DE19948336A1 - Anordnung zum Ankoppeln eines Treibers an eine Ankoppelstelle der Ossikelkette - Google Patents
Anordnung zum Ankoppeln eines Treibers an eine Ankoppelstelle der OssikelketteInfo
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Abstract
Gegenstand der Erfindung ist eine implantierbare Anordnung zum mechanischen Ankoppeln eines zu mechanischen Schwingungen anregbaren ausgangsseitigen Treiberteils eines aktiven oder passiven Hörsystems an eine vorgewählte Ankoppelstelle insbesondere an der Ossikelkette über eine Koppelanordnung, die eine vom Treiberteil in mechanische Schwingungen versetzbare Koppelstange (19) sowie ein mit der vorgewählten Ankoppelstelle in Verbindung bringbares Koppelelement (68) aufweist, wobei die Koppelstange (19) und das Koppelelement über wenigstens eine Kupplung (34) miteinander verbunden sind und zumindest ein im implantierten Zustand an der Ankoppelstelle anliegender Abschnitt (74) des Koppelelements zur verlustarmen Schwingungseinleitung in die Ankoppelstelle ausgelegt ist. DOLLAR A Eine erste Kupplungshälfte der Kupplung weist eine Außenkontur mit mindestens näherungsweise der Gestalt einer Kugelkalotte auf, die in einer zur Außenkontur wenigstens teilweise komplementären Innenkontur einer zweiten Kupplungshälfte aufnehmbar ist, wobei die Kupplung gegen Reibkräfte reversibel verschwenk- und/oder drehbar, jedoch bei im implantierten Zustand auftretenden dynamischen Kräften im Wesentlichen starr ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine implantierbare Anordnung zum mechanischen Ankoppeln
eines zu mechanischen Schwingungen anregbaren ausgangsseitigen Treiberteils eines
aktiven oder passiven Hörsystems an eine vorgewählte Ankoppelstelle an der Ossikel
kette, der Steigbügelfußplatte oder einer das runde Fenster oder ein artifizielles Fenster
in der Cochlea, im Vestibulum oder im Labyrinth (Gleichgewichtsorgan) abschließenden
Membran über eine Koppelanordnung, die eine vom Treiberteil in mechanische Schwin
gungen versetzbare Koppelstange sowie ein mit der vorgewählten Ankoppelstelle in
Verbindung bringbares Koppelelement aufweist, wobei die Koppelstange und das Kop
pelelement über wenigstens eine Kupplung miteinander verbunden sind und zumindest
ein im implantierten Zustand an der Ankoppelstelle anliegender Abschnitt des Koppel
elements zur verlustarmen, d. h. im Wesentlichen schallharten, Schwingungseinleitung in
die Ankoppelstelle ausgelegt ist.
Es sind teil- oder vollimplantierbare aktive Hörsysteme für eine direkte mechanische Stimula
tion bekannt. Bei solchen Hörsystemen wird das Schallsignal mit einem Sensor (Mikrofon) in
ein elektrisches Signal umgewandelt und in einer elektronischen Signalverarbeitungsstufe
verstärkt; dieses verstärkte elektrische Signal wird einem implantierten elektromechanischen
Wandler zugeführt, dessen ausgangsseitige mechanische Schwingungen unmittelbar, also mit
direktem mechanischen Kontakt, dem Mittel- beziehungsweise Innenohr zugeführt werden.
Dies gilt unabhängig davon, ob eine reine Innenohrschwerhörigkeit bei vollständig intaktem
Mittelohr oder eine kombinierte Schwerhörigkeit (Mittel- und Innenohr geschädigt) rehabili
tiert werden soll. Daher sind in der jüngeren wissenschaftlichen und Patent-Literatur implan
tierbare elektromechanische Wandler sowie Verfahren zur direkten Ankopplung der mechani
schen Wandlerschwingungen an das intakte Mittelohr beziehungsweise das Innenohr zur
Rehabilitation einer reinen Innenohrschwerhörigkeit sowie auch an verbleibende Ossikel des
Mittelohres bei artifiziell oder pathologisch verändertem Mittelohr zur Versorgung einer
Schalleitungsschwerhörigkeit sowie deren Kombinationen beschrieben worden.
Als elektromechanisches Wandlerverfahren kommen grundsätzlich alle physikalischen
Wandlungsprinzipien in Frage wie elektromagnetisch, elektrodynamisch, magnetostriktiv,
dielektrisch und piezoelektrisch. Verschiedene Forschungsgruppen haben sich in den letzten
Jahren im wesentlichen auf zwei dieser Verfahren konzentriert: elektromagnetisch und piezo
elektrisch. Eine Übersicht über diese Wandlervarianten findet sich bei Zenner und Leysieffer
(HNO 1997 Vol. 45, 749-774).
Beim piezoelektrischen Verfahren ist eine mechanisch direkte Kopplung der ausgangsseitigen
Wandlerschwingungen an die Mittelohrossikel oder direkt an das ovale Fenster notwendig.
Beim elektromagnetischen Prinzip kann die Kraftkopplung einerseits über einen Luftspalt
erfolgen ("kontaklos"), das heißt, nur ein Permanentmagnet wird durch dauerhafte Fixation in
direkten mechanischen Kontakt mit einem Mittelohrossikel gebracht. Andererseits besteht die
Möglichkeit, den Wandler vollständig in einem Gehäuse zu realisieren (wobei Spule und
Magnet mit kleinstmöglichem Luftspalt gekoppelt sind) und die ausgangsseitigen Schwingun
gen über ein mechanisch steifes Koppelelement mit direktem Kontakt auf die Mittelohrossikel
zu übertragen (Leysieffer et al. 1997 (HNO 1997, Vol. 45, pp. 792-800),
In der Patentliteratur finden sich einige der oben genannten Realisierungsvarianten sowohl
elektromagnetischer wie auch piezoelektrischer Hörgerätewandler: US-A-5 707 338 (Adams
et al.), WO 98/06235 (Adams et al.), WO 98/06238 (Adams et al.), WO 98/06236 (Kroll et
al.), WO 98/06237 (Bushek et al.), US-A-5 554 096 (Ball), US-A-3 712 962 (Epley),
US-A-3 870 832 (Fredrickson), US-A-5 277 694 (Leysieffer et al.), ältere
DE-Patentanmeldung 198 40 211.2 (Leysieffer), ältere DE-Patentanmeldung 198 40 212.0
(Leysieffer), US-A-5 015 224 (Maniglia), US-A-3 882 285 (Nunley), US-A-4 850 962
(Schaefer).
Das teilimplantierbare, piezoelektrische Hörsystem der japanischen Gruppe um Suzuki und
Yanigahara setzt für eine Implantation des Wandlers das Fehlen der Mittelohrossikel und eine
freie Paukenhöhle voraus, um das Piezoelement an den Stapes ankoppeln zu können (YANI-
GAHARA et al.: Efficacy of the partially implantable middle ear implant in middle and
inner ear disorders. Adv. Audiol.., Vol. 4, Karger Basel (1988), pp. 149-159. SUZUKI et
al.: Implantation of partially implantable middle ear implant and the indication. Adv.
Audiol., Vol. 4, Karger Basel (1988), pp. 160-166). Ebenso wird bei dem Verfahren eines
implantierbaren Hörsystems für Innenohrschwerhörige nach US-A-4 850 962 (Schaefer)
grundsätzlich der Amboss entfernt, um ein piezoelektrisches Wandlerelement an den Stapes
ankoppeln zu können. Dies gilt im wesentlichen auch für weitere Entwicklungen, die auf der
SCHAEFER Technologie basieren und in den oben genannten Patentschriften dokumentiert
sind (US-A-5 707 338, WO 98/06235, WO 98/06238, WO 98/06236, WO 98/06237).
Der elektromagnetische Wandler nach Ball ("Floating Mass Transducer FMT",
US-A-5 624 376, US-A-5 554 096) wird dagegen bei intaktem Mittelohr mit Titanclips direkt
an dem langen Fortsatz des Amboss fixiert. Der elektromagnetische Wandler des teilimplan
tierbaren Systems nach FREDRICKSON (FREDRICKSON et al.: Ongoing investigations
into an implantable elektromagnetic hearing aid for moderate to severe sensorineural hea
ring loss. Otolaryngologic Clinics Of Nord America, Vol. 28/1 (1995), pp. 107-121) wird bei
ebenfalls intakter Ossikelkette des Mittelohres mechanisch direkt an den Ambosskörper
gekoppelt. Das Gleiche gilt für die piezoelektrischen und elektromagnetischen Wandler nach
LEYSIEFFER (Leysieffer et al.: Ein implantierbarer piezoelektrischer Hörgerätewandler für
Innenohrschwerhörige. HNO 1997/45, pp. 792-800, DE 41 04 358.8, DE 198 40 211.2, DE 198 40 212.0).
Auch bei dem elektromagnetischen Wandlersystem nach MANIGLIA
(Maniglia et al.: Contactless semi-implantable electromagnetic middle ear device for the
treatment of sensorineural hearing loss. Otolaryngologic Clinics Of Nord America, Vol.
28/1 (1995), pp. 121-141) wird bei intakter Ossikelkette ein Permanentmagnet mechanisch an
der Ossikelkette dauerhaft fixiert, der jedoch über eine Luftspaltkopplung von einer Spule
mechanisch angetrieben wird.
Bei den beschriebenen Wandler- und Ankopplungsvarianten sind grundsätzlich zwei Implan
tationsprinzipien zu unterscheiden:
- a) Einerseits befindet sich der elektromechanische Wandler mit seinem aktiven Wand lerelement selbst im Mittelohrbereich in der Paukenhöhle und ist dort direkt mit einem Ossikel oder dem Innenohr verbunden (US-A-4 850 962, US-A-5 015 225, US-A-5 707 338, WO 98/06235, WO 98/06238, WO 98/06236, WO 98/06237, US-A-5 624 376, US-A-5 554 096).
- b) Andererseits befindet sich der elektromechanische Wandler mit seinem aktiven Wand lerelement außerhalb des Mittelohrbereiches in einer artifiziell geschaffenen Mastoid höhle; die ausgangsseitigen mechanischen Schwingungen werden dann mittels mecha nisch passiver Koppelelemente über geeignete operative Zugänge (natürlicher aditus ad antrum, Eröffnung des chorda-facialis-Winkels oder über eine artifizielle Bohrung vom Mastoid aus) zum Mittel- beziehungsweise Innenohr übertragen (FREDRICKSON et al.: Ongoing investigations into an implantable elektromagnetic hearing aid for mode rate to severe sensorineural hearing loss. Otolaryngologic Clinics Of Nord America, Vol. 28/1 (1995), pp. 107-121; DE 41 04 358.8, ältere Anmeldung DE 198 40 211.2, ältere Anmeldung DE 198 40 212.0).
Bei den Varianten nach a) kann der Wandler als sogenannter "Floating Mass"-Wandler aus
geführt sein, d. h., das Wandlerelement benötig keine "Reaktio" über eine feste Verschraubung
mit dem Schädelknochen, sondern es schwingt aufgrund von Massenträgheitsgesetzen mit
seinem Wandlergehäuse und überträgt diese direkt auf ein Mittelohrossikel (US-A-5 624 376,
US-A-5 554 096, US-A-5 707 338, WO 98/06236). Dies bedeutet einerseits, dass vorteilhaft
auf ein implantierbares Fixationssystem an der Schädelkalotte verzichtet werden kann; ande
rerseits bedeutet diese Variante nachteilig, dass voluminöse artifizielle Elemente in die Pau
kenhöhle eingebracht werden müssen und deren Langzeit- und Biostabilität insbesondere bei
temporären pathologischen Veränderungen des Mittelohres (z. B. otitis media) heute nicht
bekannt beziehungsweise gewährleistet sind. Ein weiterer wesentlicher Nachteil besteht darin,
dass die Wandler vom Mastoid aus mit ihrer elektrischen Zuleitung ins Mittelohr gebracht
und dort mit Hilfe geeigneter operativer Werkzeuge fixiert werden müssen; dies erfordert
einen erweiterten Zugang durch den chorda-facialis-Winkel und bringt somit eine latente
Gefährdung des in unmittelbarer Nachbarschaft gelegenen Gesichtsnerven (nervus facialis)
mit sich.
Bei den Wandlervarianten nach b) wird das Wandlergehäuse mit implantierbaren Positionier-
und Fixationssystemen an der Schädelkalotte befestigt (vorteilhafte Ausführung
DE-A-196 18 964 entsprechend US-A-5 788 711). Sowohl bei dem teilimplantierbaren
System nach FREDRICKSON (Ongoing investigations into an implantable elektromagnetic
hearing aid for moderate to severe sensorineural hearing loss. Otolaryngologic Clinics Of
Nord America, Vol. 28/1 (1995), pp. 107-121) wie auch bei dem vollimplantierbaren Hör
system nach LEYSIEFFER und ZENNER (HNO 1998, Vol. 46, 853-863 und 844-852) wird
bei der Ankopplung des schwingenden Treiberteils an den Ambosskörper zur dauerhaften
und mechanisch sicheren Schwingungsübertragung davon ausgegangen, dass die Spitze der
Koppelstange, die in die laserinduzierte Vertiefung des Mittelohrossikels eingebracht wird,
langfristig eine Osseointegration erfährt, das heißt, die Koppelstange verwächst fest mit dem
Ossikel und gewährleistet so eine sichere Übertragung dynamischer Druck- und Zugkräfte.
Dieser Langzeiteffekt ist zur Zeit jedoch noch nicht wissenschaftlich nachgewiesen bezie
hungsweise gesichert. Weiterhin besteht bei dieser Ankopplungsart bei einem technischen
Wandlerdefekt der Nachteil, dass eine Entkopplung vom Ossikel zur Entfernung des Wand
lers nur mit mechanisch basierten operativen Methoden vorgenommen werden kann, was eine
erhebliche Gefährdung des Mittelohres und insbesondere des Innenohres bedeuten kann.
Der wesentliche Vorteil dieser Wandlerausführungsformen nach b) besteht jedoch darin, dass
das Mittelohr weitgehend frei bleibt und der Koppelzugang zum Mittelohr ohne größeres
Gefährdungspotential des nervus facialis erfolgen kann. Ein vorzugsweises operatives Verfah
ren hierzu ist in der US-Patentanmeldung 09/168.079 beschrieben. Grundlegende vorteilhafte
Formen passiver Koppelelemente zur Übertragung der ausgangsseitigen Wandlerschwingun
gen vom Mastoid aus zum Mittel- beziehungsweise Innenohr sind in EP-A-0 499 940 (ent
sprechend US-A-5 277 964) sowie in EP-A-0 901 779 (entsprechend US 09/042.805) und in
HNO 1998 Vol. 46, 27-37 - Lehner et al.: "Kaltfließende Elemente zur Ankopplung eines
implantierbaren Hörgerätewandlers an Gehörknöchelchen oder Perilymphe" beschrieben.
Dabei handelt es sich insbesondere um Koppelelemente aus Gold, vorzugsweise weichge
glühtem Feingold, in Form eines C-Bandes für den langen Ambossfortsatz, einer Band
schlaufe für den langen Ambossfortsatz und eines Glöckchens für das Steigbügelköpfchen,
wobei sich diese Koppelelemente unter Verwendung von ohrchirurgischen Standardinstru
menten ankoppeln und erforderlichenfalls auch wieder lösen lassen.
Die ältere DE-Patentanmeldung 199 35 029.9 beschreibt eine implantierbare Anordnung
zum mechanischen Ankoppeln eines zu mechanischen Schwingungen anregbaren aus
gangsseitigen Treiberteils eines aktiven oder passiven Hörsystems an eine vorgewählte
Ankoppelstelle an der Ossikelkette, der Steigbügelfußplatte oder einer das runde Fenster
oder ein artifizielles Fenster in der Cochlea, im Vestibulum oder im Labyrinth (Gleichge
wichtsorgan) abschließenden Membran über eine Koppelanordnung, die ein mit der vor
gewählten Ankoppelstelle in Verbindung bringbares Koppelelement aufweist. Ein im
implantierten Zustand an der Ankoppelstelle anliegendes Dämpfungsglied mit entropie
elastischen Eigenschaften führt zu einer schallweichen Ankopplung und Verminderung
des Risikos einer Beschädigung der natürlichen Strukturen im Bereich der Ankoppelstelle
während und nach der Implantation.
Aus der WO 99/08475 ist ein aktives Hörsystem bekannt, bei dem ein kapazitiver Sensor
Schwingungen des Malleus in ein elektrisches Signal umwandelt, welches nach Durchlaufen
einer elektronischen Schaltung in einen Stimulator eingespeist wird, der seinerseits das Innen
ohr mechanisch oder elektrisch stimuliert. Der kapazitive Sensor umfasst eine erste Elektrode,
die mit dem Malleus über eine Kugelgelenkkupplung schwenkbar gekoppelt ist sowie eine
zweite am Mastoid entweder starr oder ebenfalls mittels einer Kugelgelenkkupplung
schwenkbar festgelegte Elektrode. Die Kugelgelenkkupplung ist dabei so ausgelegt, dass die
beiden Elektroden sich mit Bezug aufeinander frei ausrichten können, selbst wenn die
Schwingungsrichtung des Malleus sich beispielsweise als Funktion der Frequenz ändert.
Eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist in der DE 197 38 587 C1
beschrieben, bei der die erste Kupplungshälfte im Wesentlichen stabförmig und die
zweite Kupplungshälfte etwa hülsenförmig ausgebildet ist, wobei durch Verschieben
und/oder Verdrehen der beiden Kupplungshälften die Relativlage von Koppelstange und
Koppelelement am Implantationsort in situ einstellbar ist. Die beiden Bauteile werden in
der eingestellten Relativlage zuverlässig und langzeitstabil fixiert, indem mittels eines
Crimpwerkzeugs eine Crimpkraft auf die hülsenförmige zweite Kupplungshälfte aufge
bracht wird, wodurch sich diese plastisch kaltverformt, wohingegen die stabförmige erste
Kupplungshälfte unter der wirkenden Crimpkraft keiner plastischen Kaltverformung
unterzogen wird.
Neben den erläuterten aktiven Hörsystemen sind auch passive Hörsysteme in Form von Pro
thesen als Totalersatz (TORP = total ossicular replacement prosthesis) oder als Teilersatz
(PORP = partial ossicular replacement prosthesis) für die Ossikelkette bekannt (D. I. Bojrab
et al. "Ossiculoplasty with composite prostheses" in Otolaryngologic Clinics of North Ame
rica, Vol. 27, No. 4, 1994, pp. 759-776). Bei solchen passiven Systemen bildet das Trom
melfell selbst oder ein Bereich des noch intakten, dem Trommelfell zugewandten "Rests" der
Ossikelkette das ausgangsseitige Treiberteil. So ist in der US 5 370 689 eine passive Mit
telohrprothese als Stapesersatz offenbart, welche einen länglichen Stababschnitt umfasst,
dessen eines Ende mit der Stapesfußplatte verbunden ist. Am anderen Ende des Stabab
schnitts ist ein offener Ring angeformt, der über das freie Ende des langen Ambossfort
satzes geschoben wird. Die Bewegung des vom langen Ambossfortsatz angetriebenen
Stapesersatzes wird mittels einer Zugvorrichtung modifiziert, an welcher der Stapesmus
kel angreift. Zu diesem Zweck ist die Zugvorrichtung auf den Stababschnitt aufgescho
ben, wobei die Passung zwischen dem Stababschnitt und der Innenfläche der Zugvor
richtung so gewählt ist, dass beide Teile während der Implantation relativ zueinander
bewegt werden können, wohingegen eine unerwünschte axiale oder rotatorische Bewe
gung der Zugvorrichtung nach der Implantation ausgeschlossen ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs
genannten Art zu schaffen, die es erlaubt, die Relativlage der beiden Kupplungshälften der
Kupplung am Implantationsort in situ möglichst feinfühlig in vielen Freiheitsgraden einzustel
len, wobei die eingestellte Relativlage nach der Implantation auf einfache Weise zuverlässig
und langzeitstabil aufrechterhalten bleibt.
Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch
gelöst, dass eine erste Kupplungshälfte der Kupplung eine Außenkontur mit mindestens
näherungsweise der Gestalt einer Kugelkalotte aufweist, die in einer zur Außenkontur
wenigstens teilweise komplementären Innenkontur einer zweiten Kupplungshälfte auf
nehmbar ist, wobei die Kupplung gegen Reibkräfte reversibel verschwenk- und/oder
drehbar, jedoch bei im implantierten Zustand auftretenden dynamischen Kräften im
Wesentlichen starr ist.
Die erfindungsgemäße Anordnung sorgt auf besonders einfache und gleichwohl zuverläs
sige Weise dafür, dass die beiden Kupplungshälften während der Implantation in eine
gewünschte Relativlage gebracht werden können, wobei dennoch nach der Implantation
die von dem Treiberteil ausgehenden, in die erste oder zweite Kupplungshälfte eingeleiteten
mechanischen Schwingungen im Wesentlichen starr auf die jeweils andere Kupp
lungshälfte übertragen werden, ohne dass es hierfür irgendeines zusätzlichen Arbeits
schritts bedarf. Ausgehend von den vorgegebenen, bekannten dynamischen Kräften, die
im implantierten Zustand von der Kupplung übertragen werden müssen, und den höheren
Kräften, die im Zuge der Implantation vom Operateur typischerweise aufgebracht wer
den, wählt man die die Eigenschaften der Paarung der beiden Kupplungshälften wesent
lich beeinflussenden Parameter wie Werkstoff, Oberflächenrauheit (Mikrogeometrie) und
Passung (Makrogeometrie) dergestalt, dass insbesondere der Stick-Slip-Effekt und die
Reibungskräfte zwischen den Kupplungshälften bei den als Zweites genannten Kräften
ein problemloses statisch reversibles Verstellen der Kupplung während der Implantation
ermöglichen, wohingegen die Kupplung bei den zuerst genannten dynamischen Kräften
starr ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Handhabung der Anordnung lässt sich wesentlich vereinfachen, wenn die Kupplung für
ein reversibles An- und Abkuppeln ausgelegt ist.
Die zweite Kupplungshälfte der Kupplung kann zumindest zwei Federarme aufweisen,
mittels derer die erste Kupplungshälfte wenigstens teilweise umgreifbar ist. Die Feder
arme, die stoffschlüssig, beispielsweise durch Löten, Schweißen oder dergleichen,
verbunden oder aber auch einstückig ausgeführt sein können, sind vorzugsweise nach
innen federnd vorgespannt an die erste Kupplungshälfte anlegbar.
Ferner kann die zweite Kupplungshälfte der Kupplung auch etwa glockenförmige Gestalt
aufweisen und insbesondere mehrere im Wesentlichen senkrecht zur Umfangsrichtung
verlaufende Schlitze umfassen, die sich bis zu einer der ersten Kupplungshälfte zuge
wandten Stirnseite der zweiten Kupplungshälfte erstrecken. Auf diese Weise lässt sich
die erste Kupplungshälfte sicher in der zweiten Kupplungshälfte aufnehmen. Gleichzeitig
wird eine ausreichende Flexibilität der zweiten Kupplungshälfte für ein reversibles An-
und Abkoppeln geschaffen.
In vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine zweite Kupplung vorgese
hen, die gegen Reibkräfte reversibel linear und/oder rotatorisch verstellbar, jedoch bei im
implantierten Zustand auftretenden dynamischen Kräften im Wesentlichen starr ist, wobei
eine erste Kupplungshälfte eine Außenkontur mit mindestens näherungsweise zylindri
scher, vorzugsweise kreiszylindrischer, Gestalt hat, die in einer zur Außenkontur wenig
stens teilweise komplementären Innenkontur einer zweiten Kupplungshälfte aufnehmbar
ist. Die zweite Kupplung ist vorzugsweise ihr ein reversibles An- und Abkoppeln ausge
legt und lässt sich sowohl zwischen der Kupplung, bei der die erste Kupplungshälfte
näherungsweise die Gestalt einer Kugelkalotte hat (erste Kupplung), und dem Treiberteil
als auch zwischen der ersten Kupplung und der Ankoppelstelle positionieren. Es ist
bevorzugt, dass im implantierten Zustand eine Übertragung von dynamischen Kräften
zwischen den beiden Kupplungshälften der zweiten Kupplung im Wesentlichen in Rich
tung der Längsachse der ersten Kupplungshälfte erfolgt.
Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich, wenn die zweite Kupplungshälfte der zwei
ten Kupplung als Hülse ausgebildet ist. Die Hülse kann wenigstens einen im Wesentli
chen in ihrer Längsrichtung verlaufenden Schlitz, der sich zumindest über einen Teil der
Hülsenlänge erstreckt, aufweisen. Ferner kann sich zur Erhöhung der Flexibilität wenig
stens ein Schlitz bis zu einer der ersten Kupplungshälfte zugewandten Stirnseite der
Hülse erstrecken.
Erstreckt sich ein Schlitz über die gesamte Hülsenlänge, so kann die Wandung im
Bereich der beiden Schlitzufer des durchgehenden Schlitzes nach außen weisen und einen
Einführabschnitt bilden, in den die erste Kupplungshälfte im Wesentlichen senkrecht zu
ihrer Längsachse einführbar ist.
Wenigstens ein Schlitz kann zumindest einseitig in einer die Elastizität der zweiten
Kupplungshälfte sowie deren Sicherheit gegen Beschädigung erhöhenden Entla
stungsöffnung enden, deren Begrenzungslinie die beiden Schlitzufer verbindet, wobei die
Entlastungsöffnung quer zur Schlitzrichtung eine Abmessung aufweist, die größer als
diejenige des Schlitzes ist.
Die Begrenzungslinie mindestens einer Entlastungsöffnung kann die Schlitzufer bogen
förmig, vorzugsweise im Wesentlichen kreisbogenförmig, verbinden oder aber in Form
eines im Wesentlichen senkrecht zum Schlitz verlaufenden Querschlitzes ausgebildet sein.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein Abschnitt einer
Wandung der Hülse der zweiten Kupplung nach innen federnd vorgespannt an die erste
Kupplungshälfte anlegbar. Weiterhin können wenigstens zwei Schlitze vorgesehen sein,
wobei zumindest ein sich zwischen zwei benachbarten Schlitzen befindender Abschnitt
einer Wandung der Hülse nach innen federnd vorgespannt an die erste Kupplungshälfte
anlegbar ist. Dabei kann vorgesehen sein, wenigstens zwei benachbarte Schlitze endseitig
insbesondere im Wesentlichen U-förmig miteinander zu verbinden, so dass eine federnde
Zunge entsteht.
Zur Erleichterung des An- und Abkoppelvorgangs lässt sich die Außenkontur der ersten
Kupplungshälfte der zweiten Kupplung im Bereich ihres der zweiten Kupplungshälfte
zugewandten Endes mit einem sich in Richtung auf das Ende hin verjüngenden Einführ
bereich versehen.
Zu diesem Zweck kann auch die Innenkontur der zweiten Kupplungshälfte mindestens
einer Kupplung im Bereich ihres der ersten Kupplungshälfte zugewandten Endes mit
einem sich in Richtung auf das Ende hin erweiternden Einführbereich versehen sein. Dies
gilt sowohl für die erste als auch für die zweite Kupplung.
Mindestens eine erste und/oder eine zweite Kupplungshälfte wenigstens einer Kupplung
lassen sich überdies vorteilhaft mit dem zugeordneten Koppelelement oder der zugeord
neten Koppelstange einstückig verbinden.
Die erfindungsgemäße Anordnung kann Teil eines aktiven, teil- oder vollimplantierbaren
Hörsystems sein, bei dem das ausgangsseitige Treiberteil ein schwingfähiges Teil, insbe
sondere eine schwingfähige Membran, eines elektromechanischen Hörgerätewandlers ist.
Die Anordnung nach der Erfindung kann aber auch Teil eines passiven Hörsystems, ins
besondere einer Teil- oder Voll-Mittelohrprothese, sein, bei dem im implantierten
Zustand das Trommelfell als ausgangsseitiges Treiberteil genutzt ist.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Anordnung nach der Erfindung werden nachste
hend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in vergrößertem Maßstab schematisch einen implantierten Hörgeräte
wandler sowie eine Koppelanordnung mit einer vom Hörgerätewandler
angetriebenen Koppelstange und einem Koppelelement, welches letzte
res zum einen über eine Kupplung mit der Koppelstange verbunden
und zum anderen an die Ossikelkette angekoppelt ist;
Fig. 2 in noch größerem Maßstab eine schematische perspektivische Darstel
lung des Hörgerätewandlers nach Fig. 1, der über eine abgewandelte
Koppelanordnung an den Ambosskörper angekoppelt ist;
Fig. 3 eine schematische vergrößerte Ansicht des mit einem Kreis III versehe
nen Bereichs der Fig. 2;
Fig. 4 und 5 schematische Darstellungen einer Ausführungsform, bei der die Kupp
lung zwischen der Koppelstange und dem Koppelelement als Kugelge
lenkkupplung ausgebildet ist;
Fig. 6 eine schematische perspektivische Darstellung eines abgewandelten
Koppelelements mit geänderter Kugelgelenkkupplung;
Fig. 7 bis 11 schematische perspektivische Darstellungen von abgewandelten Kop
pelanordnungen mit zwei Kupplungen, wobei eine erste Kupplung als
Kugelgelenkkupplung und eine zweite Kupplung als Steckkupplung
ausgebildet ist;
Fig. 12 bis 17 schematische perspektivische Darstellungen weiterer abgewandelter
Steckkupplungen; und
Fig. 18 eine schematische perspektivische Darstellung einer erfindungsgemä
ßen passiven Mittelohrprothese mit Kugelgelenkkupplung.
In Fig. 1 ist ein Teil eines menschlichen Schädelknochens 1 mit dem Gehörgang 2, dem davon
durch das Trommelfell 3 abgetrennten Mittelohrraum (Paukenhöhle) 4 und der in der Pau
kenhöhle befindlichen Ossikelkette 5 dargestellt. Zu der Ossikelkette 5 gehören der Hammer
6, der Amboss 7 mit dem langen Ambossfortsatz 8 sowie der Steigbügel 9 mit der Steigbügelfußplatte
10. In einer artifiziellen Mastoidhöhle 12 ist ein elektromechanischer Hörgeräte
wandler 13 mittels eines insgesamt mit 14 bezeichneten Positionier- und Fixiersystems fixiert.
Der Hörgerätewandler 13 kann beispielsweise als Piezowandler zur vibratorischen Stimu
lation der Ossikelkette insbesondere in der aus US-A-5 277 694 bekannten Weise aufgebaut
sein, und er ist Bestandteil eines mindestens teilimplantierbaren und vorzugsweise vollimplan
tierbaren Hörgerätes, beispielsweise eines Hörgerätes der aus HNO 1997 Vol. 45, 749-774
bekannten Art.
Zum mechanischen Ankoppeln eines zu mechanischen Schwingungen anregbaren, in Fig.
1 nur schematisch angedeuteten ausgangsseitigen Treiberteils 15 des Hörgerätewandlers
13, insbesondere einer schwingfähigen Membran dieses Wandlers, an eine vorgewählte
Ankoppelstelle 16 an der Ossikelkette 5, beispielsweise an den "glatten" Körper des
Ambosses 7, von Mastoidseite aus, ist ein Schwingungsübertragungsweg in Form einer
biokompatiblen, mechanisch passiven Koppelanordnung 17 vorgesehen. Die Kop
pelanordnung 17 ist mit dem aktiv schwingfähigen ausgangsseitigen Treiberteil 15 ver
bunden, und sie liegt im implantierten Zustand mit einem von dem Hörgerätewandler 13
abliegenden Ankoppelende an der Ankoppelstelle 16 an. Wird an den Hörgerätewandler
13 eine elektrische Spannung angelegt, wird die Koppelanordnung 17 mittels des aus
gangsseitigen Treiberteils 15 zu vibratorischen Schwingungen in Axialrichtung der Kop
pelanordnung veranlasst. Infolgedessen führen die von einem (nicht dargestellten) ein
gangsseitigen Wandler (Mikrofon) aufgenommenen und elektrisch gewandelten Audiosi
gnale nach elektronischer Verstärkung in einem Elektronikmodul des aktiven Hörsystems
unmittelbar zu mechanischen Auslenkungen der Koppelanordnung 17. Diese Auslenkun
gen entsprechen der akustischen Information. Die Auslenkungen der Koppelanordnung
17 werden an die Ossikelkette 5 des Mittelohrs bzw. an den Steigbügel 9, die Steigbü
gelfußplatte 10 oder eine nicht dargestellte Membran weitergeleitet, die das ovale bezie
hungsweise runde Fenster oder ein artifizielles Fenster in der Cochlea, im Vestibulum
oder im Labyrinth (Gleichgewichtsorgan) abschließt. Die Auslenkungen der Kop
pelanordnung bewirken so bei entsprechender Auslegung des vorverarbeitenden elektro
nischen Systems einen audiologischen Verstärkungseffekt.
Die Koppelanordnung 17 weist eine mit dem ausgangsseitigen Treiberteil 15 mechanisch
fest verbundene Koppelstange 19 auf, die bei der gezeigten Ausführungsform im
Wesentlichen auf ihrer gesamten Länge die Gestalt eines geraden Zylinders hat. Die
Koppelstange 19 reicht im implantierten Zustand von der Mastoidhöhle 12 aus bevorzugt
durch einen in der hinteren Gehörgangswand 20 befindlichen natürlichen, erforderli
chenfalls artifiziell erweiterten Knochendurchbruch (Aditus ad antrum) 21 hindurch in die
Paukenhöhle 4. Zu der Koppelanordnung 17 gehört ferner ein Koppelelement 22, das mit
dem von dem Hörgerätewandler 13 abliegenden Ende der Koppelstange 19 über eine
Kupplung 23 verbunden und über ein Ankoppelende an der Ankoppelstelle 16 angekop
pelt ist.
Die schematisch dargestellte Kupplung 23 umfasst zwei Kupplungshälften, von denen
eine erste Kupplungshälfte eine Außenkontur mit mindestens näherungsweise der Gestalt
einer Kugelkalotte aufweist, die in einer zur Außenkontur wenigstens teilweise komple
mentären Innenkontur einer zweiten Kupplungshälfte aufnehmbar ist. Die erste Kupp
lungshälfte ist am freien Ende der Koppelstange 19 vorzugsweise einstückig angeformt.
Dabei ist die Kupplung 23 so ausgebildet, dass sie vom Operateur bei der Implantation
gegen Reibkräfte reversibel verschwenk- und drehbar jedoch bei im implantierten
Zustand auftretenden dynamischen Kräften im Wesentlichen starr ist. Somit ist eine
feinfühlige Anpassung der Relativlage von Koppelstange 19 und Koppelelement 22 an
die Gegebenheiten des Implantationsorts in situ möglich, wobei sich die einmal einge
stellte Relativlage nach der Implantation durch die dann auftretenden dynamischen Kräfte
nicht mehr verstellt.
In den Fig. 2 und 3 ist eine Koppelanordnung mit einer Kupplung 34 gezeigt, die als
Kugelgelenkkupplung ausgebildet ist und deren erste Kupplungshälfte 36 einen Kugel
kopf 80 aufweist, der in eine zweite Kupplungshälfte 38 in Form einer Kugelaufnahme
79 eingeführt werden kann. Die Kugelaufnahme 79 besitzt etwa glockenförmige Gestalt
mit mehreren Schlitzen 26, die sich von einer der ersten Kupplungshälfte 36 zugewand
ten Stirnseite 42 aus im Wesentlichen senkrecht zur Umfangsrichtung der Kugelauf
nahme 79 erstrecken. Auf diese Weise werden Federarme 28 gebildet, die beim An- und
Abkuppelvorgang reversibel nach außen federn können, wobei ein sich in Richtung auf
die Stirnseite 42 nach außen erweiternder Einführbereich 30 das Ankuppeln des Kugel
kopfs 80 an der Kugelaufnahme 79 erleichtert.
Während der Kugelkopf 80 einstückig mit der Koppelstange 19 ausgebildet ist, geht die
Kugelaufnahme 79 über ein Anschlussstück 25 in ein koppelstangenseitiges Ende 67
eines Koppelelements 68 über. Das Koppelelement 68 ist als zweiarmiger Hebel mit den
beiden Armen 76 und 77 ausgebildet, der sich in einem mittleren Bereich an dem kurzen
Ambossfortsatz 69 abstützt. Wird das koppelstangenseitige Ende 67 des Arms 76 mittels
der Koppelstange 19 zu einer Bewegung entsprechend dem Doppelpfeil 71 veranlasst,
schwenkt das Koppelelement 68 um einen von dem kurzen Ambossfortsatz 69 bestimm
ten Drehpunkt 72. Dadurch wird ein am Arm 77 angeordnetes Ankoppelende 73 des
Koppelelements 68, das mit dem langen Ambossfortsatz 8 über eine Federklammer 74
oder dergleichen in Eingriff steht, gemäß dem Doppelpfeil 75 verstellt. Durch entspre
chende Bemessung der relativen Längen der Arme 76 und 77 des Koppelelements 68
kann ein gewünschtes Hebelverhältnis eingestellt werden. Die Kupplung 34 ist in situ
nicht nur dreh- und schwenkbar, sie kann am Implantationsort auch an- und abgekuppelt
werden, wodurch sich die Handhabbarkeit der Vorrichtung wesentlich erleichtert. Nach
der Implantation wird die eingestellte Relativlage von Koppelstange 19 und Koppelele
ment 68 durch die auftretenden dynamischen Kräfte nicht mehr verstellt.
Bei einer abgewandelten Ausführungsform gemäß den Fig. 4 und 5 ist eine Kupplung
82 in Form einer Kugelgelenkkupplung vorgesehen, deren erste Kupplungshälfte eine
Kugel 103 umfasst, die an einem dem Hörgerätewandler 13 abgewandten Ende einer
Koppelstange 19' einstückig mit der letzteren verbunden ist. Als Koppelelement 83
kommt eine federnde Klammer aus zwei bei 125 miteinander verbundenen, vorzugsweise
verschweißten, Federarmen 126 und 127 zum Einsatz. Die Federarme 126, 127 bilden
einerseits eine zweite Kupplungshälfte in Form einer Kugelaufnahme 121 für die Kugel
103 der Koppelstange 19' sowie andererseits eine Aufnahmeöffnung 86 mit einem
aufspreizbaren Durchlass 87 für das Zielossikel 8. Zur Erleichterung des Ankoppelvor
gangs zwischen den beiden Kupplungshälften der Kupplung 82 ist die Kugelaufnahme
121 mit einem Einführbereich 84 versehen, der sich in Richtung auf eine Stirnseite 90 hin
erweitert, wobei der Durchlass 87 für das Zielossikel 8 in einem Ankoppelende 100 des
Koppelelements 83 plaziert ist, dessen Stirnseite 122 im Wesentlichen senkrecht zur
Stirnseite 90 gelegen ist.
Das Koppelelement 83 kann mittels der Koppelstange 19' durch den Durchbruch 21 in
der hinteren Gehörgangswand 20 hindurch in den Mittelohrraum 4 eingeführt und so
positioniert werden, dass der aufspreizbare Durchlass 87 mit dem Zielossikel, beispiels
weise dem langen Ambossfortsatz 8, entsprechend Fig. 4 ausgerichtet ist. Dann wird das
Koppelelement 83 niedergedrückt und dadurch in Richtung des Pfeils 133 in Fig. 5 mit
Bezug auf die Koppelstange 19' geschwenkt, bis das Zielossikel 8 unter Aufweitung des
Durchlasses 87 in der Aufnahmeöffnung 86 liegt. Auf diese Weise wird eine sichere
Ankopplung an das Zielossikel erreicht. Im implantierten Zustand führt die Koppelstange
19' Schwingungen im Wesentlichen in Richtung des Doppelpfeils 88 aus, wobei die
Kupplung 82 die Schwingungen starr überträgt.
Ein in Fig. 6 dargestelltes Koppelelement 117 umfasst zwei bei 118 verschweißte
gewellte Federarme 119, die auf der einen Seite der Verbindungsstelle 118 eine Kugel
aufnahme 123 für die Kugel 103 der Koppelstange 19' sowie auf der anderen Seite dieser
Verbindungsstelle den aufspreizbaren Durchlass 87 und die Aufnahmeöffnung 86 für das
Zielossikel bilden. Das Koppelelement 117 lässt sich gegenüber der Koppelstange 19'
gemäß der Pfeilgruppe 107 drehen und schwenken und unterscheidet sich vom Koppel
element 83 nach den Fig. 4 und 5 im Wesentlichen dadurch, dass die Kugelaufnahme
123 als zweite Kupplungshälfte einer Kupplung 114 keinen dem Einführbereich 84 ent
sprechenden Abschnitt aufweist und demgemäß nicht reversibel an- und abkuppelbar ist.
Ferner liegt eine den Durchlass 87 für das Zielossikel aufnehmende Stirnseite 128 im
Gegensatz zur Ausführungsform der Fig. 4 und 5 etwa parallel zu einer die zweite
Kupplungshälfte mit der Kugelaufnahme 123 begrenzenden Stirnseite 130. Auch die
Kupplung 114 überträgt die im implantierten Zustand auftretenden dynamischen Kräfte
starr.
Bei einer abgewandelten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung nach den
Fig. 7 und 8 sind eine erste und eine zweite Kupplung in Reihe geschaltet, wobei als
erste Kupplung die Kupplung 114 der Fig. 6 eingesetzt ist. Anstelle mit der Koppel
stange 19' ist die Kugel 103 jedoch mit einem Stiel 142 eines insgesamt mit 164 bezeich
neten Zwischenelements verbunden, welcher Stiel 142 über einen sich erweiternden
Abschnitt 158 an einer Hülse 150 einer zweiten Kupplungshälfte 144 der zweiten Kupp
lung 146 festgelegt ist. Eine erste Kupplungshälfte 148 der Kupplung 146 wird von
einem freien Ende einer Koppelstange 19" gebildet, deren zweites Ende mit dem Hörge
rätewandler 13 verbunden ist und von diesem in Schwingungen versetzt wird. Um das
dem Hörgerätewandler 13 abgewandte freie Ende der Koppelstange 19" leichter in die
Hülse 150 der als Steckkupplung ausgelegten zweiten Kupplung 146 einführen zu kön
nen, ist am freien Ende der Koppelstange 19" ein sich auf das Ende hin verjüngender
Einführbereich 162 vorgesehen. Die Hülse 150 weist in ihrer Wandung 160 mehrere, im
Wesentlichen in Längsrichtung der Hülse 150 verlaufende Schlitze 152 auf, die etwa
gleichmäßig um den Umfang verteilt sind und vor einer Stirnseite 156 am freien Ende der
Hülse 150 enden. Zwischen je zwei benachbarten Schlitzen 152 ist ein Steg 154 ausge
bildet, der bei in die Hülse 150 eingesteckter erster Kupplungshälfte 148 an dieser nach
innen vorgespannt mit vorgegebener Anpresskraft anliegt.
Die Reihenschaltung zweier Kupplungen hat insbesondere den Vorteil, dass bei der
Implantation die Anordnung durch Lösen der Kupplung 146 zunächst in zwei getrennt zu
handhabende Baugruppen unterteilt werden kann, die nach Ankopplung des Koppelele
ments 117 mittels seiner Aufnahmeöffnung 86 am Zielossikel wieder verbunden werden.
Die Kupplung 146 lässt sich vom Operateur reversibel an- und abkuppeln und dabei in
situ in Längsrichtung der Hülse 150 verschieben und um die Längsachse der Hülse 150
drehen, wobei die Auslegung der Kupplung 146 so getroffen ist, dass die vom Operateur
eingestellte rotatorische sowie translatorische Relativlage der beiden Kupplungshälften
144 und 148 bei den im implantierten Zustand auftretenden dynamischen Kräften stabil
aufrechterhalten bleibt, zumindest solange eine vorgegebene Mindesteinführtiefe der
ersten Kupplungshälfte 148 in die zweite Kupplungshälfte 144 nicht unterschritten wird.
Auch die nachfolgend beschriebenen weiteren Kugelgelenk- und Steckkupplungen sind
bei der Implantation gegen Reibkräfte statisch reversibel verstellbar, übertragen jedoch
die im implantierten Zustand auftretenden, niedrigeren dynamischen Kräfte starr.
In den Fig. 9 und 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anordnung veranschau
licht, bei welcher ebenfalls zwei in Reihe geschaltete Kupplungen eingesetzt sind, und
zwar eine als Steckkupplung ausgebildete Kupplung 171 und eine Kupplung 173 in Form
einer Kugelgelenkkupplung. Ein Zwischenelement 166 unterscheidet sich vom Zwi
schenelement 164 der Fig. 7 und 8 im Wesentlichen nur dadurch, dass die zweite
Kupplungshälfte der Kupplung 171 eine abgewandelte Hülse 168 umfasst, die mit einem
einzelnen Schlitz 170 versehen ist, der sich ausgehend von einer Stirnseite 204 am freien
Ende der Hülse 168 in Hülsenlängsrichtung erstreckt und in einer im Wesentlichen run
den Entlastungsöffnung 172 endet, welche die beiden Schlitzufer 174 verbindet. Die
Steckkupplung 171 ist so ausgelegt, dass die an der Koppelstange 19" vorgesehene erste
Kupplungshälfte 148 in eine Aufnahme 192 der Hülse 168 stets soweit eingeschoben
wird, dass das freie Ende der ersten Kupplungshälfte 148 an einem Tiefenanschlag 206
im Inneren der Hülse 168 anstößt. Eine optische Sichtkontrolle des Steckvorgangs ist
durch den Schlitz 170 möglich.
Ein Koppelelement 176 ist einteilig ausgebildet und umfasst als zweite Kupplungshälfte
der Kupplung 173 eine Kugelaufnahme 184, die von zwei sich gegenüberliegenden
Federarmen 186 und 188 gebildet ist, welche sich beide bis zu einer kupplungsseitigen
Stirnseite 185 des Koppelelements 176 erstrecken. Zur Erhöhung der Flexibilität des
Federarms 188 ist dieser U-förmig in Richtung auf eine Aufnahmeöffnung 182 für das
Zielossikel verlängert, wobei ein dem Federarm 189 gegenüberliegender Schenkel 193
über einen Quersteg 191 mit dem Federarm 186 verbunden ist und ein zwischen dem
Schenkel 193 und dem Federarm 189 vorgesehener Quersteg 187 so ausgebildet ist, dass
seine von der Kugelaufnahme 184 wegweisende Außenfläche gemeinsam mit einer
Innenfläche eines Federbügels 180 die Aufnahmeöffnung 182 bildet. Dabei ist der Feder
bügel 180 an der dem Federarm 186 gegenüberliegenden Seite des Querstegs 191 an
demselben angeformt und verläuft zunächst in dünnwandiger Verlängerung des Federbü
gels 186 etwa parallel zu dem Schenkel 193, um dann in ein bogenförmiges Segment 181
überzugehen. Das freie Ende des Segments 181 endet im Wesentlichen auf gleicher Höhe
wie eine Seitenfläche 189 des Federarms 188, so dass das Zielossikel etwa senkrecht mit
Bezug auf die Seitenfläche 189 in die am Ankoppelende 178 des Koppelelements 176
vorhandene Aufnahmeöffnung 182 eingeführt wird. Die Seitenfläche 189 ist etwa senk
recht mit Bezug auf eine die Stirnseite 185 aufnehmende Ebene ausgerichtet. In den
Federarmen 186 und 188 ist jeweils ein Durchlass 190 dergestalt eingebracht, dass beide
Durchlässe eine gemeinsame Längsachse aufweisen, welche überdies durch den Mittel
punkt der Kugel 103 verläuft. Auf diese Weise bilden die der Kugel 103 zugewandten
Stirnseiten der Durchlässe 190 für die Kugel 103 eine definierte Anlagefläche, die in der
Art einer Kugelpfanne ausgeformt sein kann. Das gesamte Koppelelement 176 ist vor
zugsweise aus Titan oder einer Titanlegierung gefertigt.
Fig. 11 gibt eine Anordnung wieder, bei der als Kugelgelenkkupplung die Kupplung 34
gemäß den Fig. 2 und 3 und als Steckkupplung die Kupplung 171 der Fig. 9 und 10
verwendet wird, wobei die zweite Kupplungshälfte 38 der Kupplung 34 mit einem Stiel
194 verbunden ist, dessen freies Ende die erste Kupplungshälfte der Kupplung 171 bil
det. Im Gegensatz zur Ausführung nach den Fig. 9 und 10 endet der mit der Hülse 168
verbundene Stiel 142 jedoch nicht in der Kugel 103 sondern geht in ein Ankoppelende
202 für das Zielossikel über. Das Ankoppelende 202 umfasst eine Bandschlaufe 198, die
eine Aufnahmeöffnung 200 für das Zielossikel bildet und beispielsweise um den langen
Ambossfortsatz 8 herumlegbar ist. Für die Hülse 168 und den einstückig angeformten
Stiel 142 wird als Werkstoff vorzugsweise Titan oder eine Titanlegierung eingesetzt,
wohingegen die Bandschlaufe 198 insbesondere aus Gold oder einer Goldlegierung
gefertigt wird.
Eine in Fig. 12 dargestellte Steckkupplung unterscheidet sich von der Kupplung 171
gemäß den Fig. 9 und 10 hauptsächlich dadurch, dass ein in einer Hülse 208 einge
brachter Schlitz 210 an seinem einer Stirnseite 212 abgewandten Ende nicht in einer run
den Entlastungsöffnung entsprechend der Entlastungsöffnung 172 der Hülse 168, son
dern in einem im Wesentlichen senkrecht zu dem Schlitz 210 angebrachten Querschlitz
214 endet.
Weitere abgewandelte Steckkupplungen sind in den Fig. 13 bis 17 wiedergegeben. So
wird bei einer Steckkupplung nach Fig. 13 eine an einem freien Ende einer Koppelstange
19''' angeformte erste Kupplungshälfte 217 in Richtung des Pfeils 226 im Wesentlichen
senkrecht zu einer Längsachse einer als Hülse 216 ausgebildeten zweiten Kupplungs
hälfte eingeführt. Zu diesem Zweck ist die Hülse 216 mit einem in Längsrichtung durch
gehenden Schlitz versehen, wobei eine Wandung 228 der Hülse 216 im Bereich von
Schlitzufern 222 zu beiden Seiten des Schlitzes nach außen gewölbt ist, so dass sich ein
Einführbereich 224 ergibt, der beim Ankoppeln der ersten Kupplungshälfte 217 mit einer
Außenwand derselben wechselwirkt und ein Auffedern der Hülse 216 erleichtert. Die
Hülse 216 ist an ihrer dem Schlitz etwa diametral gegenüberliegenden Außenseite mit
einem Stiel 218 der Koppelanordnung über Verbindungsstellen 220 verbunden, insbe
sondere verschweißt oder verlötet.
Auch eine in Fig. 14 gezeigte Steckkupplung umfasst als zweite Kupplungshälfte eine
Hülse 230 mit einem durchgehenden Schlitz, wobei jedoch im Unterschied zur Hülse 216
gemäß Fig. 13 ein sich nach außen erweiternder Einführbereich 232 an einer Stirnseite
236 eines freien Endes der Hülse 230 vorgesehen ist und die Wandung der Hülse 230 im
Übrigen etwa kreiszylindrische Gestalt hat. Der Ankoppelvorgang der ersten Kupplungs
hälfte 217 an die Hülse 230 erfolgt im Wesentlichen in Längsrichtung der Hülse, wobei
der Einführbereich 232 der Hülse 230 mit einem am freien Ende der ersten Kupplungs
hälfte 217 ausgebildeten, sich konisch verjüngenden Einführbereich 234 zusammenwirkt
und ein Auffedern der Hülse 230 erleichtert.
Die Fig. 15 bis 17 zeigen eine weitere abgewandelte Steckkupplung, die sich von der
Kupplung 146 gemäß den Fig. 7 und 8 im Wesentlichen nur durch die Ausgestaltung
von Schlitzen 240 in einer Wandung 248 der als Hülse 238 ausgebildeten zweiten
Kupplungshälfte unterscheidet. Wie die Schlitze 152 in der Hülse 150 nach den Fig. 7
und 8 verlaufen auch die Schlitze 240 in der Hülse 238 im Wesentlichen in Hülsenlängs
richtung und enden vor einer Stirnseite 242 der Hülse 238. Insgesamt sind jedoch vier
Schlitze 240 dergestalt in der Wandung 248 der Hülse 238 eingebracht, dass je zwei
Schlitze 242 enger benachbart und an ihrem der Stirnseite 242 abgewandten Ende über
ein im Wesentlichen U-förmiges Schlitzsegment 250 miteinander verbunden sind. Dabei
werden zwei sich diametral gegenüberliegende federnde Zungen 244 gebildet, die nach
innen federnd vorgespannt sind, wobei ein freies Ende der Zungen 244 bogenförmig nach
innen übersteht und über eine Anlagefläche 246 an eine Außenfläche der ersten Kupp
lungshälfte 148 anlegbar ist.
In Fig. 18 ist schematisch ein implantiertes passives Hörsystem dargestellt, bei dem als zu
mechanischen Schwingungen anregbares ausgangsseitiges Treiberteil das Trommelfell 3
genutzt ist. Am Trommelfell 3 liegt eine insgesamt mit 135 bezeichnete TORP-Prothese
(total ossicular replacement prosthesis) mit einem Kopf 136 an, der eine abgerundete
Oberfläche aufweist. An den Kopf 136 schließt sich eine Koppelstange 139 an, die mit
dem Kopf 136 einstückig verbunden sein kann und deren freies Ende über eine als
Kugelgelenkkupplung ausgebildete Kupplung 140 mit einem freien Ende eines Koppel
elements 137 verbunden ist. Ein von der Kupplung 140 abliegendes Ankoppelende 138
des Koppelelements 137 ist mit dem Steigbügelkopf 141 gekoppelt. Die Kupplung 140
gestattet bei der Implantation ein reversibles statisches Verschwenken und Verdrehen
von Koppelelement 137 und Koppelstange 139 mit Bezug aufeinander, überträgt jedoch
die im implantierten Zustand vom Trommelfell 3 in die Kupplung eingeleiteten dynami
schen Kräfte starr. Der Kopf 136, die Koppelstange 139 und das Koppelelement 137
bestehen zweckmäßig aus einem implantierbaren metallischen oder keramischen Werk
stof.
Generell können als Werkstoffe für die Koppelstange, das Koppelelement, die Kupplung
sowie das bedarfsweise zwischen zwei Kupplungen eingesetzte Zwischenelement alle
bekannten biokompatiblen Metalle und ihre Legierungen verwendet werden, vor allem
implantierfähiges Titan, insbesondere Reintitan mit einer Reinheit < 99,6%. Daneben
sind unter anderem Platin, Niob oder Tantal oder Legierungen von Titan, Platin, Niob
beziehungsweise Tantal geeignet. Gegebenenfalls können die Koppelstange oder andere
der oben genannten Bauteile aber auch aus einem implantierbaren keramischen Werk
stoff, insbesondere Aluminiumoxid, bestehen. Ferner können aber auch langzeit-implan
tierbare Kunststoffe vorgesehen sein, so unter anderem vernetzte Silicone, Polyurethane,
PTFE, FEP, Polycarbonate und dergleichen, die gegebenenfalls faserverstärkt, insbeson
dere kohlefaserverstärkt, sein können, wobei jedoch zumindest ein im implantierten
Zustand an der Ankoppelstelle an der Ossikelkette, der Steigbügelfußplatte oder einer
das runde Fenster oder ein artifizielles Fenster in der Cochlea, im Vestibulum oder im
Labyrinth (Gleichgewichtsorgan) abschließenden Membran anliegender Abschnitt des
Koppelelements zur verlustarmen, d. h. im Wesentlichen schallharten, Schwingungsein
leitung in die Ankoppelstelle ausgelegt ist und somit nur geringe Entropieelastizität auf
weist. Dieser an der Ankoppelstelle anliegende Abschnitt des Koppelelements besteht
vorzugsweise aus einem der genannten metallischen oder keramischen Werkstoffe oder
ist in Gold oder einer Goldlegierung ausgeführt.
1
Schädelknochen
2
Gehörgang
3
Trommelfell
4
Mittelohrraum (Paukenhöhle)
5
Ossikelkette
6
Hammer
7
Amboss
8
langer Ambossfortsatz
9
Steigbügel
10
Steigbügelfußplatte
12
Mastoidhöhle
13
Hörgerätewandler
14
Positionier- und Fixiersystem
15
ausgangsseitiges Treiberteil
16
Ankoppelstelle
17
Koppelanordnung
19
Koppelstange
19
' Koppelstange
19
" Koppelstange
19
''' Koppelstange
20
hintere Gehörgangswand
21
Knochendurchbruch
22
Koppelelement
23
Kupplung
25
Anschlussstück
26
Schlitz
28
Federarm
30
Einführbereich
34
Kupplung
36
erste Kupplungshälfte
38
zweite Kupplungshälfte
42
Stirnseite
67
koppelstangenseitiges Ende
68
Koppelelement
69
kurzer Ambossfortsatz
71
Doppelpfeil
72
Drehpunkt
73
Ankoppelende (von
68
)
74
Federklammer
75
Doppelpfeil
76
Arm
77
Arm
79
Kugelaufnahme
80
Kugelkopf
82
Kupplung
83
Koppelelement
84
Einführbereich
86
Aufnahmeöffnung
87
Durchlass
88
Doppelpfeil
90
Stirnseite
100
Ankoppelende
103
Kugel
107
Pfeilgruppe
114
Kupplung
117
Koppelelement
118
Verbindungsstelle
119
Federarm
121
Kugelaufnahme
122
Stirnseite
123
Kugelaufnahme
125
Verbindungsstelle
126
Federarm
127
Federarm
128
Stirnseite
130
Stirnseite
133
Pfeil
135
Prothese
136
Kopf
137
Koppelelement
138
Ankoppelende
139
Koppelstange
140
Kupplung
141
Steigbügelkopf
142
Stiel
144
zweite Kupplungshälfte
146
Kupplung
148
erste Kupplungshälfte
150
Hülse
152
Schlitz
154
Steg
156
Stirnseite
158
Abschnitt
160
Wandung
162
Einführbereich
164
Zwischenelement
166
Zwischenelement
168
Hülse
170
Schlitz
171
Kupplung
172
Entlastungsöffnung
173
Kupplung
174
Schlitzufer
176
Koppelelement
178
Ankoppelende
180
Federbügel
181
Segment
182
Aufnahmeöffnung
184
Kugelaufnahme
185
Stirnseite
186
Federarm
187
Quersteg
188
Federarm
189
Seitenfläche
190
Durchlass
191
Quersteg
192
Aufnahme
193
Schenkel
194
Stiel
196
Koppelelement
198
Bandschlaufe
200
Aufnahmeöffnung
202
Ankoppelende
204
Stirnseite
206
Tiefenanschlag
208
Hülse
210
Schlitz
212
Stirnseite
214
Querschlitz
216
Hülse
217
erste Kupplungshälfte
218
Stiel
220
Verbindungsstelle
222
Schlitzufer
224
Einführbereich
226
Pfeil
228
Wandung
230
Hülse
232
Einführbereich
234
Einführbereich
236
Stirnseite
238
Hülse
240
Schlitz
242
Stirnseite
244
Zunge
246
Anlagefläche
248
Wandung
250
Schlitzsegment
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US-A-3 870 832 (Fredrickson)
US-A-3 882 285 (Nunley)
US-A-4 850 962 (Schaefer)
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Claims (23)
1. Implantierbare Anordnung zum mechanischen Ankoppeln eines zu mechanischen
Schwingungen anregbaren ausgangsseitigen Treiberteils (3, 15) eines aktiven oder
passiven Hörsystems an eine vorgewählte Ankoppelstelle (16) an der Ossikelkette
(5), der Steigbügelfußplatte (10) oder einer das runde Fenster oder ein artifizielles
Fenster in der Cochlea, im Vestibulum oder im Labyrinth (Gleichgewichtsorgan)
abschließenden Membran über eine Koppelanordnung (17), die eine vom Treiber
teil (3, 15) in mechanische Schwingungen versetzbare Koppelstange (19, 19', 19",
19''') sowie ein mit der vorgewählten Ankoppelstelle (16) in Verbindung bringbares
Koppelelement (22, 68, 83, 117, 137, 176, 196) aufweist, wobei die Koppelstange
(19, 19', 19", 19''') und das Koppelelement (22, 68, 83, 117, 137, 176, 196) über
wenigstens eine Kupplung (23, 34, 82, 114, 140, 146, 171, 173) miteinander ver
bunden sind und zumindest ein im implantierten Zustand an der Ankoppelstelle
(16) anliegender Abschnitt (74, 119, 126, 127, 138, 180, 198) des Koppelelements
(22, 68, 83, 117, 137, 176, 196) zur verlustarmen Schwingungseinleitung in die
Ankoppelstelle (16) ausgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste
Kupplungshälfte (36, 103) der Kupplung (23, 34, 82, 114, 140, 173) eine Außen
kontur mit mindestens näherungsweise der Gestalt einer Kugelkalotte aufweist, die
in einer zur Außenkontur wenigstens teilweise komplementären Innenkontur einer
zweiten Kupplungshälfte (38, 121, 123, 184) aufnehmbar ist, wobei die Kupplung
(23, 34, 82, 114, 140, 173) gegen Reibkräfte reversibel verschwenk- und/oder
drehbar, jedoch bei im implantierten Zustand auftretenden dynamischen Kräften im
Wesentlichen starr ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (23, 34,
82, 173) für ein reversibles An- und Abkuppeln ausgelegt ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite
Kupplungshälfte (38, 121, 123, 184) der Kupplung (34, 82, 114, 173) zumindest
zwei Federarme (28, 119, 126, 127, 186, 188) aufweist, mittels derer die erste
Kupplungshälfte (36, 103) wenigstens teilweise umgreifbar ist.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Federarme (28,
119, 126, 127, 186, 188) nach innen federnd vorgespannt an die erste Kupplungs
hälfte (36, 103) anlegbar sind.
5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die zweite Kupplungshälfte (38) der Kupplung (34) etwa glockenförmige
Gestalt aufweist.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kupplungs
hälfte (38) mehrere im Wesentlichen senkrecht zur Umfangsrichtung verlaufende
Schlitze (26) aufweist, die sich bis zu einer der ersten Kupplungshälfte (36) zuge
wandten Stirnseite (42) der zweiten Kupplungshälfte (38) erstrecken.
7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine
zweite Kupplung (146, 171), die gegen Reibkräfte reversibel linear und/oder rota
torisch verstellbar, jedoch bei im implantierten Zustand auftretenden dynamischen
Kräften im Wesentlichen starr ist, wobei eine erste Kupplungshälfte (148, 217) eine
Außenkontur mit mindestens näherungsweise zylindrischer, vorzugsweise kreiszy
lindrischer, Gestalt hat, die in einer zur Außenkontur wenigstens teilweise kom
plementären Innenkontur einer zweiten Kupplungshälfte (144, 150, 168, 208, 216,
230, 238) aufnehmbar ist.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kupplungs
hälfte der zweiten Kupplung (146, 171) als Hülse (150, 168, 208, 216, 230, 238)
ausgebildet ist.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (150, 168,
208, 216, 230, 238) wenigstens einen im Wesentlichen in ihrer Längsrichtung ver
laufenden Schlitz (152, 170, 210, 240), der sich zumindest über einen Teil der Hül
senlänge erstreckt, aufweist.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich wenigstens ein
Schlitz (170) bis zu einer der ersten Kupplungshälfte (148) zugewandten Stirnseite
(204) der Hülse (168) erstreckt.
11. Anordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein
Schlitz über die gesamte Hülsenlänge erstreckt.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens ein Schlitz (152, 240) vor einer Stirnseite (156, 242) der Hülse (150,
238) endet.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens ein Schlitz (170, 210) zumindest einseitig in einer Entlastungsöffnung
(172, 214) endet, deren Begrenzungslinie die beiden Schlitzufer (174) verbindet,
wobei die Entlastungsöffnung (172, 214) quer zur Schlitzrichtung eine Abmessung
aufweist, die größer als diejenige des Schlitzes (170, 210) ist.
14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungslinie
mindestens einer Entlastungsöffnung (172) die Schlitzufer (174) bogenförmig, vor
zugsweise im Wesentlichen kreisbogenförmig, verbindet.
15. Anordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens
eine Entlastungsöffnung als im Wesentlichen senkrecht zum Schlitz (210) verlau
fender Querschlitz (214) ausgebildet ist.
16. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens ein Abschnitt (154, 244) einer Wandung (160, 248) der Hülse (150,
168, 208, 216, 230, 238) nach innen federnd vorgespannt an die erste Kupplungs
hälfte (148, 217) anlegbar ist.
17. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens zwei Schlitze (152, 240) vorgesehen sind, wobei zumindest ein sich
zwischen zwei benachbarten Schlitzen (152, 240) befindender Abschnitt (154, 244)
einer Wandung (160, 248) der Hülse (150, 238) nach innen federnd vorgespannt an
die erste Kupplungshälfte (148) anlegbar ist.
18. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei
benachbarte Schlitze (240) endseitig insbesondere im Wesentlichen U-förmig
miteinander verbunden sind.
19. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die
Außenkontur der ersten Kupplungshälfte (148, 217) der zweiten Kupplung (146,
171) im Bereich ihres der zweiten Kupplungshälfte (144, 150, 168, 208, 216, 230,
238) zugewandten Endes mit einem sich in Richtung auf das Ende hin verjüngen
den Einführbereich (162, 234) versehen ist.
20. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass im
implantierten Zustand eine Übertragung von dynamischen Kräften zwischen den
beiden Kupplungshälften (148, 217; 144, 150, 168, 208, 216, 230, 238) der zwei
ten Kupplung (146, 171) im Wesentlichen in Richtung der Längsachse der ersten
Kupplungshälfte (148, 217) erfolgt.
21. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Innenkontur der zweiten Kupplungshälfte (38, 121, 184, 230) mindestens
einer Kupplung (34, 82, 173) im Bereich ihres der ersten Kupplungshälfte (36,
103, 217) zugewandten Endes mit einem sich in Richtung auf das Ende hin erwei
ternden Einführbereich (30, 84, 232) versehen ist.
22. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine erste (36, 103, 148, 217) und/oder eine zweite (184) Kupp
lungshälfte wenigstens einer Kupplung (34, 82, 114, 146, 173) mit dem zugeord
neten Koppelelement (176) oder der zugeordneten Koppelstange (19, 19', 19",
19''') einstückig verbunden ist.
23. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass sie Teil eines passiven Hörsystems ist, bei dem im implantierten Zustand das
Trommelfell (3) als ausgangsseitiges Treiberteil genutzt ist.
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