專利名稱：具有寬帶低頻濾波器的電神經(jīng)刺激的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電神經(jīng)剌激，更具體地，涉及一種包括與剌激電極關(guān)聯(lián)的寬帶低頻濾波器的耳蝸植入系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
耳蝸植入物和其它內(nèi)耳假體是一種用以幫助深度耳聾或嚴(yán)重聽(tīng)力受損人員的選擇。與傳統(tǒng)的僅應(yīng)用放大和修正了的聲音信號(hào)的助聽(tīng)器不同，耳蝸植入物基于聽(tīng)神經(jīng)的直接電剌激。典型地，耳蝸植入物以能夠獲得與正常聽(tīng)力最相似的聽(tīng)力印象的方式，對(duì)內(nèi)耳中的神經(jīng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行電剌激。 圖1顯示了具有典型的耳蝸植入系統(tǒng)的耳朵的剖視圖。正常的耳朵通過(guò)外耳101將聲音傳遞到鼓膜102，所述鼓膜102則移動(dòng)中耳103的骨，中耳103的骨又激勵(lì)耳蝸104。耳蝸104包括已知為前庭階105的上通道和已知為鼓階106的下通道，所述上通道和所述下通道通過(guò)蝸管107相連。響應(yīng)于接收由中耳103傳遞的聲音，填充有流體的前庭階105和鼓階106用作換能器，用于傳遞波以產(chǎn)生電脈沖，所述電脈沖傳遞到耳蝸神經(jīng)113，并最終傳遞到腦。從耳蝸的基底區(qū)域到耳蝸的頂區(qū)域，頻率處理看起來(lái)在性質(zhì)上發(fā)生改變，在耳蝸的基底區(qū)域中，對(duì)聲音的最高頻率成分進(jìn)行處理，而在耳蝸的頂區(qū)域中，對(duì)最低頻率進(jìn)行分析。 —些人部分或完全地?fù)p失了正常的感覺(jué)神經(jīng)聽(tīng)力。已經(jīng)開(kāi)發(fā)出耳蝸植入系統(tǒng)，用于通過(guò)直接剌激使用者的耳蝸104來(lái)克服此缺陷。典型的耳蝸假體主要包括兩個(gè)部分語(yǔ)音處理器和植入的剌激器108。語(yǔ)音處理器(圖1中未示出)典型地包括麥克風(fēng)、用于整個(gè)系統(tǒng)的電源(電池)和處理器，該處理器用于執(zhí)行聲信號(hào)的信號(hào)處理以提取剌激參數(shù)。在現(xiàn)有技術(shù)的假體中，語(yǔ)音處理器是耳后(BTE-)裝置。所植入的剌激器產(chǎn)生剌激模式并通過(guò)電極陣列IIO將它們傳導(dǎo)到神經(jīng)組織，該電極陣列IIO通常布置在內(nèi)耳中的鼓階中。語(yǔ)音處理器與剌激器之間的連接通常通過(guò)射頻(RF-)鏈路建立。注意的是，經(jīng)由該RF鏈路傳送剌激能量和剌激信息。典型地，使用采用幾百kBit/s的比特率的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸協(xié)議。
用于耳蝸植入物的標(biāo)準(zhǔn)剌激策略的一個(gè)示例稱為"連續(xù)交錯(cuò)取樣策略"(CIS)，該策略由B. Wilson開(kāi)發(fā)(例如，見(jiàn)1991年7月的Naturevol. 352,236-238， Wilson BS，F(xiàn)inley CC， Lawson DT， Wolford RD， Eddington DK， Rabinowitz麗的〃 Better speechrecognition withcochlear implants, 〃其通過(guò)參引完全合并與此)。在語(yǔ)音處理器中，CIS的信號(hào)處理典型地包括如下步驟
1.通過(guò)濾波器組將音頻頻率范圍分成頻譜帶，
2.每個(gè)濾波器輸出信號(hào)的包絡(luò)檢測(cè)，
4
3.包絡(luò)信號(hào)的瞬時(shí)非線性壓縮(映射法則(m即law))，以及，
4.針對(duì)閾值(THR)和最舒適的響度(MCL)等級(jí)的適應(yīng)性調(diào)節(jié)。
根據(jù)耳蝸的音質(zhì)分布組織，鼓階中的每個(gè)剌激電極與外部濾波器組的帶通濾波器關(guān)聯(lián)。將對(duì)稱雙相電流脈沖用于剌激。剌激脈沖的振幅直接從(上文的步驟(3))壓縮后的包絡(luò)信號(hào)獲得。這些信號(hào)是順序取樣的，并且剌激脈沖以嚴(yán)格的非重疊序列應(yīng)用。因而，作為典型的CIS特征，同時(shí)僅一個(gè)剌激信道激活。總的剌激速率比較高。例如，假定18kpps的總剌激速率，并且使用12信道的濾波器組，每個(gè)信道的剌激速率是1. 5k卯s。這樣的每個(gè)信道的剌激速率通常對(duì)于包絡(luò)信號(hào)的適合的時(shí)域表示是足夠了。 最大總剌激速率由每個(gè)脈沖的最小相位持續(xù)時(shí)間來(lái)限制。相位持續(xù)時(shí)間不能選擇得任意短，因?yàn)槊}沖越短，要在神經(jīng)元中引發(fā)動(dòng)作電位所需的電流幅值就越高，并且出于各種實(shí)際原因，電流幅值是有限的。對(duì)于具有18kpps的總剌激速率的12信道系統(tǒng)，相位持續(xù)時(shí)間是處于下限的27iis。 CIS本質(zhì)上表示各個(gè)信道中的包絡(luò)信息。在某種程度上呈現(xiàn)時(shí)域信息，例如包絡(luò)信號(hào)隨基音頻率的變化。利用信道特定取樣序列(CSSS)的概念(例如，見(jiàn)名稱為〃 Electrical nerve stimulation based on cha皿elspecific sampling sequences"的US專利No. 6， 594， 525，該專利通過(guò)參引完全合并與此)，時(shí)域信息的量明顯增加。帶通輸出信號(hào)的時(shí)域變化(有時(shí)稱為"時(shí)域精細(xì)結(jié)構(gòu)信息")以典型地達(dá)到大約1kHz的低頻率范圍來(lái)表示。因此典型的剌激設(shè)置可包括低頻CSSS信道和高頻CIS信道的混合體。對(duì)于每個(gè)CSSS信道，定義超高速率剌激脈沖的特定標(biāo)準(zhǔn)化序列。為了剌激，檢測(cè)相關(guān)的帶通濾波器輸出的過(guò)零，并且每個(gè)過(guò)零觸發(fā)這樣的預(yù)定序列，由此利用從帶通輸出的瞬時(shí)包絡(luò)獲得的因子對(duì)該序列進(jìn)行加權(quán)。因而，在CSSS剌激序列中表示包絡(luò)和時(shí)域精細(xì)時(shí)間信息兩者。
為了實(shí)現(xiàn)CSSS的足夠高的時(shí)間分辨率，可使用諸如用于同時(shí)剌激的"信道交互(interaction)補(bǔ)償(CIC)，，(例如，見(jiàn)發(fā)明名稱為"Electrical Nerve Stimulation Basedon Channel Specific SamplingSequences"的US專利No. 6594525，該專利通過(guò)參引完全合并與此)或"選擇群(SG)"算法(例如，見(jiàn)發(fā)明名稱為"Electrical Stimulation oftheAcoustic Nerve Based on Selected Groups"的US專利申請(qǐng)公布No. 20050203589，該專利申請(qǐng)公布通過(guò)參引完全合并與此)的支持原理。 然而，空間信道交互(interaction)可導(dǎo)致電位的分布，這會(huì)導(dǎo)致無(wú)意的聽(tīng)力印象。例如，讓兩個(gè)相鄰的剌激電極1和2分別生成具有100Hz和200Hz的CSSS重復(fù)速率的序列。由于空間信道交互，200Hz的序列在靠近電極1的位置處將使100Hz的序列失真，并例如會(huì)導(dǎo)致200Hz的聽(tīng)力印象(倍頻程失效)。反之，100Hz的序列將在電極2附近使200Hz的序列失真并會(huì)導(dǎo)致能夠聽(tīng)見(jiàn)的額外的100Hz的音調(diào)。相互失真的量可取決于兩個(gè)序列之間的確切相位關(guān)系以及信道交互。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于為耳蝸植入物所植入的多信道電極陣列生成電極剌激信號(hào)的方法。該方法包括利用一濾波器組處理聲音頻信號(hào)。濾波器組中的每個(gè)濾波器都與至少一個(gè)具有電極的信道關(guān)聯(lián)。該濾波器組包括第一帶通濾波器，該第一帶通濾波器產(chǎn)生寬帶信號(hào)b (t)，該寬帶信號(hào)具 這樣的頻率該頻率基本覆蓋100Hz到400Hz的基音頻率范圍和400Hz-1000Hz的第一共振峰(format)范圍中的至少一個(gè)。至少部分地基于該寬帶信號(hào)b(t)利用電極剌激信號(hào)來(lái)激勵(lì)與該第一帶通濾波器關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)電極。 根據(jù)本發(fā)明的相關(guān)實(shí)施例，該至少一個(gè)電極可布置在耳蝸的頂區(qū)域中。僅一個(gè)電極可與第一帶通濾波器關(guān)聯(lián)?？商娲兀辽賰蓚€(gè)電極可與第一帶通濾波器關(guān)聯(lián)。可例如使用符號(hào)相關(guān)的脈沖同時(shí)激勵(lì)所述至少兩個(gè)電極。可使用同一電極剌激信號(hào)來(lái)同時(shí)激勵(lì)所述至少兩個(gè)電極。激勵(lì)所述至少兩個(gè)電極可包括剌激耳蝸內(nèi)的整個(gè)頂區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明的其它相關(guān)實(shí)施例，該方法可進(jìn)一步包括激勵(lì)至少一個(gè)電極，該至少一個(gè)電極與除了該第一帶通濾波器外的一個(gè)或多個(gè)濾波器關(guān)聯(lián)，所述一個(gè)或多個(gè)濾波器產(chǎn)生具有比寬帶信號(hào)b(t)更高頻率的信號(hào)。所述一個(gè)或多個(gè)濾波器可產(chǎn)生僅具有比寬帶信號(hào)b(t)更高頻率的信號(hào)。激勵(lì)與除了該第一帶通濾波器外的一個(gè)或多個(gè)濾波器關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)電極可包括使用連續(xù)交錯(cuò)取樣策略(CIS)和/或使用信道交互補(bǔ)償(CIC)。
根據(jù)本發(fā)明的另外的相關(guān)實(shí)施例，該方法可進(jìn)一步包括使用選擇群(SG)算法。與第一帶通濾波器關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)電極可布置在距多信道電極陣列中的其它電極預(yù)定空間距離的位置，由此以基本避免信道交互。寬帶信號(hào)b(t)可基本限于低于400Hz的頻率。寬帶信號(hào)b(t)可基本限于低于1000Hz的頻率。 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種為植入的電極陣列生成電極剌激信號(hào)的方法。該方法包括提供一濾波器組。每個(gè)濾波器都與至少一個(gè)具有電極的信道關(guān)聯(lián)。此外，每個(gè)濾波器都與一個(gè)音頻頻帶關(guān)聯(lián)，由此以生成一組帶通信號(hào)。利用該組濾波器對(duì)聲音頻信號(hào)進(jìn)行處理。對(duì)于每個(gè)信道的電極，從它們的關(guān)聯(lián)帶通信號(hào)中提取剌激信息，以生成定義電極剌激信號(hào)的一組剌激事件信號(hào)。電極剌激信號(hào)轉(zhuǎn)變成對(duì)于植入電極陣列中的電極的一組輸出電極脈沖。提供該組濾波器包括確定濾波器和關(guān)聯(lián)的帶通信號(hào)由此以避免電極之間的低頻信道交互。 根據(jù)本發(fā)明的相關(guān)實(shí)施例，100Hz到400Hz的基音頻率范圍可被該組濾波器中的單個(gè)帶通濾波器覆蓋。400Hz到1000Hz的第一共振峰范圍可被該組濾波器中的單個(gè)帶通濾波器覆蓋。該組濾波器中的單個(gè)帶通濾波器可覆蓋100Hz到1000Hz的基音頻率范圍。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，一種耳蝸植入系統(tǒng)包括多信道電極陣列，該多信道電極陣列具有多個(gè)剌激電極，用于利用電極剌激信號(hào)來(lái)剌激音頻神經(jīng)組織。預(yù)處理器處理聲音頻信號(hào)，該處理器包括一濾波器組。該組濾波器中的每個(gè)濾波器都與至少一個(gè)具有電極的信道關(guān)聯(lián)。該濾波器組包括第一帶通濾波器，該第一帶通濾波器產(chǎn)生寬帶信號(hào)b (t)，該寬帶信號(hào)具有這樣的頻率該頻率基本覆蓋100Hz到400Hz的基音頻率范圍和400Hz-1000Hz的第一共振峰范圍中的至少一個(gè)。剌激模塊至少部分地基于該寬帶信號(hào)b(t)利用電極剌激信號(hào)來(lái)激勵(lì)與該第一帶通濾波器關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)電極。 根據(jù)本發(fā)明的相關(guān)實(shí)施例，僅一個(gè)電極可與第一帶通濾波器關(guān)聯(lián)?？商娲兀辽賰蓚€(gè)電極可與第一帶通濾波器關(guān)聯(lián)。該剌激模塊可使用同一電極剌激信號(hào)來(lái)同時(shí)激勵(lì)所述至少兩個(gè)電極。 根據(jù)本發(fā)明的另外的相關(guān)實(shí)施例，該濾波器組可包括至少一個(gè)電極，該至少一個(gè)電極與除了該第一帶通濾波器外的一個(gè)或多個(gè)濾波器關(guān)聯(lián)，且所述一個(gè)或多個(gè)濾波器產(chǎn)生具有比寬帶信號(hào)b(t)更高頻率的信號(hào)。所述一個(gè)或多個(gè)濾波器可產(chǎn)生僅具有比寬帶信號(hào)b(t)更高頻率的信號(hào)。 根據(jù)本發(fā)明的其它相關(guān)實(shí)施例，該剌激模塊可使用連續(xù)交錯(cuò)取樣策略(CIS)或使用信道交互補(bǔ)償(CIC)來(lái)激勵(lì)與除了該第一帶通濾波器外的一個(gè)或多個(gè)濾波器關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)電極。 根據(jù)本發(fā)明的另外的相關(guān)實(shí)施例，可使用選擇組(SG)算法。與第一帶通濾波器關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)電極可布置在距多信道電極陣列中的其它電極一空間距離的位置，由此基本避免信道交互。寬帶信號(hào)b(t)可基本限于低于400Hz的頻率。寬帶信號(hào)b(t)可基本限于低于1000Hz的頻率。


通過(guò)參照下文結(jié)合附圖給出的詳細(xì)描述將更加容易地理解本發(fā)明的上述特征，在圖中 圖1顯示了具有典型的耳蝸植入系統(tǒng)的耳朵的剖視 圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的耳蝸植入系統(tǒng)201 ; 圖3A顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的在范圍[100Hz-400Hz]中濾波的寬帶信號(hào)； 圖3B顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖3A的寬帶信號(hào)的半波整流形態(tài)(version);以及 圖3C顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的以大約5kHz的速率取樣的寬帶信號(hào)的半波整流形態(tài)。
具體實(shí)施例方式
在示例性實(shí)施例中，一種耳蝸植入系統(tǒng)和方法提供單個(gè)或最小數(shù)量的(寬帶)信號(hào)，所述信號(hào)包括時(shí)域精細(xì)結(jié)構(gòu)信息，從而避免包含時(shí)域精細(xì)結(jié)構(gòu)信息的競(jìng)爭(zhēng)相鄰信道之間的失真。下文進(jìn)行詳細(xì)描述。 圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的耳蝸植入系統(tǒng)201。如上所述，該耳蝸植入系統(tǒng)201可具有兩個(gè)部分外部語(yǔ)音處理器和植入的剌激器105 (見(jiàn)圖1)。該系統(tǒng)201可至少部分地利用集成到語(yǔ)音處理器和/或剌激器105中的控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)。該控制器可以，而非局限于，包括電路和/或處理器，該處理器可以是預(yù)編程的或構(gòu)造為裝載有適當(dāng)?shù)能浖绦颉?耳蝸植入系統(tǒng)201包括一組濾波器203，這些濾波器203可以而非局限于在語(yǔ)音處理器中實(shí)施。每個(gè)濾波器203都與一音頻頻帶關(guān)聯(lián)，由此以生成一組帶通信號(hào)，且每個(gè)帶通信號(hào)對(duì)應(yīng)于與濾波器中的一個(gè)關(guān)聯(lián)的頻帶。 每個(gè)濾波器都與至少一個(gè)具有電極207的信道205關(guān)聯(lián)。每個(gè)信道205可以，而非局限于，進(jìn)一步包括半波整流器209、取樣模塊211、包絡(luò)檢波器和/或壓縮器。示例且非限制性的，通過(guò)每個(gè)信道的聲音頻信號(hào)202因而可被濾波以產(chǎn)生帶通信號(hào)，被整流和取樣以至少部分地產(chǎn)生電極剌激信號(hào)，該電極剌激信號(hào)然后被提供給信道的關(guān)聯(lián)電極210。典型地而非限制性地，基本剌激波形是對(duì)稱的、雙相脈沖。電極可以單極構(gòu)造或雙極構(gòu)造布置，在該單極構(gòu)造中，使用遠(yuǎn)程接地電極(remote ground electrode)，而在該雙極構(gòu)造中，每
7個(gè)有源電極具有對(duì)應(yīng)的參考電極。 在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，該組濾波器203包括帶通濾波器212，該帶通濾波器 212提供覆蓋預(yù)定低頻范圍的寬帶信號(hào)b(t)。在各種實(shí)施例中，該寬帶信號(hào)b(t)是與時(shí)域 精細(xì)結(jié)構(gòu)信息關(guān)聯(lián)(典型地與《1000Hz的頻率關(guān)聯(lián))的濾波器陣列中的唯一信號(hào)，且具有 通常在各種實(shí)施例中可接受的來(lái)自組中其它濾波器的最小量的濾波器滾降。該寬帶頻率范 圍可以，而非局限于，覆蓋典型地100Hz到400Hz的基音頻率范圍。在另一實(shí)施例中，該寬 帶頻率范圍可覆蓋典型地400Hz到1000Hz的第一共振峰(formant)的范圍。在又一實(shí)施 例中，該寬帶頻率范圍覆蓋典型地100Hz到1000Hz的基音加第一共振峰的范圍。
以典型地在5-10kHz之間的速率對(duì)b (t)的半波整流形態(tài)進(jìn)行取樣。與CIS相似， 至少部分地使用每個(gè)取樣來(lái)定義剌激脈沖的振幅。典型地，可對(duì)每個(gè)取樣值進(jìn)行壓縮(非 線性瞬時(shí)壓縮，映射法則)，然后對(duì)其進(jìn)行調(diào)整以適應(yīng)閾值和患者的最舒適響度需求。通過(guò) 僅引入(presenting) —個(gè)包括時(shí)域精細(xì)結(jié)構(gòu)信息的寬帶信號(hào)，避免了在包含時(shí)域精細(xì)結(jié) 構(gòu)信息的競(jìng)爭(zhēng)相鄰信道之間的失真。 寬帶信號(hào)b(t)可以，而非局限于，與其它CIS信道結(jié)合使用。為了實(shí)現(xiàn)以足夠 高的時(shí)間分辨率來(lái)表示與例如CIS信道結(jié)合的寬帶信號(hào)b (t)，可使用諸如"信道交互補(bǔ)償 (CIC)"或"選擇組"算法的支持原理。使用CIC，通過(guò)對(duì)反應(yīng)來(lái)自每個(gè)電極的電場(chǎng)的幾何重 疊的空間信道交互的參數(shù)進(jìn)行考慮，來(lái)計(jì)算電極剌激脈沖(其可以是，而非局限于，同時(shí)激 活的、符號(hào)相關(guān)的脈沖)的振幅。 一般地，使用SG算法，通常選擇具有高空間信道交互的電 極來(lái)建立"選擇組"。在"選擇組"內(nèi)，基于簡(jiǎn)單的"最大振幅"標(biāo)準(zhǔn)來(lái)檢測(cè)被空間信道交互 掩蔽的剌激脈沖，并且不應(yīng)用這些脈沖。因此對(duì)于每個(gè)剌激周期，在剌激之前檢測(cè)"選擇組" 內(nèi)具有最高振幅的一些數(shù)量的電極(該數(shù)量是可編程的)。在一個(gè)特定的剌激周期期間， 僅對(duì)這些電極執(zhí)行剌激，并且此剌激能是順序的或同時(shí)的。選擇組的成員應(yīng)具有充足的空 間信道交互，從而耳蝸區(qū)域得到充分的剌激。用于提供電極剌激信號(hào)的算法可使用電路和 /或處理器來(lái)實(shí)施，該處理器是可預(yù)編程的或構(gòu)造為裝載有適當(dāng)?shù)能浖绦颉?
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，與該寬帶信號(hào)關(guān)聯(lián)的處理的示例性示例在圖3A-3C中 呈現(xiàn)。圖3A顯示了在[100Hz-400Hz]范圍內(nèi)濾波的寬帶信號(hào)。圖3B顯示了該寬帶信號(hào)的 半波整流形態(tài)。圖3C顯示了以大約5kHz的速率取樣的寬帶信號(hào)的半波整流形態(tài)，此處每個(gè) 垂直線表示一個(gè)剌激脈沖。注意這里為了示例，省略了瞬時(shí)壓縮以及調(diào)節(jié)以適應(yīng)閾值(THR) 和最舒適響度(MCL)等級(jí)。 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所得到的寬帶序列可應(yīng)用于一個(gè)頂部低頻信道和關(guān)聯(lián) 電極。因此總的剌激構(gòu)造由此低頻寬帶信道和處于較高頻率范圍中的CIS信道組成。CIS 信道可基本處理僅比與該寬帶序列關(guān)聯(lián)的頻率更高的頻率。 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所得到的寬帶序列可應(yīng)用于一個(gè)頂部低頻信道和關(guān)聯(lián)
電極，并且保持距第一相鄰CIS信道的特定空間距離以基本減小由于在寬帶信道與CIS信
道之間的信道交互導(dǎo)致的影響。例如，一個(gè)或多個(gè)電極可被切換為失活。 根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，寬帶序列可同時(shí)應(yīng)用于數(shù)個(gè)頂部低頻信道和關(guān)聯(lián)電
極，從而利用僅一個(gè)序列來(lái)剌激耳蝸內(nèi)的整個(gè)頂區(qū)域。 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，寬帶序列可同時(shí)應(yīng)用于數(shù)個(gè)頂部低頻信道，并且保持 距第一相鄰CIS信道的特定空間距離。例如，一個(gè)或多個(gè)電極可被切換為待用(inactive)。
本發(fā)明的實(shí)施例可利用任何傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，優(yōu)選實(shí)施例可 利用過(guò)程型編程語(yǔ)言(例如，"C")或面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言(例如，"C++"，Python)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 本發(fā)明的可替代實(shí)施例可實(shí)施為預(yù)編程的硬件元件、其它相關(guān)部件或?qū)嵤橛布蛙浖?分的組合。 實(shí)施例能實(shí)施為用于與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一起使用的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。這樣的實(shí)施方案 可包括一系列計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令或者安裝在諸如計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(例如，磁盤(pán)、 CD-R0M、 R0M或硬盤(pán))的有形介質(zhì)上，或者可經(jīng)由調(diào)制解調(diào)器或其它接口裝置，諸如通過(guò)介 質(zhì)連接到網(wǎng)絡(luò)的通信適配器，傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)。介質(zhì)可以是有形介質(zhì)(例如，光學(xué)或模擬 通信線路)或利用無(wú)線技術(shù)(例如，微波、紅外或其它傳輸技術(shù))實(shí)施的介質(zhì)。所述一系列 的計(jì)算機(jī)指令實(shí)現(xiàn)先前在此處關(guān)于系統(tǒng)所述的所有或部分的功能。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng) 認(rèn)識(shí)的是，此計(jì)算機(jī)指令能利用與很多計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)或操作系統(tǒng)一起使用的許多編程語(yǔ) 言來(lái)編寫(xiě)。此外，此指令可存儲(chǔ)在任何存儲(chǔ)器裝置，諸如半導(dǎo)體、磁性、光學(xué)或其它存儲(chǔ)器裝 置中，并且可使用任何通信技術(shù)，諸如光學(xué)、紅外、微波或其它傳輸技術(shù)進(jìn)行傳輸。預(yù)期此計(jì) 算機(jī)程序產(chǎn)品可發(fā)布為附有印刷或電子文檔的可移動(dòng)介質(zhì)(例如，拆封授權(quán)軟件(shrink wrapped software))，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)預(yù)加載(例如，加載在系統(tǒng)ROM或固定磁盤(pán)上)，或者 經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)(例如，Internet或環(huán)球網(wǎng))從服務(wù)器或電子公告板發(fā)布。當(dāng)然，本發(fā)明的一些 實(shí)施例可實(shí)施為軟件(例如計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品)和硬件的組合。本發(fā)明的另其它實(shí)施例實(shí)施 為完全的硬件或完全的軟件(例如計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品)。 本發(fā)明的上述實(shí)施例意欲僅僅是示例性的，并且許多變形和修改對(duì)于本領(lǐng)域中的 技術(shù)人員將是顯而易見(jiàn)的。所有這些變形和修改意欲落在如所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明 的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于為耳蝸植入物的植入的多信道電極陣列生成電極刺激信號(hào)的方法，所述方法包括利用一濾波器組處理聲音頻信號(hào)，所述濾波器組中的每個(gè)濾波器與至少一個(gè)具有電極的信道關(guān)聯(lián)，所述濾波器組包括第一帶通濾波器，所述第一帶通濾波器產(chǎn)生寬帶信號(hào)b(t)，所述寬帶信號(hào)具有這樣的頻率該頻率基本覆蓋100Hz到400Hz的基音頻率范圍和400Hz-1000Hz的第一共振峰范圍中的至少一個(gè)；以及至少部分地基于所述寬帶信號(hào)b(t)，利用電極刺激信號(hào)來(lái)激勵(lì)與所述第一帶通濾波器關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)電極。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中僅一個(gè)電極與所述第一帶通濾波器關(guān)聯(lián)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中激勵(lì)至少一個(gè)電極包括激勵(lì)至少兩個(gè)電極。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中激勵(lì)所述至少兩個(gè)電極包括剌激所述耳蝸內(nèi)的整 個(gè)頂區(qū)域。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中激勵(lì)所述至少兩個(gè)電極包括使用相同的電極剌激 信號(hào)同時(shí)地激勵(lì)所述至少兩個(gè)電極。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述至少一個(gè)電極布置在耳蝸的頂區(qū)域中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括激勵(lì)與除了所述第一帶通濾波器外的一個(gè) 或多個(gè)濾波器關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)電極，所述一個(gè)或多個(gè)濾波器產(chǎn)生具有比寬帶信號(hào)b(t)更 高頻率的信號(hào)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述一個(gè)或多個(gè)濾波器產(chǎn)生具有僅比寬帶信號(hào) b(t)更高頻率的信號(hào)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中激勵(lì)與除了所述第一帶通濾波器外的一個(gè)或多個(gè) 濾波器關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)電極包括使用連續(xù)交錯(cuò)取樣策略(CIS)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括使用信道交互補(bǔ)償(CIC)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括使用選擇組(SG)算法。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括將與所述第一帶通濾波器關(guān)聯(lián)的所述至 少一個(gè)電極布置在與多信道電極陣列中的其它電極相距預(yù)定空間距離處，由此以基本避免 信道交互。
13. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述寬帶信號(hào)b(t)基本限于低于400Hz的頻率。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述寬帶信號(hào)b(t)基本限于低于1000Hz的頻率。
15. —種為植入的電極陣列生成電極剌激信號(hào)的方法，所述方法包括 提供一濾波器組，每個(gè)濾波器都與至少一個(gè)具有電極的信道關(guān)聯(lián)，每個(gè)濾波器都與一音頻頻帶關(guān)聯(lián)，由此以生成一組帶通信號(hào)；利用所述濾波器組對(duì)聲音頻信號(hào)進(jìn)行處理；對(duì)于每個(gè)信道的電極，從它們的關(guān)聯(lián)的帶通信號(hào)中提取剌激信息以生成定義電極剌激 信號(hào)的一組剌激事件信號(hào)；以及將所述電極剌激信號(hào)轉(zhuǎn)變成對(duì)于所述植入的電極陣列中的所述電極的一組輸出電極 脈沖，其中提供所述濾波器組包括確定所述濾波器和關(guān)聯(lián)的帶通信號(hào)，由此以避免電極之間的低頻信道交互。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中提供所述濾波器組包括提供所述濾波器組中的 單個(gè)帶通濾波器，所述單個(gè)帶通濾波器覆蓋100Hz到400Hz的基音頻率范圍。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中提供所述濾波器組包括提供所述濾波器組中的 單個(gè)帶通濾波器，所述單個(gè)帶通濾波器覆蓋400Hz到1000Hz的第一共振峰范圍。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中提供所述濾波器組包括提供所述濾波器組中的 單個(gè)帶通濾波器，所述單個(gè)帶通濾波器覆蓋100Hz到1000Hz的頻率范 圍。
19. 一種耳蝸植入系統(tǒng)，包括多信道電極陣列，具有多個(gè)剌激電極，用于利用電極剌激信號(hào)來(lái)剌激音頻神經(jīng)組織， 預(yù)處理器，用于處理聲音頻信號(hào)，所述處理器包括一濾波器組，所述濾波器組中的每個(gè)濾波器都與至少一個(gè)具有電極的信道關(guān)聯(lián)，所述濾波器組包括 第一帶通濾波器，所述第一帶通濾波器產(chǎn)生寬帶信號(hào)b(t)，所述寬帶信號(hào)具有這樣的頻率 該頻率基本覆蓋100Hz到400Hz的基音頻率范圍和400Hz-1000Hz的第一共振峰范圍中的 至少一個(gè)；以及剌激模塊，用于至少部分地基于所述寬帶信號(hào)b (t)，利用電極剌激信號(hào)來(lái)激勵(lì)與所述 第一帶通濾波器關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)電極。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中僅一個(gè)電極與所述第一帶通濾波器關(guān)聯(lián)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中至少兩個(gè)電極與所述第一帶通濾波器關(guān)聯(lián)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中所述剌激模塊使用相同的電極剌激信號(hào)來(lái)同時(shí) 地激勵(lì)所述至少兩個(gè)電極。
23. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步所述濾波器組包括與除了所述第一帶通濾波 器外的一個(gè)或多個(gè)濾波器關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)電極，所述一個(gè)或多個(gè)濾波器產(chǎn)生具有比寬帶信 號(hào)b(t)更高頻率的信號(hào)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)濾波器產(chǎn)生具有僅比寬帶信號(hào) b(t)更高頻率的信號(hào)。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中所述剌激模塊使用連續(xù)交錯(cuò)取樣策略(CIS)來(lái) 激勵(lì)與除了所述第一帶通濾波器外的一個(gè)或多個(gè)濾波器關(guān)聯(lián)的所述至少一個(gè)電極。
26. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述剌激模塊使用信道交互補(bǔ)償(CIC)。
27. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括使用選擇組(SG)算法。
28. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中與所述第一帶通濾波器關(guān)聯(lián)的所述至少一個(gè)電 極布置在與所述多信道電極陣列中的其它電極相距一空間距離處，由此以 基本避免信道交 互。
29. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述寬帶信號(hào)b(t)基本限于低于400Hz的頻率。
30. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述寬帶信號(hào)b(t)基本限于低于1000Hz的頻率。
全文摘要
一種用于為耳蝸植入物的植入的多信道電極陣列生成電極刺激信號(hào)的系統(tǒng)和方法，包括利用一組濾波器處理聲音頻信號(hào)。濾波器組中的每個(gè)濾波器與至少一個(gè)具有電極的信道關(guān)聯(lián)。該濾波器組包括第一帶通濾波器，該第一帶通濾波器產(chǎn)生寬帶信號(hào)b(t)，該寬帶信號(hào)具有基本覆蓋100Hz到400Hz的基音頻率范圍和400Hz-1000Hz的第一共振峰范圍中的至少一個(gè)的頻率。至少部分地基于寬帶信號(hào)b(t)，利用電極刺激信號(hào)來(lái)激勵(lì)與第一帶通濾波器關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)電極。該濾波器組可包括至少一個(gè)電極，該至少一個(gè)電極與除了該第一帶通濾波器外的一個(gè)或多個(gè)濾波器關(guān)聯(lián)，所述一個(gè)或多個(gè)濾波器產(chǎn)生具有僅比寬帶信道b(t)更高的頻率的信號(hào)。
文檔編號(hào)A61F11/04GK101743036SQ200880024584
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月13日
發(fā)明者克萊門(mén)斯·M·齊爾霍費(fèi)爾 申請(qǐng)人:Med-El電氣醫(yī)療器械有限公司