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  • 1
    ISSN: 1433-0458
    Keywords: Schlüsselwörter Piezoelektrischer Wandler ; Implantierbares Hörgerät ; Implantierbares Mikrofon ; Implantierbarer Wandler ; Innenohrschwerhörigkeit ; Schwerhörigkeit ; CAI ; TICA ; Key words Piezoelectric transducer ; Implantable hearing aid ; Implantable microphone ; Implantable transducer ; Sensori-neural hearing loss ; Cochlea amplifier implant ; TICA
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Medicine
    Description / Table of Contents: Summary A microphone constructed for implantation in the posterior wall of the auditory canal and a piezoelectric transducer serving as the main components of an implantable hearing aid were temporally implanted in five patients during middle ear surgery under local anesthesia. The microphone was positioned beneath the skin of the auditory canal such that it completely covered the microphone membrane. The vibratory element of the transducer was coupled to the malleus in four patients with normal ossicular chains and directly to the stapes in one patient with missing incus. The microphone and transducer were electrically connected with an external battery-driven signal amplifier. Speech material and music were presented in the operation room at a sound level of 65 dB SPL under free-field conditions. The patients had to estimate the quality of speech, music, and their own voice as well as the effects of bone-conducting noises. All patients were able to hear with the system. An intraoperative talk without vision contact was possible without any problems, as was understanding of numerals („Freiburger Zahlentest”). Perception of music was judged as „clear and undistorted with all broadband component.” The estimation was also valid for one patient with a sensorineural hearing loss. One patient declared the music to be „a little of unnatural.” Bone-conducted sound was estimated as normal in two patients, better than without an implant in one patient with sensorineural hearing loss, and „somewhat metallic” in another patient. Hearing the own voice was considered „normal” in two cases „monotonous” in one case, and „a little bit roaring” in another case. An amplification factor that can be technically realized in an implantable hearing aid was necessary for one of the patients with sensorineural hearing loss to perceive music at a pleasant volume. On the basis of this study, essential requirements for the construction of a fully implantable hearing aid are fulfilled.
    Notes: Zusammenfassung Ein zur Implantation in die hintere Gehörgangswand vorgesehenes Mikrofon und ein piezoelektrischer Wandler als Hauptkomponenten eines implantierbaren Hörgeräts wurden bei fünf Patienten während Mittelohroperationen in Lokalanästhesie akut implantiert. Das Mikrofon wurde unter die Gehörgangshaut so positioniert, daß die Haut flach und bündig die Mikrofonmembran bedeckte. Bei vier Patienten mit intakter Ossikelkette wurde das schwingungsübertragende Wandlerelement an den Hammer angekoppelt, bei einem Patient mit Kettenunterbrechung direkt an den Steigbügel. Mikrofon und Wandler waren mit einem externen, batteriebetriebenen Signalverstärker verbunden. Im Operationssaal wurden genormtes Sprachmaterial und Musik unter Freifeldbedingungen bei einem Schallpegel von 65 dB SPL dargeboten. Die Patienten beurteilten die Übertragungsqualität von Sprache, Musik, der eigenen Stimme sowie von mechanischen Reibgeräuschen am Kopf. Alle Patienten konnten mit dem System hören. Ein intraoperatives Gespräch ohne Sichtkontakt war problemlos möglich, ebenso wurden Freiburger Zahlworte durchwegs richtig wiedergegeben. Die Musikdarbietung wurde als „reiner Klang”, „klar” und mit „ausgeprägten Höhen und Bässen” bezeichnet. Dies galt auch für einen Patienten mit deutlicher Innenohrschwerhörigkeit. Ein Patient gab die Musik als „etwas unnatürlich klingend” an. Körperschall wurde in 2 Fällen als normal, bei einem Patient mit Innenohrkomponente als besser als ohne Implantat empfunden sowie in einem Fall als „metallisch” klingend angegeben. Die Empfindung der eigenen Stimme wurde von 3 Patienten in einem Fall als normal, beim 2. als „monoton” und vom 3. Patienten als „leicht dröhnend” beschrieben. Bei dem Patient mit deutlicher Innenohrbeteiligung war für eine angenehme Lautstärke bei Musik ein Verstärkungsfaktor notwendig, der bei einem implantierbaren Hörgerät technisch möglich ist. Damit sind die wesentlichen Voraussetzungen geschaffen, mit den beiden getesteten Komponenten Mikrofon und Wandler ein vollständig implantierbares Hörgerät zu realisieren.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 2
    ISSN: 1433-0458
    Keywords: Schlüsselwörter Implantierbares Hörgerät ; Schwerhörigkeit ; Gehörknöchelchen ; Tübinger Implantat ; Implantierbares Mikrophon ; Elektronisches Hörimplantat ; Koppelelemente ; TICA ; CAI ; Key words Implantable hearing aid ; Hearing loss ; Ossicular chain ; Tübingen implant ; Implantable microphone ; Ossicular connectors ; TICA ; CAI
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Medicine
    Description / Table of Contents: Summary Development and short-term implantation results of the Tübingen implantable hearing aid (TI=Tübingen implant) have been presented [12, 24, 25]. The TI is designed for patients with sensorineural hearing loss due to a malfunction of the cochlear amplifier. This can be identified by the presence of positive recruitment and the absence of TEOAE (transitory evoked otoacoustic emissions). The Tübingen implant functions in two ways: it allows electronic amplification of the auditory signal and electromechanical signal transduction into a micromechanical vibratory stimulus. There are two paths by which vibratory stimulus reaches the cochlea: (1) directly through a perforation in the stapes foot plate into the perilymph or (2) via the ossicular chain. Made of pure titanium, the casing of the helium-tight welded transducer includes the piezoelectric actuator. An implantable manipulator device is designed for transducer positioning and anchoring in the mastoid cavity [7, 9]. Usually, the transducer probe tip is directly coupled to the body of the incus. This functions without a special coupling device by utilization of an Erbium-YAG laser [8]. Special anatomical situations or the loss of incus and/or stapes suprastructure, however, requires coupling of the vibratory signal to other points of the ossicular chain or to the perilymph. A major problem, however, was an intraoperative, irreversible link between the titanium probe tip and coupling elements. To overcome this problem, the coupling elements were made of gold. A crimp technique was developed, allowing the surgeon to induce cold deformation of the gold. The cold deformation technique (crimp) results in an irreversible coupling between the titanium probe tip and the golden coupling element.
    Notes: Zusammenfassung Über Entwicklung und erste Akutimplantationen des aktiven Tübinger Hörimplantates bei Patienten mit Innenohrschwerhörigkeit wurde kürzlich berichtet [12, 24, 25]. Es ist für Innenohrschwerhörige mit Ausfall des cochleären Verstärkers in den äußeren Haarzellen des Innenohrs konzipiert, welches sich durch positives Recruitment und Ausfall der TEOAE (transitory evoked otoacoustic emissions) erkennen läßt. Das Implantat nimmt das Schallsignal mit seinem implantierbaren Mikrophon auf, verstärkt es und setzt es mit seinem piezoelektrischen Wandler in einen mikromechanischen Stimulus für die inneren Haarzellen um, welcher entweder direkt an die Perilymphe oder indirekt über die Gehörknöchelchen zum Innenohr übertragen wird. Das Wandlergehäuse ist aus Reintitan gefertigt (ASTM F67, Grade 2), heliumdicht verschweißt (MIL-STD-883D) und enthält ein schwingfähiges Piezoelement. Der Wandler wird mit einem speziell dafür entwickelten, implantierbaren Mikromanipulator räumlich fest in der Mastoidhöhle verankert [7, 9]. Der Mikromanipulator erlaubt nach seiner Verankerung auf dem Planum mastoideum mittels Titanknochenschrauben die Feinpositionierung der Koppelstange des Wandlers zum gewünschten Zielpunkt von Ossikelkette oder Vestibulum. Um den Stimulus zu übertragen, muß eine zuverlässige Ankopplung des Koppelstangenendes an Kette oder Perilymphe erreicht werden. Dazu dient die direkte Ankopplung der Koppelstange an den Amboßkörper, über die bereits berichtet wurde [8]. Dabei wird das Koppelstangenende in eine mit dem Ulmer Erbium-YAG-Laser nach Pfalz et al. erzeugte Vertiefung in den Amboßkörper eingeführt. Ist der Amboßkörper anatomisch schlecht erreichbar oder liegt ein Kettendefekt vor, dann ist – je nach Situation – eine Ankopplung an den langen Amboßfortsatz, den Stapeskopf oder durch eine Fußplattenperforation an die Perilymphe wünschenswert. Zur Ankopplung am langen Amboßfortsatz oder Steigbügelkopf muß das Koppelstangenende intraoperativ dauerhaft am Zielossikel fixiert werden. Für den langen Amboßfortsatz (Durchmesser ca. 0,8 mm) kommt ein einfaches Aufsetzen der Koppelstange (Durchmesser 0,5 mm) aufgrund der Abrutschgefahr nicht in Frage. Über die mechanische Langzeitstabilität einer möglichen Klebung mit Glasionomerzement bei permanenter vibratorischer Stimulation ist wenig bekannt [13]. In der vorliegenden Arbeit wurden für die Ankopplung an den langen Amboßfortsatz (bei intakter Kette), an das Stapesköpfchen (bei fehlendem Amboß) sowie an die Perilymphe (bei fehlendem Stapesüberbau) geeignete Koppelelemente aus vorhandenen passiven Mittelohrprothesen abgeleitet und im Felsenbein getestet. Im Tiermodell (Foxhound) und beim Menschen dient zum Befestigen am langen Amboßfortsatz eine anformbare Bandschlaufe ähnlich der Öse einer Stapesprothese. Die Ankopplung an den Stapeskopf erfolgt mit einem Goldglöckchen vergleichbar dem einer Bell-Prothese [18]. Die direkte Übertragung an die Perilymphe wird mit Hilfe einer modifizierten Piston-Prothese nach Plester durchgeführt, die durch eine Fußplattenperforation in das Vestibulum eintaucht. Die Koppelelemente werden aus Gold hergestellt und müssen intraoperativ irreversibel mit dem Titan der Wandlerkoppelstange verbunden werden. Technisch geschieht dies mittels speziellen Schweißverfahren, die der Otochirurg intraoperativ naturgemäß nicht verwenden kann. In der vorliegenden Arbeit wurde eine Crimptechnik entwickelt, mit deren Hilfe der Operateur im Mittelohr aufgrund der Kaltflußeigenschaften des Goldes eine Verankerung am Titan der Koppelstange erzeugen kann. Dadurch erreicht er einen irreversiblen Verbund zwischen dem Gold des Koppelelements und dem Titan des Wandlers.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 3
    ISSN: 1433-0458
    Keywords: Schlüsselwörter Elektromechanischer Wandler ; Gehörknöchelchenkette ; Hörgerät ; Implantierbares Hörgerät ; Innenohrschwerhörigkeit ; Mittelohr ; Piezoelektrischer Wandler ; Schwerhörigkeit ; TICA ; Key words Electromechanical transducer ; Hearing aid ; Hearing loss ; Implant ; implantable hearing aid ; Middle ear ; Ossicular chain ; Piezoelectric transducer ; Sensorineural hearing loss ; TICA
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Medicine
    Description / Table of Contents: Summary In order to overcome the disadvantages of hearing aids, a significant amount of research aimed at replacing them by implanted ossicular-coupled electronic hearing devices is being carried out. The technical and audiological demands on the electromechanical transducer of an implantable hearing aid for moderate to severe sensorineural hearing losses include high transmission quality of the equivalent sound-pressure level without significant linear or nonlinear distortion, and an energy balance suitable for implantation. Fundamental specifications for a transducer are a high spectral bandwidth of up to 10 kHz, an elongation amplitude of at least 100 nm within this range, a small ripple of the elongation frequence response of around ±3 dB, a total harmonic distortion (THD) of less than 0.5%, and a maximum electric power consumption of 0.1 mW. The demands on construction, such as hermetic sealing, biocompatibility, and biostability, are also discussed in detail. It appears that optimum transducer design is essentially a compromise between the physical requirements which are in part conflicting regardless of the transducer principle employed.
    Notes: Zusammenfassung Um die Nachteile eines Hörgeräts auszugleichen, gibt es zahlreiche Forschungsaktivitäten, Hörgeräte durch die Implantation ossikelgekoppelter, elektronischer Hörhilfen zu ersetzen. Die technischen und audiologischen Anforderungen an den elektromechanischen Wandler eines implantierbaren Hörgeräts zur Rehabilitation einer moderaten bis hochgradigen Innenohrschwerhörigkeit umfassen vor allem eine hohe Übertragungsqualität des äquivalenten Ausgangsschalldruckpegels mit geringen linearen und nichtlinearen Verzerrungen sowie eine zur Implantation geeignete Energiebilanz. Wesentliche Eckdaten des Anforderungskatalogs sind eine hohe spektrale Bandbreite des Wandlers bis 10 kHz, Auslenkungsamplituden um wenigstens 100 nm in diesem Bereich, geringe Welligkeiten des Auslenkungsfrequenzgangs von ±3 dB, Klirrprodukte von THD 〈0,5% sowie eine maximale elektrische Leistungsaufnahme im Bereich von ca. 0,1 mW. Weiterhin werden Anforderungen an die Konstruktion wie hermetische Dichtigkeit, Biokompatibilität und Biostabilität eingehend beschrieben. Dabei zeigt sich, daß ein optimiertes Wandlerdesign unabhängig vom verwendeten Wandlerprinzip grundsätzlich einen Kompromiß zwischen den teils konträren physikalischen Anforderungen bedeutet.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 4
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    Springer
    HNO 45 (1997), S. 816-827 
    ISSN: 1433-0458
    Keywords: Schlüsselwörter Hörverbesserung ; Implantierbares Hörgerät ; Implantierbares Mikrofon ; Innenohrschwerhörigkeit ; Mastoid ; Medizinprodukt ; Mittelohr ; Schwerhörigkeit ; TICA ; Key words Hearing aid ; Hearing improvement ; Hearing loss ; Implantable hearing aid ; Implantable microphone ; Mastoid ; Medical device ; Middle ear ; Sensorineural hearing loss ; TICA
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Medicine
    Description / Table of Contents: Summary Fully implantable hearing aids and cochlea implants of the future require an implantable microphone. A hermetically sealed implantable microphone based on the idea of a microphone implanted in the posterior wall of the auditory canal, as suggested by Ohno et al. in 1988, is presented. Through consistent technological and clinical design optimization, it was possible to achieve a membrane diameter of only 4.5 mm (as opposed to 8 mm in the Japanese system) and a significant volume reduction of nearly 50%. The microphone weights only 0.4 g. In spite of this miniaturization, the performance characteristics of the microphone equal those of the Japanese model or are superior. The sound-pressure transfer function shows a very small ripple and the bandwidth amounts to approximately 10 kHz. Because of its high tuning and high no-load resonance frequency, the microphone is mostly insensitive to post-operational changes to the loading mass on the microphone membrane initiated by the covering skin of the auditory canal. The sound-pressure transfer factor at 1000 Hz is approximately 1.5 mV/Pa. Using different manufacturing technologies, this value can be increased in the range of 6–8 dB with a corresponding reduction in bandwidth. Due to the small mass, the microphone is highly insensitive to environmental mechanical disturbances. The module is made of pure titanium and is hermetically sealed according to Mil-Std 883 D. Full metal encapsulation and additional internal electronic components protect the microphone well against environmental electromagnetic influences (EMC).
    Notes: Zusammenfassung Zukünftige vollständig implantierbare Hörgeräte und Kochleaimplantate (CI) benötigen ein implantierbares Mikrofon. Hier wird ein hermetisch dichtes, implantierbares Mikrofon vorgestellt, das auf dem von Ohno et al. [24] vorgeschlagenen Prinzip eines Mikrofons zur Implantation in der hinteren Gehörgangswand basiert. Durch eine konsequente technologische und klinische Designoptimierung konnte ein Membrandurchmesser von nur 4,5 mm gegenüber 8 mm des japanischen Systems und eine deutliche Volumenreduzierung um fast 50% erreicht werden. Das Mikrofon wiegt nur noch 0,4 g. Die Betriebseigenschaften sind trotz dieser Miniaturisierung mit denen des japanischen Mikrofons vergleichbar oder ihm überlegen. Die Übertragungsfunktion weist eine sehr geringe Welligkeit auf und die Bandbreite beträgt etwa 10 kHz. Das Mikrofon ist aufgrund der Hochabstimmung und der hohen Leerlaufresonanzfrequenz weitgehend unempfindlich gegenüber postoperativen Änderungen des Massebelags der Mikrofonmembran. Der Schalldruckübertragungsfaktor erreicht bei 1000 Hz etwa 1,5 mV/Pa; dieser Wert kann mittels unterschiedlicher Fertigungstechnologien bei gleichzeitiger Verringerung der Bandbreite um etwa 6–8 dB gesteigert werden. Durch die geringe Masse wird eine hohe Unempfindlichkeit gegenüber mechanischen Einwirkungen erreicht. Das Modul ist vollständig aus reinem Titan gefertigt und nach Mil-Std. 883 D hermetisch gasdicht. Aufgrund der vollständigen metallischen Kapselung und zusätzlicher interner elektronischer Bauelemente ist das Mikrofon weitgehend gegenüber elektromagnetischen Umwelteinflüssen (EMV) geschützt.
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  • 5
    ISSN: 1433-0458
    Keywords: Schlüsselwörter Elektromechanischer Wandler ; Gehörknöchelchenkette ; Hörverbesserung ; Implantat ; Implantierbares Hörgerät ; Innenohrschwerhörigkeit ; Mittelohr ; Ossikel ; Piezoelektrischer Wandler ; Schwerhörigkeit ; TICA ; Key words Electromechanical transducer ; Hearing aid ; Hearing improvement ; Hering loss ; Implantable hearing aid ; Middle ear ; Ossicular chain ; Piezoelectric transducer ; Senorineural hearing loss ; TICA
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Medicine
    Description / Table of Contents: Summary Implantable hearing aids can form the basis of new surgical techniques for dealing with hearing problems originating in the inner ear, provided they are fully implantable. Accordingly, a comprehensive, interdisciplinary, combined project was initiated at the ENT clinic of the University of Tübingen which was to conclude with operations to improve hearing via fully implantable hearing aids. A novel electromechanical transducer for implantable hearing aids based on the piezoelectric principle is described. Unlike the piezoelectric transducers reported so far, this transducer does not rely on the bimorphic principle but on a circle-shaped, heteromorphic combination system consisting of a piezoceramic disc and metal membrane. The transducer can be hermetically sealed and is designed for implantation into the mastoid. Transfer of mechanical oscillations to an ossicle in the middle ear is effected by a directly fixed coupling rod or via suitable coupling elements. The transducer is highly tuned with a resonance frequency at the upper end of the spectral transfer range (greater than 10 kHz). Below this resonance and down to low frequencies, the frequency response of elongation is smooth with amplitudes of around 20 nm. At low and middle frequencies of up to 1 kHz, these vibration amplitudes correspond to sound-pressure levels of around 90 dB SPL. At higher frequencies of up to 10 kHz, the output level increases to about 130 dB SPL. Nonlinear distortions are also very small at the highest levels (less than 0.1%) throughout the whole transfer range. Electric power consumption at maximum levels is in the range of a few microwatts and is therefore significantly lower than that of electromagnetic systems. Particularly, this makes it possible to use the transducer in fully implantable hearing aids for rehabilitation of sensorineural hearing loss.
    Notes: Zusammenfassung Implantierbare Hörgeräte können die Basis neuer ohrchirurgischer Techniken bei Innenohrschwerhörigkeiten werden, wenn sie vollständig implantierbar sind. An der Universitäts-HNO-Klinik Tübingen wurde daher ein umfassendes, interdisziplinäres Verbundprojekt initiiert, an dessen Ende hörverbessernde Operationen mit vollständig implantierbaren Hörgeräten stehen sollen. Hier wird ein neuer elektromechanischer Wandler für implantierbare Hörgeräte auf der Basis des piezoelektrischen Verfahrens beschrieben. Gegenüber bisher publizierten Piezowandlern beruht dieser Aktor nicht auf dem Bimorphprinzip, sondern auf einem kreisförmigen, heteromorphen Verbundsystem aus einer aktiven Piezokeramikscheibe und einer passiven Metallmembran. Der Wandler ist allseitig hermetisch gasdicht verschließbar und zur Implantation im Mastoid vorgesehen. Die Auskopplung der mechanischen Schwingungen erfolgt mit einer Koppelstange, die universell direkt oder über adäquate Koppelelemente an einem Mittelohrossikel fixiert wird. Der Wandler ist hochabgestimmt mit einer Resonanzfrequenz am oberen Ende des spektralen Übertragungsbereichs (größer 10 kHz). Unterhalb dieser Resonanz ist der Auslenkungsfrequenzgang mit Amplituden um 20 nm bis zu tiefen Frequenzen eben. Diese Auslenkungswerte entsprechen äquivalenten Schalldruckpegeln von ca. 90 dB SPL bei tiefen und mittleren Frequenzen bis ca. 1 kHz; bei höheren Frequenzen bis 10 kHz nimmt der Ausgangspegel zu und erreicht etwa 130 dB SPL. Die nicht-linearen Verzerrungen sind auch bei höchsten Pegeln im gesamten Übertragungsbereich sehr gering (kleiner 0,1%). Die elektrische Leistungsaufnahme liegt bei maximalen Pegeln im Bereich einiger µW und ist damit erheblich niedriger als bei elektromagnetischen Systemen. Insbesondere dieser Aspekt ermöglicht die Realisierung vollständig implantierbarer Hörgeräte zur Rehabilitation von Innenohrschwerhörigkeiten.
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  • 6
    ISSN: 1433-0458
    Keywords: Schlüsselwörter Elektromechanischer Wandler ; Gehörknöchelchenkette ; Hörverbesserung ; Implantierbares Hörgerät ; Wiederaufladbare Batterie ; Implantierbarer Mikromanipulator ; Innenohrschwerhörigkeit ; Mastoid ; Medizinprodukt ; Mittelohr ; Ossikel ; Piezoelektrischer Wandler ; Schallempfindungsschwerhörigkeit ; Schwerhörigkeit ; TICA ; Key words Electromechanical transducer ; Hearing aid ; Hearing improvement ; Hearing loss ; Implant ; Implantable hearing aid ; Implantable rechargeable battery ; Implantable micromanipulator ; Mastoid ; Medical device ; Middle ear ; Ossicular chain ; Piezoelectric transducer ; Sensorineural hearing loss ; TICA
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Medicine
    Description / Table of Contents: Summary A miniature, hermetically sealed implant was development and manufactured in several clinical and technical iteration steps based on the prototype of an implantable piezoelectric hearing-aid transducer described in Part 1 of the work presented here. The transducer is made of pure titanium (medical grade 2, ASTM F67) and designed to be implanted into the mastoid cavity. Transfer of mechanical oscillations to an ossicle in the middle ear is effected by a fixed directly coupling rod of pure titanium or via suitable coupling elements. The transducer is highly tuned with a resonance frequency in the range of 7–10 kHz, depending on the dynamic mass load. Below this resonance and down to low frequencies, the frequency response of elongation is smooth with a very small ripple of less than ±1 dB. Unlike the prototype, an increase in vibration amplitude of around 10 dB was achieved for a comparable power consumption. Vibration amplitude at low and middle frequencies is about 60 nm with a transducer voltage of 1 V, corresponding to an equivalent sound-pressure level of around 100 dB SPL at up to 1 kHz. At higher frequencies of up to 10 kHz, the output level increases to beyond 130 dB SPL. Nonlinear distortions at maximum volume (1 V) are extremely small (THD 〈0.1%) throughout the whole transfer range. Due to an extremely short attack time (50 µs) and short release time (approximately 2 ms), the dynamic properties of the transducer allow good transmission of audio signals with fast changes in the time domain, i.e., plosives in speech signals. Electric power consumption at full volume and broadband signals is in the region of 1 µW. Unlike electromagnetic transducers described in the literature, the low power consumption of this piezoelectric transducer allows the realization of fully implantable hearing aids for rehabilitation of moderate to severe sensorineural hearing loss.
    Notes: Zusammenfassung Auf der Basis des in Teil I der vorliegenden Arbeit beschriebenen Prototypen eines implantierbaren, piezoelektrischen Hörgerätewandlers wurde in mehreren klinischen und technischen Iterationsschritten ein miniaturisiertes, hermetisch gasdichtes Implantat entwickelt und gefertigt. Der Wandler ist aus reinem Titan hergestellt (medical grade 2, ASTM F67) gefertigt und zur Implantation in der Mastoidhöhle vorgesehen. Die Auskopplung der mechanischen Schwingungen erfolgt mit einer Reintitankoppelstange, die universell direkt oder über adäquate Koppelelemente an einem Mittelohrossikel fixiert wird. Der Wandler ist hochabgestimmt mit einer Resonanzfrequenz je nach dynamischer Massenbelastung im Bereich von 7–10 kHz. Unterhalb dieser Resonanz ist der Auslenkungsfrequenzgang bis zu tiefen Frequenzen eben mit einer sehr geringen Welligkeit von kleiner ±1 dB. Gegenüber dem Prototypen konnte bei etwa gleicher elektrischer Leistungsaufnahme eine Auslenkungserhöhung um annähernd 10 dB erreicht werden. Die Auslenkungsamplitude bei tiefen und mittleren Frequenzen beträgt ca. 60 nm bei 1 V Wandlerspannung entsprechend einem äquivalenten Schalldruckpegel von rund 100 dB SPL bis ca 1 kHz; bei höheren Frequenzen bis 10 kHz nimmt der Ausgangspegel zu und erreicht über 130 dB SPL. Die nicht-linearen Verzerrungen sind bei Vollaussteuerung (1 V) im gesamten Übertragungsbereich extrem niedrig (THD 〈0,1%). Das dynamische Verhalten ermöglicht aufgrund extrem kurzer Einschwingzeiten (50 µs) und kleiner Ausschwingzeiten (um 2 ms) eine gute Wiedergabe zeitlich stark veränderlicher Signale. Die elektrische Leistungsaufnahme liegt bei Vollaussteuerung und breitbandigen Schallen im Bereich von 1 µW. Diese geringe Leistungsaufnahme ermöglicht gegenüber den in der Literatur beschriebenen elektromagnetischen Wandlersystemen die Realisierung vollständig implantierbarer Hörgeräte zur Rehabilitation von mittleren bis hochgradigen Innenohrschwerhörigkeiten.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 7
    ISSN: 1433-0458
    Keywords: Schlüsselwörter TICA ; Elektronisches Hörimplantat ; Implantierbares Mikrophon ; Schwerhörigkeit ; Key words TICA ; Implantable hearing aid ; Sensorineural hearing loss ; Auditory device ; Electromechanical transducer ; Ear
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Medicine
    Description / Table of Contents: Summary Prerequisite to implantation of a piezoelectrical transducer of an implantable hearing aid is a shape allowing its implantation into human mastoid and middle ear. To approach this problem, a consecutive series of six transducer prototypes was created in an iterative process. Their functional geometry was evaluated in 50 human temporal bones. A shape for a functioning transducer was found which will enable implantation in 78% of the cases examined (confidence interval: 61.5%–89.2%). It will allow simultaneous implantation of the transducer into the mastoid and microphone, which is situated transmastoidal in the posterior wall of the ear canal. Furthermore, the transducer may be coupled to the ossicular chain or the perilymph.
    Notes: Zusammenfassung Voraussetzung für die Implantation eines piezoelektrischen Wandlers eines implantierbaren Hörgeräts ist seine Gestaltung in einer für das menschliche Mastoid und Mittelohr topographisch adäquaten Form, die gleichzeitig eine Funktion des Wandlers erlaubt. Dazu wurden in einem iterativen Verfahren in einer konsekutiven Serie 6 Wandlerprototypen geschaffen und ihre funktionelle Geometrie jeweils in 50 menschlichen Felsenbeinen evaluiert. Es konnte eine Form für einen funktionsfährigen Wandler gefunden werden, die es in 78% der untersuchten Fälle (Konfidenzintervall: 61,5–89,2%) erlaubt, neben dem transmastoidal in die hintere Gehörgangswand eingesetzten Mikrophon den Wandler in das Mastoid zu implantieren und an die Gehörknöchelchenkette oder die Perilymphe vibratorisch anzukoppeln. Die in der vorliegenden Studie erarbeitete Form erlaubt 1. die intramastoidale Implantation, 2. die Ankopplung an Ossikelkette oder Perilymphe, 3. einen resonanzfreien Frequenzgang bis 10 kHz, 4. eine Zunahme der Ausgangsleistung oberhalb 1 kHz sowie 5. eine geringe elektrische Leistungsaufnahme des Wandlers.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 8
    ISSN: 1433-0458
    Keywords: Schlüsselwörter Ohr ; Schwerhörigkeit ; TICA ; Implantierbares Hörgerät ; Mechanischer Transducer ; Implantierbares Mikrofon ; Key words Ear ; Hearing loss ; TICA ; Implantable hearing aid ; Mechanical transducer ; Implantable microphone
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Medicine
    Description / Table of Contents: Summary Recently, an implantable hearing aid for rehabilitation of sensorineural hearing loss has been developed. One component of the device is the microphone for implantation into the posterior canal wall. The membrane of the microphone can be covered by skin, cartilage, or fascia, avoiding reduction in sound transmission at the same time. In the study presented here, the microphone was implanted into 50 cadaver specimens of human temporal bone. Localization of the microphone was determined by the anatomical situation of the facial nerve. The microphone and the piezoelectric transducer could be implanted in 78% of the temporal bones after total mastoidectomy. In the final version of the microphone, the size was 4.5 mm and total weight 400 mg.
    Notes: Zusammenfassung Implantierbare Hörgeräte für Innenohrschwerhörige benötigen einen implantierbaren Schallaufnehmer in oder hinter dem Trommelfell oder subkutan in der Gehörgangswand. Das Schwingungsverhalten des Trommelfells kann individuell und frequenzabhängig extrem unterschiedlich sein, während die Gehörgangshaut reproduzierbar schwingt. Deshalb wurde in einem Verbundprojekt ein vollständig implantierbares Mikrofon für die Implantation in die hintere knöcherne Gehörgangswand in einer Form realisiert, daß Haut, Knorpel oder Fascie auf der Mikrofonmembran zu keiner klinisch relevanten Schalldämpfung führen. In der vorliegenden Studie wurde an 50 Felsenbeinen der operationstechnisch zweckmäßigste Implantationsort für ein Mikrofon erarbeitet, der 1. ausreichend trommelfellnah ist, der 2. der Gehörgangshaut flach aufliegt und der 3. gleichzeitig die intramastoidale Implantation eines Wandlers erlaubt. Die Lokalisation wurde wesentlich durch den Verlauf des N. facialis bestimmt. Gleichzeitig wurden in einem iterativen Verfahren Form und Größe des Mikrofons schrittweise an die chirurgische Anatomie des Implantatsortes sowie an die Operationstechnik angepaßt. Es konnte eine Mikrofonform gefunden werden, die die Implantation des Mikrofons als Bestandteil eines implantierbaren Hörgeräts in einer funktionell und topographisch adäquaten Form bei gemeinsamer Implantation mit dem Wandler in 78% der Felsenbeine erlaubte. In dieser Endform hat das Mikrofon einen Durchmesser der schallaufnehmenden Membran von 4,5 mm sowie ein Gesamtgewicht von 0,4 g und ist zur Implantation bei den meisten Patienten geeignet.
    Type of Medium: Electronic Resource
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