Устройство для передачи сигнала в имплантируемую часть искусственного уха

 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при создании аппарата кохлеарного протезирования . Цель изобретения - повышение помехозащищенности. Устройство содержит приемный и передающий электроды (3) 8 и 1. Э 8 соединен с демодулятором 11. Генератор 4 через акустический модулятор 5 и симметрирующий усилитель 6 подключен к Э 1. Новым в устройстве является выполнение Э 1 и 8 в виде идентичных двухрядных резонаторов на связанных радиальных спиралях с противоположным направлением намотки, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю А 61 F И/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4606318/14 (22) 15.11.88 (46) 15,11.91. Бюл. hh 42 (71) Московский институт электронного машиностроения и 2-й Московский медицинский институт им. Н. И. Пирогова (72) Ю. Н, Пчельников, А. Н. Ремизов, M, P, Богомильский, А. M. Амельянец, Л. А. Розовская и А, М, Тихомиров (53) 615.47(088.8) (56) Патент EP N -0,200321, кл. А 61 F 11/04, опубл. 05.11.86, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛА В ИМПЛАНТИРУЕМУЮ ЧАСТЬ ИСКУССТВЕННОГО УХА °

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при создании аппарата кохлеарного пратезирования.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2— конструкция электрода; на фиг. 3 — варианты взаимного расположения спиралей резонаторов; на фиг. 4 — график экспериментальных зависимостей отношения мощности P в приемном электроде к мощности Ро в передающем электроде от частоты, Устройство содержит передающий электрод 1, представляющий собой резонатор на связанных радиальных спиралях 2, 3 с противоположным направлением намотки, генератор 4 высокочастотных колебаний, преобразователь 5 акустических колебаний в модулированный электрический сигнал, симметрирующий усилитель 6

„„Я „„1690749 А1 (57) Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при создании аппарата кохлеарного протезирования. Цель изобретения — повышение помехозащищенности. Устройство содержит приемный и передающий электроды (Э)

8 и 1. Э 8 соединен с демодулятором 11.

Генератор 4 через акустический модулятор

5 и симметрирующий усилитель 6 подключен к Э 1. Новым в устройстве является выполнение Э 1 и 8 в виде идентичных двухрядных резонаторов на связанных радиальных спиралях с противоположным направлением намотки, 4 ил. и имплантируемый под кожу 7 приемный электрод 8, состоящий иэ двух спиралей 9, 10, идентичный передающему электроду 1 и соединенный демодулятором 11. Передающий электрод 1, включает диэлектрическую (например, из сигнала) пластину 12, на обе поверхности которой методом напыления с последующим гальваническим наращиванием нанесены соосно расположенные радиальные спирали 2, 3 с противоположным направлением намотки. Спирали 2, 3 образуют четвертьволновый резонатор при разомкнутых внутренних концах 13, 14, и полуволновый резонатор при замкнутых внутренних концах 13, 14 спиралей 2, 3.

Наружные концы 15, 16 спиралей 2, 3 подсоединены к симметрирующему усилителю

6. В приемном электроде 8 внутренние концы спиралей 9, 10 могут быть разомкнуты

1690749 или замкнуты, а наружные концы подсоединены к демодулятору 11.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

От высокочастотного генератора 4 электромагнитные колебания подаются на акустический модулятор 5, формирующий необходимые для дальнейшей дешифровки речи импульсы, Затем модулированный высокочастотный сигнал подается на вход симметрирующего усилителя 6, с выхода которого подается на вход передающего электрода 1, образованного спиралями 2, 3. На частотах, близких к резонансным, происходит накопление энергии и увеличение амплитуды поля в передающем электроде 1. Это поле возбуждает токи в спиралях 9, 10 приемного электрода 8, Так как спирали 9. 10 имеют противоположные направления намотки; то наведенные в них токи возбуждают противофазную волну, свойства которой аналогичны свойствам волны в передаю. щем электроде 1, При идентичной геометрии проводников электродов 1, 8 одинаковы их собственные резонансные частоты поэтому между параллельно установленйыми электродами 1, 8 возникает резонансная связь, носящая полосовой характер. Благодаря тому, что область локализации поля около поверхности электродов 1, 8 ограничена 1/6 длины замедленной волны i4, то при выборе достаточно большого расстояния между электродами 1, 8 связь будет только на низших полосах пропускания, что обеспечивает уменьшение влияния помех.

Так как по радиусу электродов 1, 8 в зависимости от режимов работы (короткое замыкание или холостой ход) в первой полосе пропускания укладывается Аз /2 или i /4, то связь между электродами 1, 8 на низших полосах пропускания обеспечивается при расстояниях между электродами 1, 8 меньших, соответственно, R/3 и 2R/3, где R— внешний радиус спиралей 2, 3 и 9, 10, Возбуждаемая в приемном электроде 8 волна поступает на вход демодулятора 11 и преобразуется в электрический импульс, подаваемый на улитку внутреннего уха (не показана ), Благодаря противоположному направлению намотки спиралей в электродах 1, 8 и малому расстоянию между ними (для обеспечения эффективной связи между спиралями это расстояние должно быть меньше шага спирали) магнитные поля, создаваемые азимутальными составляющими токов складываются и индуктивность существенно возрастает, что приводит к замедлению противофазной электромагнитной волны на один, два порядка, превышающему геометрическое замедление. Под геометрическим замедлением понимается отношение длины проводника спирали к ее радиальному раз5 меру. Увеличение замедления обеспечивает возможность резонансного режима работы электрода относительно малых размеров (10-20 мм) на частотах 50 — 70 МГц

В спиральной замедляющей системе одновременно существуют волны электрического и магнитного типов. При противофазном возбуждении электромагнитного поля в спиралях с противоположным направлением намотки, энергия волны электрического типа концентрируется между спиралями, а энергия волны магнитного типа — снаружи спиралей;

Увеличение эффективности передачи информации и энергии обусловлено практически полным отсутствием влияния кожи на коэффициент передачи энергии. Это происходит благодаря индуктивной связи между электродами 1, 8 и относительно малому расстоянию между ними. Помехозащищенность обеспечивается не только подавлением более высокочастотных полос пропускания, но и не возможностью возбуждения противофазной волны в близко расположенных спиралях случайным сигналом.

На фиг. 4 показан график зависимости отношения мощности P в приемном электроде к мощности Ро в передающем электроде от частоты f. Из графика видно, что при расстоянии между электродами, равном 10 мм, ослабление мощности составляет 3 Дб, а полоса пропускания составляет 10, что более чем достаточно для качественной передачи микросекундных импульсов.

Таким образом, устройство передачи сигнала в имплантируемую часть искусственного уха отличается помехозащищенностью и высокой эффективностью передачи.

Формула изобретения

Устройство для передачи сигнала в имплантируемую часть искусственного уха, содержащее имплантируемый под кожу приемный электрод, соединенный с демодулятором, и установленный напротив него на внешней поверхности кожи передающий электрод, соединенный с последовательно включенными преобразователем акустических колебаний в электрический сигнал и высокочастотным генератором, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности, приемный и передающий электроды содержат диэлектрическую пластину, на обеих поверхностях KoTQpoA èìåются соосно связанные радиальные токопроводящие спирали с противополож1690749

12 76 ным направлением намотки, при этом концы спиралей приемного и передающего электродов, выполненных в виде двухрядных полосковых резонаторов, соеЯ< динены соответственно с демодулятором и и реобразователем акустических колебаний в электрический сигнал.

1690749

Составитель Н, Вашковская

Редактор М. Васильева Техред М.Моргентал Корректор О. Кравцова

Заказ 3875 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101