包括用于測(cè)量和處理電誘發(fā)神經(jīng)反應(yīng)的植入件的助聽(tīng)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本申請(qǐng)公開(kāi)了包括用于測(cè)量和處理電誘發(fā)神經(jīng)反應(yīng)的植入件的助聽(tīng)裝置，其中所述植入件包括：適于接近用戶(hù)的聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)位于耳蝸中的多個(gè)電極；刺激電路，在刺激時(shí)間段期間電連接到刺激電極并配置成向所述刺激電極施加刺激信號(hào)；測(cè)量電路，在測(cè)量時(shí)間段期間電連接到記錄電極并配置成響應(yīng)于所述刺激信號(hào)測(cè)量所述記錄電極拾取的信號(hào)并提供測(cè)得的信號(hào)；控制單元，配置成在刺激時(shí)間段控制施加所述刺激信號(hào)的定時(shí)及相對(duì)于所述刺激時(shí)間段控制所述測(cè)量時(shí)間段；及處理單元，配置成在測(cè)量時(shí)間段記錄測(cè)得的信號(hào)并基于所述測(cè)得的信號(hào)識(shí)別聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)反應(yīng)。本發(fā)明例如可用于耳蝸植入型助聽(tīng)器。
【專(zhuān)利說(shuō)明】包括用于測(cè)量和處理電誘發(fā)神經(jīng)反應(yīng)的植入件的助聽(tīng)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及包括植入件的助聽(tīng)裝置如耳蝸植入型助聽(tīng)裝置。本發(fā)明尤其涉及包括配置成測(cè)量和/或處理電誘發(fā)神經(jīng)反應(yīng)(由[Brown et al.；1990]稱(chēng)為“電誘發(fā)全神經(jīng)動(dòng)作電位”(EAP)，也稱(chēng)為“電誘發(fā)聽(tīng)覺(jué)電位”(EAP))如電誘發(fā)復(fù)合電位(eCAP)或電誘發(fā)聽(tīng)性腦干反應(yīng)(eABR)的植入件的助聽(tīng)裝置。
[0002]本申請(qǐng)還涉及包括植入件的助聽(tīng)裝置的用途及其運(yùn)行方法。
[0003]例如，本發(fā)明可用在如耳蝸植入型助聽(tīng)器的應(yīng)用中，尤其在針對(duì)特定用戶(hù)驗(yàn)配助聽(tīng)器期間。

【背景技術(shù)】
[0004]耳蝸植入助聽(tīng)裝置已為大家所知很多年并具有多種構(gòu)造，但通常包括:
[0005]a)多個(gè)可植入在耳蝸的不同位置中的電極，其使能不同可聽(tīng)范圍頻率的刺激；
[0006]b)外部件,用于拾取和處理來(lái)自環(huán)境的聲音及用于根據(jù)當(dāng)前輸入聲音確定電極刺激脈沖的順序；
[0007]c)(通常無(wú)線如感應(yīng))通信鏈路，用于同時(shí)傳送關(guān)于刺激順序的信息及傳輸能量；
[0008]d)使刺激能產(chǎn)生并施加到有關(guān)電極的植入件。
[0009]這樣的系統(tǒng)例如在US4，207, 441中和US4，532，930中描述。
[0010]為使耳蝸植入型助聽(tīng)裝置適應(yīng)用戶(hù)的特定需要，需要關(guān)于用戶(hù)聽(tīng)覺(jué)閾(T)的信息和作為頻率函數(shù)的、電刺激強(qiáng)度的舒適電平(C)。在驗(yàn)配期間，響應(yīng)于多個(gè)不同電平的電刺激信號(hào)的電誘發(fā)復(fù)合電位(eCAP)例如可針對(duì)刺激聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)的不同部分的不同電極進(jìn)行測(cè)量。在隨后的處理程序中，因而記錄的信號(hào)可用于從用戶(hù)的神經(jīng)細(xì)胞提取實(shí)際電神經(jīng)反應(yīng)，通過(guò)映射神經(jīng)反應(yīng)信號(hào)的振幅A-p對(duì)刺激信號(hào)的強(qiáng)度(能量)Is的對(duì)應(yīng)值，可確定聽(tīng)覺(jué)閾(T)及每一電極的刺激強(qiáng)度(It)。
[0011]神經(jīng)反應(yīng)測(cè)量(如eCAP測(cè)量)及其隨后的處理可以多種不同的方式進(jìn)行。例如(在相對(duì)“簡(jiǎn)單的”方式中)，通過(guò)將電刺激施加到植入的電極并使用外部ABR電極(應(yīng)用于皮膚的表面采集電極)感測(cè)人聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)的反應(yīng)。eCAP的第一次人記錄由[Brown et al.；1990]使用[de Sauvage et al.；1983]公開(kāi)的方法公布。
[0012]電誘發(fā)復(fù)合動(dòng)作電位(eCAP)通常在臨床聽(tīng)力學(xué)中用于設(shè)定患者的耳蝸植入處理器的閾值電平。神經(jīng)反應(yīng)與刺激信號(hào)產(chǎn)生的非自然信號(hào)的分離及從誘發(fā)電位估計(jì)聽(tīng)覺(jué)閾在過(guò)去已按多種不同的方式進(jìn)行，例如通常包括非自動(dòng)過(guò)程步驟，例如專(zhuān)家的判斷。這樣的非自動(dòng)過(guò)程耗時(shí)且易出錯(cuò)。努力識(shí)別和消除eCAP測(cè)量中的噪聲的文章已由[Undurraga etal.；2012]發(fā)表。
[0013]總的來(lái)說(shuō)，在下述情形使用eCAP的測(cè)量，
[0014]-在手術(shù)期間，其中插入助聽(tīng)裝置的耳蝸植入件以測(cè)試耳蝸植入件的刺激是否正常起作用及神經(jīng)是否有反應(yīng)。這些事實(shí)必須在手術(shù)結(jié)束前進(jìn)行驗(yàn)證，因此需要可靠且快速的測(cè)量和驗(yàn)證過(guò)程以使手術(shù)時(shí)間最小化。
[0015]-在驗(yàn)配以確定聽(tīng)覺(jué)閾期間。在此同樣首選快速且可靠的方法(盡管時(shí)間壓力稍微不太嚴(yán)重)。
[0016]因此，需要一種可靠且快速的、識(shí)別和處理電誘發(fā)(聽(tīng)覺(jué))神經(jīng)反應(yīng)的方法。
[0017]定義
[0018]一般地，“助聽(tīng)裝置”指適于改善、增強(qiáng)和/或保護(hù)用戶(hù)的聽(tīng)覺(jué)能力的裝置如助聽(tīng)器或聽(tīng)音裝置，其通過(guò)從用戶(hù)環(huán)境接收聲信號(hào)、產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的(電)音頻信號(hào)、可能修改該音頻信號(hào)、及將可能已修改的音頻信號(hào)作為可聽(tīng)見(jiàn)感測(cè)的信號(hào)提供給用戶(hù)的至少一只耳朵而實(shí)現(xiàn)，例如(如同本發(fā)明中一樣)，信號(hào)為直接或間接傳給用戶(hù)的耳蝸神經(jīng)和/或聽(tīng)覺(jué)皮層的電信號(hào)的形式。
[0019]助聽(tīng)裝置可包括單一單元或幾個(gè)彼此電子通信的單元。助聽(tīng)裝置的一個(gè)或多個(gè)單元中的每一單元可構(gòu)造成以任何已知的方式進(jìn)行佩戴，如佩戴在耳后(BTE)、佩戴在耳朵處、整個(gè)或部分安排在耳廓和/或耳道中，或作為整個(gè)或部分植入的單元等。
[0020]更一般地，助聽(tīng)裝置包括用于從用戶(hù)環(huán)境接收聲信號(hào)并提供對(duì)應(yīng)的(電)輸入音頻信號(hào)的輸入變換器、用于處理輸入音頻信號(hào)的信號(hào)處理電路、及用于根據(jù)處理后的音頻信號(hào)將可感知為聲信號(hào)的信號(hào)提供給用戶(hù)的輸出單元。一些助聽(tīng)裝置可包括多個(gè)輸入變換器，例如用于提供隨方向而變的音頻信號(hào)處理。在一些助聽(tīng)裝置中，放大器可構(gòu)成信號(hào)處理電路。在一些助聽(tīng)裝置中，輸出單兀可包括一個(gè)或多個(gè)用于提供電信號(hào)的輸出電極。在一些助聽(tīng)裝置中，輸出電極可植入在耳蝸中或植入在顱骨內(nèi)側(cè)上，并可適于將電信號(hào)提供給耳蝸的毛細(xì)胞、一個(gè)或多個(gè)聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)、和/或聽(tīng)覺(jué)皮層。
[0021]“聽(tīng)力系統(tǒng)”指包括一個(gè)或兩個(gè)助聽(tīng)裝置的系統(tǒng)，及“雙耳聽(tīng)力系統(tǒng)”指包括兩個(gè)助聽(tīng)裝置并適于(優(yōu)選協(xié)同地)向用戶(hù)的兩只耳朵提供聽(tīng)得見(jiàn)的信號(hào)的系統(tǒng)。在聽(tīng)力系統(tǒng)或雙耳聽(tīng)力系統(tǒng)中，一個(gè)或兩個(gè)助聽(tīng)裝置除輸出電極之外還可包括其它輸出單元以提供聽(tīng)得見(jiàn)的信號(hào)，例如下述形式的信號(hào):輻射到用戶(hù)外耳內(nèi)的聲信號(hào)、作為機(jī)械振動(dòng)通過(guò)用戶(hù)頭部的骨結(jié)構(gòu)和/或通過(guò)中耳的部分傳到用戶(hù)內(nèi)耳的聲信號(hào)。在前述助聽(tīng)裝置中，輸出單元可包括輸出變換器，例如用于提供空傳聲信號(hào)的揚(yáng)聲器或用于提供結(jié)構(gòu)傳播的或液體傳播的聲信號(hào)的振動(dòng)器。在雙耳聽(tīng)力系統(tǒng)的實(shí)施例中，助聽(tīng)裝置之一僅包括前述其它輸出變換器(即輸出電極僅存在于裝置之一中)。
[0022]聽(tīng)力系統(tǒng)或雙耳聽(tīng)力系統(tǒng)還可包括“輔助裝置”，其與助聽(tīng)裝置通信并影響和/或受益于助聽(tīng)裝置的功能。輔助裝置例如可以是遙控器、遠(yuǎn)程傳聲器、音頻網(wǎng)關(guān)設(shè)備、移動(dòng)電話(huà)、廣播系統(tǒng)、汽車(chē)音頻系統(tǒng)或音樂(lè)播放器。助聽(tīng)裝置、聽(tīng)力系統(tǒng)或雙耳聽(tīng)力系統(tǒng)可用于補(bǔ)償聽(tīng)力受損人員的聽(tīng)覺(jué)能力損失(如同本發(fā)明中一樣)、增強(qiáng)或保護(hù)正常聽(tīng)力人員的聽(tīng)覺(jué)能力和/或?qū)㈦娮右纛l信號(hào)傳給人。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0023]本發(fā)明的目標(biāo)在于在助聽(tīng)裝置的植入件中改善所記錄的神經(jīng)反應(yīng)數(shù)據(jù)的識(shí)別和處理。
[0024]本發(fā)明的目標(biāo)由所附權(quán)利要求限定的及下面描述的發(fā)明實(shí)現(xiàn)。
[0025]助聽(tīng)裝置
[0026]在本申請(qǐng)的一方面，本申請(qǐng)的目標(biāo)由一種助聽(tīng)裝置實(shí)現(xiàn)，其包括適于植入在用戶(hù)耳朵處(頭部中)的植入件，其中該植入件包括:
[0027]-適于接近用戶(hù)的聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)位于耳蝸中的多個(gè)電極；
[0028]-刺激電路，在刺激時(shí)間段期間電連接到刺激電極并配置成向刺激電極施加刺激信號(hào);
[0029]-測(cè)量電路，在測(cè)量時(shí)間段期間電連接到記錄電極并配置成響應(yīng)于刺激信號(hào)測(cè)量記錄電極拾取的信號(hào)并提供測(cè)得的信號(hào)；
[0030]-控制單元，配置成在刺激時(shí)間段中控制施加刺激信號(hào)的定時(shí)及相對(duì)于刺激時(shí)間段控制測(cè)量時(shí)間段 '及
[0031]-處理單元，配置成在測(cè)量時(shí)間段中記錄測(cè)得的信號(hào)并基于測(cè)得的信號(hào)識(shí)別聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)反應(yīng)。
[0032]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于減小了驗(yàn)配期間對(duì)到外部件的通信鏈路的帶寬要求。本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)在于減小了識(shí)別神經(jīng)反應(yīng)的處理時(shí)間。
[0033]當(dāng)植入件植入在人體內(nèi)時(shí)，電極優(yōu)選完全或部分位于人的耳蝸中，以使電刺激信號(hào)能施加到聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)并使針對(duì)所述刺激的(可能)包括來(lái)自神經(jīng)的反應(yīng)的反應(yīng)信號(hào)能進(jìn)行測(cè)量。
[0034]在實(shí)施例中，助聽(tīng)裝置包括至少一外部件及配置成使能在裝置的外部件和植入件之間交換數(shù)據(jù)的通信鏈路。
[0035]通過(guò)將用于識(shí)別聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)反應(yīng)的處理單元定位在植入件中，植入件和外部件(如BTE件)之間的通信可最小化(盡管代價(jià)是植入件更復(fù)雜)。
[0036]在本說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“刺激信號(hào)”意為電刺激信號(hào)，例如包括一個(gè)或多個(gè)脈沖，如一個(gè)或多個(gè)兩階段脈沖，如由電流發(fā)生器提供的電流脈沖或由電壓發(fā)生器提供的電壓脈沖。這些脈沖優(yōu)選在時(shí)間和/或振幅方面具有可配置的寬度。在實(shí)施例中，刺激脈沖(對(duì)于特定刺激電極)配置成包含根據(jù)將要呈現(xiàn)給用戶(hù)的當(dāng)前聲信號(hào)及(所涉及刺激電極處的)用戶(hù)聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)對(duì)電刺激的靈敏度確定的、預(yù)定量的電能。
[0037]在實(shí)施例中，助聽(tīng)裝置(如處理單元)配置成計(jì)算從測(cè)得的信號(hào)獲得的至少一統(tǒng)計(jì)變量的至少一估計(jì)量。在實(shí)施例中，助聽(tīng)裝置(如處理單元)配置成使用至少一統(tǒng)計(jì)估計(jì)量識(shí)別聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)反應(yīng)。
[0038]在實(shí)施例中，助聽(tīng)裝置配置成基于應(yīng)用于在處理單元中計(jì)算的至少一估計(jì)量的判據(jù)產(chǎn)生信號(hào)或命令。在實(shí)施例中，處理單元和/或控制單元配置成產(chǎn)生該信號(hào)或命令。
[0039]在實(shí)施例中，助聽(tīng)裝置包括到驗(yàn)配系統(tǒng)的有線或無(wú)線接口。
[0040]在實(shí)施例中，處理單元和/或控制單元配置成經(jīng)通信鏈路和/或經(jīng)有線或無(wú)線接口將所述信號(hào)或命令轉(zhuǎn)發(fā)給外部單元和/或驗(yàn)配系統(tǒng)。
[0041]在實(shí)施例中，助聽(tīng)裝置包括具有多個(gè)開(kāi)關(guān)件的開(kāi)關(guān)單元，以使所述多個(gè)電極中的每一電極在特定時(shí)間點(diǎn)能被選擇為刺激電極和/或記錄電極。
[0042]優(yōu)選地，開(kāi)關(guān)單元(及開(kāi)關(guān)件的數(shù)量)由控制單元進(jìn)行控制。在實(shí)施例中(如在特定神經(jīng)反應(yīng)測(cè)量模式下)，控制單元配置成控制刺激單元和開(kāi)關(guān)單元以使得每次選擇一個(gè)刺激電極用于刺激。在實(shí)施例中(如在特定正常運(yùn)行模式下)，控制單元配置成控制刺激單元和開(kāi)關(guān)單元以使得在特定時(shí)間(或可)選擇一個(gè)以上刺激電極用于刺激。
[0043]優(yōu)選地，植入件包括多個(gè)電容器，其配置成使得多個(gè)電極中的每一電極通過(guò)電容器與刺激電路和測(cè)量電路分開(kāi)(以避免漏電流在周?chē)囊后w中引起電解活動(dòng))。
[0044]在實(shí)施例中，控制單元配置成使用所述信號(hào)或命令以控制(或影響)刺激單元和開(kāi)關(guān)單元(如從而重復(fù)測(cè)量、停止測(cè)量、改變電極、改變刺激信號(hào)等)。
[0045]在實(shí)施例中，控制單元配置成識(shí)別聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)對(duì)特定刺激電極在多個(gè)不同電平的刺激信號(hào)時(shí)的反應(yīng)，及從聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)反應(yīng)確定刺激的閾值電平。
[0046]優(yōu)選地，植入件的處理單元能夠使用統(tǒng)計(jì)判據(jù)分析神經(jīng)對(duì)刺激的反應(yīng)，植入件例如能夠識(shí)別響應(yīng)于特定刺激信號(hào)(特定刺激和記錄電極上)是否存在eCAP。優(yōu)選地，植入件能夠經(jīng)有線或無(wú)線接口將前述信息轉(zhuǎn)發(fā)給驗(yàn)配系統(tǒng)(如PC上運(yùn)行的軟件)。根據(jù)是否存在eCAP，驗(yàn)配系統(tǒng)可配置成修改刺激(如改變刺激電平、停止記錄eCAP、請(qǐng)求改變刺激和/或記錄電極等)。作為備選，植入件的控制單元配置成進(jìn)行這些動(dòng)作，從而使植入件(如完全植入的助聽(tīng)裝置)能根據(jù)測(cè)得的eCAP信號(hào)自動(dòng)調(diào)節(jié)刺激，從而提供自動(dòng)化驗(yàn)配過(guò)程和/或自動(dòng)化更新過(guò)程。使所選刺激電極的目前的刺激信號(hào)(如其電平/強(qiáng)度)適應(yīng)當(dāng)前聽(tīng)覺(jué)能力(由對(duì)電刺激的神經(jīng)反應(yīng)指明)的更新過(guò)程例如每隔一定間隔自動(dòng)進(jìn)行，例如動(dòng)態(tài)進(jìn)行。
[0047]在實(shí)施例中，表示對(duì)兩階段刺激脈沖的神經(jīng)反應(yīng)的、測(cè)得的信號(hào)包括(對(duì)應(yīng)的)第一負(fù)峰值(最小值為N1)和正峰值(最大值為P1^優(yōu)選地，處理單元配置成使得從測(cè)得的信號(hào)獲得的、用于確定聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)反應(yīng)的至少一統(tǒng)計(jì)變量的至少一估計(jì)量(如eCAP)基于測(cè)得的信號(hào)的先驗(yàn)知識(shí)。在實(shí)施例中，測(cè)得的信號(hào)的先驗(yàn)知識(shí)包括在刺激脈沖之后出現(xiàn)峰值神經(jīng)反應(yīng)的等待時(shí)間的知識(shí)(參見(jiàn)圖4a-4c)。從而神經(jīng)反應(yīng)識(shí)別限于測(cè)得的信號(hào)的臨床范圍的峰值搜索。使用估計(jì)量的優(yōu)點(diǎn)在于其使能更好地檢測(cè)，獨(dú)立于信噪比(SNR)。此外，計(jì)算上相對(duì)簡(jiǎn)單。本方案還為改進(jìn)的嵌入的實(shí)時(shí)神經(jīng)反應(yīng)(如eCAP)檢測(cè)鋪平道路。
[0048]在實(shí)施例中，由處理單元和/或控制單元產(chǎn)生的信號(hào)或命令傳給外部的非植入裝置(如外部處理器或驗(yàn)配系統(tǒng))，并在傳回給植入件之前進(jìn)行另外的處理。在實(shí)施例中，由處理單元和/或控制單元產(chǎn)生的信號(hào)或命令停留在可植入件中(不傳給外部件或驗(yàn)配系統(tǒng))。
[0049]在實(shí)施例中，助聽(tīng)裝置包括適于位于耳蝸外面的參考電極。在實(shí)施例中，助聽(tīng)裝置(如控制單元)配置成使得刺激電極與記錄電極一樣。在實(shí)施例中，助聽(tīng)裝置(如控制單元)配置成使得刺激電極和記錄電極為兩個(gè)物理上不同的實(shí)體。
[0050]在實(shí)施例中，助聽(tīng)裝置(如控制單元)配置成使得刺激時(shí)間段和測(cè)量時(shí)間段時(shí)間上連續(xù)。換言之，在該實(shí)施例中，刺激時(shí)間段和測(cè)量時(shí)間段時(shí)間上互補(bǔ)(不重疊)。作為備選，刺激時(shí)間段和測(cè)量時(shí)間段之間可存在時(shí)間上的重疊(如部分或完全重疊)，例如在刺激電極和記錄電極為兩個(gè)不同電極的情形下，和/或如果測(cè)量不同于eCAP的信號(hào)時(shí)，如eABR或其它腦誘發(fā)電位。
[0051]優(yōu)選地，測(cè)量電路配置成包括至少一模擬元件。
[0052]在實(shí)施例中，測(cè)量電路包括模擬比較器，其包括第一和第二輸入及表不第一和第二輸入的比較的輸出，其中第一輸入在測(cè)量時(shí)間段期間連接到記錄電極，由控制單元進(jìn)行控制。
[0053]模擬比較器優(yōu)選為電壓比較器，配置成比較其兩個(gè)輸入處存在的兩個(gè)電壓(如確定其間的差)。在實(shí)施例中，模擬比較器包括運(yùn)算放大器。在實(shí)施例中，模擬比較器由運(yùn)算放大器構(gòu)成，優(yōu)選基于運(yùn)算放大器的電壓比較器。在實(shí)施例中，測(cè)量電路包括數(shù)字比較器。在實(shí)施例中，測(cè)量電路包括電流比較器。
[0054]在實(shí)施例中，處理單元包括數(shù)字處理器和到模擬比較器的AD-DA接口，該AD-DA接口具有模擬輸入和模擬輸出。優(yōu)選地，到至少一模擬元件的AD-DA接口包括模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器和數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器。在實(shí)施例中，AD-DA接口的模擬輸出連接到模擬比較器的第二輸入。在實(shí)施例中，模擬比較器的輸出連接到處理單元的AD-DA接口的模擬輸入。在實(shí)施例中，AD-DA接口包括用于放大AD-DA接口的輸入的可變放大器。
[0055]優(yōu)選地，當(dāng)對(duì)沒(méi)有非自然信號(hào)的信號(hào)(如源自模擬比較器進(jìn)行的消除的、非自然信號(hào)校正的測(cè)得信號(hào))進(jìn)行測(cè)量時(shí)，沒(méi)有非自然信號(hào)的信號(hào)可被放大以增大記錄增益。當(dāng)記錄小信號(hào)時(shí)，該解決方案使在增益和帶寬之間均衡。比在記錄單元正從記錄電極直接采樣信號(hào)時(shí)，處理單元可記錄小得多的神經(jīng)或誘發(fā)電位信號(hào)。優(yōu)選地，可變放大由控制單元根據(jù)當(dāng)前測(cè)量類(lèi)型進(jìn)行控制。優(yōu)選地，可變放大器的放大在測(cè)量非自然信號(hào)期間相對(duì)低。優(yōu)選地，可變放大器的放大在測(cè)量神經(jīng)反應(yīng)期間相對(duì)高。在實(shí)施例中，模擬比較器的輸出連接到A/D轉(zhuǎn)換器的輸入(例如經(jīng)可變放大器)。優(yōu)選地，A/D轉(zhuǎn)換器包括可變放大器。
[0056]該方法的優(yōu)點(diǎn)在于測(cè)量在模擬域進(jìn)行使得求減和放大的組合由模擬比較器(如運(yùn)算放大器)提供，而處理單元配置成在A/D轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換之后在數(shù)字處理器中處理模擬測(cè)量結(jié)果。從而結(jié)合模擬和數(shù)字信號(hào)處理以按最佳和相對(duì)簡(jiǎn)單的方式利用每一域(技術(shù))的強(qiáng)度。
[0057]處理單元優(yōu)選可配置成使能提取不同于耳蝸中神經(jīng)細(xì)胞的直接反應(yīng)的信號(hào)。例如，這可通過(guò)改變A/D轉(zhuǎn)換器的采樣速率(及可能放大)實(shí)現(xiàn)，藉此可提取來(lái)自神經(jīng)系統(tǒng)的、在耳蝸和大腦聽(tīng)覺(jué)中心之間的其它部分的信號(hào)。因而，計(jì)劃的系統(tǒng)提供用于非自然信號(hào)求減和聽(tīng)覺(jué)誘發(fā)電位嵌入記錄的平臺(tái)，不管它們來(lái)源如何(神經(jīng):ECAP，聽(tīng)覺(jué)腦干:EABR，聽(tīng)覺(jué)皮層:MLR & AECP)。
[0058]在實(shí)施例中，刺激電路配置成使得刺激信號(hào)包括一個(gè)或多個(gè)刺激脈沖。優(yōu)選地，刺激脈沖為兩階段脈沖。兩階段脈沖包括正脈沖其后為負(fù)脈沖，或者負(fù)脈沖其后為正脈沖。
[0059]在實(shí)施例中，控制單元配置成使得刺激時(shí)間段至少包括從一個(gè)或多個(gè)刺激脈沖中的第一脈沖開(kāi)始到一個(gè)或多個(gè)刺激脈沖中的最后脈沖結(jié)束的時(shí)間段。在實(shí)施例中，刺激電路配置成使得第一刺激信號(hào)包括兩個(gè)刺激脈沖:由預(yù)定掩蔽-探測(cè)時(shí)間間隔分開(kāi)的掩蔽脈沖和探測(cè)脈沖。優(yōu)選地，掩蔽-探測(cè)時(shí)間間隔大于聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)的等待時(shí)間(以確保聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)對(duì)掩蔽脈沖的(第一)反應(yīng)在探測(cè)脈沖開(kāi)始之前已出現(xiàn))。等待時(shí)間定義為從刺激脈沖開(kāi)始直到可測(cè)量的電位(eCAP)由聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)產(chǎn)生為止的時(shí)間。聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)的等待時(shí)間例如為200-300 μ s級(jí)。該等待時(shí)間通常遠(yuǎn)長(zhǎng)于典型的兩階段刺激脈沖的持續(xù)時(shí)間(如每刺激階段為20 μ s級(jí)，即對(duì)于兩階段脈沖為40 μ s級(jí))。
[0060]在實(shí)施例中，控制單元配置成在第一刺激信號(hào)的探測(cè)脈沖開(kāi)始之后第一預(yù)定最大時(shí)間時(shí)的第一測(cè)量時(shí)間段中開(kāi)始第一測(cè)量。(如非自然信號(hào)的)第一測(cè)量?jī)?yōu)選在該第一測(cè)量時(shí)間段或每一第一測(cè)量時(shí)間段中進(jìn)行。優(yōu)選地，在最后刺激脈沖開(kāi)始之后的預(yù)定時(shí)間小于聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)的等待時(shí)間(以確保測(cè)量時(shí)間段包括可正常預(yù)期神經(jīng)反應(yīng)的時(shí)間段)。
[0061]優(yōu)選地，例如在特定非自然信號(hào)求平均模式下，測(cè)量電路配置成比較來(lái)自記錄電極的當(dāng)前記錄的模擬信號(hào)的模擬表示和預(yù)定如恒定信號(hào)，以提供當(dāng)前模擬測(cè)量結(jié)果。在實(shí)施例中，當(dāng)前模擬測(cè)量結(jié)果饋給處理單元的AD-DA接口以在數(shù)字處理器中進(jìn)行處理或經(jīng)通信接口傳給外部件和/或驗(yàn)配系統(tǒng)。
[0062]在實(shí)施例中，刺激電路配置成提供在彼此之后出現(xiàn)、具有預(yù)定時(shí)間間隔的多個(gè)(或一系列)第一刺激信號(hào)，在每一第一刺激信號(hào)之間沒(méi)有刺激脈沖。換言之，刺激電路配置成產(chǎn)生掩蔽脈沖和探測(cè)脈沖(對(duì))的隨后出現(xiàn)流(掩蔽脈沖和探測(cè)脈沖由預(yù)定掩蔽-探測(cè)時(shí)間間隔(MPI)分開(kāi))，每一掩蔽-探測(cè)脈沖對(duì)由沒(méi)有任何刺激脈沖的預(yù)定時(shí)間間隔分開(kāi)。優(yōu)選地，控制單元配置成在每出現(xiàn)掩蔽-探測(cè)脈沖對(duì)(包括所提及的沒(méi)有刺激脈沖的預(yù)定時(shí)間間隔)之后開(kāi)始第一測(cè)量。在實(shí)施例中，控制單元配置成使得模擬比較器的第二輸入(如AD-DA接口如D/A轉(zhuǎn)換器的輸出)在第一測(cè)量時(shí)間段期間設(shè)定為恒定電平(如零或GND)。從而直接測(cè)量測(cè)得的信號(hào)(MP)，其僅表示第一刺激信號(hào)(非自然信號(hào))的瞬態(tài)。
[0063]優(yōu)選地，每一第一測(cè)量時(shí)間段的測(cè)量結(jié)果在數(shù)字處理器中隨時(shí)間求平均，藉此提供平均非自然信號(hào)(數(shù)字平均<mp>d)。
[0064]在實(shí)施例中，刺激電路配置成使得第二刺激信號(hào)包括一個(gè)刺激脈沖、探測(cè)脈沖，及其中控制單元配置成在第二刺激信號(hào)的探測(cè)脈沖開(kāi)始之后第二預(yù)定最大時(shí)間時(shí)的第二測(cè)量時(shí)間段中開(kāi)始第二測(cè)量。
[0065]優(yōu)選地，例如在特定神經(jīng)反應(yīng)測(cè)量模式下，測(cè)量電路配置成將來(lái)自記錄電極的當(dāng)前記錄的模擬信號(hào)(如來(lái)自探測(cè)脈沖的模擬信號(hào)Pa⑴(t為時(shí)間))的模擬表示與來(lái)自處理單元的處理后的模擬信號(hào)(如數(shù)字平均非自然信號(hào)〈MP〉』^模擬版(<MP>d)a)進(jìn)行比較，及提供當(dāng)前模擬測(cè)量結(jié)果(如eCAPA = PA(t)-?MP>D)A)。在實(shí)施例中，當(dāng)前模擬測(cè)量結(jié)果饋給處理單元的AD-DA接口(如提供數(shù)字eCAP信號(hào)(eCAPA)D(t))以在數(shù)字處理器中進(jìn)行處理(如求平均，和/或以統(tǒng)計(jì)估計(jì)量為條件)或經(jīng)通信接口傳給外部件和/或驗(yàn)配系統(tǒng)。
[0066]在實(shí)施例中，第一和第二預(yù)定最大時(shí)間一樣。
[0067]在實(shí)施例中，在特定神經(jīng)反應(yīng)測(cè)量模式下，在第二測(cè)量時(shí)間段期間，其中來(lái)自記錄電極的測(cè)得的信號(hào)表示探測(cè)脈沖加神經(jīng)反應(yīng)的瞬態(tài)，處理單元和/或控制單元配置成使得從處理單元得到的平均非自然信號(hào)值或從處理單元確定的非自然信號(hào)值經(jīng)AD-DA接口饋給模擬比較器的第二輸入，其中模擬比較器的輸出表示神經(jīng)反應(yīng)。
[0068]在特定神經(jīng)反應(yīng)測(cè)量模式下，在第二測(cè)量時(shí)間段期間，從處理單元得到的平均非自然信號(hào)值饋給模擬比較器的第二輸入(經(jīng)AD-DA接口)。來(lái)自記錄電極的測(cè)得的信號(hào)(源自第二測(cè)量時(shí)間段)表示探測(cè)脈沖(非自然信號(hào))加神經(jīng)反應(yīng)(如eCAP)的瞬態(tài)。因此，模擬比較器的輸出表示神經(jīng)反應(yīng)(如果有的話(huà))。
[0069]在實(shí)施例中，神經(jīng)反應(yīng)的確定由一個(gè)或多個(gè)另外的測(cè)量時(shí)間段中的一個(gè)或多個(gè)另外的測(cè)量完善，從而能使掩蔽脈沖(M)的瞬態(tài)(例如參見(jiàn)圖4a)和/或偏置電平從測(cè)得的神經(jīng)反應(yīng)信號(hào)減去(以進(jìn)一步隔離神經(jīng)反應(yīng)，例如參見(jiàn)[Undurraga et al.;2012])。
[0070]在實(shí)施例中，處理單元配置成從在第一或第二(和/或另外的)測(cè)量時(shí)間段之后獲得的測(cè)量信號(hào)計(jì)算一個(gè)或多個(gè)統(tǒng)計(jì)變量的估計(jì)量。
[0071]在備選實(shí)施例中，代替如上所述的計(jì)算平均非自然信號(hào)，在使用助聽(tīng)裝置的植入件之前，非自然信號(hào)在離線程序中進(jìn)行估計(jì)如通過(guò)仿真。在實(shí)施例中，處理單元包括存儲(chǔ)器，其包括有關(guān)非自然信號(hào)的表(作為脈沖振幅的函數(shù))，即A(t)，t = tM，start_tM，md)。
[0072]在實(shí)施例中，處理單元和/或控制單元配置成經(jīng)通信接口將識(shí)別的神經(jīng)反應(yīng)從聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)傳給驗(yàn)配系統(tǒng)和/或外部件。
[0073]在實(shí)施例中，處理單元和/或控制單元配置成比較違反預(yù)定判據(jù)的一個(gè)或多個(gè)統(tǒng)計(jì)變量的估計(jì)量，這決定處理單元是否將信號(hào)或命令轉(zhuǎn)發(fā)給外部件和/或驗(yàn)配系統(tǒng)。在實(shí)施例中，神經(jīng)反應(yīng)連同一個(gè)或多個(gè)統(tǒng)計(jì)變量的估計(jì)量一起傳給外部件和/或驗(yàn)配系統(tǒng)。這些估計(jì)量例如可用于證明識(shí)別的神經(jīng)反應(yīng)的可靠性。
[0074]在實(shí)施例中，植入件的處理單元配置成使用神經(jīng)反應(yīng)的先驗(yàn)信息借助于受限峰值拾取算法識(shí)別神經(jīng)反應(yīng)。神經(jīng)反應(yīng)假定包括在最小等待時(shí)間Ip1和最大等待時(shí)間Lp1之間的時(shí)間間隔中具有正峰值等待時(shí)間的正峰值分量(P1)和在Ini及Lni的間隔中具有峰值等待時(shí)間的負(fù)峰值分量(K)。神經(jīng)反應(yīng)振幅取為MAX(s(lP1〈t〈LP1)) -MIN(s(lN1〈t〈LN1)，其中s(t)為測(cè)得的信號(hào)，及t為時(shí)間。MAX和MIN表示用于在數(shù)據(jù)集中分別確定最大值和最小值的算法。
[0075]在另一實(shí)施例中，植入件的處理單元配置成比較神經(jīng)反應(yīng)振幅及針對(duì)僅非自然信號(hào)的記錄階段計(jì)算的同樣的估計(jì)量。在另一實(shí)施例中，神經(jīng)反應(yīng)振幅取為MEAN(s(lP1<t<LP1)) -MEAN(s(lN1<t< = Lni))。MEAN表示例如用于確定數(shù)據(jù)集的均(如平均)值的算法。
[0076]在實(shí)施例中，在正常運(yùn)行模式期間，助聽(tīng)裝置適于提供隨頻率而變的增益以補(bǔ)償用戶(hù)的聽(tīng)力損失。
[0077]在實(shí)施例中，助聽(tīng)裝置包括用于將輸入聲音轉(zhuǎn)換為電輸入信號(hào)的輸入變換器。在實(shí)施例中，助聽(tīng)裝置包括定向傳聲器系統(tǒng)，其適于在佩戴助聽(tīng)裝置的用戶(hù)的局部環(huán)境中的多個(gè)聲源之中增強(qiáng)目標(biāo)聲源。在實(shí)施例中，定向系統(tǒng)適于檢測(cè)(如自適應(yīng)檢測(cè))傳聲器信號(hào)的特定部分源自哪一方向。這可以現(xiàn)有技術(shù)中描述的多種不同方式實(shí)現(xiàn)。
[0078]在實(shí)施例中，助聽(tīng)裝置還包括用于所涉及應(yīng)用的其它有關(guān)功能，例如壓縮、降噪等。數(shù)字助聽(tīng)器和相應(yīng)處理算法的各個(gè)方面在[Schaub ；2008]中描述。耳蝸植入型助聽(tīng)器的各個(gè)方面在[Clark ；2003]中描述。
[0079]里途
[0080]此外，本發(fā)明提供上面描述的、“【具體實(shí)施方式】”中詳細(xì)描述的及權(quán)利要求中限定的助聽(tīng)裝置的用途。在實(shí)施例中，提供包括植入件的助聽(tīng)裝置的用途。
[0081]方法
[0082]本申請(qǐng)進(jìn)一步提供包括適于植入在用戶(hù)耳朵處(頭部中)的植入件的助聽(tīng)裝置的運(yùn)行方法，植入件包括適于接近用戶(hù)的聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)位于耳蝸中的多個(gè)電極，該方法包括:
[0083]-在刺激時(shí)間段期間將刺激電路電連接到刺激電極并向刺激電極施加刺激信號(hào)；
[0084]-在測(cè)量時(shí)間段期間將測(cè)量電路電連接到記錄電極并響應(yīng)于刺激信號(hào)測(cè)量記錄電極拾取的信號(hào)并提供測(cè)得的信號(hào)；
[0085]-在刺激時(shí)間段中控制施加刺激信號(hào)的定時(shí)及相對(duì)于刺激時(shí)間段控制測(cè)量時(shí)間段；及
[0086]-基于測(cè)得的信號(hào)識(shí)別聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)反應(yīng)。
[0087]當(dāng)由對(duì)應(yīng)的過(guò)程適當(dāng)代替時(shí)，上面描述的、“【具體實(shí)施方式】”中詳細(xì)描述的及權(quán)利要求中限定的助聽(tīng)裝置的部分或所有結(jié)構(gòu)特征可與本發(fā)明方法的實(shí)施結(jié)合，反之亦然。方法的實(shí)施具有與對(duì)應(yīng)助聽(tīng)裝置一樣的優(yōu)點(diǎn)。
[0088]在實(shí)施例中，修改電刺激的步驟設(shè)置成取決于是否識(shí)別到聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)反應(yīng)。
[0089]在實(shí)施例中，基于測(cè)得的信號(hào)識(shí)別聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)反應(yīng)的步驟包括求平均程序，其中來(lái)自記錄電極的多個(gè)測(cè)得的信號(hào)被求平均。
[0090]電誘發(fā)復(fù)合動(dòng)作電位(eCAP)通常在臨床聽(tīng)力學(xué)中用于設(shè)定患者的耳蝸植入處理器的閾值電平。但從誘發(fā)電位估計(jì)閾值通常需要專(zhuān)家判斷，這可能耗時(shí)。本發(fā)明助聽(tīng)裝置及相應(yīng)方法提供用于嵌入先進(jìn)的實(shí)時(shí)計(jì)算能力的方案，以在通過(guò)遙測(cè)(通信接口)將神經(jīng)反應(yīng)估計(jì)量和/或刺激閾值返回給驗(yàn)配系統(tǒng)之前在植入件中對(duì)eCAP測(cè)量結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)信號(hào)處理。
[0091]在實(shí)施例中，基于測(cè)得的信號(hào)識(shí)別聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)反應(yīng)的步驟包括用于基于測(cè)得的信號(hào)的先驗(yàn)知識(shí)識(shí)別神經(jīng)反應(yīng)的統(tǒng)計(jì)識(shí)別算法。
[0092]在優(yōu)選實(shí)施例中，關(guān)于eCAP等待時(shí)間、振幅和形狀的先驗(yàn)知識(shí)系統(tǒng)地用于產(chǎn)生患者(聽(tīng)覺(jué))閾值的魯棒估計(jì)量。已設(shè)計(jì)基于似然比測(cè)試的使用閾值判據(jù)的eCAP檢測(cè)算法。
[0093]在實(shí)施例中，神經(jīng)反應(yīng)識(shí)別算法包括使用神經(jīng)反應(yīng)的先驗(yàn)信息的受限峰值拾取算法，假定包括在最小等待時(shí)間Ipi和最大等待時(shí)間Lpi之間的時(shí)間間隔中具有正峰值等待時(shí)間的正峰值分量(P1)和在Ini及Lni的間隔中具有峰值等待時(shí)間的負(fù)峰值分量(N1),及神經(jīng)反應(yīng)振幅取為MAX (s (lP1〈t〈LP1)) - MIN(s (lN1〈t〈LN1)，其中s (t)為測(cè)得的信號(hào)，及t為時(shí)間。MAX和MIN表示用于在數(shù)據(jù)集中分別確定最大值和最小值的算法。
[0094]在另一實(shí)施例中，神經(jīng)反應(yīng)振幅與針對(duì)僅非自然信號(hào)的記錄時(shí)間段計(jì)算的同樣的估計(jì)量進(jìn)行比較，神經(jīng)反應(yīng)振幅取為MEAN(s(lP1〈t〈LP1)) -MEAN(s(lN1<t< = Lni)。MEAN表示用于確定數(shù)據(jù)集的均(如平均)值的算法。
[0095]聽(tīng)咅系統(tǒng)
[0096]另一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┌ㄉ厦婷枋龅?、“【具體實(shí)施方式】”中詳細(xì)描述的及權(quán)利要求中限定的助聽(tīng)裝置及包括輔助裝置的聽(tīng)音系統(tǒng)。
[0097]在實(shí)施例中，該系統(tǒng)適于在助聽(tīng)裝置和輔助裝置之間建立通信鏈路以使信息(如控制和狀態(tài)信號(hào)，可能音頻信號(hào))能進(jìn)行交換或從一裝置轉(zhuǎn)發(fā)給另一裝置。
[0098]在實(shí)施例中，輔助裝置為或包括音頻傳輸裝置如音頻網(wǎng)關(guān)設(shè)備，其適于接收多個(gè)音頻信號(hào)(如從娛樂(lè)裝置例如TV或音樂(lè)播放器、電話(huà)設(shè)備例如移動(dòng)電話(huà)、或計(jì)算機(jī)例如PC)及適于選擇和/或組合所接收的音頻信號(hào)(或信號(hào)組合)中的適當(dāng)信號(hào)以傳給助聽(tīng)裝置。在實(shí)施例中，輔助裝置為或包括用于控制助聽(tīng)裝置的功能和運(yùn)行的遙控器。在實(shí)施例中，輔助裝置為或包括電話(huà)如智能電話(huà)。
[0099]在實(shí)施例中，輔助裝置為另一助聽(tīng)裝置。在實(shí)施例中，聽(tīng)音系統(tǒng)包括兩個(gè)助聽(tīng)裝置，適于實(shí)施雙耳聽(tīng)音系統(tǒng)如雙耳助聽(tīng)器系統(tǒng)。
[0100]本申請(qǐng)的另外的目標(biāo)由從屬權(quán)利要求限定的及下面詳細(xì)描述的實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)。
[0101]除非明確指出，在此所用的單數(shù)形式的含義均包括復(fù)數(shù)形式(即具有“至少一”的意思)。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解，說(shuō)明書(shū)中使用的術(shù)語(yǔ)“具有”、“包括”和/或“包含”表明存在所述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件，但不排除存在或增加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或其組合。應(yīng)當(dāng)理解，除非明確指出，當(dāng)元件被稱(chēng)為“連接”或“耦合”到另一元件時(shí)，可以是直接連接或耦合到其他元件，也可以存在中間插入元件。如在此所用的術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)列舉的相關(guān)項(xiàng)目的任何及所有組合。除非明確指出，在此公開(kāi)的任何方法的步驟不必須精確按所公開(kāi)的順序執(zhí)行。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0102]本發(fā)明將在下面參考附圖并結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)地說(shuō)明。
[0103]圖1a-1b示意性地示出了驗(yàn)配系統(tǒng)在工作時(shí)連接到助聽(tīng)裝置，其中圖1a示出通過(guò)有線通信鏈路，圖1b示出通過(guò)無(wú)線通信鏈路。
[0104]圖2a_2c示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的助聽(tīng)裝置的多個(gè)不同劃分，在圖2a的最基本形式的助聽(tīng)裝置中，僅包括(自含式)植入件；在圖2b的助聽(tīng)裝置中，包括植入件和外部件并在其間具有無(wú)線通信鏈路；及在圖2c的助聽(tīng)裝置中，其與圖2b —樣，但外部件包括用于建立到植入件的無(wú)線鏈路的天線部分及用于處理音頻信號(hào)的處理部分，及其中天線部分和處理部分通過(guò)有線鏈路(如線纜)連接。
[0105]圖3示出了圖2c的助聽(tīng)裝置的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。
[0106]圖4a_4c示意性地示出了聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)電刺激和因刺激引起的神經(jīng)反應(yīng)的測(cè)量的示例性步驟，其中圖4a示出了掩蔽刺激脈沖的瞬態(tài)的測(cè)量(M);圖4b示出了其后有探測(cè)刺激脈沖的掩蔽的瞬態(tài)的測(cè)量(MP);及圖4c示出了神經(jīng)反應(yīng)及探測(cè)刺激脈沖的瞬態(tài)的測(cè)量⑵。
[0107]圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的助聽(tīng)裝置的植入件的刺激、測(cè)量和處理部分的實(shí)施。
[0108]圖6示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的助聽(tīng)裝置的植入件的實(shí)施例。
[0109]圖7示意性地示出了利用峰值等待時(shí)間的先驗(yàn)知識(shí)的、神經(jīng)反應(yīng)統(tǒng)計(jì)估計(jì)量的參數(shù)。
[0110]為清晰起見(jiàn)，這些附圖均為示意性及簡(jiǎn)化的圖，它們只給出了對(duì)于理解本發(fā)明所必要的細(xì)節(jié)，而省略其他細(xì)節(jié)。
[0111]通過(guò)下面給出的詳細(xì)描述，本發(fā)明進(jìn)一步的適用范圍將顯而易見(jiàn)。然而，應(yīng)當(dāng)理解，在詳細(xì)描述和具體例子表明本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的同時(shí)，它們僅為說(shuō)明目的給出。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，基于下面的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它實(shí)施方式將顯而易見(jiàn)。

【具體實(shí)施方式】
[0112]圖1a-1b示出了驗(yàn)配系統(tǒng)在工作時(shí)連接到助聽(tīng)裝置HAD，或通過(guò)有線通信鏈路(圖1a中的“有線鏈路”)，或通過(guò)無(wú)線通信鏈路(圖1b中的“無(wú)線鏈路”)。驗(yàn)配系統(tǒng)優(yōu)選配置成開(kāi)始將適當(dāng)?shù)拇碳ば盘?hào)(如包括不同的刺激強(qiáng)度)施加到助聽(tīng)裝置的植入件的所選電極并從植入件的處理單元接收所得的神經(jīng)反應(yīng)。驗(yàn)配系統(tǒng)優(yōu)選還配置成基于所得的神經(jīng)反應(yīng)確定(對(duì)于所選電極的)閾值強(qiáng)度電平T，高于該電平時(shí)用戶(hù)可將刺激感知為聲音感覺(jué)。作為備選，閾值強(qiáng)度電平可在植入件中進(jìn)行確定并非必須地轉(zhuǎn)發(fā)給驗(yàn)配系統(tǒng)。
[0113]圖2a_2c示出了根據(jù)本發(fā)明的助聽(tīng)裝置的多個(gè)不同劃分。圖2a示出了最基本形式的助聽(tīng)裝置HAD，其僅包括優(yōu)選自含式(如由電池驅(qū)動(dòng)并包括輸入變換器如傳聲器和適當(dāng)?shù)奶幚砟芰?植入件MPp。圖2b示出的助聽(tīng)裝置HAD包括植入件MPp和外部件EXTp并在其間具有無(wú)線(如感應(yīng))通信鏈路“無(wú)線鏈路”。外部件EXTp例如可包括輸入變換器如傳聲器及用于增強(qiáng)所接收的電輸入信號(hào)及可能根據(jù)當(dāng)前輸入信號(hào)準(zhǔn)備用于刺激植入件IMPp的電極的方案的信號(hào)處理單元。外部件EXTp還可包括天線和收發(fā)器電路，用于將刺激信息(可能及對(duì)應(yīng)的能量)傳給植入件頂Pp (其包括對(duì)應(yīng)的天線和收發(fā)器電路以建立無(wú)線鏈路，從而使能接收所傳輸?shù)男盘?hào)和能量)。圖2c示出了與圖2b —樣的助聽(tīng)裝置HAD，但其中外部件EXTp包括用于建立到植入件MPp的無(wú)線鏈路的天線部分ANTp及用于處理音頻信號(hào)的處理部分BTEp，及其中天線部分和處理部分通過(guò)有線鏈路(“有線鏈路”如線纜)連接。圖2c的實(shí)施例在圖3中進(jìn)一步詳細(xì)示出。
[0114]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的助聽(tīng)裝置的實(shí)施例。圖3示出了“正常運(yùn)行情形”，其中植入件MPp的電極ELEC根據(jù)系統(tǒng)的外部件(在此為外部件BTEp，例如適于位于用戶(hù)耳后)的傳聲器拾取的聲輸入信號(hào)AlnS、在外部件BTEp中產(chǎn)生的相應(yīng)當(dāng)前刺激方案、及經(jīng)植入件IMPp和外部天線部分ANTp之間的通信鏈路Com-Link傳給植入件的附隨的必要電能進(jìn)行刺激。
[0115]外部件BTEp包括正向信號(hào)通路，其包括:
[0116]-傳聲器；
[0117]-A/D轉(zhuǎn)換器“A/D”，用于通過(guò)以采樣頻率fs采樣模擬輸入信號(hào)而將模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；
[0118]-預(yù)加重濾波器PEF(如FIR濾波器)，用于使輸入電平適應(yīng)正常聽(tīng)力人員的響度感知(心理聲學(xué)適應(yīng))；
[0119]-分析濾波器組A-FB，用于將單一時(shí)變輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為P個(gè)頻帶的時(shí)變信號(hào)(I1Ilp)0分析濾波器組例如可包括提供P = 64個(gè)頻帶的128點(diǎn)FFT (或作為備選，其后具有包絡(luò)檢測(cè)器的濾波器組)；
[0120]-再分組單元REGR，用于將P個(gè)頻帶分配給等于所使用電極數(shù)量的q個(gè)信道(CH1 = CHq)，例如q = 20，可基于用戶(hù)數(shù)據(jù)(參見(jiàn)單元“用戶(hù)特有數(shù)據(jù)”)配置，例如基于Bark標(biāo)度或“臨界頻帶”；
[0121]-降噪算法NR(基于用戶(hù)特有數(shù)據(jù))，適于衰減判斷為不是目標(biāo)信號(hào)的一部分的信號(hào)分量，降噪算法例如獨(dú)立地作用于每一信道(CH1 = CHq)的信號(hào)；
[0122]-壓縮方案COMP(基于用戶(hù)特有數(shù)據(jù))，適于對(duì)每一信道(CH1 = CHq)的輸入信號(hào)提供隨電平而變的壓縮；
[0123]-刺激發(fā)生器STG，用于產(chǎn)生每一信道(CH1= CHq)的刺激的表示，特定信道的刺激對(duì)應(yīng)于在特定時(shí)間點(diǎn)將施加到植入件的對(duì)應(yīng)電極的、特定頻率范圍的特定強(qiáng)度；
[0124]-本機(jī)能源BAT如電池例如可再充電電池，用于對(duì)助聽(tīng)裝置的部件(BTEp, ANTp, IMPp)供電；及
[0125]-刺激數(shù)據(jù)編碼單元COD-PW(基于用戶(hù)特有數(shù)據(jù))，用于產(chǎn)生方案，包括提供用于刺激植入件頂Pp的每一(活動(dòng))電極ELEC(最大q個(gè)電極，通常比其少)的能量，及將刺激(或編碼的刺激)和能量經(jīng)線纜轉(zhuǎn)發(fā)給天線部分ANTp。
[0126]“用戶(hù)特有數(shù)據(jù)”單元可表示保存在存儲(chǔ)器中的BTEp件的用戶(hù)數(shù)據(jù)或在驗(yàn)配期間讀入各個(gè)算法的用戶(hù)數(shù)據(jù)(或二者的結(jié)合)。
[0127]在備選實(shí)施例中，外部件BTEp的元件包括在植入件MPp中，藉此助聽(tīng)裝置為自含式裝置(參見(jiàn)圖2a)。在該實(shí)施例中，只需要到驗(yàn)配系統(tǒng)的通信鏈路。
[0128]在圖3的實(shí)施例中，線纜(在BTEp端和ANT_p端分別標(biāo)記為到ANTp的線纜及來(lái)自BTEp的線纜)將BTE件BTEp連接到天線部分ANTp并向天線部分ANTp提供分開(kāi)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和功率(標(biāo)記為“刺激-數(shù)據(jù)+功率”)。
[0129]天線部分ANTp適于位于用戶(hù)耳朵處，從而使能與植入件MPp建立通信鏈路Com-1ink。天線部分包括:
[0130]-形成其一部分的功率和數(shù)據(jù)混合單元(如包括晶體振蕩器)；
[0131]-感應(yīng)發(fā)射器(及后鏈接收器)TX(Rx)及天線線圈Ant。
[0132]植入件MPp包括:
[0133]-感應(yīng)天線線圈Ant和接收器(及后鏈發(fā)射器)RX(Tx)；
[0134]-具有多個(gè)電極ELEC的載體，每一電極與刺激單元STU的電流源和用于通過(guò)電容器捕獲神經(jīng)反應(yīng)的電壓測(cè)量單元(圖5中的單元VM和C0MP)；
[0135]-刺激單元STU包括:
[0136]一數(shù)據(jù)提取電路，用于提取配置數(shù)據(jù)和刺激數(shù)據(jù)；
[0137]一電流發(fā)生器，用于產(chǎn)生將要施加到電極ELEC的刺激電流(基于所提取的刺激數(shù)據(jù))；
[0138]-到電極的接口，包括電容器和用于在各個(gè)電極及其到刺激單元STU和測(cè)量單元MEU的連接之間切換的開(kāi)關(guān)SW ；
[0139]-運(yùn)算放大器(圖5中的C0M，形成圖6中的測(cè)量單元MEU的一部分)及用于處理和識(shí)別神經(jīng)反應(yīng)測(cè)量(如eCAP)的處理單元(包括圖5中的數(shù)字處理器DSP);及
[0140]-控制單元C0NT，配置成控制在刺激時(shí)間段中施加刺激信號(hào)的定時(shí)及相應(yīng)刺激電極(經(jīng)開(kāi)關(guān)單元SW)連接到刺激單元STU和在測(cè)量時(shí)間段中所得反應(yīng)的測(cè)量及相應(yīng)記錄電極(經(jīng)開(kāi)關(guān)單元SW)連接到測(cè)量單元MEU。
[0141]感應(yīng)優(yōu)選雙向通信鏈路Com-1ink (如包括4MHz載波)由天線部分ANTp和植入件MPp的感應(yīng)線圈Ant在位于工作位置(耳朵附近，人皮膚的每一側(cè)上)時(shí)建立。從植入件到天線部分(及BTE件)的后鏈基于“負(fù)載通信”。由于兩個(gè)天線線圈之間的感應(yīng)耦合，任何電流流到植入件中可在天線部分感測(cè)到。從而數(shù)據(jù)-消息可傳給BTE件的處理器(如植入狀態(tài)信號(hào)(如功率電平)、電極測(cè)量數(shù)據(jù)(阻抗和eCAP))。后鏈數(shù)據(jù)例如可使用脈寬調(diào)制(PWM)編碼在信號(hào)中。作為備選，可應(yīng)用數(shù)字編碼方案。
[0142]外部件BTEp和ANTp可按不同于圖3中所示的任何其它適當(dāng)方式進(jìn)行劃分。在實(shí)施例中，BTE件BTEp的輸出為a)表示電極刺激的數(shù)字編碼的數(shù)據(jù)；及b)電池電壓，而天線部分ANTp包括4MHz晶體振蕩器，其輸出與編碼數(shù)據(jù)混合以提供開(kāi)-關(guān)編碼信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)感應(yīng)鏈路傳給植入接收器。
[0143]在驗(yàn)配情形下或運(yùn)行期間，神經(jīng)反應(yīng)(如eCAP)和/或電極阻抗測(cè)量結(jié)果傳給驗(yàn)配系統(tǒng)以根據(jù)用戶(hù)特定需要設(shè)置助聽(tīng)裝置，或經(jīng)天線部分ANTp直接傳送，或經(jīng)BTE件BTEp。
[0144]表示來(lái)自傳聲器的聲信號(hào)的模擬電信號(hào)在模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)中轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號(hào)。模擬輸入信號(hào)以預(yù)定采樣頻率或速率fs進(jìn)行采樣，fs例如在從8kHz到48kHz的范圍中(適應(yīng)應(yīng)用的特定需要)以在離散的時(shí)間點(diǎn)tn(或η)提供數(shù)字樣本χη(或χ[η])，每一音頻樣本通過(guò)預(yù)定的比特?cái)?shù)Ns表示聲信號(hào)在tn時(shí)的值，Ns例如在從I到16比特的范圍中。數(shù)字樣本X具有l(wèi)/fs的時(shí)間長(zhǎng)度，對(duì)于fs = 20kHz，如50 μ S。在實(shí)施例中，多個(gè)音頻樣本按時(shí)間幀進(jìn)行布置。在實(shí)施例中，一時(shí)間幀包括64個(gè)音頻數(shù)據(jù)樣本。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用可使用其它幀長(zhǎng)度。
[0145]在實(shí)施例中，分析濾波器組A-FB包括用于提供輸入信號(hào)的時(shí)頻表示的TF轉(zhuǎn)換單元。在實(shí)施例中，時(shí)頻表示包括所涉及信號(hào)在特定時(shí)間及頻率范圍的相應(yīng)復(fù)值或?qū)嵵档年嚵谢蛴成?。在?shí)施例中，TF轉(zhuǎn)換單元包括濾波器組，用于對(duì)(時(shí)變)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波并提供多個(gè)(時(shí)變)輸出信號(hào)，每一輸出信號(hào)包括不同的輸入信號(hào)頻率范圍。在實(shí)施例中，TF轉(zhuǎn)換單元包括傅里葉變換單元，用于將時(shí)變輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域中的(時(shí)變)信號(hào)。在實(shí)施例中，助聽(tīng)裝置考慮的、從最小頻率fmin到最大頻率fmax的頻率范圍包括典型的人聽(tīng)頻范圍20Hz-20kHz的一部分，例如范圍20Hz_8kHz或12kHz的一部分。
[0146]圖4a_4c示出了聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)電刺激和因刺激引起的神經(jīng)反應(yīng)的測(cè)量的示例性步驟，圖4a_4c分別示出了第一非自然信號(hào)(步驟1:非自然信號(hào)#1)和第二非自然信號(hào)(獨(dú)自)(步驟2:非自然信號(hào)#2)及非自然信號(hào)加eCAP(步驟3:非自然信號(hào)+eCAP)的測(cè)量。
[0147]圖4a示出了掩蔽刺激脈沖的瞬態(tài)的測(cè)量(M)。圖4b示出了其后有探測(cè)刺激脈沖的掩蔽的瞬態(tài)的測(cè)量(MP)。圖4c示出了神經(jīng)反應(yīng)及探測(cè)刺激脈沖的瞬態(tài)的測(cè)量(P)。如圖4a中所示,來(lái)自掩蔽脈沖M的瞬態(tài)反應(yīng)在特定測(cè)量時(shí)間段中進(jìn)行測(cè)量。如圖4b中所示,保持在記錄窗口處(測(cè)量時(shí)間段)的、掩蔽M加探測(cè)P脈沖信號(hào)的組合的瞬態(tài)同樣進(jìn)行測(cè)量。最后，如圖4c中所示，源自探測(cè)脈沖的神經(jīng)反應(yīng)(及探測(cè)脈沖的瞬態(tài))同樣在測(cè)量時(shí)間段中進(jìn)行記錄。同樣的過(guò)程結(jié)合[Undurraga et al.;2012]的圖2描述,其中確定ECAP(t)=M(t) +P (t) -MP (t)。從而,項(xiàng)M(t) -MP (t)理想地僅表示探測(cè)脈沖的瞬態(tài)反應(yīng)(的復(fù)數(shù))，使得P (t) + [M (t) -MP (t)]獨(dú)自表示神經(jīng)反應(yīng)eCAP。
[0148]靠近神經(jīng)的電極上的電刺激脈沖導(dǎo)致可測(cè)量的電位eCAP，但其伴隨一定等待時(shí)間Tlat,相對(duì)于刺激脈沖開(kāi)始ts，start而言(例如參見(jiàn)圖4a、4b)。等待時(shí)間為200-300 μ s級(jí)。等待時(shí)間通常遠(yuǎn)長(zhǎng)于典型的兩階段刺激脈沖的持續(xù)時(shí)間Tp(如40μ s級(jí))。神經(jīng)在刺激之后具有一定不應(yīng)期，其中其不能對(duì)新刺激作出反應(yīng)。不應(yīng)期分為絕對(duì)和相對(duì)不應(yīng)期。在絕對(duì)不應(yīng)期，這是在此感興趣的地方，無(wú)論刺激大小如何，觀察不到(第二)神經(jīng)反應(yīng)。聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)的絕對(duì)不應(yīng)期例如為0.5ms到Ims級(jí)。為確保在第一(掩蔽，M)脈沖和第二(探測(cè)，P)脈沖已施加到電極之后(如圖4b中所示)只有刺激(的瞬態(tài)部分)保留在測(cè)量時(shí)間段中，在兩個(gè)脈沖之間消逝的時(shí)間(所謂的掩蔽探測(cè)間隔，MPI)應(yīng)比(絕對(duì))不應(yīng)期短，如圖4b的步驟2所示(非自然信號(hào)#2測(cè)量)。另一方面，為確保聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)對(duì)掩蔽脈沖M的(第一)反應(yīng)在探測(cè)脈沖開(kāi)始之前已出現(xiàn)(參見(jiàn)圖4b)，掩蔽-探測(cè)時(shí)間間隔MPI配置成大于聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)的等待時(shí)間Tlat。植入件(如圖6中的控制單元C0NT)配置成在MP刺激信號(hào)(掩蔽+探測(cè))的探測(cè)脈沖開(kāi)始之后第一預(yù)定最大時(shí)間Τρ+τχ時(shí)的第一測(cè)量時(shí)間段Tm中開(kāi)始第一測(cè)量。
[0149]掩蔽-探測(cè)信號(hào)MP的掩蔽信號(hào)M的瞬態(tài)(圖4a)、神經(jīng)反應(yīng)及探測(cè)信號(hào)P的瞬態(tài)(圖4c)的測(cè)量在特定測(cè)量時(shí)間段(或窗口)中進(jìn)行。測(cè)量時(shí)間段具有記為的、在測(cè)量開(kāi)始時(shí)間tM，start和測(cè)量結(jié)束時(shí)間tM，md之間的持續(xù)時(shí)間Tm(參見(jiàn)圖4a_4c中記為“測(cè)量時(shí)間段”的灰色矩形框)。優(yōu)選地，在P刺激脈沖開(kāi)始之后的預(yù)定最大時(shí)間Tp+Tx小于聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)的等待時(shí)間(以確保測(cè)量時(shí)間段包括可預(yù)期神經(jīng)反應(yīng)的時(shí)間段，參見(jiàn)圖4c)。為測(cè)量掩蔽及掩蔽-探測(cè)脈沖在適當(dāng)時(shí)間的瞬態(tài)以用于識(shí)別(可能的)神經(jīng)反應(yīng)eCAP，測(cè)量時(shí)間段Tm的開(kāi)始時(shí)間tM;start相對(duì)于刺激開(kāi)始時(shí)間ts;start同時(shí)設(shè)置。測(cè)量時(shí)間段的開(kāi)始時(shí)間tM;start例如在圖 4a-4c 中定義為 tM’start = ts；start+Tp+MPI+(Tp+Tx)。
[0150]可增加另外的改進(jìn)神經(jīng)反應(yīng)的識(shí)別的校正步驟，包括測(cè)得的神經(jīng)反應(yīng)信號(hào)的后處理。
[0151]用于在植入件中測(cè)量神經(jīng)反應(yīng)的電路的簡(jiǎn)化圖，例如包括如圖4a_4c中所示的步驟(如僅包含圖4b-4c的步驟)，如圖5中所示。
[0152]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的助聽(tīng)裝置的植入件的刺激、測(cè)量和處理部分的實(shí)施例。
[0153]植入件MPp包括刺激單元STU，其包括用于產(chǎn)生電流刺激脈沖并將其施加到一個(gè)或多個(gè)電極ELEC的電流源I。電極通過(guò)電容器(以避免漏電流在周?chē)后w中引起電解活動(dòng))與電流源(及與測(cè)量單元(圖6中的MEU)，例如包括電壓放大器VM和/或模擬比較器C0MP)分開(kāi)。作為備選或另外，植入件IMPp包括用于產(chǎn)生電壓脈沖并將其施加到一個(gè)或多個(gè)電極的電壓源。優(yōu)選地，根據(jù)植入件電路的配置，可施加兩種類(lèi)型的刺激，例如在驗(yàn)配期間進(jìn)行。優(yōu)選地，刺激脈沖(電流或電壓)的持續(xù)時(shí)間Tp和/或振幅可配置(如經(jīng)控制單元，參見(jiàn)圖6中的C0NT)。
[0154]在刺激脈沖已施加到電極(或一對(duì)電極)之后及在僅記錄非自然信號(hào)(參見(jiàn)圖4a、4b)或記錄非自然信號(hào)和神經(jīng)反應(yīng)(如eCAP，參見(jiàn)圖4c)之前，電流源與電極ELEC斷開(kāi)連接，參見(jiàn)圖5中的象征性的接觸開(kāi)關(guān)(及圖6中的開(kāi)關(guān)單元SW)。受刺激的電極或相鄰的測(cè)量或記錄電極之后連接到電壓測(cè)量電路(參見(jiàn)模擬比較器C0MP，如運(yùn)算放大器，例如低功率差分電壓放大器，例如來(lái)自Texas Instruments的INA333或類(lèi)似放大器)。如果一個(gè)耳蝸內(nèi)電極用于刺激，參考電極REF-EL用作“匯點(diǎn)”(單極刺激)。作為備選，兩個(gè)耳蝸內(nèi)電極可用于刺激和測(cè)量(相同或不同，雙極刺激)。
[0155]電流刺激的選擇和施加到特定電極及隨后的電壓響應(yīng)由控制單元(參見(jiàn)圖6中的單元C0NT)管理，未在圖5中示出。數(shù)字信號(hào)處理器DSP執(zhí)行非自然信號(hào)“求平均”和eCAP識(shí)別。
[0156]在驗(yàn)配時(shí)，對(duì)于特定刺激電極，刺激信號(hào)的起始值例如基于以經(jīng)驗(yàn)為主確定的中等水平的刺激強(qiáng)度Is。在其基礎(chǔ)上，識(shí)別到(可能的)具有強(qiáng)度Ikap的聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)反應(yīng)信號(hào)eCAP。如果識(shí)別到反應(yīng)，則以遞減的刺激強(qiáng)度值Is重復(fù)測(cè)量。從而確定閾值電平T，例如通過(guò)外推法(或更復(fù)雜的方法)得到測(cè)得的eCAP強(qiáng)度Ikap對(duì)刺激強(qiáng)度Is曲線。舒適電平C通?；诮y(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行估計(jì)(高T = >高C，低T = >低C)。如果未識(shí)別到反應(yīng)，則可以遞增的刺激強(qiáng)度值Is進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)測(cè)量以確定閾值或決定刺激(和/或記錄)電極是否正常工作。在實(shí)施例中，eCAP測(cè)量?jī)H對(duì)部分電極進(jìn)行(如幾個(gè)，例如I或2)。作為備選，可對(duì)大部分或所有電極確定閾值。eCAP例如使用圖4a_4c中所述的方法進(jìn)行識(shí)別，例如基于神經(jīng)反應(yīng)信號(hào)的先驗(yàn)知識(shí)結(jié)合統(tǒng)計(jì)估計(jì)量進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)化方法有助于植入件的多個(gè)如大部分或所有耳蝸內(nèi)電極的聽(tīng)覺(jué)閾的測(cè)量和計(jì)算。從而，針對(duì)特定用戶(hù)需要驗(yàn)配助聽(tīng)裝置變得更精確和/或可更快地進(jìn)行。
[0157]神經(jīng)反應(yīng)的測(cè)量在圖5中示意性地示出并在下面概述，其中非自然信號(hào)記為N(噪聲)，神經(jīng)反應(yīng)信號(hào)記為S (信號(hào))，模擬信號(hào)由后綴A標(biāo)記(例如Nest，A表示模擬估計(jì)的非自然信號(hào)U，及數(shù)字信號(hào)由后綴D標(biāo)記(例如S_D表示數(shù)字估計(jì)的神經(jīng)反應(yīng)信號(hào)Sest)。
[0158]模擬比較器COMP的第一輸入㈠(在神經(jīng)反應(yīng)測(cè)量時(shí)間段期間)為模擬、估計(jì)的時(shí)變非自然信號(hào)Ν_Α(未指明時(shí)間變量t)。模擬比較器COMP的第二輸入⑴為與非自然信號(hào)N混合的神經(jīng)反應(yīng)(eCAP，S)。測(cè)得的信號(hào)S+N，例如如圖4c中所示源自探測(cè)刺激脈沖P，為模擬信號(hào)，因此記為(S+N)a。估計(jì)的非自然信號(hào)Ν_α在模擬比較器中從神經(jīng)反應(yīng)加非自然信號(hào)(S+N)A減去，從而將表示神經(jīng)反應(yīng)eCAP的模擬信號(hào)Sa提供為輸出:SA = (S+N)A-Nest；Ao神經(jīng)反應(yīng)eCAP的值Sa在D/A轉(zhuǎn)換器中數(shù)字化，從而提供(時(shí)變)數(shù)字神經(jīng)反應(yīng)值(Sa)d以在數(shù)字信號(hào)處理器DSP中進(jìn)一步處理。神經(jīng)反應(yīng)測(cè)量可重復(fù)Q次。eCAP的數(shù)字平均可確定為Sest，D= (1/Q) SUM((Sa)d) =〈(Sa)d>。作為備選或另外，處理單元TO配置成基于測(cè)得的信號(hào)的先驗(yàn)知識(shí)從測(cè)得的(數(shù)字化)信號(hào)(Sa)d估計(jì)神經(jīng)反應(yīng)，參見(jiàn)下面的圖7。識(shí)別的神經(jīng)反應(yīng)信號(hào)eCAP(Sest，D)或源自其的信號(hào)f (Sest，D)可(例如在處理單元中)用于確定受刺激的電極的聽(tīng)覺(jué)閾和/或經(jīng)通信鏈路COM-LINK轉(zhuǎn)發(fā)給外部件和/或驗(yàn)配系統(tǒng)。
[0159]Nest例如通過(guò)重復(fù)圖4b中所示的掩蔽+探測(cè)刺激M次進(jìn)行確定(在非自然信號(hào)測(cè)量時(shí)間段期間的每一測(cè)量之間具有適當(dāng)?shù)目臻e時(shí)間)，其中非自然信號(hào)乂⑴為模擬比較器COMP的第二輸入(+)的輸入，第一輸入(_)例如接地(設(shè)為零電位)。每一非自然信號(hào)測(cè)量結(jié)果乂(0在處理單元的D/A轉(zhuǎn)換器中數(shù)字化并提供(NA)D(t)i的11個(gè)數(shù)字值，i =1，2，…，M，其在數(shù)字信號(hào)處理器DSP中求平均，從而提供數(shù)字平均非自然信號(hào)值〈(Na) d (t) >=(l/^SUMGN^Dah)。作為備選，求平均算法在DSP中用于提供移動(dòng)平均，從而避免同時(shí)存儲(chǔ)所有M個(gè)值。數(shù)字平均非自然信號(hào)值〈(Na) D (t) >在處理單元I3U的A/D轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)Nest，A= (<(NA)D(t)>)A。代替如上所述的計(jì)算平均非自然信號(hào)，Nest可通過(guò)其它方法確定。在實(shí)施例中，非自然信號(hào)在使用助聽(tīng)裝置的植入件之前在離線程序中估計(jì)，例如通過(guò)仿真。在實(shí)施例中，處理單元PU包括存儲(chǔ)器，其包括相應(yīng)非自然信號(hào)的表(作為脈沖振幅的函數(shù))，即Nest (t),t = tM；start-tM；endo具有當(dāng)前刺激信號(hào)的信息的控制單元例如配置成從存儲(chǔ)器讀對(duì)應(yīng)于刺激信號(hào)的平均非自然信號(hào)值Nest (t)并在神經(jīng)反應(yīng)測(cè)量時(shí)間段將其從神經(jīng)反應(yīng)信號(hào)減去。
[0160]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的助聽(tīng)裝置的植入件的實(shí)施例。圖6中的助聽(tīng)裝置實(shí)施例包括圖5中的植入件實(shí)施例中所示的元件，且它們按結(jié)合圖5所述相互作用。圖6還示出了外部件EXT-P和/或驗(yàn)配系統(tǒng)，其配置成能夠經(jīng)(有線(CAB)或無(wú)線(WL))通信鏈路COM-LINK通過(guò)用戶(hù)的皮膚與植入件交換信息。通信鏈路COM-LINK分別包括外部件和植入件中的收發(fā)器單元EXTp-Rx/Tx和MPp-Rx/Tx。
[0161]植入件MPp包括適于接近用戶(hù)的聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)位于耳蝸中的多個(gè)電極ELEC，及適于位于耳蝸外面并向植入件的各個(gè)電子單元提供參考電壓REF的參考電極REF-EL。電極之一為刺激電極ST-EL，另一個(gè)為記錄電極REC-EL。植入件MPp還包括刺激單元STU，其在刺激時(shí)間段期間電連接到刺激電極ST-EL并配置成向刺激電極ST-EL施加刺激信號(hào)STS。植入件MPp還包括測(cè)量單元MEU，其在測(cè)量時(shí)間段期間電連接到記錄電極REC-EL并配置成響應(yīng)于刺激信號(hào)STS測(cè)量記錄電極REC-EL拾取的信號(hào)RES并提供測(cè)得的信號(hào)ME-R。植入件IMPp還包括控制單元C0NT，配置成在刺激時(shí)間段控制施加刺激信號(hào)STS的定時(shí)及相對(duì)于刺激時(shí)間段控制測(cè)量時(shí)間段，及包括處理單元PU，配置成在測(cè)量時(shí)間段記錄測(cè)得的信號(hào)ME-R并基于測(cè)得的信號(hào)ME-R識(shí)別聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)反應(yīng)(如eCAP)。植入件MPp還包括開(kāi)關(guān)單元SW，其包括使多個(gè)電極ELEC中的每一電極在特定時(shí)間點(diǎn)能選擇為刺激電極ST-EL和/或記錄電極REC-EL的多個(gè)開(kāi)關(guān)件(如晶體管)?？刂茊卧狢ONT配置成控制刺激單元STU (經(jīng)信號(hào)ST-C)和開(kāi)關(guān)單元SW(經(jīng)信號(hào)SW-C)。優(yōu)選地，處理單元PU配置成基于判據(jù)從測(cè)得的神經(jīng)反應(yīng)信號(hào)產(chǎn)生信號(hào)或命令并將這些信號(hào)MR轉(zhuǎn)發(fā)給控制單元CONT。這些從測(cè)得的神經(jīng)反應(yīng)信號(hào)提取的信號(hào)或命令(可能及植入件的狀態(tài)信號(hào)(如電壓、可用能量估計(jì)量等))例如可經(jīng)通信鏈路COM-LINK轉(zhuǎn)發(fā)給外部件如BTE件或驗(yàn)配系統(tǒng)，參見(jiàn)信號(hào)M-FB。用于經(jīng)刺激單元STU、電極ELEC、測(cè)量單元MEU (包括電壓測(cè)量單元VM和模擬比較器C0MP)、處理單元I3U (包括A/D和D/A轉(zhuǎn)換器、可變電壓放大器V-AMP和數(shù)字信號(hào)處理單元DSP)提取神經(jīng)反應(yīng)信號(hào)eCAP的測(cè)量周期及比較器COMP的模擬輸入信號(hào)MES和PRS的作用結(jié)合圖4a_4c和圖5描述。從D/A轉(zhuǎn)換器到比較器COMP的模擬輸入信號(hào)PRS表示(在非自然信號(hào)測(cè)量模式下)恒定電壓(如0V)或(在神經(jīng)反應(yīng)測(cè)量模式下)擬(在模擬域中，從包括神經(jīng)反應(yīng)eCAP的模擬測(cè)量信號(hào)MES)減去的平均非自然信號(hào)值。數(shù)字信號(hào)處理單元DSP包括數(shù)字處理器PR，用于處理(來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換器的)輸入數(shù)據(jù)并將處理后的數(shù)據(jù)提供給a)D/A轉(zhuǎn)換器以在植入件處理程序中使用及b)控制單元CONT以轉(zhuǎn)發(fā)給通信接口 COM-LINK和/或用于控制刺激單元STU、電壓放大器V-AMP和/或開(kāi)關(guān)單元SW (可能及整流器和電源單元RECT-PWR)。數(shù)字信號(hào)處理單元DSP包括同步單元SYNC(由來(lái)自控制單元的信號(hào)ME-C控制)，用于同步不同運(yùn)行模式(第一非自然信號(hào)的刺激和測(cè)量(參見(jiàn)圖4a)、第二非自然信號(hào)的刺激和測(cè)量(參見(jiàn)圖4b)、神經(jīng)反應(yīng)的刺激和測(cè)量(參見(jiàn)圖4b)等)。
[0162]植入件還包括整流器和電源單元RECT-PWR，用于使刺激信號(hào)SHM與電源分開(kāi)，尤其是用于對(duì)經(jīng)通信鏈路COM-LINK從外部件如BTE件或驗(yàn)配系統(tǒng)進(jìn)入的AC信號(hào)ST-PW(包括信息和功率)進(jìn)行整流。整流器和電源單元RECT-PWR向植入件提供必要的電源電壓。在自含式完全植入的助聽(tīng)裝置中，整流器和電源單元RECT-PWR由電池如(無(wú)線)可再充電電池代替。
[0163]在一些現(xiàn)有技術(shù)解決方案中，平均的eCAP信號(hào)傳給驗(yàn)配系統(tǒng)，聽(tīng)覺(jué)病矯治專(zhuān)家/醫(yī)生評(píng)估該信號(hào)并決定所接收的信號(hào)是否為神經(jīng)反應(yīng)eCAP。作為備選，已提出用于辨認(rèn)eCAP的、基于人工智能(Al)的外部系統(tǒng)。[Undurraga et al.；2012]的文章描述了使用統(tǒng)計(jì)學(xué)決定是否存在eCAP (假定無(wú)關(guān)聯(lián)的高斯噪聲分布，eCAP = Max-Min = P2-N1 ;P2 (或P1)=神經(jīng)反應(yīng)信號(hào)的正峰值的最大值A(chǔ)1 =神經(jīng)反應(yīng)信號(hào)的負(fù)峰值的最小值(峰值的最大和最小值在圖7中定義))。
[0164]在本發(fā)明中，提出了不同的(統(tǒng)計(jì))方法。該方法基于受試者操作特性(ROC)曲線，其圖示了當(dāng)閾值在“真”和“假”之間變化時(shí)二元分類(lèi)器(如真、假)的性能。這種eCAP的識(shí)別可通過(guò)植入的處理單元PU如DSP實(shí)現(xiàn)。
[0165]在優(yōu)選實(shí)施例中，eCAP等待時(shí)間、振幅和形狀的先驗(yàn)知識(shí)系統(tǒng)地用于產(chǎn)生患者(聽(tīng)覺(jué))閾值的魯棒估計(jì)。已設(shè)計(jì)基于似然比測(cè)試的、使用閾值判據(jù)的eCAP檢測(cè)算法。
[0166]在實(shí)施例中，神經(jīng)反應(yīng)識(shí)別算法(估計(jì)器)包括使用神經(jīng)反應(yīng)的先驗(yàn)信息以固定等待時(shí)間算法采樣。包括正峰值分量Pl和負(fù)峰值分量NI的、隨時(shí)間而變的神經(jīng)反應(yīng)假定展現(xiàn)相應(yīng)的(固定)峰值等待時(shí)間Lpi和LN1。在該估計(jì)器中，神經(jīng)反應(yīng)振幅取為s(t =Lpi) -8& = 1^)，其中8(0為測(cè)得的信號(hào)，t為時(shí)間。
[0167]圖7示意性地示出了利用峰值等待時(shí)間的先驗(yàn)知識(shí)的、神經(jīng)反應(yīng)的固定等待時(shí)間算法統(tǒng)計(jì)估計(jì)器的參數(shù)NI, PI, Lpi, Lni, s (t = Lpi)和s (t = Lni)。
[0168]然而，優(yōu)選地，神經(jīng)反應(yīng)識(shí)別算法(估計(jì)器)包括使用神經(jīng)反應(yīng)的先驗(yàn)信息的受限的峰值拾取算法，假定包括在最小等待時(shí)間Ip1和最大等待時(shí)間Lp1之間的時(shí)間間隔中具有正峰值等待時(shí)間的正峰值分量P1和在Ini及Lni的間隔中具有峰值等待時(shí)間的負(fù)峰值分量N1，及神經(jīng)反應(yīng)振幅取為MAX(s(lP1〈t〈LP1)) -MIN(S(lN1〈t〈LN1))，其中s (t)為測(cè)得的信號(hào)，及t為時(shí)間。該使用等待時(shí)間的先驗(yàn)知識(shí)將峰值搜索限于臨床范圍的、用于eCAP檢測(cè)的估計(jì)器被發(fā)現(xiàn)獨(dú)立于信噪比(SNR)提供更好的檢測(cè)。此外，其計(jì)算上花費(fèi)不多因而適合嵌入的實(shí)時(shí)eCAP檢測(cè)(即由植入的處理器進(jìn)行)。
[0169]總之，包括處理單元I3U如DSP的植入件可有利地執(zhí)行下述任務(wù):
[0170]-對(duì)非自然信號(hào)響應(yīng)進(jìn)行建模；
[0171]-統(tǒng)計(jì)分析eCAP信號(hào)以識(shí)別真正的神經(jīng)反應(yīng)信號(hào)；
[0172]-確定聽(tīng)覺(jué)閾；
[0173]-執(zhí)行其它電(或聲)誘發(fā)電位測(cè)量(如腦干測(cè)量)。
[0174]后者通過(guò)改變A/D轉(zhuǎn)換器的采樣頻率進(jìn)行，植入系統(tǒng)可測(cè)量源自遠(yuǎn)離耳蝸聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)(負(fù)責(zé)eCAP)的大腦的聽(tīng)性腦干反應(yīng)(ABR)或其它(弱)信號(hào)。
[0175]本發(fā)明由獨(dú)立權(quán)利要求的特征限定。從屬權(quán)利要求限定優(yōu)選實(shí)施方式。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不意于限定其范圍。
[0176]一些優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)在前面進(jìn)行了說(shuō)明，但是應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明不受這些實(shí)施例的限制，而是可以權(quán)利要求限定的主題內(nèi)的其它方式實(shí)現(xiàn)。
[0177]參考文獻(xiàn)
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【權(quán)利要求】
1.一種助聽(tīng)裝置，包括適于植入在用戶(hù)耳朵處的植入件，其中所述植入件包括: -適于接近用戶(hù)的聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)位于耳蝸中的多個(gè)電極； -刺激電路，在刺激時(shí)間段期間電連接到刺激電極并配置成向所述刺激電極施加刺激信號(hào)； -測(cè)量電路，在測(cè)量時(shí)間段期間電連接到記錄電極并配置成響應(yīng)于所述刺激信號(hào)測(cè)量所述記錄電極拾取的信號(hào)并提供測(cè)得的信號(hào)； -控制單元，配置成在刺激時(shí)間段控制施加所述刺激信號(hào)的定時(shí)及相對(duì)于所述刺激時(shí)間段控制所述測(cè)量時(shí)間段；及 -處理單元，配置成在測(cè)量時(shí)間段記錄測(cè)得的信號(hào)并基于所述測(cè)得的信號(hào)識(shí)別聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的助聽(tīng)裝置，其中所述處理單元配置成計(jì)算從所述測(cè)得的信號(hào)獲得的至少一統(tǒng)計(jì)變量的至少一估計(jì)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的助聽(tīng)裝置，配置成使用所述至少一統(tǒng)計(jì)估計(jì)量識(shí)別聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)反應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的助聽(tīng)裝置，配置成基于應(yīng)用于在處理單元中計(jì)算的至少一估計(jì)量的判據(jù)產(chǎn)生信號(hào)或命令。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的助聽(tīng)裝置，包括具有多個(gè)開(kāi)關(guān)件的開(kāi)關(guān)單元，其使所述多個(gè)電極中的每一電極在特定時(shí)間點(diǎn)能被選擇為刺激電極和/或記錄電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的助聽(tīng)裝置，其中所述控制單元配置成使用所述信號(hào)或命令以控制所述刺激單元和所述開(kāi)關(guān)單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的助聽(tīng)裝置，其中所述控制單元配置成識(shí)別聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)對(duì)特定刺激電極在多個(gè)不同電平的刺激信號(hào)時(shí)的反應(yīng)，及從聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)反應(yīng)確定刺激的閾值電平。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的助聽(tīng)裝置，其中所述測(cè)量電路包括模擬比較器，其包括第一和第二輸入及表示第一和第二輸入的比較結(jié)果的輸出，其中第一輸入在所述測(cè)量時(shí)間段期間連接到所述記錄電極，由所述控制單元進(jìn)行控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的助聽(tīng)裝置，其中所述處理單元包括數(shù)字處理器和到所述模擬比較器的八0-04接口，所述虹接口具有模擬輸入和模擬輸出。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的助聽(tīng)裝置，其中所述八0-04接口的模擬輸出連接到所述模擬比較器的第二輸入。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的助聽(tīng)裝置，其中所述模擬比較器的輸出連接到所述處理單元的虹接口的模擬輸入。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的助聽(tīng)裝置，其中所述仙-0八接口包括用于使所述仙-0八接口的輸入放大可配置放大因數(shù)的可變放大器。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的助聽(tīng)裝置，其中所述控制單元配置成改變采樣速率和/或所述八0-04接口的放大因數(shù)，藉此可提取來(lái)自神經(jīng)系統(tǒng)的、在耳蝸和大腦聽(tīng)覺(jué)中心之間的其它部分的信號(hào)。
14.包括適于植入在用戶(hù)耳朵處的植入件的助聽(tīng)裝置的運(yùn)行方法，所述植入件包括適于接近用戶(hù)的聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)位于耳蝸中的多個(gè)電極，所述方法包括: -在刺激時(shí)間段期間將刺激電路電連接到刺激電極并向所述刺激電極施加刺激信號(hào)； -在測(cè)量時(shí)間段期間將測(cè)量電路電連接到記錄電極并響應(yīng)于所述刺激信號(hào)測(cè)量所述記錄電極拾取的信號(hào)并提供測(cè)得的信號(hào)； -在刺激時(shí)間段控制施加所述刺激信號(hào)的定時(shí)及相對(duì)于所述刺激時(shí)間段控制所述測(cè)量時(shí)間段；及 -基于所述測(cè)得的信號(hào)識(shí)別聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)反應(yīng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括步驟:根據(jù)是否識(shí)別到聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)反應(yīng)修改電刺激。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中基于所述測(cè)得的信號(hào)識(shí)別聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)反應(yīng)的步驟包括求平均程序，其中來(lái)自所述記錄電極的多個(gè)測(cè)得的信號(hào)被求平均。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中基于所述測(cè)得的信號(hào)識(shí)別聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)反應(yīng)的步驟包括用于基于測(cè)得的信號(hào)的先驗(yàn)知識(shí)識(shí)別神經(jīng)反應(yīng)的統(tǒng)計(jì)識(shí)別算法。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中神經(jīng)反應(yīng)識(shí)別算法包括使用神經(jīng)反應(yīng)的先驗(yàn)信息的受限峰值拾取算法，假定包括在最小等待時(shí)間、和最大等待時(shí)間、之間的時(shí)間間隔中具有正峰值等待時(shí)間的正峰值分量和在^及‘的間隔中具有峰值等待時(shí)間的負(fù)峰值分量叫)，及神經(jīng)反應(yīng)振幅取為嫩X (8 (、〈“!^)) -1I?(8(^〈七〈^)，其中8⑴為測(cè)得的信號(hào)，及七為時(shí)間。
【文檔編號(hào)】A61F2/18GK104287872SQ201410337348
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月15日
【發(fā)明者】J·勞丹斯基, N·維奧 申請(qǐng)人:奧迪康醫(yī)療有限公司