专利名称：波导耳的制作方法
《波导耳》是将声频信号加到聚焦的超声波束上，直接注入听神经，从而使听力语言障碍患者听到(感觉到)周围自然界的声音，该发明属于超声助听技术本发明的目的，是通过这一特制的新装置为全国及至全世界数千万听力语言障者患者创造一个有声的新世界。
由于创伤，中耳炎、病毒，以及年老耳蜗血管畏缩等原因造成听下力降，轻度者可通过电子助听器把声频信号放大或是将高音频信号放大，可使患者的听力得到提高或改善但是听觉系统遭到严重破坏，上述方法就不会全部解决问题如药物中毒内耳毛细胞对某些药物的毒性敏感性强，如链霉素，卡那霉素，奎宁、水扬酸的其它抗生素 由于述路功能为毒素所影响，故可产生听和前庭症状。前庭神经和耳蜗神经的未稍纤毛，是听觉神经的感音神经细胞，当它遭到药物中毒后，可使纤毛倒伏或板结，严重者可累及神经干和核，这样就会使听力严重丧失而且遭药物中毒，造成耳全聋患者发病率很高，占发病的70％以上，目前各国对上述患者都在探索新的治疗方法，如埋置法，通过手术给患者的内耳埋置电极，此法对少数患者有一定效果，其不足处是手术难度大成功率不理想另一种方法是超声骨导法，这种方法就是把调制的超声信号，通过骨导振动前庭襄内的淋巴液，然后刺激第二听觉区一前庭部分毛细胞 这种方法的弱点是患者辩别声调困难。
能否用一种装置使上述各种听力障碍的患者完全恢复正常听力呢，我们通过多年的研制，解决了这一难题，它完全取代了人的外耳，中耳和内耳，各种患者戴上《波导耳》都能感知到周围的声音 当然对于极少数患者——听神经高位肿瘤患者，还是不奏效的《波导耳》的研制其理论，主要涉及医学，物理学，和相关的电子学，它主要是根据，听神经细胞具有电的和化学的传递信息的功能，利用电子访真电路产生立体声信号并通过特制的换能器，使声频信号加到聚焦的超声波束上，再经过特制的声阻抗匹配器，使声频信号，直接注入听神经。
《波导耳》的任务是以如下方式完成的，首先是制作一个高效能集音器，接收来自自然界周围的各种声音该集音器是由压电材料制成，然后它对一个高频发生器进行立体调制，被调制的信号经过数字放大电路整形放大，去推动，带动换能器的功率放大器，换能器发射聚焦的超声波，通过声阻抗匹配器，向耳蜗发射超声波使听神经感觉到声音。
详细描述图(一)中(1)是一集音器，接收自然界各种声音，它是由压电晶片制成，该集音器，体积小效率高 图(一)中(2)是将集音器接收的信号进行放大，并去驱电子访真电路(3)，产生一个被调制的超声波信号 然后调制信号再经过数字放大器整形放大(4)数字放大器电路持点是噪音小省电，可在低电压下正常工作功率放大器(5)的输出负载为特制的换能器 图(二)它产生的超声波束可直接穿过鼓膜，鼓室和骨壁透射到耳蜗鼓室是一个5-6mm厚的空腔，腔内充满空气，一般情况下超声波束透过它时将全部反射，所以调制的超声波不能直接射入耳蜗，患者也就听不到声音，本发明采取了四项措施，使调制的超声波透射到耳蜗神经，螺旋器的基底上(一)造成声波全反射的主要原因，就是换能器晶片的声阻抗与空气的声阻抗相差甚远，即Z1(晶片声阻抚)＞＞Z2(空气声阻抚)，所以声透射率D是很弱小的D≈130]]>所以通过阻抗匹配的办法很难增大透射率，本发的明的压电晶片，采取新的低声阻抗材料，它比压电陶瓷晶片阻抗低三十倍左右，这样与空气声阻抗匹配容易实现(二)造成超声波透射率低的原因除了声阻抗差过大之外，还与声反射界面的尺寸大小有关如果入射的声波长与反射界面的尺寸比例系数达到最佳那么声波就可以顺利的透到介质中去，(包括空气)本发明就是根据患者的具体情况，年龄大小等细心调整，使入射波长与反射界面尺寸比例达最佳，系波提高声透射射率(三)本发明采取的第三项技术措施是如下实现的超声波通过双界异质薄层时，可由下式求得异质薄层的透射率DD=11+14(m-1m)2Sin22ndλ]]>式中d为异质薄层的厚度，入表示超声波在薄层中的波长，从上式可以看出，它是一周期性的函数，在一定范围内有规律的变动，可求得极大值上述式适用任何介质，人体中d是一定的，只要适当调整，超声频率，就可得到极大透射率。
上述(二)(三)种方法说明，根据人的身体特点巧妙的调整换能器的有关参数，就可使超声波直接射入到耳蜗中去。(四)换能器发射的聚焦超声波束在射向内耳时首先通过的是外耳道，如何减少声能的损失也是很重要的，其方法有两个，一个是要有一个理想的声阻抗匹配器如框图(三)其公式是D=P1P2=2(Z1Z3+1)cos(k21)+j(Z1Z1+X2Z3)sin(k21)]]>它不仅实现声阻抗匹配，而且要求必须适用人耳，表面柔软耐磨，插入耳道后没有空隙，我们制作的声阻抗匹配器选择低声阻抗材料制成主体，外套一薄膜，内充填少量硅油，并抽成真空，另外一个办法就是将换能器的晶片，直接固定在鼓膜上，使其成为一体，具体办法是，首先是在功率放大器负载耦合处引出线、焊在换能器的晶片两边，然后再用粘接方法，使其固定在鼓膜上。
权利要求
1一个由换能器，驱动电路和声阻抗匹配器组成的《波导耳》其特征是，换能器是一个凹型聚焦晶片组成，焦距为2.2-4.5mm。驱动电路由高效集音器，立体声调制电路和数字放大电路组成，还有充填外耳道的声阻抗匹配器
2按权利要求(1)规定《波导耳》的凹型聚焦换能器，其特征是由高分子聚合物制作成凹型晶片，其声阻抗为压电陶瓷的——工作频率为30kc-800kc可调
3按权利要求(1)规定的《波导耳》其特征是驱动电路，由高效集音器，接收周围声音，是用电压电材做成，调制器是由电子访真电路产生三维调制波
4按权利要求(1)规定的《波导耳》其特征是声阻抗匹配器以低声阻抗材料制成主体，套有一个柔性的膜，其内有微量硅油，并抽成其空或者将晶片直接固定在鼓膜上
全文摘要
本发明公开了一种能使听力语言障碍患者，清晰听到(感觉到)自然界周围各种声音的装置。《波导耳》通过超声波把声音注入到听神经，它完全取代人的外耳、中耳、内耳，它适合各种原因造成的耳聋，除听神经高位患有肿瘤者外，各种听力障碍患者(包括全聋)戴上它，就象正常人一样。该《波导耳》由最新的超声压电材料制成聚焦换能器，其各种参数是经过精心设计的，它还有与人体听觉效应相一致的驱动电路和阻抗匹配器组为一体。
文档编号H04R25/00GK1147190SQ95100259
公开日1997年4月9日 申请日期1995年1月25日 优先权日1995年1月25日
发明者张亨民, 张在刚 申请人:张在刚, 张亨民