WO2021165872A1 - Haltevorrichtung für eine faseroptische leitung einer implantierbaren hörhilfe - Google Patents

Haltevorrichtung für eine faseroptische leitung einer implantierbaren hörhilfe Download PDF

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WO2021165872A1
WO2021165872A1 PCT/IB2021/051378 IB2021051378W WO2021165872A1 WO 2021165872 A1 WO2021165872 A1 WO 2021165872A1 IB 2021051378 W IB2021051378 W IB 2021051378W WO 2021165872 A1 WO2021165872 A1 WO 2021165872A1
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WO
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holding
holding device
fiber
fastening plate
optic line
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PCT/IB2021/051378
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Inventor
Zoran Djinovic
Robert Pavelka
Milos Tomic
Original Assignee
Zoran Djinovic
Robert Pavelka
Milos Tomic
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Publication date
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H04R25/60—Mounting or interconnection of hearing aid parts, e.g. inside tips, housings or to ossicles
    • H04R25/604—Mounting or interconnection of hearing aid parts, e.g. inside tips, housings or to ossicles of acoustic or vibrational transducers
    • H04R25/606—Mounting or interconnection of hearing aid parts, e.g. inside tips, housings or to ossicles of acoustic or vibrational transducers acting directly on the eardrum, the ossicles or the skull, e.g. mastoid, tooth, maxillary or mandibular bone, or mechanically stimulating the cochlea, e.g. at the oval window
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2225/00—Details of deaf aids covered by H04R25/00, not provided for in any of its subgroups
    • H04R2225/67—Implantable hearing aids or parts thereof not covered by H04R25/606

Definitions

  • the invention relates to a holding device for a fiber optic line of an implantable hearing aid, which is guided to a part of the scjall transmission in the ear that can be stimulated to acoustic vibrations, comprising a fastening plate for fastening the holding device to the cranial bone, a holding part for holding the fiber optic line and at least one joint device for at least two-axis adjustment of the holding part relative to the mounting plate.
  • the sound waves are perceived, which are conducted from the auricle to the external auditory canal and set the eardrum in vibration.
  • the hammer handle is fused with the eardrum, with further transmission via the ossicles (hammer and anvil) through the stapes to the perilymphatic fluid, which sets the organ of Corti into vibrations.
  • the excitation of the hair cells in the organ of Corti generates nerve impulses that the auditory nerve directs into the brain, where they are consciously perceived.
  • the vibrations of a part of the sound transmission in the ear that can be excited into acoustic vibrations are measured without contact with the aid of an optical sensor.
  • the optical sensor here comprises a fiber-optic line with which the light emanating from a light or laser diode hits the part that can be excited into acoustic oscillations the sound transmission, such as on the anvil, is directed.
  • the reflected signals are fed via the fiber optic line to at least one optoelectronic coupling component, for example a photodiode, and subsequently to an evaluation circuit, where the reflected signal is evaluated according to the interferometer principle to determine the vibrations of a
  • the ossicles such as the anvil, can be determined with high precision.
  • Vibration measurement is based on the fact that the part of the sensor to be implanted in the middle ear or the epitympanon or the mastoid (mastoid process) is limited to the relatively small free end of the fiber-optic line, via which the optical signals are fed in and the reflected signals are picked up.
  • Another advantage is the non-contact measurement, so that there is no impairment of the acoustic signal and no impairment of quasi-static movements of the ossicles to be feared.
  • the free end of the fiber-optic line is fastened in the ear according to EP 1123 635 B1 with the aid of a holding device which, for this purpose, can be fixed directly to a bone, for example with bone screws.
  • the fastening plate carries a receptacle for the fiber-optic line, a hinge device serving for the at least two-axis adjustment of the fiber-optic line relative to the fastening plate.
  • the present invention is therefore aimed at improving a holding device for a fiber-optic line for measuring vibration of a part of the sound transmission in the ear that can be excited into acoustic vibrations, so that the above-mentioned disadvantages can be overcome.
  • the invention essentially provides for a holding device of the type mentioned at the outset that, in addition to the hinge device for at least two-axis adjustment of the holding part relative to the fastening plate, an actuator-driven and preferably telemetrically controllable pivoting device is provided for at least two-axis pivoting of the holding part relative to the fastening plate .
  • an actuator-driven pivoting device makes it possible, on the one hand, to carry out a fine adjustment during the implantation phase in addition to the coarse adjustment made possible by the joint device.
  • the actuator-driven pivoting device can be used to carry out a subsequent remote-controlled correction of the position and the alignment of the fiber-optic line relative to the vibrating part after the operative access has been closed.
  • the actuator drive is preferably carried out by electrical energy, with the energy supply being able to take place via an implantable energy storage device (eg battery) which, if required, can be charged wirelessly through the skin, ie inductively.
  • the actuator drive can be controlled by a control device that works in accordance with control signals that are wirelessly transmitted to the control device from outside the patient. In this way, wireless remote control of the swivel device can be realized.
  • the actuator drive is carried out by at least one suitable actuator, such as an electric motor.
  • the holding part for holding the end region of the fiber-optic line facing the vibrating part can be designed, for example, as a guide tube in which the fiber-optic line is received.
  • the pivoting device has a first actuator for pivoting the holding part about a first pivot axis and a second actuator for pivoting the holding part about a second pivot axis, the first and second pivot axes preferably running perpendicular to one another.
  • the pivoting device can also comprise a third actuator for pivoting the holding part about a third pivot axis, which preferably runs orthogonally to both the first and the second pivot axis.
  • the joint device is designed for a two-axis pivoting of the holding part, preferably for a three-axis pivoting of the holding part.
  • the holding device can preferably be designed in such a way that an elongated connecting structure is provided which extends away from the fastening plate and connects the holding part to the fastening plate, at whose end region facing away from the fastening plate the joint device is arranged.
  • the elongated connecting structure is used to bridge the Distance between the point at which the mounting plate has to be attached to the cranial bone due to the anatomical conditions and the point at which the end of the fiber-optic cable is brought closer to the auditory ossicles, such as the anvil, further inside the ear at the required distance.
  • the longitudinal axis of the elongated connecting structure extends away from the mounting plate at an angle of 60-120 °, preferably 80-100 °, to the plane of the mounting plate.
  • the longitudinal axis of the elongated connecting structure is to be understood here as the direction in which the connecting structure has its greatest extent.
  • the pivoting device is preferably arranged as close as possible to the mounting plate.
  • the pivoting device is fastened to the fastening plate in order to pivot the elongate connecting structure together with the joint device and the holding part relative to the fastening plate.
  • a preferred embodiment provides that the holding part is guided in translation relative to the fastening plate in order to set a distance from the fastening plate and can be locked in the selected translational position and preferably fine-tuned by an actuator and can also be readjusted telemetrically after healing.
  • the elongate connecting structure has a sliding guide running in the direction of its longitudinal axis.
  • the joint device preferably comprises a ball joint.
  • the ball-and-socket joint allows infinitely variable three-axis pivoting in a simple manner, so that the surgeon makes it easier to adjust the fiber-optic line.
  • the ball joint comprises a ball which can be clamped between two jaws of the joint device.
  • the clamping mechanism is used to fix the set position.
  • the ball can be clamped between the two jaws, for example, by means of a screw connection with which the two jaws are clamped to one another.
  • a preferred embodiment provides that the holding part is attached to the joint device by means of a connecting rod.
  • the connecting rod is particularly preferably designed to be essentially S-shaped. This brings about an advantageous adaptation to the anatomy.
  • the S-shaped connecting rod comprises a central section extending in the direction of the longitudinal axis of the elongated connecting structure between two further sections extending transversely to the central section.
  • the connecting rod can also be designed as a straight rod.
  • a biocompatible material such as polypropylene, Teflon, polyethylene, medical steel or titanium is preferably used as the material for the holding device.
  • the invention relates to an implantable hearing aid comprising an optical sensor having a fiber-optic line for contactless vibration and distance measurements on a part of the sound transmission in the ear that can be excited into acoustic oscillations and further comprising a holding device according to the invention that can be attached to a skull bone for holding the fiber-optic line at an adjustable distance and in an adjustable alignment to the part of the sound transmission in the ear that can be stimulated to acoustic oscillations.
  • the optical sensor preferably comprises an interferometer.
  • the actual design of the interferometer requires the following preferred algorithms (eg arctangent algorithm) for the evaluation.
  • Interferometers can be of any design, such as Michelson, Fabry-Perot or Fizeau interferometers, with suitable ones Stabilization configurations, for example, in the article by KP Koo, AB Tveten, A. Dandridge, "Passive stabilization scheme for fiber interferometers using (3x3) fiber directinal couplers", in Appl.Phys.Lett., Vol. 41, No.7, pp. 616 -618, 1982, G.Schmitt, W. Wenzel, K.
  • the oscillation of the auditory ossicles and the eardrum, as observed when excited by acoustic waves, is superimposed in the ear by a low-frequency, quasi-static or slow dislocation of the eardrum membrane and the ossicles, which can be attributed to differences in air pressure or in the pressure in the middle ear.
  • Such low-frequency shifts are caused, for example, by changing the air pressure when driving in elevators, cable cars or airplanes, with significant low-frequency ones Fluctuations due to the sudden opening of the Eustachian tube also occur when blowing the nose.
  • Such low-frequency shifts can be in their amplitude by a factor of at least 10 2 higher than the maximum amplitudes occurring during physiological sonication.
  • the fiber-optic line is preferably arranged so that even with such shifts there is no contact with the part to be scanned and it is therefore preferably designed so that the free end of the fiber-optic line is arranged at a greater distance from the scanned part as the maximum occurring displacement of the scanned part in the direction of the free end of the fiber optic line, and / or is kept adjustable at a distance that prevents a collision.
  • the fiber optic line is preferably connected to an electronic evaluation circuit which determines the acoustic vibrations of the scanned part on the basis of the optical reflection signals received via the fiber optic line and which signals (corresponding to microphone signals) for electromechanical vibration generators and / or for the stimulation of the organ of Corti and / or the auditory nerve and / or the brain stem generated.
  • the evaluation circuit can interact with an algorithm to compensate for the shift in the operating point of the interferometer due to low-frequency shifts of the scanned part.
  • the optical parameters of the reflected components of the transmitted signal can be measured, which is advantageous the procedure for evaluating the reflected signals is such that the fiber-optic line is connected to an interferometer for evaluating the amplitude, the frequency and / or the relative phase position of the oscillation of the scanned part.
  • the use of the interferometer principle allows even low amplitudes of acoustic vibrations in the area of the ossicles to be reliably detected without contact.
  • the range to be recorded extends from amplitudes of 1 x 10 ⁇ 14 m / VHz (with a sound power of approx. 40 dB) to approx.
  • 3-4 x 10 ⁇ 9 m / VHz (with a sound power of approx. 90 dB), with amplitudes higher than approx -4xl0 ⁇ 7 m / VHz, as can be observed at a sound power of around 120 dB, can also be measured, whereby the deflection of the vibrating part to be measured is proportional to the sound pressure level (dB).
  • the surface of the part that can be excited to vibrate, facing the sensor carries or has reflection-increasing means for the reflection of electromagnetic radiation in the wavelength range of the sensitivity of the sensor.
  • the greater distance also allows isolated monitoring of the two implant parts (reflection-increasing agent and free end of the fiber-optic line) through connective tissue and middle ear mucosa without creating visually disturbing connective tissue bridges between the two parts. Although this overgrowth of tissue leads to a dampening of the light intensity, the reflection-increasing agent still produces sufficient signal strengths for the vibrometric processing of the reflected electromagnetic waves to form a microphone signal.
  • the greater distance also means that slight relative displacements between the fiber-optic line and the part of the sound transmission in the ear that can be stimulated to vibrate, as can occur through healing processes or child skull growth, do not significantly impair the measurement signal.
  • the arrangement of the reflection-increasing means can also have the effect that the reflection surface is increased in comparison to that surface which the part of the sound transmission in the ear that can be excited to vibrate offers for the reflection itself.
  • the invention is preferred so that the distance between the reflection-increasing means and the end of the fiber-optic line can be increased to several millimeters (approx. 1 to> 10 mm) and the signal noise and in particular the input power of the sensor is further reduced and thus the battery life is further extended so further developed that the end of the fiber-optic line facing the part that can be excited into acoustic oscillations carries a collimator.
  • the electromagnetic radiation is not diffusely distributed in the attic space, but sent out in a directed manner towards the reflection-increasing means, whereby multiple reflections in the attic space, which are also received by the sensor, can be excluded or reduced and the available transmission power of the sensor can be better utilized.
  • the collimator is preferably formed by a gradient lens, a glass ball, a glass fiber collimator or the shape of the fiber tip of the fiber optic line, or it contains a converging lens system for generating parallel beams. This ensures that a change in the distance to the reflection-increasing means in the millimeter range does not lead to a disruptive change in the signal strength of the optical beam.
  • the choice of the collimator type is matched to the wavelength of the sensor, which is located in the near infrared, for example, but it could also offer sufficient collimation in the visible range.
  • the implantation time and accordingly the implantation costs can be reduced in that the collimator for adjusting the position of the beam relative to the reflection-increasing means can be connected to a positioning light source, in particular a laser with a frequency that is visible to the eye.
  • the time for adjusting the collimator to the reflection-increasing means is reduced by the fact that it can be determined with the naked eye whether the collimator is correctly adjusted and signals from the sensor do not first have to be evaluated. Since the positioning light is directed via the collimator to the reflection-increasing means and is in the visible range of the electromagnetic spectrum, both the collimator and the reflection-increasing means should collimate or reflect the selected wavelength as well as the wavelength to which the sensor is tuned. In particular, a red laser as a positioning light stands out clearly as a red point as soon as a successful adjustment has taken place. The positioning light is only used for adjustment and can then be decoupled.
  • the implantable sensor can be designed in such a way that the reflection-increasing agents or the carrier on which they are applied, with the part that can be excited to vibrate by gluing, mechanical coupling, for example by cliffs or Tying, or firmly connected by implantation.
  • the reflection-increasing means can be formed from reflective materials such as balls, preferably glass balls, mirrors, pyramids, etc.
  • the reflection-increasing means or their supports should be attached to the point to be scanned without play, to transfer the vibrations true to the original to the reflection-increasing means.
  • the invention is developed in such a way that the reflection-increasing means and possibly the collimator end are coated or encased with an optically transparent, biocompatible material, e.g. silicone. Tissue overgrowth can be further delayed by choosing suitable materials or coatings.
  • the reflection-increasing means largely retroreflect independently of the angle of incidence of the beam, i.e. largely independently of the orientation of the reflector to the collimator, largely reflect in the direction back to the radiation source.
  • the reflection-increasing agent does not have to stand normally on the beam path of the radiation source to the point to be measured, whereby the adjustment is considerably accelerated and a later change in position due to scarring or growth plays a lesser role.
  • an actuator-driven pivoting device makes it possible, on the one hand, to carry out a fine adjustment during the implantation phase in addition to the coarse adjustment made possible by the joint device.
  • the actuator-driven pivoting device can be used to make a subsequent remote-controlled correction of the position and the alignment of the fiber-optic line relative to the vibrating part after the operative access has been closed, if postoperative changes in position require it.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the human ear with an optical sensor
  • FIG. 2 shows a holding device according to the invention for a fiber-optic line of the optical sensor in a first sectional view
  • FIG. 3 shows the holding device according to the invention from FIG. 2 in a second sectional view
  • 4 shows an embodiment of a connecting rod for holding a holding part for the fiber-optic line
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a reflection-increasing means on the anvil of a human ear.
  • the ear 1 shows a view of the implantation area for the implantation of an optical sensor directed at the anvil in the human ear.
  • the ear 1 comprises an eardrum 2 which separates the outer ear 3 from the middle ear 4 separates.
  • the auditory ossicles including the anvil 5 are arranged in the tympanic cavity of the middle ear 4.
  • the optical sensor is arranged to measure the vibrations of the anvil 5 with the aid of a light beam emerging from the free end of a fiber optic line 6.
  • the anvil 5 carries a reflector 7 to increase the light reflection.
  • a collimator 8 is arranged at a distance from the reflector 7.
  • the holder for the fiber-optic line 6 comprises a fastening plate 9 which is fastened to the skull bone.
  • the holder is only shown schematically in FIG. 1, it being evident that the fastening plate 9, as shown in more detail in FIGS. 2 and 3, carries a guide tube 10 into which the fiber-optic line 6 is inserted.
  • the sensor further comprises an optoelectronic sound signal processor module 11, which is accommodated in a biocompatible, implantable shell.
  • the module 11 is connected to the fiber optic line 6 and receives the light signal reflected by the reflector 7 and coupled into the free end of the fiber optic line 6. The light signal is evaluated in the module 11 in order to determine the vibrations of the anvil 5 or the reflector 7 attached to it.
  • the module 11 is implanted in the skull and firmly attached to the bone.
  • the fastening plate 9 is fastened to the skull bone with screws 12. Furthermore, an extending from the mounting plate 9, The elongated connecting structure 13 connecting the guide tube 10 to the fastening plate 9 is provided in the form of a rod, on whose end region facing away from the fastening plate 9 a hinge device 14 is arranged.
  • the joint device 14 comprises a ball joint which has a ball 15 which is rotatably held between clamping jaws 16 and 17.
  • a connecting rod 18, which carries the guide tube 10, is rigidly attached to the ball 15.
  • the clamping force with which the ball 15 is clamped between the clamping jaws 16 and 17 can be adjusted by means of the adjusting screw 19.
  • the ball joint 14 allows a three-axis adjustment of the orientation of the guide tube 10 when the adjusting screw 19 is loosened accordingly. After the desired alignment has been set, this is fixed by tightening the adjusting screw 19.
  • a translational adjustment of the guide tube 10 in the direction of the double arrow 20 takes place in that the elongated connecting structure 13 has a sliding guide running in the direction of its longitudinal axis for the
  • Has joint device 14 The selected translational position is fixed by means of the locking screw 21.
  • an actuator-driven, in particular motor-driven pivoting device 37 which enables the guide tube 10 to be adjusted in two orthogonal directions.
  • the pivoting device comprises two gear wheels 22 and 23 which are connected to the corresponding counterparts by corresponding screws 24 and 25.
  • the screws 24 and 25 can be operated by electric motors 26 and 27, respectively.
  • the gear 23 can through this Welding, in particular laser welding, firmly connected to the counterpart 28 of the gear 22.
  • a rotation of the motor 27 in the direction of the double arrow 29 leads to a pivoting of the guide tube 10 according to the double arrow 30.
  • a rotation of the motor 26 in the direction of the double arrow 31 leads to a pivoting of the guide tube 10 according to the double arrow 32.
  • the motors 26 and 27 can be remotely controlled via a wireless connection, so that a readjustment of the alignment of the guide tube 10, including the fiber-optic line received therein, is possible even years after the implantation has taken place.
  • a modified embodiment of the holder is shown in which the connecting rod 18 between the ball 15 and the guide tube 10 has an S-shape.
  • the S-shaped connecting rod 18 comprises a central section 34 which extends in the direction of the longitudinal axis of the elongated connecting structure 13 or in the direction of the longitudinal axis of the guide tube 10 and is arranged between two further sections 35 extending transversely to the central section 34.
  • the connection 18 allows an adaptation to the individual distance of the oscillating measurement target from the pivoting device parallel to the guide tube 10.
  • the sections 35 allow an adaptation of the distance from the ball in the narrow anterior angle between the tympanum (tegmen tympani) and the wall of the ear canal.
  • the guide tube 10 has a conical bevel 33 which facilitates the insertion of the fiber-optic line 6.
  • a reflector 7 is attached to the anvil 5 to increase the reflection, the Attachment takes place, for example, with the aid of a band 36.

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Abstract

Bei einer Haltevorrichtung für eine faseroptische Leitung einer implantierbaren Hörhilfe, die zu einem zu akustischen Schwingungen anregbaren Teil (5) der Schallübertragung im Ohr geführt ist, umfassend eine Befestigungsplatte (9) zur Befestigung der Haltevorrichtung am Schädelknochen, ein Halteteil (10) zum Halten der faseroptischen Leitung (6) und wenigstens eine Gelenkvorrichtung (14) zur wenigstens zweiachsigen Justierung des Halteteils (10) relativ zur Befestigungsplatte (9), ist zusätzlich eine aktuatorisch antreibbare Schwenkvorrichtung (37) zur wenigstens zweiachsigen Verschwenkung des Halteteils (10) relativ zur Befestigungsplatte (9) vorgesehen.

Description

Haltevorrichtung für eine faseroptische Leitung einer implantierbaren Hörhilfe
Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für eine faseroptische Leitung einer implantierbaren Hörhilfe, die zu einem zu akustischen Schwingungen anregbaren Teil der Scjiallübertragung im Ohr geführt ist, umfassend eine Befestigungsplatte zur Befestigung der Haltevorrichtung am Schädelknochen, ein Halteteil zum Halten der faseroptischen Leitung und wenigstens eine Gelenkvorrichtung zur wenigstens zweiachsigen Justierung des Halteteils relativ zur Befestigungsplatte.
Beim natürlichen Hörvorgang werden die Schallwellen wahrgenommen, die von der Ohrmuschel zum äußeren Gehörgang geleitet werden und das Trommelfell in Schwingung versetzen. Mit dem Trommelfell ist der Hammerstiel verwachsen, wobei die weitere Übertragung über die Gehörknöchelchen (Hammer und Amboss) durch die Steigbügelplatte auf die perilymphatische Flüssigkeit erfolgt, die das Cortische Organ in Schwingungen versetzt. Durch die Erregung der Haarzellen im Cortischen Organ werden Nervenimpulse erzeugt, die der Hörnerv in das Gehirn leitet, wo sie bewusst wahrgenommen werden.
Bei einem implantierbaren Schallrezeptor für Hörhilfen, wie er beispielsweise der EP 1123 635 Bl zu entnehmen ist, werden die Schwingungen eines zu akustischen Schwingungen anregbaren Teils der Schallübertragung im Ohr mit Hilfe eines optischen Sensors berührungslos gemessen. Der optische Sensor umfasst hierbei eine faseroptische Leitung, mit welcher das von einer Licht- oder Laserdiode ausgehende Licht auf den zu akustischen Schwingungen anregbaren Teil der Schallübertragung, wie z.B. auf den Amboss, gerichtet wird. Die reflektierten Signale werden über die faseroptische Leitung wenigstens einem optoelektronischen Koppelbauteil, beispielsweise einer Photodiode, und in der Folge einer Auswerteschaltung zugeführt, wo das reflektierte Signal nach dem Interferometerprinzip ausgewertet wird, um die Schwingungen eines
Gehörknöchelchens, wie z.B. des Amboss, mit hoher Präzision zu ermitteln.
Der Vorteil einer derartigen Ausbildung der
Schwingungsmessung liegt darin, dass sich der im Mittelohr oder dem Epitympanon oder dem Mastoid (Warzenfortsatz) zu implantierende Teil des Sensors auf das relativ kleine freie Ende der faseroptischen Leitung beschränkt, über welche die optischen Signale eingespeist und die reflektierten Signale abgenommen werden. Ein weiterer Vorteil besteht in der berührungslosen Messung, sodass keine Beeinträchtigung des akustischen Signals und keine Beeinträchtigung durch quasistatische Bewegungen der Gehörknöchelchen zu befürchten ist.
Bei dem implantierbaren Schallrezeptor des in der EP 1123 635 Bl genannten Typs ist es erforderlich, dass das in Abstand von der Oberfläche des abzutastenden Teils, wie z.B. des Amboss, anzuordnende freie Ende der faseroptischen Leitung exakt ausgerichtet wird. Dabei ist sowohl die Einstellung des Abstandes der faseroptischen Leitung zum schwingenden Teil entscheidend, als auch die genaue Ausrichtung der faseroptischen Leitung in Richtung der vom schwingenden Teil ausgehenden Schallwellen. Die Befestigung der faseroptischen Leitung im Ohr erfolgt gemäß der EP 1123 635 Bl mit Hilfe einer Haltevorrichtung, die zu diesem Zweck beispielsweise mit Knochenschrauben unmittelbar an einem Knochen festgelegt werden kann. Die Befestigungsplatte trägt eine Aufnahme für die faseroptische Leitung, wobei eine Gelenkvorrichtung der wenigstens zweiachsigen Justierung der faseroptischen Leitung relativ zur Befestigungsplatte dient. Dadurch kann das Implantat nach dem Setzen der Knochenschraube im Zuge der Implantation grob einjustiert werden. Eine Feinjustierung ist mit der beschriebenen Gelenkvorrichtung jedoch nicht ohne weiteres möglich. Außerdem besteht der weitere Nachteil, dass eine derartige Gelenkvorrichtung keine nachträgliche Justierung nach dem Verschließen des operativen Zugangs erlaubt. In der Praxis besteht jedoch die Notwendigkeit die Position und die Ausrichtung des freien Endes der f seroptischen Leitung auch noch längere Zeit nach der Implantation zu korrigieren. Dies insbesondere, weil postoperative Verschiebungen und Verziehungen, z.B. durch Heilungsvorgänge wie Narbenbildungen, nicht ausgeschlossen sind. Zusätzlich kann es wachstumsbedingte Verschiebungen zwischen der Gehörknöchelchen-Kette und der faseroptischen Leitung geben.
Die vorliegende Erfindung zielt daher darauf ab, eine Haltevorrichtung für eine faseroptische Leitung zur Schwingungsmessung eines zu akustischen Schwingungen anregbaren Teils der Schallübertragung im Ohr dahingehend zu verbessern, dass die oben genannten Nachteile überwunden werden können. Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einer Haltevorrichtung der eingangs genannten Art im Wesentlichen vor, dass zusätzlich zur Gelenkvorrichtung zur wenigstens zweiachsigen Justierung des Halteteils relativ zur Befestigungsplatte eine aktuatorisch antreibbare und bevorzugt telemetrisch ansteuerbare Schwenkvorrichtung zur wenigstens zweiachsigen Verschwenkung des Halteteils relativ zur Befestigungsplatte vorgesehen ist.
Das zusätzliche Vorsehen einer aktuatorisch antreibbaren Schwenkvorrichtung erlaubt es einerseits, während der Implantierungsphase ergänzend zur durch die Gelenkvorrichtung ermöglichten Grobeinstellung eine Feinjustierung vorzunehmen. Andererseits kann die aktuatorisch antreibbare Schwenkvorrichtung herangezogen werden, um nach dem Verschließen des operativen Zugangs eine nachträgliche ferngesteuerte Korrektur der Position und der Ausrichtung der faseroptischen Leitung relativ zum schwingenden Teil vorzunehmen.
Der aktuatorische Antrieb erfolgt hierbei bevorzugt durch elektrische Energie, wobei die Energieversorgung über einen implantierbaren Energiespeicher (z.B. Batterie) erfolgen kann, der bei Bedarf drahtlos durch die Haut, d.h. induktiv, aufgeladen werden kann. Der aktuatorische Antrieb kann hierbei von einer Steuervorrichtung angesteuert werden, die in Übereinstimmung mit Steuersignalen arbeitet, welche von außerhalb des Patienten drahtlos an die Steuervorrichtung übermittelt werden. Auf diese Weise kann eine drahtlose Fernsteuerung der Schwenkvorrichtung realisiert werden. Der aktuatorische Antrieb erfolgt durch wenigstens einen geeigneten Aktuator, wie z.B. durch einen elektrischen Motor.
Das Halteteil zum Halten des dem schwingenden Teil zugewandten Endbereichs der faseroptischen Leitung kann beispielsweise als Führungsrohr ausgebildet sein, in welchem die faseroptische Leitung aufgenommen ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausbildung ist vorgesehen, dass die Schwenkvorrichtung einen ersten Aktuator zur Verschwenkung des Halteteils um eine erste Schwenkachse und einen zweiten Aktuator zur Verschwenkung des Halteteils um eine zweite Schwenkachse aufweist, wobei die erste und die zweite Schwenkachse vorzugsweise senkrecht zueinander verlaufen.
Optional kann die Schwenkvorrichtung auch einen dritten Aktuator zur Verschwenkung des Halteteils um eine dritte Schwenkachse umfassen, die sowohl zur ersten als auch zur zweiten Schwenkachse vorzugsweise orthogonal verläuft.
Die Gelenkvorrichtung ist für eine zweiachsige Verschwenkung des Halteteils, bevorzugt für eine dreiachsige Verschwenkung des Halteteils ausgebildet.
Um der Anatomie des Mittelohrs bestmöglich Rechnung zu tragen, kann die Haltevorrichtung bevorzugt derart ausgebildet sein, dass eine sich von der Befestigungsplatte weg erstreckende, das Halteteil mit der Befestigungsplatte verbindende längliche Verbindungsstruktur vorgesehen ist, an deren von der Befestigungsplatte abgewandtem Endbereich die Gelenkvorrichtung angeordnet ist. Die längliche Verbindungsstruktur dient hierbei der Überbrückung des Abstands zwischen derjenigen Stelle, an der die Befestigungsplatte auf Grund der anatomischen Gegebenheiten am Schädelknochen befestigt werden muss, und derjenigen Stelle, an der das Ende der faseroptischen Leitung weiter innen im Ohr im erforderlichen Abstand an Gehörknöchelchen, wie z.B. den Amboss, herangeführt ist.
Bevorzugt ist hierbei vorgesehen, dass die längliche Verbindungsstruktur sich mit ihrer Längsachse in einem Winkel von 60-120°, vorzugsweise 80-100°, zur Plattenebene der Befestigungsplatte von dieser wegerstreckt. Als Längsachse der länglichen Verbindungsstruktur ist hierbei diejenige Richtung zu verstehen, in der die Verbindungsstruktur ihre größte Ausdehnung hat.
Die Schwenkvorrichtung ist aus Platzgründen bevorzugt möglichst nahe der Befestigungsplatte angeordnet. Zu diesem Zweck kann vorgesehen sein, dass die Schwenkvorrichtung an der Befestigungsplatte befestigt ist, um die längliche Verbindungsstruktur samt der Gelenkvorrichtung und dem Halteteil relativ zur Befestigungsplatte zu verschwenken.
Während die aktuatorisch angetriebene Schwenkvorrichtung in erster Linie dafür ausgebildet ist, die winkelmäßige Ausrichtung des freien Endes der faseroptischen Leitung relativ zum schwingenden Teil einzustellen, können von der Schwenkvorrichtung gesonderte Mittel dazu dienen, den Abstand des freien Endes der faseroptischen Leitung zum schwingenden Teil einzustellen. Eine bevorzugte Ausbildung sieht in diesem Zusammenhang vor, dass das Halteteil zur Einstellung eines Abstands von der Befestigungsplatte relativ zur Befestigungsplatte translatorisch geführt und in der gewählten translatorischen Position feststellbar ist und vorzugsweise durch einen Aktuator feineingestellt und nach Einheilung auch telemetrisch nachjustiert werden kann.
Insbesondere weist die längliche Verbindungsstruktur hierbei eine in Richtung ihrer Längsachse verlaufende Gleitführung auf.
Für die Grobeinstellung der Ausrichtung der faseroptischen Leitung umfasst die Gelenkvorrichtung bevorzugt ein Kugelgelenk. Das Kugelgelenk erlaubt hierbei in einfacher Weise eine stufenlose dreiachsige Verschwenkung, sodass die Justierung der faseroptischen Leitung durch den Operateur erleichtert wird.
Eine bevorzugte Ausbildung sieht hierbei vor, dass das Kugelgelenk eine Kugel umfasst, die zwischen zwei Backen der Gelenkvorrichtung klemmbar ist. Der Klemmmechanismus dient hierbei dazu, die jeweils eingestellte Position zu fixieren. Das Klemmen der Kugel zwischen den zwei Backen kann beispielswiese durch eine Schraubverbindung erfolgen, mit welcher die beiden Backen zueinander gespannt werden.
Um trotz der beengten Platzverhältnisse nahe der Gehörknöchelchen eine möglichst direkte Ausrichtung des freien Endes der faseroptischen Leitung auf den abzutastenden schwingenden Teil zu ermöglichen, sieht eine bevorzugte Ausbildung vor, dass das Halteteil mittels einer Verbindungsstange an der Gelenkvorrichtung befestigt ist.
Besonders bevorzugt ist die Verbindungsstange im Wesentlichen S-förmig ausgebildet. Dies bringt eine vorteilhafte Anpassung an die Anatomie. Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass die S- förmige Verbindungsstange einen sich in Richtung der Längsachse der länglichen Verbindungsstruktur erstreckenden Mittelabschnitt zwischen zwei sich quer zum Mittelabschnitt erstreckenden weiteren Abschnitten umfasst.
Alternativ kann die Verbindungsstange auch als gerade Stange ausgebildet sein.
Als Material für die Haltevorrichtung wird bevorzugt ein biokompatibles Material, wie beispielsweise Polypropylen, Teflon, Polyethylen, medizinischer Stahl oder Titan verwendet .
Die Erfindung betrifft gemäß einem zweiten Aspekt eine implantierbare Hörhilfe umfassend einen eine faseroptische Leitung aufweisenden optischen Sensor für berührungslose Vibrations- und Abstandsmessungen an einem zu akustischen Schwingungen anregbaren Teil der Schallübertragung im Ohr und weiters umfassend eine an einem Schädelknochen befestigbare erfindungsgemäße Haltevorrichtung zum Halten der faseroptischen Leitung in einem justierbaren Abstand und in einer justierbaren Ausrichtung zu dem zu akustischen Schwingungen anregbaren Teil der Schallübertragung im Ohr.
Wie für sich gesehen bekannt, umfasst der optische Sensor bevorzugt ein Interferometer. Die tatsächliche Ausgestaltung des Interferometers bedingt jeweils in der Folge bevorzugte Algorithmen (z.B. Arkustangens- Algorithmus) für die Auswertung. Interferometer können hierbei von beliebiger Bauweise, wie beispielsweise als Michelson-, Fabry-Perot- oder Fizeauinterferometer ausgebildet sein, wobei geeignete Stabiliserungskonfigurationen beispielsweise im Artikel von K.P. Koo, A.B. Tveten, A. Dandridge, "Passive stabilization scheme for fiber interferometers using (3x3) fiber directinal couplers", in Appl.Phys.Lett., Vol. 41, No.7, pp. 616-618, 1982, G.Schmitt, W. Wenzel, K. Dolde, "Integrated optical 3x3-coupler on LiNb03: comparison between theory and experiment", Proc.SPIE, Vol.11415th European Conference on Integrated Optics: ECIO 89, pp.67- 71, 1989, R. Fuest, N. Fabricius, ü. Hollenbach, B. Wolf, "Interferometrie displacement sensor realized with a planar 3x3 directional coupler in glass", Proc.SPIE, Vol.1794 Integrated Optical Circuits II, pp. 352-365, 1992, L. Changchun, L. Fei, "Passive Interfermetric Optical Fiber Sensor Using 3x3 Directional Coupler", Proc.SPIE, Vol.2895, pp. 565-571, 1995 beschrieben sind. Weitere Vorschläge finden sich u.a. in A. Dandridge, A.B. Tveten, T.G. Giallorenzi, "Homodyne Demodulation Scheme for Fiber Optic Sensors Using Phase Generated Carrier", IEEE J.Quantum Elec., Vol.QE-18, No.10, pp. 1647-1653, 1982, J.H. Cole, B.A. Danver and J.A. Bucaro, "Syntetic-Heterodyne Interferometrie Demodulation", IEEE J.Quantum Elec., Vol.QE-18, No.4, pp. 694-697, 1982.
Die Schwingung der Gehörknöchelchen und des Trommelfells, wie sie bei Anregung durch akustische Wellen beobachtet wird, wird im Ohr von einer niederfrequenten, quasistatischen bzw. langsamen Dislozierung der Trommelfellmembran und der Knöchelchen überlagert, welche auf Unterschiede im Luftdruck oder im Druck im Mittelohr zurückzuführen sind. Derartige niederfrequente Verschiebungen werden beispielsweise durch Veränderung des Luftdruckes beim Fahren in Aufzügen, Seilbahnen oder Flugzeugen hervorgerufen, wobei bedeutende niederfrequente Schwankungen durch die plötzliche Öffnung der Eustachischen Röhre auch beim Schnäuzen auftreten. Derartig niederfrequente Verschiebungen können in ihrer Amplitude um einen Faktor von wenigstens 102 höher liegen als die maximalen bei der physiologischen Beschallung auftretenden Amplituden. Die faseroptische Leitung wird bevorzugt so angeordnet, dass auch bei derartigen Verschiebungen keine Berührung mit dem abzutastenden Teil erfolgt und es ist daher die Ausbildung bevorzugt so getroffen, dass das freie Ende der faseroptischen Leitung in einem Abstand von dem abgetasteten Teil angeordnet ist, welcher größer ist als die maximal auftretende Verschiebung des abgetasteten Teiles in Richtung des freien Endes der faseroptischen Leitung, und/oder in einem eine Kollision verhindernden Abstand justierbar gehalten ist.
Die faseroptische Leitung ist bevorzugt mit einer elektronischen Auswerteschaltung verbunden, welche die akustischen Schwingungen des abgetasteten Teils auf Grund der über die faseroptische Leitung erhaltenen optischen Reflexionssignale ermittelt und welche Signale (entsprechend Mikrofonsignalen) für elektromechanische Schwingungserzeuger und/oder für die Stimulation des Cortischen Organs und/oder des Hörnervs und/oder des Hirnstammes generiert. Zusätzlich kann die Auswerteschaltung mit einem Algorithmus zur Kompensation der Verschiebung des Arbeitspunktes des Interferometers durch niederfrequente Verschiebungen des abgetasteten Teiles Zusammenwirken.
In der Auswerteschaltung können beispielsweise die optischen Parameter der reflektierten Anteile des ausgesendeten Signals gemessen werden, wobei mit Vorteil für die Auswertung der reflektierten Signale so vorgegangen wird, dass die faseroptische Leitung mit einem Interferometer zur Auswertung der Amplitude, der Frequenz und/oder der relativen Phasenlage der Schwingung des abgetasteten Teiles verbunden ist. Die Verwendung des Interferometerprinzips, für welches verschiedene Bauarten bekannt sind, erlaubt es berührungsfrei auch geringe Amplituden akustischer Schwingungen im Bereich der Gehörknöchelchen sicher zu erfassen. Der zu erfassende Bereich reicht hierbei von Amplituden von lxl0~14 m/VHz (bei einer Schalleistung von etwa 40 dB) bis etwa 3-4xl0~9 m/VHz (bei einer Schalleistung von etwa 90 dB), wobei höhere Amplituden als etwa 3-4xl0~7 m/VHz, wie sie bei einer Schallleistung von etwa 120 dB beobachtet werden können, ebenfalls messbar sind, wobei sich die zu messende Auslenkung des schwingenden Teils proportional zum Schalldruckpegel (dB) verhält.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die dem Sensor zugewandte Fläche des zu Schwingungen anregbaren Teils reflexionserhöhende Mittel für die Reflexion elektromagnetischer Strahlung im Wellenlängenbereich der Empfindlichkeit des Sensors trägt bzw. aufweist. Durch die Anbringung reflexionserhöhender Mittel für die Reflexion elektromagnetischer Strahlung an der dem freien Ende der faseroptischen Leitung zugewandten Fläche wird erreicht, dass die Eingangsleistung des Sensors bei gleich bleibender Signalqualität verringert werden kann, wodurch die Batterielaufzeit verlängert werden kann, und dass der Störabstand bzw. das Signal-Rausch-Verhältnis erhöht wird, wodurch eine genauere Signalauswertung erfolgen kann und dementsprechend die Reproduktion des akustischen Signals präziser und realitätstreuer stattfinden kann. Auch kann auf diese Weise die Distanz zwischen dem zu Schwingungen anregbaren Teil und dem freien Ende der faseroptischen Leitung soweit erhöht werden, dass ein in Kontakt-Kommen der faseroptischen Leitung mit dem zu Schwingungen anregbaren Teil effektiv verhindert wird.
Die größere Distanz erlaubt auch das isolierte Überwa.chsen der beiden Implantatteile (reflexionserhöhendes Mittel und freies Ende der faseroptischen Leitung) durch Bindegewebe und Mittelohrschleimhaut ohne dass optisch störende Bindegewebsbrücken zwischen beiden Teilen entstehen. Dieses Überwachsen von Gewebe führt zwar zu einer Dämpfung der Lichtintensität, jedoch ergeben sich durch das reflexionserhöhende Mittel noch immer ausreichende Signalstärken für die vibrometrische Verarbeitung der reflektierten elektromagnetischen Wellen zu einem Mikrofonsignal .
Die größere Distanz führt weiters dazu, dass geringe Relativverschiebungen zwischen der faseroptischen Leitung und dem zu Schwingungen anregbaren Teil der Schallübertragung im Ohr, wie sie durch Heilungsvorgänge oder das kindliche Schädelwachstum auftreten können, keine wesentliche Beeinträchtigung des Messsignals zur Folge haben.
Die Anordnung der reflexionserhöhenden Mittel kann auch dazu führen, dass die Reflexionsfläche im Vergleich zu derjenigen Fläche, die der zu Schwingungen anregbare Teil der Schallübertragung im Ohr selbst für die Reflexion bietet, erhöht wird. Damit der Abstand zwischen reflexionserhöhendem Mittel und dem Ende der faseroptischen Leitung auf mehrere Millimeter (ca 1 bis >10 mm) vergrößert werden kann und das Signalrauschen und insbesondere die Eingangsleistung des Sensors weiter reduziert wird und somit die Batterielaufzeit weiter verlängert wird, ist die Erfindung bevorzugt so weitergebildet, dass das dem zu akustischen Schwingungen anregbaren Teil zugewandte Ende der faseroptischen Leitung einen Kollimator trägt. Die elektromagnetische Strahlung wird dadurch nicht im Attikraum diffus verteilt, sondern gerichtet auf das reflexionserhöhende Mittel ausgesandt, wodurch Mehrfachreflexionen im Attikraum, die ebenso vom Sensor empfangen werden, ausgeschlossen bzw. vermindert werden können und die zu Verfügung stehende Sendeleistung des Sensors besser ausgenutzt werden kann.
In bevorzugter Weise ist der Kollimator dabei von einer Gradientenlinse, von einer Glaskugel, von einem Glasfaserkollimator oder durch die Formgebung der Faserspitze der faseroptischen Leitung gebildet oder enthält ein Sammellinsensystem zur Erzeugung paralleler Strahlen. Dadurch wird gewährleistet, dass eine Änderung der Distanz zum reflexionserhöhenden Mittel im Millimeterbereich zu keiner störenden Veränderung der Signalstärke des optischen Strahles führt. Die Wahl des Kollimatortyps ist dabei auf die Wellenlänge des Sensors, welche beispielsweise im nahen Infrarot angesiedelt ist, abgestimmt, er könnte aber auch im sichtbaren Bereich eine ausreichende Kollimation bieten.
Die Implantationszeit und dementsprechend die Implantationskosten lassen sich dadurch reduzieren, dass der Kollimator zum Justieren der Position des Strahles relativ zu dem reflexionserhöhenden Mittel mit einer Positionierlichtquelle, insbesondere einem Laser mit einer für das Auge sichtbaren Frequenz, verbindbar ist. Die Zeit für die Justierung des Kollimators auf die reflexionserhöhenden Mittel wird dadurch reduziert, dass mit bloßem Auge festgestellt werden kann, ob der Kollimator richtig justiert ist und nicht erst Signale des Sensors ausgewertet werden müssen. Da das Positionierlicht über den Kollimator auf die reflexionserhöhenden Mittel geleitet wird und sich im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums befindet, sollten sowohl der Kollimator als auch die reflexionserhöhenden Mittel die gewählte Wellenlänge ebenso kollimieren bzw. reflektieren wie die Wellenlänge, auf die der Sensor abgestimmt ist. Insbesondere ein roter Laser als Positionierlicht hebt sich deutlich als roter Punkt ab, sobald eine erfolgreiche Justierung erfolgt ist. Das Positionierlicht wird nur für die Justierung verwendet und kann in der Folge abgekoppelt werden.
Zur schnellen Anbringung der reflexionserhöhenden Mittel und Reduktion der Implantationszeit, kann der implantierbare Sensor so ausgebildet sein, dass die reflexionserhöhenden Mittel bzw. der Träger, auf dem diese aufgebracht sind, mit dem zu Schwingungen anregbaren Teil durch Kleben, mechanische Koppelung, beispielsweise durch Klippen oder Anbinden, oder durch Implantieren fest verbunden sind. Die reflexionserhöhenden Mittel können gebildet sein aus reflektierenden Materialien wie z.B. Kugeln, vorzugsweise Glaskugeln, Spiegeln, Pyramiden u.a. Die reflexionserhöhenden Mittel bzw. deren Träger sollten ohne Spiel auf den abzutastenden Punkt angebracht werden, um die Schwingungen originalgetreu auf die reflexionserhöhenden Mittel zu übertragen.
Zur Verbesserung der Biokompatibilität ist die Erfindung so weitergebildet, dass die reflexionserhöhenden Mittel und ggf. das Kollimatorende mit einem optisch durchlässigen biokompatiblen Material, z.B. Silikon, beschichtet bzw. ummantelt sind. Durch die Wahl von geeigneten Materialien bzw. Beschichtungen kann das Überwachsen durch Gewebe weiter verzögert werden. Durch die Verwendung von reflektierenden Kugeln, Spiegeln, Pyramiden und anderem wird erreicht, dass die reflexionserhöhenden Mittel großteils unabhängig vom Einfallswinkel des Strahles retroreflektieren, d.h. weitgehend unabhängig von der Ausrichtung des Reflektors zum Kollimator großteils in Richtung zurück zur Strahlungsquelle reflektieren. Dadurch wird erzielt, dass das reflexionserhöhende Mittel nicht normal auf den Strahlengang der Strahlungsquelle zu dem zu messenden Punkt stehen muss, wodurch die Justierung erheblich beschleunigt wird und eine spätere Lageveränderung durch Narbenzüge oder Wachstum eine geringere Rolle spielt.
Die Kombination dieser Merkmale resultiert in einer vereinfachten Implantation für den implantierenden Arzt, einer Verkürzung des Eingriffs, was sowohl eine Kostenreduktion bringt als auch das Risiko für den Patienten reduziert, eine Verlängerung der Batterielebenszeit bedingt, da die Sendeleistung ohne Verlust an Datenqualität reduziert werden kann, und einer weitgehenden Unempfindlichkeit gegen postoperative Probleme durch Gewebswucherungen und Narbenbildungen vorbeugt, sowie eine weitgehende Unempfindlichkeit bei postoperativen Lageveränderungen durch narbige Verziehungen oder das kindliche Schädelwachstum verhindert.
Das zusätzliche Vorsehen einer aktuatorisch antreibbaren Schwenkvorrichtung erlaubt es einerseits, während der Implantierungsphase ergänzend zur durch die Gelenkvorrichtung ermöglichten Grobeinstellung eine Feinjustierung vorzunehmen. Andererseits kann die aktuatorisch antreibbare Schwenkvorrichtung herangezogen werden, um nach dem Verschließen des operativen Zugangs eine nachträgliche ferngesteuerte Korrektur der Position und der Ausrichtung der faseroptischen Leitung relativ zum schwingenden Teil vorzunehmen, falls es postoperative Lageveränderungen erfordern.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In dieser zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung des menschlichen Ohrs mit einem optischen Sensor, Fig. 2 eine erfindungsgemäße Haltevorrichtung für eine faseroptische Leitung des optischen Sensors in einer ersten Schnittansicht, Fig. 3 die erfindungsgemäße Haltevorrichtung der Fig. 2 in einer zweiten Schnittansicht, Fig. 4 eine Ausführung einer Verbindungsstange zum Halten eines Halteteils für die faseroptische Leitung und Fig. 5 eine schematische Darstellung eines reflexionserhöhenden Mittels am Amboss eines menschlichen Ohrs.
Fig. 1 zeigt eine Ansicht auf den Implantationsbereich für die Implantation eines auf den Amboss gerichteten optischen Sensors im menschlichen Ohr. Das Ohr 1 umfasst ein Trommelfell 2, welches das Außenohr 3 vom Mittelohr 4 trennt. In der Paukenhöhle des Mittelohrs 4 sind die Gehörknöchelchen einschließlich des Amboss 5 angeordnet.
Der optische Sensor ist angeordnet, um die Schwingungen des Amboss 5 mit Hilfe eines aus dem freien Ende einer faseroptischen Leitung 6 austretenden Lichtstrahls zu messen. Der Amboss 5 trägt zur Erhöhung der Lichtreflektion eine Reflektor 7. Am freien Ende der faseroptischen Leitung 6 ist ein·Kollimator 8 in Abstand vom Reflektor 7 angeordnet .
Die Halterung für die faseroptische Leitung 6 umfasst eine Befestigungsplatte 9, welche am Schädelknochen befestigt ist. Die Halterung ist in Fig. 1 nur schematisch dargestellt, wobei ersichtlich ist, dass die Befestigungsplatte 9, wie dies näher in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, ein Führungsrohr 10 trägt, in welches die faseroptische Leitung 6 eingeführt ist.
Der Sensor umfasst weiters ein optoelektronisches Schallsignal-Prozessormodul 11, das in einer biokompatiblen, implantierbaren Hülle aufgenommen ist. Das Modul 11 ist an die faseroptische Leitung 6 angeschlossen und erhält das vom Reflektor 7 reflektierte, in das freie Ende der faseroptischen Leitung 6 eingekoppelte Lichtsignal. Das Lichtsignal wird im Modul 11 ausgewertet, um die Schwingungen des Amboss 5 bzw. des daran angebrachten Reflektors 7 zu ermitteln. Das Modul 11 wird in den Schädel implantiert und fest am Knochen befestigt.
In den Fig. 2 und 3 ist nun die erfindungsgemäße Ausbildung der Halterung dargestellt. Die Befestigungsplatte 9 wird mit Schrauben 12 am Schädelknochen befestigt. Weiters ist eine sich von der Befestigungsplatte 9 weg erstreckende, das Führungsrohr 10 mit der Befestigungsplatte 9 verbindende längliche Verbindungsstruktur 13 in Form einer Stange vorgesehen ist, an deren von der Befestigungsplatte 9 abgewandtem Endbereich eine Gelenkvorrichtung 14 angeordnet ist. Die Gelenkvorrichtung 14 umfasst ein Kugelgelenk, welches eine Kugel 15 aufweist, die zwischen Klemmbacken 16 und 17 drehbar gehalten ist. An der Kugel· 15 ist eine Verbindungsstange 18 starr befestigt, welche das Führungsrohr 10 trägt. Die Klemmkraft, mit welcher die Kugel 15 zwischen den Klemmbacken 16 und 17 geklemmt ist, kann durch die Stellschraube 19 eingestellt werden. Das Kugelgelenk 14 erlaubt bei entsprechender Lockerung der Stellschraube 19 eine dreiachsige Verstellung der Orientierung des Führungsrohrs 10. Nach Einstellung der gewünschten Ausrichtung wird diese durch Festziehen der Stellschraube 19 fixiert.
Eine translatorische Verstellung des Führungsrohrs 10 in Richtung des Doppelpfeils 20 erfolgt dadurch, dass die längliche Verbindungsstruktur 13 eine in Richtung ihrer Längsachse verlaufende Gleitführung für die
Gelenkvorrichtung 14 aufweist. Die Fixierung der gewählten translatorischen Position erfolgt durch die Feststellschraube 21.
Weiters ist eine aktuatorisch, insbesondere motorisch antreibbare Schwenkvorrichtung 37 vorgesehen, welche eine Justierung des Führungsrohrs 10 in zwei orthogonalen Richtungen ermöglicht. Die Schwenkvorrichtung umfasst zwei Zahnräder 22 und 23, die durch entsprechende Schrauben 24 und 25 mit den entsprechenden Gegenstücken verbunden sind. Die Schrauben 24 und 25 können durch elektrische Motoren 26 bzw. 27 betätigt werden. Das Zahnrad 23 kann hierbei durch Schweißen, insbesondere Laserschweißen, fest mit dem Gegenstück 28 des Zahnrades 22 verbunden. Eine Drehung des Motors 27 in Richtung des Doppelpfeils 29 führt zu einer Verschwenkung des Führungsrohrs 10 entsprechend dem Doppelpfeil 30. Eine Drehung des Motors 26 in Richtung des Doppelpfeils 31 führt zu einer Verschwenkung des Führungsrohrs 10 entsprechend dem Doppelpfeil 32. Die Motoren 26 und 27 können über eine drahtlose Verbindung ferngesteuert werden, sodass eine Nachstellung der Ausrichtung des Führungsrohrs 10 samt darin aufgenommener faseroptischer Leitung auch jahrelang nach erfolgter Implantierung möglich ist.
In Fig. 4 ist eine abgewandelte Ausbildung der Halterung dargestellt, bei welcher die Verbindungsstange 18 zwischen der Kugel 15 und dem Führungsrohr 10 eine S-Form aufweist. Die S-förmige Verbindungsstange 18 umfasst einen Mittelabschnitt 34, der sich in Richtung der Längsachse der länglichen Verbindungsstruktur 13 bzw. in Richtung der Längsachse des Führungsrohrs 10 erstreckt und zwischen zwei sich quer zum Mittelabschnitt 34 erstreckenden weiteren Abschnitten 35 angeordnet ist. Die Verbindung 18 erlaubt eine Anpassung an die individuelle Entfernung des schwingenden Messziels von der Schwenkvorrichtung parallel zum Führungsrohr 10. Die Abschnitte 35 erlauben eine Anpassung der Distanz von der Kugel in den engen vorderen Winkel zwischen Paukendach (Tegmen tympani) und Gehörgangswand. Das Führungsrohr 10 weist an seinem Einführende eine konische Anfasung 33 auf, welche das Einführen der faseroptischen Leitung 6 erleichtert.
In Fig. 5 ist ersichtlich, dass zur Reflexionserhöhung ein Reflektor 7 am Amboss 5 befestigt ist, wobei die Befestigung beispielsweise mit Hilfe eines Bandes 36 erfolgt.

Claims

Patentansprüche:
1. Haltevorrichtung für eine faseroptische Leitung einer implantierbaren Hörhilfe, die zu einem zu akustischen Schwingungen anregbaren Teil der Schallübertragung im Ohr geführt ist, umfassend eine Befestigungsplatte (9) zur Befestigung der Haltevorrichtung am Schädelknochen, ein Halteteil (10) zum Halten der faseroptischen Leitung (6) und wenigstens eine Gelenkvorrichtung (14) zur wenigstens zweiachsigen Justierung des Halteteils (10) relativ zur Befestigungsplatte (9), dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine aktuatorisch antreibbare Schwenkvorrichtung (37) zur wenigstens zweiachsigen Verschwenkung des Halteteils (10) relativ zur Befestigungsplatte (9) vorgesehen ist.
2. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuatorisch antreibbare Schwenkvorrichtung (37) mit einer Empfangsschaltung verbunden ist, die zum drahtlosen Empfang von Steuerbefehlen ausgebildet ist.
3. Haltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkvorrichtung (37) einen ersten Aktuator (26) zur Verschwenkung des Halteteils (10) um eine erste Schwenkachse und einen zweiten Aktuator (27) zur Verschwenkung des Halteteils um eine zweite Schwenkachse aufweist, wobei die erste und die zweite Schwenkachse vorzugsweise senkrecht zueinander verlaufen.
4. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine sich von der Befestigungsplatte (9) weg erstreckende, das Halteteil (10) mit der Befestigungsplatte (9) verbindende längliche Verbindungsstruktur (13) vorgesehen ist, an deren von der Befestigungsplatte (9) abgewandtem Endbereich die Gelenkvorrichtung (14) angeordnet ist.
5. Haltevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die längliche Verbindungsstruktur (13) sich mit ihrer Längsachse in einem Winkel von 60-120°, vorzugsweise 80-100°, zur Plattenebene der Befestigungsplatte (9) von dieser wegerstreckt.
6. Haltevorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkvorrichtung an der Befestigungsplatte (9) befestigt ist, um die längliche Verbindungsstruktur (13) samt der Gelenkvorrichtung (14) und dem Halteteil (10) relativ zur Befestigungsplatte (9) zu verschwenken.
7. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (10) zur Einstellung eines Abstands von der Befestigungsplatte (9) relativ zur Befestigungsplatte (9) translatorisch geführt und in der gewählten translatorischen Position feststellbar ist.
8. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die längliche
Verbindungsstruktur (13) eine in Richtung ihrer Längsachse verlaufende Gleitführung aufweist.
9. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkvorrichtung (14) ein Kugelgelenk umfasst.
10. Haltevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kugelgelenk eine Kugel (15) umfasst, die zwischen zwei Backen (16,17) der Gelenkvorrichtung (14) klemmbar ist.
11:. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (10) mittels einer Verbindungsstange (18) an der Gelenkvorrichtung (14) befestigt ist.
12. Haltevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstange (18) im Wesentlichen S-förmig ausgebildet ist.
13. Haltevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die S-förmige Verbindungsstange (18) einen sich in Richtung der Längsachse der länglichen Verbindungsstruktur (13) erstreckenden Mittelabschnitt (34) zwischen zwei sich quer zum Mittelabschnitt (34) erstreckenden weiteren Abschnitten (35) umfasst.
14. Implantierbare Hörhilfe umfassend einen eine faseroptische Leitung (6) aufweisenden optischen Sensor für berührungslose Vibrations- und Abstandsmessungen an einem zu akustischen Schwingungen anregbaren Teil (5) der Schallübertragung im Ohr und weiters umfassend eine an einem Schädelknochen befestigbare Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zum Halten der faseroptischen Leitung (6) in einem justierbaren Abstand und in einer justierbaren Ausrichtung zu dem zu akustischen Schwingungen anregbaren Teil (5) der Schallübertragung im Ohr.
15. Implantierbare Hörhilfe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sensor ein Interferometer umfasst .
16. Implantierbare Hörhilfe nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das dem zu akustischen Schwingungen anregbaren Teil zugewandte Ende der faseroptischen Leitung (6) einen Kollimator (8) trägt.
17. Implantierbare Hörhilfe nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die dem freien Ende der faseroptischen Leitung (6) zugewandte Fläche des zu Schwingungen anregbaren Teils (5) reflexionserhöhende Mittel (7) für die Reflexion elektromagnetischer Strahlung im Wellenlängenbereich der Empfindlichkeit des Sensors trägt bzw. aufweist.
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