollimplantierbaren Systemen entfällt die
Sichtbarkeit des Systems, so daß neben den Vorteilen der hohen Klangqualität, des offenen
Gehörgangs und der vollen Alltagstauglichkeit von einer hohen zukünftigen Patienten
akzeptanz ausgegangen werden kann.
Viele Patienten mit einem Innenohrschaden leiden zusätzlich unter zeitweise auftretenden
oder permanenten Ohrgeräuschen (Tinnitus), die operativ nicht behebbar sind und gegen die
bis heute keine zugelassenen medikamentösen Behandlungsformen existieren. Daher sind
sogenannte Tinnitus-Maskierer bekannt (WO-A-90/07251); dies sind kleine, batteriebetrie
bene Geräte, die ähnlich einem Hörgerät hinter oder im Ohr getragen werden und durch arti
fizielle Schalle, die zum Beispiel über einen Hörgeräte-Lautsprecher in den Gehörgang abge
strahlt werden, den Tinnitus auf psychoakustisch wirkende Weise verdecken ("maskieren")
und das störende Ohrgeräusch so möglichst unter die Wahrnehmungsschwelle absenken. Die
artifiziellen Schalle sind häufig Schmalbandgeräusche (zum Beispiel Terzrauschen), die in
ihrer spektralen Lage und ihrem Lautstärkepegel über ein Programmiergerät einstellbar sind,
um eine möglichst optimale Anpassung an die individuelle Ohrgeräuschsituation zu ermögli
chen. Darüberhinaus existiert seit kurzem die sogenannte "Retraining-Methode", wobei durch
die Kombination eines mentalen Trainingsprogrammes und die Darbietung eines breitbandi
gen Schalles (Rauschen) nahe der Ruhehörschwelle die Wahrnehmbarkeit des Tinnitus eben
falls weitgehend unterdrückt werden soll. Diese Geräte werden auch als "Noiser" bezeichnet
(Zeitschrift "Hörakustik" 2/97, Seiten 26 und 27).
Bei beiden oben genannten Methoden zur apparativen Therapie des Tinnitus sind hörgeräte
ähnliche, technische Geräte außen am Körper im Ohrbereich sichtbar mitzuführen, die den
Träger stigmatisieren und daher nicht gerne getragen werden.
Aus US-A-S 795 287 ist ein implantierbarer Tinnitusmaskierer mit "Direktantrieb" ("direct
drive") des Mittelohres zum Beispiel über einen an die Ossikelkette angekoppelten elektro
mechanischen Wandler bekannt. Dieser direkt gekoppelte Wandler kann vorzugsweise ein
sogenannter "Floating Mass Transducer" (FMT) sein. Dieser FMT entspricht dem aus US-A-
5 624 376 bekannten Wandler für implantierbare Hörgeräte. In US-A-5 795 287 wird insbe
sondere eindeutig der Begriff "direct drive" beschrieben: hierunter sind explizit nur die
Ankopplungsarten an das Innenohr zum Zweck der Tinnitusmaskierung zu verstehen, die
mechanischen Charakter haben, also direkte mechanische Wandlerankopplungen an ein Ossi
kel des Mittelohres wie zum Beispiel durch den FMT-Wandler sowie auch luftspaltgekop
pelte elektromagnetische Wandler wie zum Beispiel in US-A-5 015 225 beschrieben.
In der US-A-5 795 287 werden ausschließlich der Tinnitusmaskierung dienende implantier
bare Systeme beschrieben, die auf der Basis direkter mechanischer Stimulation des Innen
ohres mit maskierenden Signalformen den Tinnitus verdecken sollen. Da jedoch, wie oben
beschrieben, ein Innenohrgeräusch sehr häufig simultan mit einem nicht operablen Innenohr
schaden auftritt, müssen bei dem Träger des aus der US-A-5 795 287 bekannten Implantates
zusätzlich technisch-apparative Maßnahmen ergriffen werden, um den Innenohrschaden zu
rehabilitieren. Dies ist nur durch die zusätzliche Applikation eines Hörgerätes konventioneller
Bauart, das heißt, ein außen am Körper zu tragendes Hörgerät mit akustischer Stimulation
des Trommelfells, möglich. Insbesondere kommt dabei weder ein teil- noch ein vollimplan
tierbares System in Frage, da solche Systeme ebenfalls eine mechanische Ankopplung an eine
geeignete Mittelohrstruktur zur mechanischen Stimulation des Innenohres erfordern; eine
derartige, simultane Applikation zweier unterschiedlicher Implantate, die ihren aktorischen
Stimulus prinzipiell am gleichen Zielort abgeben müssen, ist operativ und technisch kaum
sinnvoll; sie bringt darüberhinaus weitere, erhebliche klinische Risiken mit sich.
Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, die genannten Krankheitsbilder eines
Innenohrschadens und eines Tinnitus im Falle gleichzeitigen Auftretens unter Vermeidung der
vorstehend skizzierten Mängel einfacher und wirkungsvoller zu therapieren.
Ausgehend von einem teil- oder vollimplantierbaren Hörgerät zur Rehabilitation einer
Innenohrschwerhörigkeit, mit einem ein Audiosignal abgebenden Mikrofon, einer in einem
audiosignalverarbeitenden, elektronischen Hörgerätepfad liegenden elektronischen
Signalbearbeitungs- und Verstärkungseinheit, einem implantierbaren elektromechanischen
Ausgangswandler und einer Einheit zur energetischen Versorgung des Implantates, wird diese
Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Hörgerät zur Rehabilitation eines Tinnitus
mit einem elektronischen Modul versehen ist, welches die zu einer Tinnitusmaskierung oder
zu einer Noiserfunktion notwendigen Signale erzeugt und in den
Audiosignalverarbeitungsweg des Hörimplantates einspeist.
Das Hörgerät nach der Erfindung gestattet es, mit einem einzigen aktiven, mindestens
teilimplantierbaren System nicht nur Innenohrschäden, sondern zugleich und zusätzlich auch
einen Tinnitus zu therapieren. Eine Stigmatisierung des Patienten durch sichtbare externe
Geräteteile wird im Falle eines teilimplantierbaren Simultantherapiesystem klein gehalten, und
sie ist bei einem vollimplantierbaren Gerät ganz vermieden. Der für die mindestens teilweise
Implantation des Kombinationsgerätes erforderliche chirurgische Eingriff und damit
verbundene Restrisiken gehen nicht über das hinaus, was bei einem mindestens teilweise
implantierbaren Nur-Hörgerät oder bei einem mindestens teilweise implantierbaren Nur-
Tinnitusmaskierer ohnehin in Kauf zu nehmen ist.
Als implantierbarer elektromechanischer Ausgangswandler eignet sich insbesondere ein
Wandler gemäß US-A-5 277 694, das heißt ein Wandler, bei dem eine Wand des
Wandlergehäuses als schwingfähige Membran ausgeführt ist, die zusammen mit einer auf der
Membraninnenseite aufgebrachten piezoelektrischen Keramikscheibe ein elektromechanisch
aktives Heteromorph-Verbundelement darstellt.
Eine weitere für die vorliegenden Zwecke geeignete Wandlerbauart ist in der älteren DE-
Patentanmeldung 198 40 212 beschrieben. Dabei handelt es sich um eine Wandleranordnung
für teil- oder vollimplantierbare Hörgeräte zur direkten mechanischen Anregung des Mittel-
oder Innenohres, die mit einem am Implantationsort mit Bezug auf den Schädel fixierbaren
Gehäuse und einem mit Bezug auf das Gehäuse beweglichen, mechanisch steifen
Koppelelement versehen ist, wobei in dem Gehäuse ein elektromechanischer Wandler
untergebracht ist, mit dem sich das Koppelelement in Schwingungen versetzen läßt, die nach
erfolgter Implantation der Wandleranordnung auf ein Mittelohr-Ossikel oder direkt auf das
Innenohr übertragen werden. Der elektromechanische Wandler ist als
Elektromagnetanordnung ausgebildet, die ein mit Bezug auf das Wandlergehäuse fixiertes
Bauteil, insbesondere eine Ringspule, sowie ein schwingfähiges Bauteil, vorzugsweise in
Form eines in eine Mittelöffnung der Ringspule eintauchenden Dauermagnetstifts, aufweist,
welches mit dem Koppelelement derart in Verbindung steht, daß Schwingungen des
schwingfähigen Bauteils auf das Koppelelement übertragen werden.
Vorteilhaft ist aber auch ein Wandler der in der älteren DE-Patentanmeldung 198 40 211
beschriebenen Art. Dabei handelt es sich um einen Wandler für teil- oder vollimplantierbare
Hörgeräte zur direkten mechanischen Anregung des Mittel- oder Innenohres, der mit einem
am Implantationsort fixierbaren Gehäuse und einem mit Bezug auf das Gehäuse beweglichen,
mechanisch steifen Koppelelement versehen ist, wobei in dem Gehäuse ein piezoelektrisches
Element untergebracht ist, mit dem sich das Koppelelement in Schwingungen versetzen läßt,
die nach erfolgter Implantation des Wandlers auf ein Mittelohr-Ossikel oder direkt auf das
Innenohr übertragen werden, und wobei in dem Gehäuse ferner eine
Elektromagnetanordnung vorgesehen ist, die ein mit Bezug auf das Gehäuse fixiertes Bauteil
sowie ein schwingfähiges Bauteil aufweist, welches mit dem Koppelelement derart in
Verbindung steht, daß Schwingungen des schwingfähigen Bauteils auf das Koppelelement
übertragen werden. Ein solcher Wandler hat den Vorteil, daß der Frequenzgang des Wandlers
sowohl gegenüber rein piezoelektrischen als auch gegenüber rein elektromagnetischen
Systemen verbessert werden kann, so daß ein adäquater Höreindruck bei ausreichendem
Lautstärkepegel ermöglicht wird. Insbesondere kann ein weitgehend ebener Frequenzgang
der Auslenkung des Koppelelements in einem weiten Frequenzband bei ausreichend hohen
Stimulationspegeln und geringer Leistungsaufnahme verwirklicht werden.
Bei dem Hörgerät nach der Erfindung sind vorzugsweise patientenspezifische
Signalparameter für die Tinnitusmaskierung oder Noiserfunktion mittels einer elektronischen
Einheit an die Erfordernisse und pathologischen Bedürfnisse des Patienten individuell
anpaßbar.
Die elektronische Signalbearbeitungs- und Verstärkungseinheit weist zweckmäßig einen dem
Mikrofon nachgeschalteten Verstärker, eine mit dem Ausgangssignal des Verstärkers
beaufschlagte audiologische Signalbearbeitungsstufe und einen dem elektromechanischen
Ausgangswandler vorgeschalteten Treiberverstärker auf. Dabei kann vorteilhaft das
elektronische Modul mit einer Signalgeneratoranordnung zum Generieren der für die
Tinnitusmaskierung oder die Noiserfunktion notwendigen Signale und einem zwischen die
Signalbearbeitungsstufe und den Treiberverstärker geschalteten Summierglied versehen sein,
über das dem Treiberverstärker sowohl das Ausgangssignal der audiologischen Signalbear
beitungsstufe als auch das Ausgangssignal der Signalgeneratoranordnung zugehen.
Entsprechend einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung kann aber auch als
audiologische Signalbearbeitungsstufe ein digitaler Signalprozessor vorgesehen sein, der
sowohl für die Aufbereitung des Audiosignals als auch für die Erzeugung der zur Tinnitus
maskierung oder Noiserfunktion notwendigen Signale und für die Zusammenfassung der
letztgenannten Signale mit dem Audiosignal ausgelegt ist. In einem solchen Fall sind
zweckmäßig dem Signalprozessor ein Analog-Digital-Wandler vor- und ein Digital-Analog-
Wandler nachgeschaltet.
Der Digital-Analog-Wandler und der Treiberverstärker können in einem Modul zusammen
gefaßt sein.
Der Signalprozessor ist vorzugsweise mit einem Datenspeicher zum Einspeichern von
patientenspezifischen, audiologischen Anpaßparametern und/oder von Parametern für die
Erzeugung der Signale für die Tinnitusmaskierung oder die Noiserfunktion ausgestattet.
Zum Steuern mindestens eines Teils der und vorzugsweise aller signalverarbeitenden
und/oder -erzeugenden Stufen kann vorteilhaft ein Mikrokontroller vorgesehen sein, der
zweckmäßig einen Datenspeicher zum Einspeichern von patientenspezifischen,
audiologischen Anpaßparametern und/oder von Betriebsparametern der Signalgenerator
anordnung aufweist.
Der Signalprozessor kann aber auch selbst für des Steuern mindestens eines Teils der und
vorzugsweise aller signalverarbeitenden und/oder -erzeugenden Stufen ausgelegt sein.
Zur Dateneingabe in den Datenspeicher eignet sich eine Telemetrieeinheit, die mit einem
externen Programmiersystem drahtlos oder drahtgebunden kommuniziert.
Wenn das Hörgerät vollimplantierbar ausgebildet ist, sind vorzugsweise die in dem
elektronischen Hörgerätepfad liegende Signalbearbeitungs- und Verstärkungseinheit, das
elektronische Modul zur Erzeugung und Einspeisung der für die Tinnitusmaskierung oder die
Noiserfunktion notwendigen Signale und die Telemetrieeinheit als Elektronikmodul,
zweckmäßig zusammen mit der Energieversorgungseinheit, in einem hermetisch dichten und
biokompatiblen Implantatgehäuse untergebracht. Dabei ist vorteilhaft das Elektronikmodul
über eine Implantatleitung mit einem in der hinteren Gehörgangswand subkutan
implantierbaren Mikrofon und über eine implantierbare Leitung mit dem elektromechanischen
Ausgangswandler verbunden. Diese Verbindung kann fest oder lösbar ausgebildet sein. Für
eine lösbare Verbindung eignet sich insbesondere eine Steckverbindung, wie sie in US-A-
5 755 743 im einzelnen erläutert ist. Eine solche Verbindungsanordnung weist mindestens
einen ersten Kontakt, mindestens einen auf einem elastischen Körper gelagerten zweiten
Kontakt und einen Verschlußmechanismus zum Ineingriffbringen der Stirnfläche des ersten
Kontakts mit der Stirnfläche des zweiten Kontakts auf, wobei der erste Kontakt von
mindestens einem Dichtungssteg umgeben ist, der bei einem Eingriff der Kontakte in den
elastischen Körper eingepreßt ist und die Kontakte nach außen hin abdichtet.
Der Ausgangswandler ist vorzugsweise über ein Koppelelement mit einem Ossikel der
Mittelohrkette zur Übertragung der ausgangsseitigen mechanischen Wandlerschwingungen
koppelbar. Dafür eignen sich insbesondere Lösungen der in US-A-5 277 694 und in der
älteren DE-Patentanmeldung 197 38 587.7 beschriebenen Art. Dabei kann vorteilhaft ein
aktiv schwingfähiges Teil des Ausgangswandlers mit einer Koppelstange mechanisch fest
verbunden sein, die über ein Koppelelement an ein Teil der Ossikelkette angekoppelt wird.
Zum Einstellen der Relativlage von Koppelstange und Koppelelement und zum Fixieren
dieser Elemente in der eingestellten Relativlage ist vorzugsweise das Koppelelement
mindestens im Fixierbereich hülsenförmig ausgebildet und mittels eines Crimpwerkzeugs
plastisch kaltverformbar ist, während die Koppelstange mindestens im Fixierbereich
stabförmig ausgebildet, mit rauher Oberfläche versehen und unter dem Einfluß der mittels des
Crimpwerkzeugs ausgeübten Crimpkraft nicht plastisch kaltverformbar ist, wobei im fixierten
Zustand der hülsenförmige Teil des Koppelelements durch die Crimpkraft kaltfließend
verformt auf dem stabförmigen Teil der Koppelstange spielfrei und dauerhaft befestigt ist.
Das von dem Ausgangswandler abliegende Ende der Koppelstange kann aber auch in eine
Bohrung eines Teils der Ossikelkette eingesteckt und dort festgelegt sein.
Ferner kann der Ausgangswandler auch so ausgelegt sein, daß er über einen Luftspalt an die
Ossikelkette oder das Innenohr ankoppelbar ist, wie dies im einzelnen in der US-A-5 015 225
beschrieben ist.
Zu einem vollimplantierbaren Hörgerät gehört in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ein
externes System zum transkutanen Übermitteln von patientenindividuellen Hörgeräte- und
Tinnitusmaskierer- oder Noiser-Programmierdaten an die implantatseitige Telemetrieeinheit.
Als Energieversorgungseinheit kommen insbesondere eine Primärbatterie oder ein
sekundäres, wiederaufladbares Element, das heißt ein nachladbarer Akkumulator, in Betracht.
Im letztgenannten Fall ist vorzugsweise die Telemetrieeinheit zusätzlich als Energie
empfangsschaltung zur implantatseitigen Bereitstellung von Nachladeenergie für die Energie
versorgungseinheit ausgebildet, während das externe System zugleich als Ladegerät
aufgebaut ist. Dafür eignen sich insbesondere ein Ladesystem der aus US-A-S 279 292
bekannten Art oder Anordnungen, wie sie in den älteren DE-Patentanmeldungen
198 37 913.7 und 198 38 137.9 beschrieben sind.
Zweckmäßig ist auch eine portable Fernbedienungseinheit zum Einstellen oder Verändern
von Hörgeräte- und Tinnitusmaskierer- oder Noiserfunktionen vorgesehen.
Bei einem teilimplantierbaren Gerät weist vorzugsweise ein Implantatteil zusätzlich zu dem
Ausgangswandler eine Energie- und Signalempfangsschnittstelle sowie ein zwischen die
Empfangsschnittstelle und den Ausgangswandler geschaltetes elektronisches System mit für
die Energieversorgung und Datenregenerierung erforderlichen Komponenten auf, und ein
externer Systemteil umfaßt das Mikrofon, ein Elektronikmodul mit der im Hörgerätepfad
liegenden Signalbearbeitungseinheit und dem elektronischen Modul zur Erzeugung und
Einspeisung der für die Tinnitusmaskierung oder die Noiserfunktion notwendigen Signale,
eine Treibereinheit und eine an den Ausgang der Treibereinheit angeschlossene Energie- und
Signalsendeschnittstelle.
Zu dem teilimplantierbaren Hörgerät gehört vorzugsweise ferner ein externes System zum
Übermitteln von patientenindividuellen Hörgeräte- und Tinnitusmaskierer- oder Noiser-
Programmierdaten an das Elektronikmodul des externen Systemteils.
Nachfolgend sind vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnun
gen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen vollimplantierbaren
Hörgerätes;
Fig. 2 und 3 Blockschaltbilder von abgewandelten Ausführungsformen des vollim
plantierbaren Hörgerätes;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines vollimplantierbaren Hörgerätes
im implantierten Zustand; und
Fig. 5 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen teilimplantierbaren Hör
gerätes.
Das Implantatsystem gemäß Fig. 1 weist ein Mikrofon 10 auf, mittels dessen das Schallsignal
aufgenommen und in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, das in einem Verstärker 40
vorverstärkt wird. Dieses vorverstärkte Signal wird in einer audiologischen Signalbearbei
tungsstufe 50 (AP: "Audio Prozessor") weiterbearbeitet. Diese Stufe kann alle bekannten, bei
modernen Hörgeräten üblichen Komponenten wie Filterstufen, automatische Verstärkungsre
gelungen, Störsignalunterdrückungseinrichtungen und so weiter enthalten. Dieses bearbeitete
Signal wird einem Summationsglied 70 zugeführt.
Weitere Eingänge des signalzusammenfassenden Elementes 70 sind der oder die Ausgänge
eines oder mehrerer Signalgeneratoren 90 (SGl bis SGn), der oder die die Signale generieren,
die zur Tinnitusmaskierung oder Noiserfunktion erforderlich sind. Dies können in an sich
bekannter Weise einzelne Sinussignale, Schmalbandsignale, breitbandige Signale und derglei
chen sein, deren spektrale Lage, Pegel- und Phasenverhältnisse zueinander einstellbar sind.
Das durch die Stufe 50 bearbeitete Audiosignal wird zusammen mit dem oder den Maskierer
beziehungsweise Noiser-Signalen des oder der Generatoren 90 einem Treiberverstärker 80
zugeführt, der einen elektromechanischen Wandler 20 ansteuert. Der Wandler 20 stimuliert
das geschädigte Innenohr durch direkte mechanische Kopplung über ein Koppelelement 21 an
ein Mittelohrossikel oder über eine Luftspaltkopplung bei zum Beispiel elektromagnetischen,
implantierbaren Wandlern. Die Signalbearbeitungskomponenten 40, 50, 80 und die Generato
ren 90 werden durch einen Mikrokontroller 100 (µC) mit zugehörigem Datenspeicher (S)
gesteuert. In dem Speicherbereich S können insbesondere patientenspezifische, audiologische
Anpaßparameter sowie die individuellen Betriebsparameter der Signalgeneratoren 90 zur
Tinnitusmaskierung oder Noiserfunktion abgelegt sein. Diese individuellen, programmierba
ren Daten werden dem Kontroller 100 über eine Telemetrieeinheit 110 (T) zugeführt. Diese
Telemetrieeinheit 110 kommuniziert drahtlos oder drahtgebunden bidirektional mit einem
externen Programmiersystem 120 (PS).
Alle elektronischen Komponenten des Systems werden bis auf das Programmiersystem 120
durch eine primäre oder eine nachladbare sekundäre Batterie 60 mit elektrischer Betriebs
energie versorgt.
Insbesondere bei einem vollimplantierbaren System bietet es sich an, alle beschriebenen elek
tronischen signalver- und bearbeitenden Schaltungsteile sowie die Steuerungskomponenten
und die Energieversorgung in einem Modul 30 zusammenzufassen; dies ist in Fig. 1 durch die
strichpunktierte Linie angedeutet. An dieses Signalmodul 30 werden implantatseitig lediglich
das Mikrofon 10 und der elektromechanische Wandler 20 über entsprechende Leitungen 61
beziehungsweise 59 fest oder gegebenenfalls über implantierbare Steckverbindungen ange
schlossen.
In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform des elektronischen Signalmoduls 30 dargestellt.
Das Signal des Mikrofons 10 wird in dem Verstärker 40 vorverstärkt und mittels eines Ana
log-Digital-Wandlers 130 (A/D) in ein digitales Signal verwandelt, das einem digitalen
Signalprozessor 140 (DSP) mit einem Datenspeicherbereich S zugeführt wird. Der Signal
prozessor 140 übernimmt prinzipiell zwei Aufgaben: einerseits wird wie in volldigitalen Hör
geräten üblich das Audiosignal den beschriebenen Signalbearbeitungsmethoden für eine
Rehabilitation eines Innenohrschadens entsprechend aufbereitet. Andererseits werden in dem
Signalprozessor 140 die Signalgeneratoren digital oder softwaremäßig realisiert, die die zur
Maskierung des Tinnitus beziehungsweise zur Erzielung einer Noiser-Funktion erforderlichen
Signale erzeugen. Die Zusammenfassung dieser digitalen Maskierer- beziehungsweise Noiser
signale und des bearbeiteten und verstärkten Audiosignals erfolgt ebenfalls in dem Signalpro
zessor 140. Das digitale Ausgangssignal des Signalprozessors 140 wird in einem Digital-
Analog-Wandler 150 (D/A) in ein analoges Signal rückgewandelt und über den Treiberver
stärker 80 dem elektromechanischen Wandler 20 zugeführt.
Der D/A-Wandler 150 und der Treiberverstärker 80 können, wie in Fig. 2 durch einen Block
81 angedeutet ist, in einem Modul zusammengefasst sein. Dies ist insbesondere in dem Fall
vorzuziehen, in dem als Wandler 20 ein elektromagnetisches System verwendet wird und in
dem Ausgangssignal des Signalprozessors 140 die Signalinformation durch Pulsweitenmodu
lation enthalten ist, so daß die für die Rückwandlung in ein Analogsignal erforderliche zeitli
che Integration direkt von dem Wandler 20 übernommen wird.
Alle Signalverarbeitungskomponenten werden durch einen Mikrokontroller 100 (µC) mit
zugehörigem Datenspeicher (S) gesteuert. In dem Speicherbereich S des Mikrokontrollers
100 können insbesondere patientenspezifische, audiologische Anpaßparameter sowie die
individuellen Betriebsparameter der in den Signalprozessor 140 integrierten Signalgenerato
ren zur Tinnitusmaskierung beziehungsweise Noiserfunktion abgelegt sein. Diese individuel
len, programmierbaren Daten werden dem Kontroller 100 über eine Telemetrieeinheit 110
(T) zugeführt. Diese Telemetrieeinheit 110 kommuniziert drahtlos oder drahtgebunden bidi
rektional mit einem externen Programmiersystem 120 (PS). Alle elektronischen Komponen
ten des Systems werden bis auf das Programmiersystem 120 durch die primäre oder sekun
däre Batterie 60 mit elektrischer Betriebsenergie versorgt.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 2 im wesentli
chen nur dadurch, daß ein Signalprozessor 141 vorgesehen ist, der auch die Funktionen des
Mikrokontrollers 100 gemäß Fig. 2 übernimmt. Dabei werden die patientenspezifischen
Daten der Audiosignalbearbeitung sowie der Tinnitusmaskierung beziehungsweise Noiser
funktion dann ebenfalls in dem Datenspeicherbereich S des Signalprozessors 141 abgelegt.
In Fig. 4 ist eine mögliche vollimplantierbare Ausführungsform gemäß Fig. 1, Fig. 2 oder
Fig. 3 schematisch dargestellt. In einem hermetisch dichten und biokompatiblen Implantatge
häuse 56 ist ein Elektronikmodul 31 (ohne Batterie dargestellt) untergebracht, das bis auf das
Fehlen der Batterie dem Modul 30 der Fig. 1, 2 und 3 entspricht. Weiterhin enthält das
Gehäuse 56 die Batterie 60 zur elektrischen Versorgung des Implantates sowie die Teleme
trieeinrichtung 110. Das Mikrofon 10 ist vorzugsweise in der aus US-A-5 814 095 bekannten
Weise, gegebenenfalls unter Verwendung des in der älteren DE-Patentanmeldung
197 52 447.8 beschriebenen Fixationselements, in der hinteren Gehörgangswand subkutan
implantiert. Das Mikrofon 10 nimmt den Schall auf und wandelt ihn in ein elektrisches Signal
um, das über die Implantatleitung 61 dem Elektronikmodul 31 in dem Gehäuse 56 zugeführt
wird. Das audiologisch bearbeitete und verstärkte Signal, dem entsprechende Tinnitusmaskie
rer- beziehungsweise Noiser-Signale durch die elektronische Einheit 31 beigefügt sind,
gelangt über die implantierbare Leitung 59 zu dem elektromechanischen Wandler 20. Dieser
Wandler 20 ist im vorliegenden Beispiel als direktgekoppeltes System dargestellt, das heißt,
die ausgangsseitigen mechanischen Schwingungen des Wandlers 20 werden über ein geeig
netes Koppelelement 21 direkt an ein Ossikel der Mittelohrkette gekoppelt, im dargestellten
Fall an den Amboß 62. Vorzugsweise geschieht dies in der an sich aus US-A-5 277 694 und
US-A-5 788 711 bekannten Weise. Die dort eingekoppelten Wandlerschwingungen gelangen
über die Ossikelkette zum Innenohr und rufen dort den entsprechenden Höreindruck hervor.
Weiterhin ist in Fig. 4 das externe Programmiersystem 120 dargestellt, mit dem wie beschrie
ben die patientenindividuellen Hörgeräte- und Tinnitusmaskierer- beziehungsweise Noiser
daten transkutan durch die geschlossene Haut 57 an die implantatseitige Telemetrieeinheit
110 übermittelt werden. Dazu dient ein Sendekopf 121, der zur (bidirektionalen) Datenüber
mittlung über das Implantat gebracht wird und zum Beispiel auf induktivem Weg die Daten
transferiert. Ist die Batterie 60 im Implantatgehäuse 56 ein sekundäres, wiederaufladbares
Element, kann die Einheit 110 auch eine Energieempfangsschaltung zur implantatseitigen
Bereitstellung von Nachladeenergie sein. Dann ist das externe System 120 mit dem Sende
kopf 121 ein zum Beispiel portables, drahtloses Ladegerät. Dabei können vorzugsweise
Anordnungen vorgesehen werden, wie sie an sich aus US-A-5 279 292 bekannt beziehungs
weise in den älteren DE-Patentanmeldungen 198 37 913.7 und 198 38 137.9 näher erläutert
sind. Weiter ist eine portable Fernbedienungseinheit 65 dargestellt, mit der der Patient
wesentliche Hörgeräte- und Tinnitusmaskierer- beziehungsweise Noiserfunktionen einstellen
beziehungsweise verändern kann.
In Fig. 5 ist ein teilimplantierbares System schematisch veranschaulicht. Dabei ist der implan
tierbare Teil als Teilsystem 220 dargestellt und der externe, außen am Körper zu tragende
Teil als Block 210. Die externe Einheit 210 enthält das Mikrofon 10, eine Signalverarbei
tungseinheit 30 und eine Treibereinheit 160, die die erzeugten Signale und Betriebsenergie für
den Implantatteil zum Beispiel über eine Sendespule 170 induktiv und transkutan durch die
geschlossene Haut 180 an den implantierten Systemteil 220 übermittelt. Diese Übertragungs
art entspricht der Übertragung bei bekannten, teilimplantierbaren Cochlea-Implantaten bezie
hungsweise teilimplantierbaren Hörgeräten oder teilimplantierbaren Tinnitusmaskierern (siehe
unter anderem US-A-4 741 339, EP-B-0 572 382, US-A-5 795 287). Die elektronische
Einheit 30 des externen Systemteils 210 enthält alle erforderlichen elektronischen Kompo
nenten zur Hörgerätesignalverarbeitung und Tinnitusmaskierung beziehungsweise Noiser
funktion, wie sie zum Beispiel anhand der Fig. 1 bis 3 erläutert sind. Die individuelle Pro
grammierung des externen Systems mit patientenspezifischen Hörgeräte- und Tinnitusmaskie
rer- beziehungsweise Noiserdaten erfolgt über das Programmiersystem 120, das wie bei
konventionellen Hörgeräten üblich in diesem Fall drahtgebunden an die elektronische Einheit
30 gekoppelt wird. Implantatseitig umfaßt das System 220 eine Energie- und Signal
empfangsschnittstelle, im dargestellten Fall eine induktive Empfangsspule 190. Das elektro
nische System 200 enthält alle zur Energieversorgung und Datenregenerierung erforderlichen
Komponenten wie Demodulatoren und Treiberschaltungen für den elektromechanischen
Wandler 20.
10
Mikrofon
20
elektromechanischer Wandler
21
Koppelelement
30
Signalverarbeitungseinheit
31
Elektronikmodul
40
Verstärker
50
audiol. Signalbearbeitungsstufe
56
Implantatgehäuse
57
Haut
59
Leitung
60
Batterie
61
Implantatleitung
62
Amboß
70
Summationsglied
80
Treiberverstärker
81
Modul
90
Signalgenerator
100
Mikrokontroller
110
Telemetrieeinheit
120
externes Programmiersystem
121
Sendekopf
130
Analog-Digital-Wandler
140
Signalprozessor
141
Signalprozessor
150
Digital-Analog-Wandler
160
Treibereinheit
170
Sendespule
180
Haut
190
Empfangsspule
200
elektronisches System
210
externe Einheit
220
implantierbares Teilsystem
Claims (23)
1. Teil- oder vollimplantierbares Hörgerät zur Rehabilitation einer
Innenohrschwerhörigkeit, mit einem ein Audiosignal abgebenden Mikrofon (10),
einer in einem audiosignalverarbeitenden, elektronischen Hörgerätepfad liegenden
elektronischen Signalbearbeitungs- und Verstärkungseinheit (40, 50, 80, 140, 141),
einem implantierbaren elektromechanischen Ausgangswandler (20) und einer
Einheit (60) zur energetischen Versorgung des Implantates, dadurch
gekennzeichnet, daß das Hörgerät zur Rehabilitation eines Tinnitus mit einem
elektronischen Modul (90, 140, 141) versehen ist, welches die zu einer
Tinnitusmaskierung oder zu einer Noiserfunktion notwendigen Signale erzeugt und
in den Audiosignalverarbeitungsweg des Hörimplantates einspeist.
2. Hörgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß patientenspezifische
Signalparameter für die Tinnitusmaskierung oder Noiserfunktion mittels einer
elektronischen Einheit (100) an die individuellen Erfordernisse des Patienten
anpassbar sind.
3. Hörgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische
Signalbearbeitungs- und Verstärkungseinheit einen dem Mikrofon (10) nachge
schalteten Verstärker (40), eine mit dem Ausgangssignal des Verstärkers (40)
beaufschlagte audiologische Signalbearbeitungsstufe (50, 140) und einen dem
elektromechanischen Ausgangswandler (20) vorgeschalteten Treiberverstärker (80)
aufweist.
4. Hörgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Modul
eine Signalgeneratoranordnung (90) zum Generieren der für die Tinnitusmaskierung
oder die Noiserfunktion notwendigen Signale und ein zwischen die Signalbe
arbeitungsstufe (50) und den Treiberverstärker (80) geschaltetes Summierglied (70)
aufweist, über das dem Treiberverstärker (80) sowohl das Ausgangssignal der
audiologischen Signalbearbeitungsstufe (50) als auch das Ausgangssignal der
Signalgeneratoranordnung (90) zugehen.
5. Hörgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als audiologische
Signalbearbeitungsstufe ein digitaler Signalprozessor (140, 141) vorgesehen ist, der
sowohl für die Aufbereitung des Audiosignals als auch für die Erzeugung der zur
Tinnitusmaskierung oder Noiserfunktion notwendigen Signale und für die
Zusammenfassung der letztgenannten Signale mit dem Audiosignal ausgelegt ist.
6. Hörgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Signalprozessor
(140, 141) ein Analog-Digital-Wandler (130) vorgeschaltet ist und ein Digital-
Analog-Wandler (150) nachgeschaltet ist.
7. Hörgerät nach Ansprüchen 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Digital-
Analog-Wandler (150) und der Treiberverstärker (80) in einem Modul
zusammengefaßt sind.
8. Hörgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Signalprozessor (140, 141) einen Datenspeicher (S) zum Einspeichern von
patientenspezifischen, audiologischen Anpaßparametern und/oder von Parametern
ihr die Erzeugung der Signale für die Tinnitusmaskierung oder die Noiserfunktion
aufweist.
9. Hörgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens ein Teil der signalverarbeitenden und/oder -erzeugenden Stufen (40, 50,
80, 90, 130, 140, 150) mittels eines Mikrokontrollers (100) gesteuert ist.
10. Hörgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrokontroller (100)
einen Datenspeicher (S) zum Einspeichern von patientenspezifischen,
audiologischen Anpaßparametern und/oder von Betriebsparametern der
Signalgeneratoranordnung (90) aufweist.
11. Hörgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der
Signalprozessor (141) selbst für des Steuern mindestens eines Teils der signal
verarbeitenden und/oder -erzeugenden Stufen (40, 80, 130, 150) ausgelegt ist.
12. Hörgerät nach Anspruch 10 oder Ansprüchen 8 und 11, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Dateneingabe in den Datenspeicher (S) eine Telemetrieeinheit (110)
vorgesehen ist.
13. Hörgerät nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch ein mit der Telemetrieeinheit
(110) drahtlos oder drahtgebunden kommunizierendes externes Programmiersystem
(120).
14. Hörgerät nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät
vollimplantierbar ausgebildet ist, die in dem elektronischen Hörgerätepfad liegende
Signalbearbeitungs- und Verstärkungseinheit (40, 50, 80, 140, 141), das
elektronische Modul (90, 140, 141) zur Erzeugung und Einspeisung der für die
Tinnitusmaskierung oder die Noiserfunktion notwendigen Signale und die
Telemetrieeinheit (110) als Elektronikmodul (31), vorzugsweise zusammen mit der
Energieversorgungseinheit (60), in einem hermetisch dichten und biokompatiblen
Implantatgehäuse (56) untergebracht sind.
15. Hörgerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektronikmodul
(31) über eine Implantatleitung (61) mit einem in der hinteren Gehörgangswand
subkutan implantierbaren Mikrofon (20) verbunden ist.
16. Hörgerät nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das
Elektronikmodul (31) über eine implantierbare Leitung (59) mit dem elektro
mechanischen Ausgangswandler (20) verbunden ist.
17. Hörgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der Ausgangswandler (20) über ein Koppelelement (21) mit einem Ossikel der
Mittelohrkette zur Übertragung der ausgangsseitigen mechanischen Wandler
schwingungen koppelbar ist.
18. Hörgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der
Ausgangswandler (20) derart ausgelegt ist, daß er über einen Luftspalt an die
Ossikelkette oder das Innenohr ankoppelbar ist.
19. Hörgerät nach einem der Ansprüche 14 bis 18, gekennzeichnet durch ein externes
System (120) zum transkutanen Übermitteln von patientenindividuellen Hörgeräte-
und Tinnitusmaskierer- oder Noiser-Programmierdaten an die implantatseitige
Telemetrieeinheit (110).
20. Hörgerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiever
sorgungseinheit (60) ein sekundäres, wiederaufladbares Element vorgesehen ist, die
Telemetrieeinheit (110) zusätzlich als Energieempfangsschaltung zur implantat
seitigen Bereitstellung von Nachladeenergie für die Energieversorgungseinheit
ausgebildet ist und das externe System (120) zugleich als Ladegerät aufgebaut ist.
21. Hörgerät nach einem der Ansprüche 14 bis 20, gekennzeichnet durch eine portable
Fernbedienungseinheit (65) zum Einstellen oder Verändern von Hörgeräte- und
Tinnitusmaskierer- oder Noiserfunktionen.
22. Hörgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gerät teilimplantierbar ausgebildet ist, wobei ein Implantatteil (220)
zusätzlich zu dem Ausgangswandler (20) eine Energie- und Signalempfangs
schnittstelle (190) sowie ein zwischen die Empfangsschnittstelle und den Ausgangs
wandler (20) geschaltetes elektronisches System (200) mit für die Energiever
sorgung und Datenregenerierung erforderlichen Komponenten aufweist, und wobei
ein externer Systemteil (210) das Mikrofon (10), ein Elektronikmodul (30) mit der
im Hörgerätepfad liegenden Signalbearbeitungseinheit (40, 50, 140, 141) und dem
elektronischen Modul (90, 140, 141) zur Erzeugung und Einspeisung der für die
Tinnitusmaskierung oder die Noiserfunktion notwendigen Signale, eine Treiber
einheit (160) und eine an den Ausgang der Treibereinheit angeschlossene Energie-
und Signalsendeschnittstelle (170) umfaßt.
23. Hörgerät nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch ein externes System (120) zum
Übermitteln von patientenindividuellen Hörgeräte- und Tinnitusmaskierer- oder
Noiser-Programmierdaten an das Elektronikmodul (30) des externen Systemteils
(210).
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