DE69215467T2 - Knöchelchen-Prothese zur Magnetanordnung - Google Patents

Knöchelchen-Prothese zur Magnetanordnung

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Prothese zur Verwendung im Mittelohr und insbesondere auf eine Prothese zum Halten eines Magneten zur Verwendung mit einer elektromagnetischen Induktions-Hörhilfe
  • Ein übliches Problem bei innerhalb des Ohres angeordneten akustischen Hörhilfen besteht in der niedrigen Wiedergabetreue. Diese niedrige Wiedergabetreue ergibt sich aus der sehr kleinen Größe des Empfängers oder Lautsprechers, stehenden Schwingungen, die im Ohrkanal entstehen, und Rückkopplung aufgrund des Belüftens der Hörhilfe. Eine Möglichkeit zur Lösung dieses Problems ist die Verwendung einer elektromagnetischen Induktions-Hörhilfe, bei welcher ein Magnet mit den Gehörknöchelchen des Mittelohres, dem Trommelfell und der Schnecke verbunden ist und durch ein elektromagnetisches Feld in Bewegung versetzt wird, das durch eine Ausgangsspule in der Hörhilfe erzeugt wird. Dieses Konzept wurde zuerst von Rutschmann in einem Artikel mit dem Titel "Magnetic Audition - Auditory Stimulation by means of Alternating Magnetic Fields Acting on a Permanent Magnet Fixed to the Eardrum", IRE Transactions on Medical Electronics, März 19, 59, S. 22-23 vorgeschlagen. Weitere erfolgversprechende Arbeiten wurden von Richard L. Goode durchgeführt, wie dies in seinen zwei Artikeln "An Implantable Hearing Aid", Tr. Am. Acad. Ophthalmol & Otholaryngol, 74: 128-139, Jan. - Feb. 1970 und "Audition via Electromagnetic Induction", Arch Otholarnygol, 98: 23-26, Juli 1973 angegeben ist. Bei den meisten seiner Versuche klebte Goode einen Magneten ans Trommelfell, welches dann entweder durch eine Spule, die hinter dem Ohr angeordnet war, oder eine spezielle, von außen angetriebene Spule in Vibration versetzt wurde, die in den Ohrkanal eingesetzt war. Bei anderen Versuchen brachte Goode den Magneten zeitweilig an unterschiedlichen Orten im Mittelohr an und brachte den Magneten an einer Silverstein- Malleus-Klemme an. Goode wies auf die Durchführbarkeit und den Wunsch hin, ein solches System zu entwickeln. Ein ähnliches System wurde in dem belgischen Patent Nr. 833,809 gezeigt, welches am 25. März 1976 veröffentlicht wurde.
  • Auf diesem Gebiet blieb es für eine Reihe von Jahren im wesentlichen ruhig, bis die Dres. Jack Hough, Jack Vernon und Kenneth Dormer und die Herren Jorgen Heide, Anthony Prescott und Timothy Gooch begannen, daran zu arbeiten. Die Arbeit dieser beiden Gruppen führte zu einer Reihe von US-Patenten mit den Nummern 4,606,329, 4,776,322 und 4,800,884. Diese Patente zeigen unterschiedliche hinter dem Ohr und im Ohr angeordnete Versionen von Hörhilfen mit Spulen, die magnetische Felder entwickeln, die mit im Mittelohr angeordneten oder mit den Gehörknöchelchen verbundenen Magneten gekoppelt werden.
  • Ein Problem bei Verwendung der elektromagnetischen Induktion hat darin bestanden, daß Magnetmaterialien im wesentlichen nicht biokompatibel sind, insbesondere Magnetmaterialien mit ausreichenden Energiedichten zur Erzielung einer höheren Leistungsfähigkeit und damit einer längeren Lebensdauer der Batterie. Zu diesem Zweck sind Verfahren oder Mittel hinsichtlich Biokompatibilität erforderlich gewesen. Hough et al. wiesen in den verschiedenen Patenten darauf hin, daß das Magnetmaterial in ein biokompatibles Material imprägniert und in eine Prothese mit unterschiedlichen Formen, wie in den Patenten dargestellt, geformt werden konnte. Andere Alternativen zur Anordnung des Magneten wurden im Heide-Patent Nr. 4,880,884 gezeigt. Eine Ausführung bestand in der Verwendung eines Magneten, der am Ende einer Silverstein-Malleus-Klemme angeordnet war, wobei die Klemme durch das Trommelfell hindurchgeführt und mit dem Malleus verbunden war. Bei einer zweiten Auführungsform war ein mit biokompatiblem Material beschichteter Magnet zwichen Trommelfell und Malleus angeordnet. Verschiedene andere Ausgestaltungen sind entwickelt worden, um den Magneten mit den Gehörknöchelchen zu verbinden. So ist z.B. in US-Patent Nr. 4,817,607 der Magnet im Kopf einer Prothese angeordnet, welche die Gehörknöchelchen ganz oder teilweise ersetzt. Bei einer im US-Patent Nr. 4,840,178 Heide angeführten Möglichkeit ist der Magnet in zwei Stücken ausgebildet, die gelenkig miteinander verbunden sind und den langen Fortsatz des Amboß' umfassen.
  • Wenngleich zahlreiche Varianten zum Anbringen des Magneten an den Gehörknöchelchen gezeigt werden, gibt es in mehreren Fällen Nachteile und zudem andere Fälle, die durch die bekannten Prothesen nicht angemessen abgedeckt werden. So hat z.B. in vielen Fällen der Patient eine voll funktionierende Gehörknöchelchen-Kette, so daß die Verwendung einer Ersatzprothese gemäß Tatge oder Hough nicht wünschenswert ist. Weiterhin sind die bei Heide '178 und Hough offenbarten Magnete und die Prothese aufgrund der unüblichen Formen der Magnetmaterialien nur mit erheblichen Schwierigkeiten herzustellen. Andere Varianten gehen durch das Trommelfell hindurch, welche Tatsache, wenngleich sie Probleme bezüglich der Biokompatibilität verringert, das Problem aufweist, daß das Trommelfell durchquert worden ist. Dies kann für einen Langzeit-Einbau in einigen Fällen unerwünscht sein.
  • Mittelohr-Prothesen sind aus dem US-Patent Nr. 4,606,329 bekannt. Jedoch sind derartige bekannte Prothesen nicht für die Verwendung zwischen Manubrium und dem langen Fortsatz vorgesehen und der Magnet wird nicht von der ebenen Oberfläche der Prothese aufgenommen.
  • Deshalb ist eine Prothese erwünscht, die die Funktion einer vollständig intakten Gehörknöchelchen-Kette ermöglicht, keine spiralförmigen und komplizierten Magnetformen erfordert und in vollem Umfang von der Mittelohrhöhle aufgenommen wird.
  • Eine Prothese gemäß der vorliegenden Erfindung ist so ausgeführt, daß sie vollständig unabhängig in der Mittelohrhöhle untergebracht und mit dem Manubrium und dem langen Fortsatz des Amboß' verbunden ist und ein Mittel aufweist, um einen in üblicher Weise geformten Magneten anzuordnen und zu halten. Die Prothese ist mit zwei Kanälen oder Nuten versehen, eine(n) zum Berühren des Manubrium mallei und den anderen zum Umfassen des langen Fortsatzes des Amboß' Ein im wesentlichen ebener Aufnahmebereich ist etwa nahe dem langen Fortsatz des Amboß' und im wesentlichen parallel zum Trommelfell vorgesehen, um den Magneten aufzunehmen. Der Magnet ist aus Gründen der Biokompatibilität vorzugsweise in einem Titanbehälter angeordnet. Die Prothese ist vorzugsweise aus Hydroxylapatit, Polytetrafluorethylen oder anderen Materialien hergestellt, die stabil und biokompatibel sind. Die Prothese hat verschiedene Radiuskurven und eine passende Einteilung, so daß sie in unterschiedlichen Mittelohrhöhlen bei nur wenigen Variationen bezüglich tatsächlicher Ausgestaltung und Größe verwendet werden kann. Weiterhin ist die Prothese so ausgestaltet, daß sie die effektive Bewegung der Gehörknöchelchen-Kette nicht behindert, so daß die übliche akustische übertragung in einem die Prothese enthaltenden Mittelohr nach wie vor stattfindet.
  • Gemäß der Erfindung ist eine Mittelohr-Prothese (P) für den Kontakt mit der Gehörknöchelchen-Kette zum Anbringen eines Magneten (M) vorgesehen zur Verwendung mit einer elektromagnetischen Induktions-Hörhilfe, um die Gehörknöchelchen-Kette intakt zu lassen und trotzdem durch den Magenten (M) zu bewegen, mit
  • einem Magneten (M),
  • einem Körperabschnitt (48), der im wesentlichen als rechtwinkliges Parallelepiped ausgebildet und mit einer Nut (50) an einer Seite versehen ist, die so ausgebildet ist, daß sie mit dem Manubrium (16) zusammenwirken kann,
  • einem Armabschnitt (54), der mit dem Körperabschnitt (48) verbunden ist und sich von der der Nut (50) im Manubrium gegenüberliegenden Seite erstreckt, und
  • einem Hakenabschnitt (60), der mit dem Armabschnitt (54) verbunden und im wesentlichen mit einem inneren Bogen (62) und einem äußeren Bogen versehen ist, wobei der innere Bogen (62) mit dem Armabschnitt (54) zusammenwirkt, um eine Nut (52) zu bilden, die so ausgebildet ist, daß sie mit dem langen Fortsatz (28) zusammenzuwirken kann, und der Armabschnitt (54) und der Hakenabschnitt (60) auch zusammenwirken, um eine im wesentlichen ebene Oberfläche (56) zur Aufnahme des Magneten (M) zu bilden.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Auführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
  • Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Mittelohrhöhle mit der Gehörknöchelchen- Kette und einer Prothese gemäß der vorliegenden Erfindung,
  • Fig. 2 eine der Figur 1 entsprechende Ansicht mit einem an der Prothese angebrachten Magneten,
  • Fig. 3 eine Draufsicht in teilweisem Querschnitt von Prothese und Magnet gemäß Figur 2,
  • Fig. 4, 5 und 6 jeweils Draufsicht, Seitenansicht und Rückansicht der Prothese gemäß Figur 1 und
  • Fig. 7 und 8 Draufsichten von unterschiedlichen Ausführungen einer Prothese gemäß der Erfindung.
  • In Figur 1 ist die allgemein mit demn Buchstaben 0 bezeichnete Gehörknöchelchen-Kette in Verbindung mit einer Prothese E gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Gehörknöchelchen-Kette umfaßt den Hammer 10, den Amboß 12 und den Steigbügel 14. Der Hammer umfaßt mehrere Abschnitte und weist das Manubrium 16, den Hals 18 und den Kopf 22 auf. Der Amboß 12 hat einen Körper 24, der mit dem Kopf 22 des Hammers 10 verbunden ist. Der Amboß weist weiterhin einen langen Fortsatz 28 und einen lentikulären Fortsatz 30 auf. Der lange Fortsatz 28 ist im wesentlichen parallel zum Manubrium 16. Der lentikuläre Fortsatz 30 ist mit dem Kopf 32 des Steigbügels 14 verbunden. Der Kopf 32 ist auch mit dem vorderen Schenkel 34 und dem hinteren Schenkel 36 verbunden, die ihrerseits mit der Fußplatte 38 verbunden sind. Letztere sitzt auf dem ovalen Fenster, welches die Grenze und die trennende Membran zwischen dem Mittelohr und der Gehörgangsschnecke bildet. Die dargestellte Prothese P berührt das Manubrium 16 und den langen Fortsatz 28.
  • In Figur 2 ist eine Magnetanordnung M dargestellt, die an der Prothese P angebracht ist, um die Orientierung in bezug auf die Gehörknöchelchen-Kette O sichtbar machen zu können.
  • In Figur 3 ist eine Draufsicht der verschiedenen Elemente dargestellt. Wie erkennbar, ist das Manubrium 16 mit dem Trommelfell T verbunden. Weiterhin ist erkennbar, daß das Manubrium 16 und der lange Fortsatz 28 des Amboß' 12 nicht senkrecht zum Trommelfell T, sondern etwas versetzt sind. Die Prothese P hat einen Körper 48, der eine erste Nut 50 aufweist, in welche das Manubrium 16 eingreift. Der Körper 48 ist ein allgemein rechtwinkliges Parallelepiped. Der Vorderabschnitt 49 des Körpers 48 ist im wesentlichen nach innen gewinkelt, vorzugsweise um einen Winkel von etwa 21º an der Seitenfläche 47 des Manubriums und etwa 20º an der Seitenfläche 51 des langen Fortsatzes. Vorzugsweise ist der Körper 48 ungefähr 0,094 inches (0,2388 mm) von Vorderseite bis Rückseite und etwa 0,060 inches (0,1524 mm) breit an der Rückseite.
  • Von der Rückseite des Körpers 48 steht in Richtung auf den langen Fortsatz 28 ein Arm 54 vor. Letzterer hat eine im wesentlichen ebene vordere Oberfläche 56 und eine im wesentlichen ebene rückseitige Oberfläche 58, wobei vordere und rückseitige Oberfläche 56 bzw. 58 im wesentlichen zur Bildung eines Halses 55 konvergieren. Die vordere Oberfläche 56 ist im wesentlichen parallel zum Trommelfell T, wenn die Prothese P eingesetzt ist, und ist vorzugsweise 57º von der Seitenfläche 47 des Körpers 48. Ein vorstehender Haken 60 ist mit dem Hals 55 des Armes 54 verbunden. Eine Kombination der rückseitigen Oberfläche 58 und der inneren Oberfläche 62 des Hakens 60 bildet eine zweite Nut 52, die mit dem langen Fortsatz 28 zusammenwirkt. Die zweite Nut 52 hat einen inneren Radius, der passend ist, um mit dem langen Fortsatz 28 zusammenzuzwirken, vorzugsweise einen inneren Radius von etwa 0,018 inches. Der Haken 60 weist einen vergrößerten Kopf 61 einschließlich eines Abschnittes 63 der vorderen Oberfläche 56 auf, wobei ein Loch 64 im Abschnitt 63 der vorderen Oberfläche vorhanden ist. Der Haken 60 ist im wesentlichen in drei Dimensionen gebogen, damit er von den verschiedenen Abschnitten des Mittelohres frei bleibt. Der Haken 60 weist einen übergangsabschnitt 65 zwischen dem vorderen Oberflächenabschnitt 63 und dem äußeren gebogenen Abschnitt 67 auf. Vorzugsweise beträgt der Radius des übergangsabschnittes 65 etwa 0,012 inches (0,0305 mm), des äußeren gebogenen Abschnittes 67 etwa 0,039 inches (0,0991 mm) und des Endabschnittes 69 etwa 0,08 inches (0,2032 mm). Bei den Materialien handelt es sich um solche wie Hydroxylapatit, Polytetrafluorethylen, ultrahochmolekulares Polyethylen und ähnliche Materialien.
  • Die Magnetanordnung M weist ein Gehäuse 100 auf, welches vorzugsweise aus Titan oder anderem biokompatiblem, unmagnetischem Material hergestellt ist. Vorzugsweise ist das Gehäuse 100 zylindrisch. Vom Gehäuse 100 steht ein Stab 102 vor, welcher in das Loch 64 im Haken 60 eingreift. Innerhalb des Gehäuses 100 befindet sich Magnetmaterial 104. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Magnetmaterial 104 um Hochleistungsmaterial wie Samariumkobald oder Neodymiumeisenbor, so daß die Leistung der Hörhilfe vergrößert wird. Andere magnetische Hochleistungsmaterialien können verwendet werden. Vorzugsweise wird das Magnetmaterial 104 in die Form einer Scheibe gebracht, so daß übliche Techniken zur Herstellung von Magneten verwendet werden können. Die Magnetanordnung M wird an der Prothese P in der Weise angebracht, daß ein kleiner Tropfen aus Silikon oder anderem biokompatiblem Kleber auf die vordere Oberfläche 56 aufgebracht und der Stift 102 in das Loch 164 eingeführt wird, bis die Magnetanordnung M die Prothese P berührt.
  • Draufsicht, Seitenansicht und Rückansicht der Prothese P sind in den Figuren 4 bzw. 5 bzw. 6 dargestellt. Die Prothese P ist vorzugsweise etwa 0,075 inches (0,1905 mm) dick, so daß sie Platz läßt für den größten Teil der Gehörknöchelchen, ohne die Bewegung derselben zu behindern, wobei jedoch ein ausreichender Oberflächenbereich für einen formschlüssigen Sitz mit dem Manubrium und dem langen Fortsatz 28 vorhanden ist. Während der Körper 48 in vertikaler Richtung im wesentlichen eben ist, ist der Haken 60 gebogen, vorzugsweise mit einem Radius von etwa 0,048 inches (0,1219 mm), gemessen von der Mittellinie der Nut 50. Diese Biegung ermöglicht ein weiteres Freibleiben beim Einsetzen im Mittelohr.
  • Die Figuren 7 und 8 zeigen Draufsichten anderer Ausführungen der Prothese P, bei denen der Körper 48 unterschiedliche Breiten aufweist. Die Körperbreite ist unterschiedlich, um der Tatsache Rechnung zu tragen, daß der Abstand zwischen Manubrium 16 und langem Fortsatz 28 unterschiedlich sein kann. So ist z. B. bei der Prothese der Figur 7 die rückseitige Fläche etwa 0,040 inches (0,1016 mm) breit, während bei der Prothese P der Figur 8 die rückseitige Fläche etwa 0,080 inches (0,2032 mm) breit ist. Gegenwärtig gehen die Vorstellungen dahin, daß nur drei Einzelgrößen für die Mehrzahl der Gehörknöchelchen- Ketten erforderlich sind. Jedoch können andere Größen bei Bedarf entwickelt werden.
  • Das Einsetzen der Prothese P ist ohne weiteres durchführbar. Die Seitenfläche 47 des Körpers 48 und die rückseitige Oberfläche 58 des Armes 54 bilden einen Keil, so daß die Prothese P zwischen Manubrium 16 und dem langen Fortsatz 28 positioniert werden kann. Alsdann wird eine Kraft aufgebracht, bis die Nuten 50 und 52 richtig plaziert sind. Die Prothese P wird dann in der Gehörknöchelchen-Kette O gehalten, ohne daß dazu Klebstoffmaterialien erforderlich wären. Dies ermöglicht ein freies Vibrieren der Gehörknöchelchen-Kette O unter der Einwirkung von Schalltransmission durch das Trommelfell T. Die Magnetanordnung M kann in der Prothese P im Mittelohr installiert werden. Die Positionierung der Prothese P zwischen dem Manubrium 16 und dem langen Fortsatz 28 ermöglicht es der Magnetanordnung M, in Abhängigkeit vom elektromagnetischen Feld zu vibrieren, welches von der Hörhilfe erzeugt wird, und führt dazu, daß der lange Fortsatz 28 vibriert, so daß der Steigbügel 14 bewegt wird, der seinerseits beim Patienten über die Schnecke Geräuschempfindungen bewirkt.
  • Nach der vorstehenden Beschreibung der Erfindung sind für den Fachmann verschiedene Abwandlungen der Techniken, Behandlungen, Materialien und Ausrüstungsteile naheliegend. Alle diese Varianten innerhalb des Bereiches der beigefügten Ansprüche sollen von diesen erfaßt werden.

Claims (9)

1. Mittelohrprothese (P) für den Kontakt mit der Gehörknöchelchen-Kette zum Anbringen eines Magneten (M) zur Verwendung mit einer elektromagnetischen Induktions-Hörhilfe, um die Gehörknöchelchen-Kette intakt zu lassen und trotzdem durch den Magneten (M) bewegt zu werden, mit
einem Magneten (M) und dadurch gekennzeichnet, daß die Prothese versehen ist mit
einen Körperabschnitt (48), der im wesentlichen als rechtwinkliges Parallelepiped ausgebildet und an einer Seite mit einer Nut (50) versehen ist, die so ausgebildet ist, daß sie mit dem Manubrium (16) zusammenwirken kann,
einem Armabschnitt (54), der mit dem Körperabschnitt (48) verbunden ist und sich von der Seite, die der Nut im Manumbrium (50) gegenüberliegt, erstreckt, und
einem Hakenabschnitt (60), der mit dem Armabschnitt (54) verbunden ist und im wesentlichen einen Innenbogen (62) und einen Außenbogen aufweist, wobei der Innenbogen (62) mit dem Armabschnitt (54) zusammenwirkt, um eine Nut (52) zu bilden, die so ausgebildet ist, daß sie mit dem langen Fortsatz (28) zusammenwirken kann, und der Armabschnitt (54) und der Hakenabschnitt (60) weiterhin zusammenwirken, um eine im allgemeinen ebene Oberfläche (56) zur Aufnahme des Magneten (M) zu bilden.
2. Prothese nach Anspruch 1, bei welcher der Hakenabschnitt (60) ein Loch (64) aufweist, welches in der den Magneten aufnehmenden Oberfläche (63) angeordnet ist.
3. Prothese nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der Armabschnitt (54) sich von dem Verbindungspunkt mit dem Körperabschnitt (48) zum Verbindungspunkt mit dem Hakenabschnitt (60) verjüngt.
4. Prothese nach Anspruch 3, bei welcher der Armabschnitt (54) breiter ist als die Körperabschnitt-Verbindung und schmaler ist als die Hakenabschnitt-Verbindung.
5. Prothese nach Anspruch 1, bei welcher der Hakenabschnitt (60) ein Loch (64) aufweist, welches in der den Magneten aufnehmenden Oberfläche (56) angeordnet ist, und der Magnet (M) einen Vorsprung (102) aufweist, der in die Öffnung (64) einführbar ist.
6. Prothese nach Anspruch 1, bei welcher der Magnet (M) Magnetmaterial (104) und ein biokompatibles Gehäuse (100) aufweist, welches das Magnetmaterial (104) umgibt.
7. Prothese nach Anspruch 6, bei welcher das Magnetmaterial im wesentlichen scheibenförmig ausgebildet ist.
8. Prothese nach Anspruch 6 oder 7, bei welcher das Magnetmaterial im wesentlichen aus Samariumkobald besteht.
9. Prothese nach Anspruch 6, 7 oder 8, bei welcher das Gehäuse (10) aus Titan besteht.
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