牙骨传导听力装置的制作方法

专利名称：牙骨传导听力装置的制作方法
牙骨传导昕力装置本申请是2008年3月4日递交的序列号12/042，186的美国申请的部分继续申请， 在此通过引用将其完整地并入本申请。
背景技术：
在美国，听力损失影响超过三千一百万人。作为慢性病症，听力损伤的发生率与心脏病的发生率匹敌，且类似心脏病，听力损伤的发生率随着年龄急剧增加。听力损失也可以依据传导性、感觉神经性或两者的结合进行分类。传导性听力损伤通常由限制声音通过中耳传播的疾病或疾患产生。大部分的传导性损伤能够通过医疗或手术治疗。单纯传导性听力损失代表总的听力损伤人口的相对小的一部分。感觉神经性听力损失大部分发生在内耳且占听力损伤的绝大多数(估计在总的听力损伤人口的90% -95% )。感觉神经性听力损伤(有时称为“神经损失”)主要地由对耳蜗内的感觉毛细胞的伤害导致。由于衰老或者长时期的暴露在高声的音乐和噪声中的结果，感觉神经性听力损伤自然地发生。这种类型的听力损失既无法逆转也无法通过医疗或手术治疗；但是，使用适当安装的听力设备能够提高个体的生活质量。常规的听力设备是用于治疗轻度至重度感觉神经性听力损伤的最常见的设备。这些是增强到达鼓膜的声音的声学设备。经过到听力学家或听力仪器专家单独就诊四至六次，这些设备针对患者的身体和声学特征个别定制。这样的设备一般包括话筒、放大器、电池和扬声器。最近，听力设备制造商通常使用数字技术增加了声音处理的复杂度，以提供诸如可编程序性和多频带压缩的特点。虽然这些设备已经微型化且较不显眼，但它们仍然是可见的且具有重要的声学限制。以并行趋势中，音乐播放器和移动电话的出现驱动了小且便于携带的头戴受话器的需求，该头戴受话器能够高保真的再现声音，以使使用者能够不打扰附近的人而听声音。 这些头戴受话器通常使用能够提供声音的小的扬声器。对于移动电话，有通过话筒捕获使用者的声音并通过蜂窝网络转播该声音的需求，以便即使相隔很远的距离当事人也能够从事会话。话筒是就像扬声器的换能器。话筒把声波变为电信号，而扬声器把电信号变为声波。当头戴受话器配备了小话筒时，头戴受话器被称为头戴送受话器。头戴送受话器可以由于多种原因而与电话设备结合使用。具有头戴送受话器，使用者可以免除拿电话的需要，并因此保持他的或她的手自由地起其他作用。头戴送受话器还用于将电话的听筒和话筒部分设置成接近使用者的头部，以提供更清楚的较少背景噪声干扰的音频信号的接收和传输。头戴送受话器可以与电话、计算机、移动电话和其他设备结合使用。无线工业推出了多种售后市场产品，以将使用者从打电话时拿电话中解放出来的。例如，多样的头戴送受话器被生产，其具有连接到话筒的耳承，且大部分这些头戴送受话器或免持工具与任何电话品牌或模型都兼容。可能的头戴送受话器可以被插入电话且包括经线连接到头戴送受话器的话筒，以便在适当位置时话筒能够适当地捕获使用者的声音。其他头戴送受话器被嵌入蓝牙芯片或其他无线装置，以便语音对话能够从电话无线转移到头戴送受话器的耳承。蓝牙无线芯片充当头戴送受话器和移动电话的蓝牙芯片之间的连接器。正确鉴别有声的和无声的语音的能力对许多语音应用都是关键性的，包括语音识别、说话者检验、噪声抑制和其他许多应用。在通常的声学应用中，来自人类说话者的语音被捕获并传递到不同位置的接收器。在说话者的环境中可能存在通过不需要的声学噪声污染语音信号或所关注的信号的一个或多个噪声源。这使接收器难以或不可能理解使用者的语音，无论接收器是人或机器。美国专利20080019557描述一种头戴送受话器，该头戴送受话器包括金属或金属外罩，多样的辅助构件能够附接到该金属或金属外罩。这些构件能够包括耳套圈、当头戴送受话器没有戴在耳朵上时固定头戴送受话器的项圈、外部固定件和其他构件。这些构件包括磁铁以便于固定到头戴送受话器。这些构件并不被限制到特定的附接点，这增强用户调节几何形状以更好地配合的能力。对于常规的头戴送受话器，当使用者正戴着头戴送受话器时附近的人们能够注意到。美国专利7，076, 077公开了一种骨传导头戴送受话器，该骨传导头戴送受话器在戴着时在外观上不引人注目。骨传导头戴送受话器包括围绕使用者的头的后部延伸的带、在该带的每一相对的端部形成的紧固部分、设置有与紧固部分啮合的旋钮的骨传导扬声器和耳接合部分，在戴着头戴送受话器时该耳接合部分从骨传导扬声器上绕过以到达且与使用者的耳朵接合。带中的紧固部分或骨传导扬声器的外壳的延伸部可形成为耳接合部分。美国专利7，246, 058公开了一种在具有不同级别的背景噪声的声学信号中检测有声的和无声的语音的系统。该系统在两个话筒接收声学信号，并且产生两个话筒的每一个接收到的声学信号之间的差异参数。该差异参数是部分接收到的声学信号之间的信号增益的相对差异的代表。该系统在差异参数超过第一阈值时识别声学信号的信息为无声的语音，并且在差异参数超过第二阈值时识别声学信号的信息为有声的语音。进一步地，系统的实施方案包括非声学传感器，其接收生理学的信息以帮助识别有声语音。概述在一个方面，一种口内听力装置包括提供骨传导声音传输的致动器；耦合到所述致动器以使所述致动器产生声音的收发器；以及容纳所述致动器和所述收发器的第一室，所述第一室适于耦合到一颗或多颗牙齿，而不与所述一颗或多颗牙齿的咬合面接触。上述方面的实施方案可以包括下述的一个或多个。不存在咬合面接触使该装置不干扰患者咬合且允许正常的咀嚼/进食。而且，在装置上没有咬合面允许口腔粘液的不断冲洗以防止酸性物质和食物的捕集。在一个实施方案中，桥405的厚度不超过2mm以最小化口齿不清(语音的改变)。室的厚度优选地不超过6mm以避免面颊的鼓起和为了患者的舒适。为了舒适且确保装置不可见，每个室的长度和宽度设计为长度不超过20mm且宽度不超过15mm。致动器驱动器或放大器能够连接到致动器。能够使用第二室容纳驱动致动器和收发器的电源。桥能够连接第一室和第二室。桥能够具有嵌入在所述桥内的电力电缆或天线。所述桥能够是有线框架、聚合材料或者聚合材料和有线框架的结合。块能够被连接到所述致动器。所述块能够是诸如钨的重量块、或者诸如电池或者电子模块的具有质量的适合的模块。所述致动器能够是压电换能器。所述致动器的配置能够是矩形或悬臂梁折弯机配置。一个或多个陶瓷或氧化铝支架能够将所述致动器连接到其他构件。可压缩的材料能够围绕所述致动器。不可压缩的材料能够覆盖致动器和可压缩的材料。能再充电的电源能为收发器和致动器提供动力。电感充电器能够为电池再充电。室能够是定制的口部设备。 能够为所述块提供预制的罩。所述预制的罩能够具有臂和一个或多个底部触头，所述臂和所述触头适于偏置块抵住牙齿。话筒能够连接到所述收发器，所述话筒定位在口内或口外。 数据存储设备能够被嵌入装置。第一话筒能够收集身体传导声音，第二话筒能够收集环境声音，且能使用噪声消除器从身体传导声音中减去环境声音。所述致动器能够通过牙齿、上颂骨、下颂骨或腭骨传输声音。连接单元能够向所述收发器提供声音，所述连接单元适于与外部的声源通信。所述收发器能够是有线收发器或无线收发器。优选的实施方案的优点可以包括下述一个或多个。骨传导头戴送受话器在使用时容易戴上和拿掉，且在使用者戴着时外观上更不明显。该设备能够被操作，而不被周围人们注意到使用者戴着头戴送受话器。相对于头戴受话器，该设备避免覆盖听者的耳朵。如果 (a)听者需要使耳朵无阻挡的(以允许他们听到环境中的其他声音)，或者(b)允许他们塞住耳朵(以防止环境中的高声带来的听力伤害)，那么这是重要的。该系统是坚固的、无线的且安全的多用途通信平台。该设备能够用于极端环境，诸如多灰尘的、脏的或者潮湿的环境。该系统为现场人员提供高质量的、免提的、又不显眼的通信能力。该系统克服能够不利地影响人的生活质量和心理健康的听力损失。解决这样的听力损害导致降低的压力水平、 增加自信、增加社交能力和增加工作场所中的效率。附图简要描述图IA示出了骨传导听力装置的透视俯视图。图IB示出了图IA的装置的透视侧视图。图IC示出了图IA的每一个室的构件的示意性的机械放置。图2A示出了听力装置的第二个实施方案的透视图。图2B示出了图2A的实施方案的横断面后视图。图3A示出了听力装置的第三个实施方案的透视图。图IBB示出了听力装置的第四个实施方案的俯视图。图4示出了阐述致动器到一颗或多颗牙齿的耦合的简图。图5示出了致动器到牙齿的耦合的等效模型。图6示出了将致动器耦合到牙齿的另一实施方案。图7A示出了口部装置设备(oral appliance device)的一种变化形式中各个构件的说明性的布局，该口部装置设备具有外部的传输组件，同时接收和换能器组件处在口内。图7B示出了设备的另一种变化形式的说明性的布局，其中整个组件被使用者口内的口部装置容纳。图8A示出了口部装置的另一个变化形式的部分横断面视图，该口部装置安置在牙齿上，同时电子设备/换能器组件经渗透袋压靠牙齿表面。图8B示出了口部装置的另一个变化形式的部分横断面视图，该口部装置安置在牙齿上，同时电子设备/换能器组件经一个或多个偏置元件压靠牙齿表面。图9阐述了具有电子设备组件和换能器组件的口部装置的另一个变化形式，该电子设备组件和换能器组件在口部装置的电子设备和换能器罩内互相分开。


图10和图11阐述了口部装置的其他变化形式，其中电子设备和换能器组件经过倾斜的表面和偏置元件可维持的抵住牙齿表面。图12示出了口部装置的又一个变化形式，该口部装置具有安置在电子设备和/或换能器组件与牙齿表面之间的界面连接元件(interfacing member) 0图13示出了口部装置的又一个变化形式，该口部装置具有促使电子设备和/或换能器组件抵住牙齿表面的可致动的机构。图14示出了口部装置的又一个变化形式，该口部装置具有促使电子设备和/或换能器组件抵住牙齿表面的凸轮机构。图15示出了口部装置的又一个变化形式，该口部装置具有独立的换能器机构，该独立的换能器机构可安装在牙齿的咬合面上，用于传输振动。图16阐述了口部装置的另一个变化形式，该口部装置具有使用咬动致动的机构促使电子设备和/或换能器组件抵住牙齿表面的机构。图17示出了口部装置的又一个变化形式，该口部装置具有将换能器耦合到牙齿的复合材料牙齿锚。图18A和18B分别地示出了口部装置变化形式的侧视图和俯视图，该口部装置变化形式具有一个或多个可以安置在牙齿的咬合面上的换能器。图19A和19B分别地阐述了由形状记忆材料制造的处于其预形成的放松配置和其放置在患者的牙齿上方或牙齿上时的变形配置中以产生干涉配合的口部装置的又一个变化形式。图20阐述了由预形成材料制造的口部装置的又一个变化形式，其中换能器可以安置在口部装置的偏置面和牙齿面之间。图21阐述了这样一个变化形式，其中口部装置可以被省略且电子设备和/或换能器组件可以附接到直接附接到牙齿表面的复合材料牙齿锚。图22A和22B分别示出了口部装置的另一个变化形式的部分横断面的侧视图和透视图，该口部装置具有为患者舒适而拆除或省略的咬合面。图23A和2 分别阐述了口部装置的透视图和侧视图，该口部装置可耦合到直接植入下面的骨骼的螺钉或杆，该骨骼诸如上颂骨或下颂骨。图M阐述了另一个变化形式，其中口部装置可以耦合到直接植入患者的上腭的螺钉或杆。图25A和25B分别阐述了口部装置的透视图和侧视图，该口部装置可以使它的换能器组件或耦合元件附接到齿龈表面，以通过齿龈组织和下面的骨骼传导振动。图沈阐述了多个口部装置双向通信组件或换能器如何可以遍及患者的口放置在多颗牙齿上的例子。图27A和27B分别阐述了可具有话筒单元的口部装置(与以上示出的变化形式类似)的透视图和侧视图，该话筒单元被放置成邻近齿龈表面或在齿龈表面上，以将话筒和换能器物理分开以削弱或消除反馈。图观阐述了可拆卸的口部装置的另一个变化形式，该可拆卸的口部装置被拱形物支撑且具有合并到拱形物内的话筒单元。图四示出了又一个变化形式，阐述了安置在使用者的口周围且与电子设备和/或换能器组件无线通信的至少一个话筒和可选择地添加的话筒单元。描述图IA示出了一种示范性的可拆卸的无线牙齿听力装置。该装置被使用者戴在他的或她的口腔内。该装置包括供给能量以给该装置提供动力的动力室401。动力室401包括能量储存器402，诸如电池。电池被充电装置电子设备403充电，该充电装置电子设备403 能够通过电感耦合接收外部能量或者能够通过两个接线端直接接收充电。如果充电采用电感方式，在动力室401内还包括再充电线圈404。动力室401向致动室407内的电子设备提供能量。室401和407通过桥405机械地连接。在桥405内部是向致动室407供给动力的线缆。其他诸如天线用线的设备能够被嵌入桥405内。其中，室401、407和桥405由牙齿保持器中通常所使用的人体兼容的弹性材料制造。该装置没有咬合面，因此该装置不干扰患者的咬合并允许正常的咀嚼/进食。在该装置上没有咬合面接触允许口腔粘液的不断的冲洗以防止酸性物质和食物的捕集。在一个实施方案中，桥405的厚度不超过2mm以最小化口齿不清(语音的改变)。 室的厚度优选地不超过6mm以避免面颊的鼓起和为了患者的舒适。为了舒适和确保该装置是不可见的，每一个室的长度和宽度被设计为在长度上不超过20mm，在宽度上不超过 15mm0现在转向致动室407，在患者的牙齿附近安置致动器408。致动器408由电子驱动器409驱动。无线收发器450向电子驱动器409提供声音信息，以致驱动器409可以致动致动器408，以导致声音被产生且在一个实施方案中通过骨传导被传导到患者的耳朵。例如，电子设备和致动器组件可以直接或者通过接收器接收输入声音，以处理和放大该信号， 并经由耦合到牙齿或其他骨骼结构的振动换能器元件(vibrating transducer element) 传输处理后的声音，该其他骨骼结构诸如上颂骨、下颂骨或腭骨结构。发明人预期骨传导之外的其他声音传输技术可以被使用。图IB示出了图IA的装置的侧面透视图。图IA的口部装置可以是定制的设备，其通过多种多样的不同的过程使用例如牙齿结构的复制模型制造，该牙齿结构的复制模型通过任意数量的下面进一步详细描述的方法得到。口部装置可以被相应地制造以安装、粘附或者用不同的方法配置在患者的牙列的一部分上，以保持电子设备和换能器设备安全地且舒适地抵住患者的牙列。图IC示出了被室401和407容纳的电子设备的透视图。在动力室401内，再充电线圈404定位在室401的一端，且电池402定位在室401的另一端。用于充电操作的控制电子设备在电池402和线圈404后面的线路板420B内。相应地，在致动室407内，致动器408转而由移动块408A的压电致动器408B组成。 驱动器409和无线收发器电路在电路板420A上配备。图2A示出了第二个实施方案，其中桥和室的机械支撑件由金属线框制造。如图2A 所示，室411和417分别地由线框413A和41 支撑。支撑线框413A_4i;3B机械地固定到主线框415。用于室411和417之间的电通信的布线能够通过沿着线框的外面延伸的线实现。图2B示出了图2A的一个实施方案，其中主线框415中空以允许布线在主线框415内部延伸。在这个实施方案中，一旦布线从主线框415离开，如需要连接室411和417之间的电路，线组件能够被焊接至或者以其他方式连接至室411或417上的电触头。图3A示出了第三个实施方案，其中电源、收发器和致动器被容纳在单个室430内。 在这个实施方案中，室430在口内被安装到一颗或多颗牙齿。致动器432邻近牙齿定位。致动器432能够包括以上讨论的块和压电换能器。电池434为整个系统供电且电池434能够通过充电设备436再充电。致动器432由放大器438驱动，该放大器438接收来自收发器 440的音频输入。收发器440包含捕获远程声学设备传输的无线信号的天线。在一个实施方案中，其中该单元被作为助听器使用，话筒能够提供声音输入，该声音输入被放大器或驱动器438放大。在另一实施方案中，该系统能够接收来自连接单元的信号，该连接单元诸如蓝牙收发器，其允许该装置播放由便于携带的装置或声源产生的声音，该声源诸如音乐播放器、免提通信设备或者移动电话。可选择的，声源能够是计算机、单向通信设备、双向通信设备、或者无线免提通信设备。图3B示出了听力装置的第四个实施方案的俯视图。该装置具有支撑两个室446A-446B且允许两者之间通信的主体部分442，室 446A-446B容纳致动器、收发器、控制电子设备和电源以及其他设备。两个大体上C形状的支撑线444A和444B使该装置能够围绕弯曲区域448卡在佩戴者的齿弓上并固定在该处。 C形状的线444A或444B向致动器提供弹力以保持致动器固定于牙齿。线材料可以是不锈钢或镍钛诺合金以及其他材料。图4示出了声音换能器到一颗或多颗牙齿450的耦合的示例性的横断面视图。在图4中，固定单元452，例如类似保持器的罩，被安放在一颗或多颗牙齿450上。固定单元 452还能够是粘合剂或者胶或者将该装置固定到牙齿450的合适的系统。致动器妨4搁在机械地连接到牙齿450的支撑臂或者连接件452A和452B上方。在一个实施方案中，致动器妨4是使用PZT制造的压电换能器。基于PZT的化合物(Pb[&xTil-x]03 0 <x< 1，还可以是锆钛酸铅)是陶瓷钙钛矿材料，其在被高度压缩时在其两个面之间产生电压差。作为压电的，其在被压缩时在两个面之间产生电压差(对传感器应用有用)，或者当应用外部电场时物理地改变形状(对致动器及其类似物有用)。 该材料还是铁电性的，这意味着它具有自发的电极化(电偶极子)，该电极化能够在存在电场时反转。在接近χ = 0. 52的形变相界区(MPB)该材料以非常大的电介质常数为特点。这些性质使基于PZE的化合物成为最突出和有用的电陶瓷之一。致动器妨4还通过块臂456连接至块458。在一个实施方案中，致动器妨4在矩形梁折弯机配置中使用PZT。块458能够是钨材料或者诸如电池或者控制电子设备的任何合适的重量块，以及其他。优选地，支撑臂或连接件452A-452B和块臂456由陶瓷或氧化铝制造，该陶瓷或氧化铝使声学或声能被固定单元4M有效地传播。如两个插图中所示，致动器454能够被控制成收缩或扩张，导致向上的牙弓形态或向下的牙弓形态的运动。致动器4M和它的关联的构件被封装在可压缩的材料460诸如硅内，以允许致动器移动。在一个实施方案中，装置的顶部设置有丙烯酸包封保护层462，提供固定的平台，该固定的平台将致动器4M产生的能量引向牙齿，而可压缩的材料460为致动器454的移动提供空间。图5示出了与图4的系统等效的示意图。在图5所示的模型中，牙齿450被固定在骨骼结构451和诸如保持器的固定单元455之间，骨骼结构451和固定单元455两者都空间上固定在模型中。致动器453提供阻力以将能量驱动到牙齿450内。虽然图5示出了两个固定点连接，但是应当想到致动器452也能够具有一个固定点连接。这个在牙齿和保持器之间的阻力施加保持致动器与牙齿以高频率接触所必须的耦合力。图6示出了安装致动器或换能器的示例性的实施方案。在这个实施方案中，基部 472固定到牙齿470。基部具有带有顶臂476和两个底部触头474的卡箍样式的罩，两个底部触头474 —起有弹性地向顶臂476推块478。在基部472上还安置杆480，杆480具有一个或多个销以类似弹簧一样将块478固定在适当位置，其偏置块478抵住臂476，以通过基部472提供块和牙齿470之间更好的接触或耦合。该装置能够是定制的口部设备。声源单元能够包含短程的收发器，该收发器与连接单元协议兼容。例如，声源能够具有蓝牙收发器，其与装置内的蓝牙收发器连接单元通信。该装置然后能够接收通过蓝牙协议传输的数据，并驱动骨传导换能器向使用者提供或传输声音。该装置能够具有嵌入其中的话筒。话筒能够是口内话筒或口外话筒。对于移动电话和其他电话，可以使用第二话筒消除环境噪声且将使用者的声音传输至电话。噪声消除器接收来自话筒的信号并消除环境噪声以提供干净的声音捕获。该装置能够具有另一个收集环境声音的话筒。该话筒可以是口内话筒或口外话筒。在一个实施方案中，该话筒消除环境噪声且将使用者的声音向远端传输。这个实施方案提供了当向致动器432传输主体自己的声音时消除环境噪声的能力。由于该话筒在固定的位置(相对于一般的无线通信设备)且非常接近使用者自己的语音，系统能够处理环境噪声减少，这在高噪声区域工作时是重要的。系统将话筒和调音活动传感器(voicing activity sensor)耦合至信号处理器。 处理器执行检测算法和去噪代码，以最小化背景声学噪声。能够使用两个话筒，一个话筒作为骨传导话筒，另一个被看作“信号”话筒。第二个话筒捕获空气噪声或环境噪声，其信号被从第一个话筒内的信号过滤和减去。在一个实施方案中，系统运行语音检测的阵列算法， 该算法使用两个话筒之间频率组成的差异计算两个话筒的信号之间的关系。如现有技术中已知的和第7M6058号的专利(其内容通过引用并入)所讨论的，这个实施方案能够消除噪声而不要求相对于信号的特定的阵列取向。在另一实施方案中，该装置能够附接、粘附、或者以其他方式嵌入可拆卸的口部装置或其他口部设备内或上，以形成包括患者的可识别信息的医学标记。这样一个口部装置可以是通过使用了由常规的牙齿印模方法获得的牙齿结构的复制模型的热成形过程制造的定做的设备。电子设备和换能器组件可以直接接收输入的声音或者通过接收器接收输入的声音，以处理和放大该信号，并经振动的换能器元件传输处理后的信号，该振动的换能器元件耦合到牙齿或其他骨骼结构，诸如上颂骨、下颂骨、或者腭骨结构。在又一实施方案中，话筒能够放置在耳朵的每一侧，以提供噪声消除、最佳的声音定位和定向性。话筒能够被放置在耳朵内或耳朵外。例如，话筒能够被放置在耳孔的孔口或直接地与使用者的耳孔一起。每一个系统包括电池、信号处理器、发射机，所有这些电池、 信号处理器、发射机能够安置在卡在耳朵上的罩内，或者可选择地被安置在耳朵的外耳内， 该罩搁在耳朵后耳廓和脑壳之间。发射机连接到线/天线，线/天线转而连接到话筒。每一发射机向接收器传输信息，该接收器触发通过电池供电的换能器。头的每一侧能够具有
9一套接收器、换能器和电池。这个实施方案提供一种具有双重外置话筒和口部装置的骨传导助听设备，该双重外置话筒被放置在耳孔的入口或者耳孔内，该口部装置包括彼此通信的双重换能器。由于话筒的位置利用了耳廓最佳的声音定位(或定向性)，该设备会允许使用者享受最自然的声音输入。在另一实施方案中，话筒从头的两侧接收声音信号，处理这些信号以向头的一侧的换能器发送信号，该侧的声音被话筒感知到具有更高的音级。相位偏移信号被发送到头的相对侧的换能器。这些声音会在声音较大的耳蜗“相加”并在相对的耳蜗“相消”，向使用者提供对声音方向性的感知。在又一实施方案中，第一耳朵处的话筒接收头的第一侧的声音信号，处理该信号以向口部装置的相同或第一侧的换能器发送信号。第二耳朵处的第二话筒接收由于头的屏蔽和话筒的物理隔离而就第一话筒感知的声音来说振幅较低且延迟的声音信号，并向口部装置的第二侧的第二换能器发送对应的信号。来自换能器的声音信号将以不同的振幅和相位被头的每一侧的每个耳蜗感知，这将会导致使用者对方向性的感知。在其中话筒固定在使用者的耳孔内的一个实施方案中，诸如电池、信号处理器、发射器的构件能够被设置在耳朵后或者耳廓的褶皱内。人的耳壳是差不多基本的通常固定的壳，其与头的侧面接近，具有被紧密附着的皮肤覆盖的黄纤维软骨的薄片。该软骨被塑造成清楚界定的凹穴、脊和沟槽，这些凹穴、脊和沟槽形成不规则的、浅的漏斗。直接通向外耳道或外听道的最深的凹陷被称作外耳。它被两个小的突出部，在前面的舌样的耳屏和在后面的对耳屏部分地覆盖。在耳屏上方，突出的脊，即耳轮起源于外耳的底部且作为耳壳的上面部分的内弯曲的边沿继续。内部、同心脊、对耳轮，环绕外耳且通过沟槽，即耳舟，也称为耳轮的窝，与耳轮隔离。小叶，耳壳的多肉的下部分，是外耳的唯一没有包括软骨的区域。耳廓还具有几处小的退化的肌肉，该肌肉将耳廓固定到脑壳和头皮。在大多数人中，这些肌肉不起作用，但是某些人能够自发地使它们活动以产生有限的移动。外耳道是稍微弯曲的管道，其从外耳的底部向内延伸，并且封闭地终止在鼓膜处。在该孔的外三分之一，孔壁由软骨组成；该孔的内三分之二，孔壁由骨骼组成。对耳轮(对耳轮)是耳朵的折叠的“Y”形状的部分。对耳屏是外耳的弧的下软骨边缘，刚好在耳朵的多肉的小叶上方。话筒通过线和天线与发射器连接。在声音利用利用直的信号和“相位偏移”信号向患者提供定向性而被传输至耳蜗时，由于话筒利用耳廓用于最佳声音定位(和方向性)的定位，所以话筒在耳孔内的安置向使用者提供最自然的声音输入。通过将话筒放置在耳孔内或耳孔入口得到高质量的声音输入，其允许患者使用耳廓的声音反射性和由于话筒放置而改进的声音的方向性。该配置避免了对将话筒和扬声器分离以减少反馈的机会的需要，且允许话筒的放置以利用耳廓的声音反射性。由于两个骨传导换能器彼此电接触，系统还允许更好的声音的方向性。由于信号在被发送到换能器之前的处理以及换能器能够彼此通信，系统提供可能的最好的声音定位。该装置能够包括诸如固态存储器或闪存设备的数据存储设备。为了安全性，数据存储设备的内容能够被加密。如果需要，为了安全传输，连接单元能够传输加密后的数据。该装置可以由多样的聚合材料或聚合材料和金属材料的组合使用任意数量的方法制造，诸如使用计算机数控(CNC)系统的计算机辅助加工过程或立体印刷过程，例如立体平版印刷装置(SLA)、选择性激光烧结(SLS)，和/或其他类似的使用患者牙齿的立体几何的过程，其可以经任意数量的技术获得。这些技术可以包括使用口内扫描器扫描牙列的应用，口内扫描器诸如激光、白光、超声波、机械的立体接触扫描器、磁共振成像(MRI)、计算机X射线断层扫描技术(CT)、其他光学方法等。在形成可拆卸的口部装置时，该装置可以被选择性地形成以便其被塑造成装配在牙列和邻近的牙龈组织的至少一部分上以阻止食物、流体和其他残余物进入口部装置以及换能器组件与牙齿表面之间。进一步，口部装置的较大的表面区域可以便于组件在装置上的放置和配置。另外，该可拆卸的口部装置可以被选择性地制造以具有收缩因子，以便当放置在牙列上时口部装置可以被配置成牢固地抓在牙齿上，因为该装置可以具有所得到的稍微小于扫描的牙齿的尺寸，该装置形成在该牙齿上。该装配可导致该装置和下面的牙列之间的牢固的干涉配合。在一个变化形式中，位于患者的口外的口外发射器组件可以被用于接收听觉信号，以处理并通过无线信号向安置在患者口内的电子设备和/或换能器组件传输，该电子设备和/或换能器组件然后可以处理并经过振动传导(vibratory conductance)将处理后的听觉信号向下面的牙齿传输，且最终到达患者的内耳。该发射器组件，如以下进一步的细节描述的，可以包括话筒组件和发射器组件，且可以使用者佩戴的任意数量的形状和结构配置，诸如手表、项链、翻领、电话、带固定的设备，等等。图7A阐述了使用口外发射器组件22的双向通信组件14的一个变化形式的示意图，其通常可以包括用于接收声音的话筒30并与处理器32电连接以处理听觉信号。处理器32可以电连接到发射器34以向电子设备和/或换能器组件16传输处理后的信号，电子设备和/或换能器组件16被布置在使用者的牙齿上或布置成邻近使用者的牙齿。话筒30 和处理器32可以被配置成在任意切实可行的范围内检测和处理听觉信号，但是在一个变化形式中可以被配置成检测例如250Hz到20，OOOHz范围内的听觉信号。对于话筒30，可以使用多样的话筒系统。例如，话筒30可以是数字的、模拟的、和 /或定向型话筒。如果需要，这些多样类型的话筒可以可交换地配置以在组件内应用。电源36可以连接到发射器组件22内的每一构件以向其提供动力。发射器信号M 可以为任意无线形式，使用例如无线电频率、超声波、微波、蓝牙 (BLUETOOTH SIG，INC.， Bellevue,WA)等向组件16传输。组件22还可以选择性地包括一个或多个输入控制观，使用者可以操作以调节电子设备和/或换能器组件16的多样的声学参数，诸如声聚焦、音量控制、滤波、噪声抑制、频率优化、声音调节和声调调节等。发射器34传输的信号M可以经接收器38被电子设备和/或换能器组件16接收， 接收器38可以连接到内部处理器以对接收到的信号进行其他处理。接收到的信号可以传输至换能器40，换能器40可以相应地抵住牙齿表面振动，以通过牙齿和骨骼传导振动信号并随后传输至中耳以便于使用者听到。换能器40可以被配置为任意数量的不同的振动机构。例如，在一个变化形式中，换能器40可以是电磁致动的换能器。在另一变化形式中，换能器40可以是具有例如250Hz-4000Hz的振动频率范围的压电晶体的形式。组件16内还可以包括电源42，以为接收器、换能器、和/或处理器(如果包括)供电。虽然电源42可以是可更换的或永久性的单电池，但是其他变化形式可以包括经外部充电器通过电感充电的电源42。另外，电源42可以可选择的经过直接耦合到交流电(AC)源或直流电(DC)源而充电。其他变化形式可以包括经由机械机构充电的电源42，例如现有技术已知的内部摆动或滑动电感充电器，其经由例如颚的运动和/或移动而被致动，以将机械运动转换为存储的电能而为电源42充电。在组件16的另一个变化形式中，不是使用口外发射器，而是使用双向通信组件 50，该双向通信组件50可以被配置为整个被包含在使用者的口内的独立组件，如图5所示。 相应地，组件50可以包括内部话筒52，内部话筒52与板载处理器M通信。内部话筒52可以包括任意数量的不同类型的话筒，如上所述。处理器M可以被用于处理任意接收到的听觉信号，以过滤和/或放大信号且将信号传输到换能器56，换能器56处于抵住牙齿表面的振动接触中。电源58，如上所述，必要时也可以被包括在组件50内，以为组件50内的每一构件供电。为了有效地且最小损失地将与接收到的听觉信号对应的振动传输到牙齿，换能器和牙齿之间的可靠的机械接触理想地被维持，以确保有效的振动通信。相应的，可以使用任意数量的机构以保持这种振动通信。除了粘性膜之外，另一个选择方案可以使用可扩展的或可膨胀的元件以确保换能器抵住牙齿的牢固的机械接触。如图8A所示，渗透的补片(osmotic patch)或可膨胀的水凝胶74可以放置在罩62与电子设备和/或换能器组件72之间。在放置口部装置60以后， 水凝胶74可以从周围任何流体或从被引导进入水凝胶74的流体吸收一些流体，以便水凝胶74的尺寸膨胀，从而迫使组件72抵住牙齿表面的接触。组件72可以被配置成限定具有相对较小的接触区域的接触表面70以便于表面70抵住牙齿的一致的接触。这样的接触表面70可以被包括在这里描述的任何一个变化形式中。另外，薄的包封层或表面76可以放置在罩62上接触表面70和下面的牙齿之间，以阻止任何碎屑或其他流体进入罩62。图8B示出了另一个变化形式，其展示了包含在罩62内的电子设备和/或换能器组件80。在这个变化形式中，诸如弹簧、预成形的形状记忆元件等的一个或多个偏置元件 82可以被放置在组件80和罩62之间以在组件80上提供压力，从而促使该设备抵住下面的牙齿表面，进而确保机械接触。在又一变化形式中，电子设备可以作为包封在罩62内的独立组件90而被包括，且换能器92可以被保持与组件90分离但是也在罩62内。如图9所示，换能器92可以经弹簧或其他偏置元件94而被推动抵住牙齿表面，且经上面描述的任何机构致动。在如图10所示的其他变化形式中，电子设备和/或换能器组件100可以配置成具有与牙齿表面同位的倾斜的表面102。表面102可以远离牙齿的咬合面成角度。组件100 可经偏置元件或弹簧106而被推动，偏置元件或弹簧106迫使倾斜的表面102绕位置104 枢轴转动成抵住牙齿表面接触，从而确保换能器抵住牙齿表面的接触。图11阐述了另一个类似的变化形式，电子设备和/或换能器组件110也具有与牙齿表面同位的倾斜的表面112。在这个变化形式中，倾斜的表面112可以向牙齿的咬合面成角度。同样地，组件110可以经偏置元件或弹簧116而被推动，偏置元件或弹簧116促使组件110绕它的下端枢轴转动，使得组件110在区域114处与牙齿表面接触。在如图12所示的又一变化形式中，电子设备和/或换能器组件120可以被安置在罩62内，同时界面层122安置在组件120和牙齿表面之间。界面层122可以被配置成符合牙齿表面并符合组件120，以便振动可以通过层122以均勻的方式传输到牙齿。相应地，界面层122可以由最低限度地减弱振动的材料制造。界面层122可以以各种各样的形式制造，例如单一衬垫、0环构造等等，乃至凝胶或浆糊的形式，诸如托牙或口腔糊剂等。另外， 层122可以由多样的材料制造，这些材料例如硬塑料或聚合材料、金属等。图13阐述了又一变化形式，其中电子设备和/或换能器组件130可以经机械结构而被推进抵住牙齿表面。如图所示，组件130可以附接到结构元件132，例如带螺纹元件或简单的轴，其穿过罩62连接到安置在罩62外面的接合元件134。使用者可以使接合元件 134(如旋转箭头136)旋转，或简单地推动元件134(如线性箭头138示意)以促使组件130 抵住牙齿接触。进一步地，接合元件134的致动可以在口内手动完成或通过使用者的脸颊、 乃至通过经由使用者的舌抵住接合元件134的操作来完成。图14阐述了机械机构的另一变化形式。在这个变化形式中，电子设备和/或换能器组件140可以将一部分限定为接合表面142，以抵住凸轮或杠杆机构144接触。凸轮或杠杆机构144可以被配置成枢轴146，使得延伸通过罩62的杠杆148的致动可以促使凸轮或杠杆机构144推动接合表面142，以便组件140压紧下面的牙齿表面。如图15所示，在另一变化形式中，电子设备150和换能器152可以彼此分离，以便电子设备150保持布置在罩62内，但经线IM连接的换能器152沿着牙齿的咬合面被安置在牙齿口部装置60下面。在这样的结构中，振动经换能器152通过牙齿的咬合面传输。另外，使用者可以咬在口部装置60和换能器152上，以将换能器152机械地压紧咬合面，从而进一步增强换能器152和下面的牙齿之间的机械接触，以进一步便于通过其进行传输。在图16所示的变化形式中，咬增强耦合机构(bite-enhanced coupling mechanism)的另一示例被阐述，其中，电子设备和/或换能器组件160限定与相应的成角度的接合元件164同位的成角度的接界表面162。接合元件164的近端可以延伸通过罩62， 并且在安置在牙齿TH的咬合面上的推进元件(pusher member) 166处结束。一旦口部装置 60起初放置在牙齿TH上，使用者可以咬紧或者以其他方式向下挤压口部装置的上部，因此向下挤压推进元件166，推进元件166转而向下推接合元件164，如箭头所示。由于接合元件164被向下向牙龈推动，所以它的成角度的表面可以推进相应的且相对的成角度的表面 162以将组件160推向牙齿表面且进入牢固的机械接触。在又一变化形式中，电子设备和/或换能器组件170可以沿一表面限定沟槽或凹槽172，用于接合相应的牙齿锚(dental anchor) 174，如图17所示。牙齿锚174可以包括直接粘附到牙齿表面的光固化的丙烯酸盐基复合材料。进一步地，牙齿锚174可以被配置成在形状上与沟槽或凹槽172的形状对应，以便两者可以以匹配接合的方式互相配合。在这种方式中，组件170中的换能器可以直接抵住牙齿锚174振动，随后牙齿锚174可以将这些信号直接传输到牙齿TH。图18A和18B分别示出了另一个变化形式的部分横断面侧视图和俯视图，在该变化形式中口部装置180可以限定许多沿口部装置180的顶部的沟槽或凹槽184。在这些沟槽或凹槽184内，可以配置一个或多个换能器182、186、188、190，以便它们与牙齿的咬合面接触，且这些换能器中的每一个可被调节成一致地传输频率。可选择地，每一个换能器可以被调节成只在特定的频率范围传输。相应地，每一换能器可以预编程或预设置为适于不同的频率响应，以便每一换能器可以最佳化地适于不同频率响应和/或传输以向使用者传递相对高保真的声音。
在又一变化形式中，图19A和19B阐述了口部装置200，其可以使用形状记忆聚合物或合金或诸如镍-钛合金(例如镍钛诺)的超弹性材料预成型。图19A示出了第一构造的口部装置200，其中元件202、204处于无偏置的记忆配置(unbiased memory configuration)。当放置在牙齿TH上或抵住牙齿TH时，元件202、204可以偏斜成为第二配置，在该第二配置中元件202’、204’被变形以便以可靠的干涉配合接合牙齿TH，如图19B 所示。偏置的元件204’可以用于将其中包含的电子设备和/或换能器组件压紧牙齿表面， 而且保持口部装置200在牙齿TH上的稳当性。类似的，如图20所示，可拆卸的口部装置210可以具有偏置的元件以可靠地啮合牙齿TH，如上所述。在这个变化形式中，元件212、214的端可以被配置成弯曲的部分，在其下面，可楔入或以其他方式固定耦合到电子设备组件216的换能器元件218，以确保抵住牙齿表面的机械接触。图21示出了又一变化形式，其中口部装置被完全省略。此处，复合材料牙齿锚或托架226，如以上描述的，可以被直接地粘附到牙齿表面上。可选择地，托架2 可以由包括生物相容的材料，例如不锈钢、镍-钛、镍、陶瓷、复合材料等等，其形成为托架并被锚固到牙齿表面上。托架2 可以被构造为具有形状228，电子设备和/或换能器组件220可以经沟槽222滑过形状2 或在形状2 上滑动，沟槽222具有与托架2 接合的相应的接收构造224。在这种方式中，组件220可以直接地接合抵住托架226，换能器可以通过该托架 226而直接地振动进入下面的牙齿TH。另外，倘若将组件220从牙齿TH拆卸，则可以简单地使组件220滑离或转离托架226，且替代组件可以被放置到它在托架2 上的位置。图22A和22B分别示出了口部装置230的又一变化形式的部分横断面侧视图和透视图。在这个变化形式中，口部装置230可以被配置成省略口部装置230的咬合面部分，且代替地，接合牙齿TH的侧表面，例如仅仅舌和颊的表面。电子设备和/或换能器组件234 可以如上所述被包含在罩232内，以抵住牙齿表面接触。另外，如图22B所示，一个或多个可选择的横向元件236可以连接口部装置230的侧面部分，以当放置在牙齿上时提供一些结构稳定性。这个变化形式可以限定咬合面开口 238以便当放置在牙齿上时，使用者可以无口部装置阻挡地自由地直接地咬在牙齿的自然的咬合面上，因此向使用者提供增强的舒适性。在还有的其他变化形式中，振动可以被直接地传输进入下面的骨骼或组织结构而不是直接通过使用者的牙齿传输。如图23A所示，口部装置240被阐述为安置在使用者的牙齿上，在这个例子中在沿着牙齿的上列设置的白齿上。电子设备和/或换能器组件242被示出沿着牙齿的咬合面设置。不是利用与牙齿表面接触的换能器，而是传导传输元件对4， 例如刚性的或固体的金属元件可以耦合到组件M2内的换能器，且从口部装置240延伸到杆或螺钉M6，杆或螺钉246直接被移植到下面的骨骼M8，例如上颂骨，如图2 部分横断面视图示出的。由于传输元件244的远端直接耦合到杆或螺钉M6，所以换能器产生的振动可以通过传输元件244传输且直接进入杆或螺钉246，杆或螺钉246转而将振动直接传输进入且通过骨骼248传输到使用者的内耳。图M阐述了口部装置250的部分横断面视图，口部装置250放置在使用者的牙齿 TH上，具有沿着牙齿的舌面(lingual surface)设置的电子设备和/或换能器组件252。类似地，振动可以传输通过传导传输元件244并直接进入杆或螺钉对6，在这个例子中，杆或螺钉246被移植到腭骨PL。其他的变化形式可以使用这个沿牙齿的下列设置的布置以传输到钻进下颂骨的杆或螺钉M6。在又一变化形式中，不使用钻进下面的骨骼自身的杆或螺钉，而是换能器可以直接附接到、耦合到或以其他方式粘结到与牙齿相邻的齿龈组织表面。如图25A和25B所示， 口部装置260可以具有沿其侧面定位的电子设备组件沈2，且电线264沿着电子设备组件 262延伸到邻近牙齿TH附接到齿龈组织表面沈8的换能器组件沈6。换能器组件266可以经粘合剂、从口部装置260延伸的结构支撑臂、牙齿螺钉或杆、或任何其他结构机构而附接到组织表面268。在使用中，换能器可以振动且直接传输进入下面的齿龈组织，该齿龈组织可以将信号传导到下面的骨骼。对于以上表述的任何变化形式，如切实可行的，它们可以作为独立设备或者与本文的其他任何变化形式结合使用，以达到使用者需要的听力级别。进一步地，在任何一个时刻可以使用一个以上的口部装置设备和电子设备和/或换能器组件。例如，图26阐述了一个例子，其中多个换能器组件270、272、274、276可以放置在多颗牙齿上。虽然示出在牙齿的下列上，但是多个组件可以可选择地沿牙齿的上列安置和设置，或者沿牙齿的上列和下列都安置和设置。而且，每一个组件可以被配置成在一致的频率范围内传输振动。可选择地，在其他变化形式中，不同的组件可以被配置成在每个组件之间不重叠的频率范围内振动。如以上提及的，每一个换能器270、272、274和276能够预编程或预设置成用于不同的频率响应，以便每一个换能器可以被优化而用于不同的频率响应和/或传递以将相对高保真的声音传输到使用者。此外，每一个不同的换能器270、272、274和276还能够被预编程为以指示由使用者戴的话筒接收的声音的方向性的方式振动。例如，安置在使用者的口内不同的位置的不同的换能器能够通过提供声音或振动序列以通知使用者相对于使用者的位置的哪个方向检测到声音而以指定的方式振动。例如，设置在例如使用者的左牙齿上的第一换能器能够被预编程为由于检测到源于使用者的左侧的声音而振动。类似的，设置在例如使用者的右牙齿上的第二换能器能够被预编程为由于检测到源于使用者的右侧的声音而振动。由于这些例子是旨在表示潜在的变化形式，因此其他变化形式和序列也可以被使用。在一个或多个话筒被安置在颊内位置的变化形式中，话筒可以被直接合并到电子设备和/或换能器组件，如以上描述。然而，在另外的变化形式中，话筒单元可以被安置在距换能器组件一定距离处以最小化反馈。在一个例子中，与以上示出的变化形式类似，话筒单元282可以与电子设备和/或换能器组件280分开，如图27A和27B所示。在这样的变化形式中，安置在齿龈表面268上或与齿龈表面268相邻的话筒单元282可以经过线264 电连接。虽然该变化形式阐述了放置成与齿龈组织268相邻的话筒单元观2，但是单元282 可以被安置在口内的另一颗牙齿上或另一个位置。例如，图观阐述了另一个变化形式四0， 其使用拱19连接一颗或多颗牙齿保持部分(retaining portion) 21、23，如以上描述的。然而，在这个变化形式中，话筒单元294可以合并到与换能器组件292分开的拱19内或者与换能器组件292分开的拱19上。一个或多个通过拱19布线的线296可以将话筒单元294 电连接到组件四2。可选择地，不使用线四6，话筒单元294和组件292可以无线耦合到彼此，如上所述的。
在又一将话筒与换能器组件分开的变化形式中，图四阐述了另一个变化形式，其中至少一个话筒302(或可选择的任意数量的其他话筒304、306)可以被安置使用者的口内，同时与电子设备和/或换能器组件300物理分开。在这个方式中，一个或可选择的多个话筒302、304、306可以以一种方式无线耦合到电子设备和/或换能器组件300，该方式减弱或消除来自换能器的反馈，如果存在反馈。以上讨论的设备和方法的应用不限于治疗听力损失，而是可以包括任意数量的其他治疗应用。而且，这样的设备和方法可以应用到身体的其他治疗位置。为实施该发明而对以上描述的组件和方法的修改、在不同的可行的变化之间的结合和对本发明领域技术人员来说明显的本发明的各方面的变化，应当包括在权利要求的范围内。
权利要求
1.一种口内听力装置，包括a.致动器，其提供骨传导声音传输；b.收发器，其耦合到所述致动器，以使所述致动器产生声音；和c.第一室，其容纳所述致动器和所述收发器，所述第一室适于耦合到一颗或多颗牙齿而不与所述一颗或多颗牙齿的咬合面接触。
2.如权利要求1所述的装置，包括耦合到所述致动器的致动器驱动器或放大器。
3.如权利要求1所述的装置，包括第二室，所述第二室容纳电源以驱动所述致动器和所述收发器。
4.如权利要求3所述的装置，包括耦合所述第一室和所述第二室的桥。
5.如权利要求4所述的装置，其中，所述桥包括大约2毫米或更小的厚度。
6.如权利要求4所述的装置，其中，所述桥包括下述之一有线框架、聚合材料、聚合材料和有线框架的结合。
7.如权利要求1所述的装置，包括耦合到所述致动器的块。
8.如权利要求7所述的装置，其中，所述块包括重量块、电池、电子模块之一。
9.如权利要求1所述的装置，其中，所述致动器包括压电换能器。
10.如权利要求1所述的装置，其中，所述致动器包括矩形梁折弯机。
11.如权利要求1所述的装置，包括耦合到所述致动器的一个或多个陶瓷或氧化铝支架。
12.如权利要求1所述的装置，包括耦合到所述致动器的可压缩的材料。
13.如权利要求12所述的装置，包括覆盖所述致动器和所述可压缩的材料的不可压缩的材料。
14.如权利要求1所述的装置，包括耦合到所述收发器和所述致动器的可再充电的电源。
15.如权利要求14所述的装置，包括耦合到所述电池的电感充电器。
16.如权利要求1所述的装置，其中，所述室包括定制的口部设备。
17.如权利要求1所述的装置，包括用于所述致动器的预制的罩。
18.如权利要求17所述的装置，其中，所述预制的罩包括臂和一个或多个底部触头，所述臂和所述触头适于偏置块抵住牙齿。
19.如权利要求1所述的装置，其中，所述室包括大约6毫米或更小的厚度。
20.如权利要求1所述的装置，其中，所述室包括大约20毫米或更小的长度。
21.如权利要求1所述的装置，其中，所述室包括大约15毫米或更小的宽度。
22.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一室与牙齿的咬合面的非接触便于口腔粘液的不断冲洗以防止食物或饮料的捕集。
全文摘要
一种口内听力装置，包括提供骨传导声音传输的致动器；耦合到致动器以使所述致动器产生声音的收发器；和容纳所述致动器和所述收发器的第一室，所述第一室适于耦合到一颗或多颗牙齿而不与所述一颗或多颗牙齿的咬合面接触。
文档编号H04R25/00GK102334347SQ201080008876
公开日2012年1月25日 申请日期2010年1月19日 优先权日2009年1月20日
发明者埃米尔·阿布法齐, 约翰·斯皮里迪廖齐 申请人:索尼图斯医疗公司