技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于耳蝸植入患者的電位裝配技術(shù)的評(píng)估。

背景技術(shù)：

正常的耳朵如圖1所示地通過(guò)外耳101將聲音發(fā)送到鼓膜(耳膜)102，鼓膜102移動(dòng)中耳103的骨骼，中耳103又使耳蝸104的卵圓窗和圓窗開(kāi)口振動(dòng)。耳蝸104是繞著其軸線螺旋纏繞約兩匝半的狹長(zhǎng)管。耳蝸104包括被稱(chēng)為前庭階的上通道和被稱(chēng)為鼓階的下通道，該上通道和下通道被耳蝸管連接。鼓階形成具有被稱(chēng)為蝸軸的中心的直立螺旋錐體，聽(tīng)神經(jīng)113的螺旋神經(jīng)節(jié)細(xì)胞處于該蝸軸中。響應(yīng)于接收到由中耳104發(fā)送的聲音，充液的耳蝸104充當(dāng)換能器而生成被發(fā)送到蝸神經(jīng)113且最終被發(fā)送到大腦的電脈沖。當(dāng)在將外部聲音沿著耳蝸104的神經(jīng)基質(zhì)轉(zhuǎn)換成有意義的作用電位的能力方面存在問(wèn)題時(shí)，聽(tīng)力就受損了。

在某些情況下，可以通過(guò)耳蝸植入物來(lái)解決聽(tīng)力損傷，該耳蝸植入物利用由沿著植入電極分布的多個(gè)電極觸點(diǎn)輸送的小電流來(lái)對(duì)聽(tīng)神經(jīng)組織進(jìn)行電刺激。圖1示出了典型耳蝸植入系統(tǒng)的某些組件，其中，外部擴(kuò)音器向外部信號(hào)處理級(jí)111提供音頻信號(hào)輸入，外部信號(hào)處理級(jí)111實(shí)現(xiàn)各種已知信號(hào)處理方案中的一個(gè)。已處理信號(hào)被外部信號(hào)處理級(jí)111換換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)格式，例如數(shù)據(jù)幀序列，以便發(fā)送到植入物殼體108中的接收機(jī)處理器。除了提取音頻信息之外，植入物殼體108中的接收機(jī)處理器可以執(zhí)行附加信號(hào)處理，例如糾錯(cuò)、脈沖形成等，并產(chǎn)生通過(guò)電極引線109中的導(dǎo)線發(fā)送到植入電極陣列110的刺激模式(基于提取的音頻信息)。

電極陣列110通過(guò)被稱(chēng)為耳蝸造口的手術(shù)開(kāi)口而刺入耳蝸104中。電極陣列110具有在其外表面上或者在其外表面下面略微凹陷的多個(gè)電極觸點(diǎn)112，以便向耳蝸104內(nèi)的目標(biāo)聽(tīng)神經(jīng)組織施加一個(gè)或多個(gè)電刺激信號(hào)。除了可能具有接地電極之外，從植入物殼體108行進(jìn)至耳蝸造口開(kāi)口的耳蝸外電極引線109通常不具有電觸點(diǎn)，并且其包含連接導(dǎo)線，該連接導(dǎo)線向電極陣列110上的電極觸點(diǎn)輸送電刺激信號(hào)。

在植入之后，需要在臨床裝配過(guò)程中針對(duì)每個(gè)特定患者調(diào)整該耳蝸植入系統(tǒng)。需要有在使用該植入系統(tǒng)的同時(shí)與患者的表現(xiàn)有關(guān)的信息，以針對(duì)系統(tǒng)的性能或患者的體驗(yàn)方面的任何差異比較不同的處理算法和/或處理參數(shù)。此信息可以通過(guò)來(lái)自患者的反饋以主觀方式和/或通過(guò)不同的客觀測(cè)量方法來(lái)獲得。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施例包括用于將耳蝸植入系統(tǒng)裝配到被植入患者中的系統(tǒng)和方法。測(cè)試刺激發(fā)生器被配置成基于正弦調(diào)幅(SAM)信號(hào)的時(shí)移包絡(luò)(time shifted envelopes)的級(jí)聯(lián)序列來(lái)向被植入患者輸送測(cè)試刺激序列(test stimulation sequence)，該正弦調(diào)幅(SAM)信號(hào)具有通過(guò)帶有抖動(dòng)的調(diào)制頻率f_m+ε調(diào)制的載波頻率f_c，其中，ε是選自[-ε₁,+ε₁]的抖動(dòng)范圍的頻率抖動(dòng)分量。反應(yīng)測(cè)量模塊被配置成測(cè)量患者對(duì)該測(cè)試刺激序列的反應(yīng)，該測(cè)試刺激序列包括聽(tīng)覺(jué)穩(wěn)態(tài)反應(yīng)(ASSR)測(cè)量信號(hào)和心理物理音高辨別反應(yīng)。測(cè)試刺激發(fā)生器被配置成修改所述時(shí)移包絡(luò)，以避免ASSR測(cè)量信號(hào)中的在調(diào)制頻率f_m附近的測(cè)量偽像(measurement artifacts)。

在其它特定實(shí)施例中，測(cè)試刺激發(fā)生器可以配置成通過(guò)以具有相應(yīng)采樣周期的采樣頻率進(jìn)行的對(duì)時(shí)移包絡(luò)的模-數(shù)采樣(analog-to-digital sampling)來(lái)導(dǎo)出測(cè)試序列。例如，測(cè)試刺激發(fā)生器可以配置成對(duì)SAM信號(hào)的包絡(luò)進(jìn)行時(shí)移以抵消時(shí)間失配Δ，所述時(shí)間失配Δ表示所有先前包絡(luò)的每個(gè)包絡(luò)持續(xù)時(shí)間與采樣周期的下一較高整數(shù)倍之間的累積時(shí)間差。

特定實(shí)施例還可以包括相關(guān)性評(píng)估模塊，該相關(guān)性評(píng)估模塊被配置成評(píng)估患者的多個(gè)反應(yīng)之間的相關(guān)性，以確定用于耳蝸植入患者的適當(dāng)裝配過(guò)程。該相關(guān)性評(píng)估模塊可以包括裝配過(guò)程選擇子模塊，該裝配過(guò)程選擇子模塊被配置成：當(dāng)該相關(guān)性被評(píng)估為“充分”時(shí)，將客觀ASSR裝配過(guò)程確定為適當(dāng)?shù)难b配過(guò)程，和/或當(dāng)相關(guān)性被評(píng)估為“不充分”時(shí)，將主觀心理物理音高辨別裝配過(guò)程識(shí)別為適當(dāng)?shù)难b配過(guò)程。

ASSR測(cè)量信號(hào)具體可以是聲誘發(fā)ASSR(AASSR)或電誘發(fā)ASSR(EASSR)。

附圖說(shuō)明

圖1示出了人耳的各種解剖結(jié)構(gòu)和與之相關(guān)的典型耳蝸植入系統(tǒng)的部件。

圖2A-B示出了有抖動(dòng)分量和沒(méi)有抖動(dòng)分量(jitter component)的情況下的正弦調(diào)幅測(cè)試刺激信號(hào)的頻譜。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的裝配評(píng)定系統(tǒng)的各種操作模塊。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的裝配評(píng)定過(guò)程中的各種步驟。

圖5示出了用于抖動(dòng)AASSR刺激序列的示例性波形。

圖6示出了用于包含抖動(dòng)刺激時(shí)段和不抖動(dòng)刺激時(shí)段的測(cè)試刺激序列的記錄測(cè)試信號(hào)的示例。

圖7示出了響應(yīng)于抖動(dòng)刺激時(shí)段和不抖動(dòng)刺激時(shí)段的示意性EEG信號(hào)。

圖8示出了FFT測(cè)試分析的示例性波形。

圖9示出了ASSR與抖動(dòng)音高率辨別(JRPD)之間的相關(guān)性的示例性示意圖。

圖10A-B示出了正弦調(diào)幅(SAM)信號(hào)的示例。

圖11A-B示出了添加有抖動(dòng)的SAM信號(hào)的示例。

圖12示出了多個(gè)連續(xù)SAM信號(hào)的示例。

圖13A-B示出了由于對(duì)SAM包絡(luò)的采樣而產(chǎn)生的時(shí)移Δ。

圖14示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的裝配過(guò)程中的各種步驟。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的實(shí)施例針對(duì)基于諸如聽(tīng)覺(jué)穩(wěn)態(tài)反應(yīng)(ASSR)測(cè)量的客觀電物理測(cè)量進(jìn)行的已接收到耳蝸植入物的患者是否可以被裝配或者是否替代地基于現(xiàn)有技術(shù)心理物理或其它客觀裝配方法來(lái)執(zhí)行裝配的裝配前評(píng)估?？梢耘潘厥褂没蛘叱似渌鼧?biāo)準(zhǔn)裝配方法之外還使用電物理裝配，例如基于ASSR的電物理裝配。裝配前測(cè)試向測(cè)試刺激添加抖動(dòng)變化分量，然后評(píng)估患者的客觀ASSR與其對(duì)心理物理測(cè)量的同時(shí)主觀反應(yīng)之間的相關(guān)性。

在下文中，除非專(zhuān)門(mén)明確指出，聽(tīng)覺(jué)穩(wěn)態(tài)反應(yīng)ASSR可以是電誘發(fā)ASSR(EASSR)和聲誘發(fā)ASSR(AASSR)中的任一種或兩者。EASSR中的抖動(dòng)變化是指在多個(gè)單獨(dú)脈沖之間具有變化距離(時(shí)間)的刺激脈沖序列。AASSR中的抖動(dòng)變化是指上文所解釋的測(cè)試調(diào)制頻率的變化。

在ASSR測(cè)量中，在施加周期性測(cè)試刺激信號(hào)的序列之后誘發(fā)神經(jīng)反應(yīng)。在聲誘發(fā)ASSR(AASSR)中，測(cè)試刺激信號(hào)可以是具有載波頻率f_c和調(diào)制頻率f_m的正弦調(diào)幅信號(hào)(SAM)。圖2A示出了用于這種SAM測(cè)試刺激信號(hào)的相應(yīng)頻譜的示例，其中，載波頻率f_c確定耳蝸內(nèi)的特定刺激位置，并且調(diào)制頻率f_m(邊帶)確定未分辨諧波的情況下的頻道內(nèi)的時(shí)間波動(dòng)。圖2B示出了針對(duì)其中向條紙測(cè)試頻率f_m中引入抖動(dòng)分量的情況的相應(yīng)AASSR頻譜。在電誘發(fā)ASSR(EASSR)中，植入電極陣列的有源電極觸點(diǎn)確定耳蝸內(nèi)的特定刺激位置，并且測(cè)試刺激信號(hào)可以是具有調(diào)制測(cè)試頻率f_m的一定重復(fù)率的周期性脈沖列。

當(dāng)聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)接收到此類(lèi)測(cè)試刺激信號(hào)時(shí)，神經(jīng)元反應(yīng)信號(hào)被鎖定到測(cè)試頻率f_m，從而允許非常頻率特定的客觀測(cè)量。(參見(jiàn)例如Bahmerh和Baumann發(fā)表的Recording and Online Analysis of Auditory Steady State Responses(ASSR)in Matlab,J.Neurosci.Methods.,2010,187(1):105-13；Picton等人發(fā)表的Potentials Evoked by the Sinusoidal Modulation of the Amplitude or Frequency of a Tone,J.Acoust.Soc.Am.,1987,82:165–78；Rees等人發(fā)表的Steady State Evoked Responses to Sinusoidally Amplitude-Modulated Sounds Recorded in Man,Hear Res.1986,23:123–33；Hofmann和Wouters發(fā)表的Electrically Evoked Auditory Steady State Responses in Cochlear Implant Users,J.Assoc.Res.Otolaryngol.2010June,11(2):267-82；其全部?jī)?nèi)容被通過(guò)引用并入本文)。因此，本發(fā)明的實(shí)施例提供了用以確定諸如ASSR的客觀電生理測(cè)試與主觀心理物理測(cè)試之間的相關(guān)性的量。

圖3示出了裝配評(píng)定系統(tǒng)中的各種操作模塊，并且圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的裝配評(píng)定過(guò)程中的各種步驟。裝配評(píng)定系統(tǒng)303包括測(cè)試刺激發(fā)生器304，其在步驟401處以給定測(cè)試頻率向耳蝸植入患者301輸送測(cè)試刺激序列。來(lái)自測(cè)試刺激發(fā)生器304的測(cè)試刺激序列包括使其中測(cè)試頻率由于抖動(dòng)變化分量而改變的抖動(dòng)刺激和其中測(cè)試頻率在沒(méi)有抖動(dòng)變化分量的情況下恒定的不抖動(dòng)刺激的交替的刺激時(shí)段。

針對(duì)每個(gè)裝配評(píng)定會(huì)話，由測(cè)試刺激發(fā)生器304產(chǎn)生的測(cè)試刺激序列的持續(xù)時(shí)間應(yīng)足夠長(zhǎng)，以適當(dāng)?shù)卦跍y(cè)試人體中形成生理穩(wěn)態(tài)反應(yīng)，它通常約30秒。然而，此值取決于各種參數(shù)，并且可以是患者特定的，因此，15和16秒之間或甚至超過(guò)60秒的任何值都是可接受的。測(cè)試刺激發(fā)生器304可以具體地向耳蝸植入患者301輸送聲和/或電測(cè)試刺激序列。圖5示出了用于抖動(dòng)AASSR刺激序列的示例性波形。在各種特定實(shí)施例中，由測(cè)試刺激發(fā)生器304產(chǎn)生的抖動(dòng)變化分量可以在所有抖動(dòng)刺激時(shí)段期間產(chǎn)生測(cè)試頻率中的恒定變化量，或者其可以在不同的抖動(dòng)刺激時(shí)段期間改變測(cè)試頻率中的變化量，并且高斯抖動(dòng)變化分量可以具體包括從0.2至0.8的標(biāo)準(zhǔn)偏差。更具體地，從0.4至0.6的標(biāo)準(zhǔn)偏差。該測(cè)試刺激序列可以包括純抖動(dòng)刺激時(shí)段、純不抖動(dòng)刺激時(shí)段、或者抖動(dòng)刺激時(shí)段和不抖動(dòng)刺激時(shí)段的任何混合。

測(cè)試刺激發(fā)生器30可以輸送具有均勻持續(xù)時(shí)間的刺激時(shí)段或者具有不同持續(xù)時(shí)間的刺激時(shí)段。使測(cè)試刺激發(fā)生器304輸送具有相同持續(xù)時(shí)間的抖動(dòng)刺激時(shí)段和不抖動(dòng)刺激時(shí)段、使得耳蝸植入患者301的聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)始終具有相同時(shí)間以適應(yīng)新測(cè)試刺激序列可能是有利的。在要求可以相當(dāng)容易地滿足的EASSR(但不是針對(duì)AASSR)的情況下，另外滿足另一附加要求可能是有利的。在圖5所示的抖動(dòng)刺激時(shí)段中，豎直短劃線將抖動(dòng)刺激時(shí)段內(nèi)的全正弦波循環(huán)分離。單獨(dú)全波循環(huán)的特定長(zhǎng)度可以取決于抖動(dòng)變化分量的特定量而改變。使AASSR僅使用包括此類(lèi)全波循環(huán)的變化模式、使得整個(gè)抖動(dòng)刺激時(shí)段包含多個(gè)全波循環(huán)可能是有利的。

裝配評(píng)定系統(tǒng)303中的反應(yīng)測(cè)量模塊305并行地測(cè)量耳蝸植入物對(duì)測(cè)試刺激序列的至少兩個(gè)不同反應(yīng)(步驟402)。反應(yīng)測(cè)量模塊305包括客觀測(cè)量子模塊，其測(cè)量耳蝸植入患者301的客觀電生理反應(yīng)(例如，聽(tīng)覺(jué)穩(wěn)態(tài)反應(yīng)(ASSR)，例如聲誘發(fā)ASSR(AASSR)和/或電誘發(fā)ASSR(EASSR))；以及主觀測(cè)量子模塊，其測(cè)量耳蝸植入患者301的主觀心理物理反應(yīng)(例如，基于耳蝸植入患者301對(duì)抖動(dòng)變化分量的感知)。

相關(guān)性評(píng)估模塊306評(píng)估上述不同反應(yīng)之間的相關(guān)性(步驟403)，以確定用于耳蝸植入患者301的適當(dāng)裝配過(guò)程(步驟404)。為此，相關(guān)性評(píng)估模塊306可以包括裝配過(guò)程選擇子模塊，該裝配過(guò)程選擇子模塊在相關(guān)性被評(píng)估為“充分”時(shí)將客觀電物理裝配過(guò)程確定為適當(dāng)?shù)难b配過(guò)程。當(dāng)相關(guān)性評(píng)估模塊306將相關(guān)性評(píng)估為“不充分”時(shí)，該裝配過(guò)程選擇子模塊可進(jìn)一步將主觀心理物理裝配過(guò)程確定為適當(dāng)?shù)难b配過(guò)程。

重要的是用包括抖動(dòng)刺激和不抖動(dòng)刺激的多個(gè)時(shí)段的測(cè)試刺激序列來(lái)測(cè)試耳蝸植入患者以允許患者主觀作出反應(yīng)，并且在執(zhí)行客觀電生理測(cè)量的同時(shí)指示抖動(dòng)刺激時(shí)段的檢測(cè)。

針對(duì)ASSR信號(hào)測(cè)量，可以響應(yīng)于聲學(xué)測(cè)試刺激聲源(在AASSR的情況下)或電測(cè)試刺激聲源(EASSR的情況下的耳蝸植入電極觸點(diǎn))而記錄腦電圖(EEG)信號(hào)?？梢詫?duì)分析窗口進(jìn)行時(shí)移，以計(jì)算ASSR信號(hào)?？梢允褂美缭诨颊叩念^皮和/或前額上的可植入或不可植入的記錄電極來(lái)測(cè)量EEG信號(hào)。圖6示出了用于包含抖動(dòng)刺激時(shí)段和不抖動(dòng)刺激時(shí)段的測(cè)試刺激序列的作為記錄時(shí)間(ms)的函數(shù)的ASSR反應(yīng)記錄的示例。

為了從記錄的EEG信號(hào)導(dǎo)出ASSR信號(hào)，可以用長(zhǎng)度L來(lái)定義評(píng)估窗口，其中，L至少為時(shí)間T。如果抖動(dòng)刺激時(shí)段和不抖動(dòng)刺激時(shí)段兩者的長(zhǎng)度是不相等的，則所述評(píng)估窗口的長(zhǎng)度應(yīng)至少是測(cè)試刺激序列內(nèi)的最短抖動(dòng)/不抖動(dòng)刺激時(shí)段的長(zhǎng)度。圖7示出了其中所述評(píng)估窗口在4個(gè)抖動(dòng)刺激時(shí)段/不抖動(dòng)刺激時(shí)段上延伸的EEG信號(hào)?？梢赃x擇所述評(píng)估窗口，使得EEG信號(hào)之中的每個(gè)第二時(shí)段T被選擇用于進(jìn)一步處理(特別地，如果測(cè)試刺激序列僅包括相同的不抖動(dòng)刺激時(shí)段)。替換地，可以?xún)H從信號(hào)之中選擇單個(gè)刺激時(shí)段。然后可以例如通過(guò)對(duì)濾波數(shù)據(jù)求平均、計(jì)算平均數(shù)據(jù)的頻譜(例如，通過(guò)FFT)并然后導(dǎo)出處于f_c-f_m或f_c+f_m的FFT振幅來(lái)進(jìn)一步處理用于所選刺激時(shí)段的已濾波數(shù)據(jù)。然后，可以在時(shí)間上使所述評(píng)估窗口移位，重復(fù)上述評(píng)估程序。

圖8示出了作為時(shí)間的函數(shù)(對(duì)應(yīng)于分析窗口的移位)的、用于模擬EASSR值(未歸一化)的FFT測(cè)試分析的示例性波形。豎線表示抖動(dòng)刺激時(shí)段與不抖動(dòng)刺激時(shí)段之間的變化。如圖8中可以看到的，在測(cè)量的ASSR信號(hào)中將存在局部最大值和局部最小值。該局部最大值對(duì)應(yīng)于當(dāng)評(píng)估窗口處于其丟棄所有抖動(dòng)刺激時(shí)段而使得僅采用不抖動(dòng)刺激時(shí)段用于求平均和FFT分析的位置時(shí)。同樣，該局部最小值對(duì)應(yīng)于當(dāng)評(píng)估窗口處于其中其丟棄所有不抖動(dòng)刺激時(shí)段的位置時(shí)?？梢韵駿EG信號(hào)的特定點(diǎn)且進(jìn)一步向其中抖動(dòng)刺激時(shí)段和不抖動(dòng)刺激時(shí)段已改變的測(cè)試刺激序列分配ASSR信號(hào)中的局部最大值和局部最小值的序列。因此，可以識(shí)別記錄的開(kāi)始，其先前由于測(cè)試刺激序列與反應(yīng)信號(hào)記錄的開(kāi)始之間的未知延遲而是未知的。此知識(shí)被用于此客觀電物理測(cè)量結(jié)果與主觀心理物理測(cè)試的結(jié)果的比較。

在EASSR測(cè)量的特定情況下，還需要考慮刺激偽像的抵消。由Hoffman和Wouters發(fā)表的Electrically Evoked Auditory Steady State Responses in Cochlear Implant Users,J Assoc Res Otolaryngol.2010June,11(2):267-82以及由Hoffman和Wouters發(fā)表的Improved Electrically Evoked Auditory Steady-State Response Thresholds in Humans,J Assoc Res Otolaryngol.2012Aug.,13(4):573-89提出了可能的方法；其被通過(guò)引用的方式整體并入本文。

在與ASSR記錄并行地執(zhí)行的主觀心理物理測(cè)試中，可以要求測(cè)試患者區(qū)別抖動(dòng)刺激時(shí)段和不抖動(dòng)刺激時(shí)段(感知信號(hào)聲音不同)?；颊邎?bào)告其何時(shí)檢測(cè)到抖動(dòng)刺激時(shí)段發(fā)生或者患者可以對(duì)抖動(dòng)刺激時(shí)段的數(shù)目計(jì)數(shù)。一個(gè)可能測(cè)試情形可能如下：

·向測(cè)試人呈現(xiàn)具有不同音高的兩個(gè)不抖動(dòng)音調(diào)。

·增加音高的差，使得此人能夠可靠地辨別兩個(gè)音高(例如，辨別率高于90％)。

·然后向上述測(cè)試刺激序列呈現(xiàn)抖動(dòng)刺激時(shí)段，并且測(cè)試人必須指明其是否仍可以辨別兩個(gè)音調(diào)。替換地，測(cè)試人的任務(wù)可以是報(bào)告他/她已將兩個(gè)音高中的哪一個(gè)感知為較高的。

·然后，向另一測(cè)試刺激序列呈現(xiàn)與先前的刺激流相比增加的抖動(dòng)。

·測(cè)試刺激序列之間的中斷是可選的。

各種其它的心理物理測(cè)試也是可行的，上述這些僅是一些示例。

在主觀心理物理測(cè)試中，被測(cè)試患者一般必須提供所謂的抖動(dòng)率音高辨別(JRPD)。圖9示出了指示JRPD以增加的標(biāo)準(zhǔn)偏差減小的一組實(shí)驗(yàn)結(jié)果。隨后，ASSR和JRPD的值被歸一化(例如，使得最大和最小ASSR值的距離為1，并且用于純不抖動(dòng)刺激的JRPD是1)，然后就各種相關(guān)性而言進(jìn)行比較，例如一個(gè)圖形中針對(duì)抖動(dòng)信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)偏差描繪兩個(gè)值(圖9)。可能的相關(guān)性準(zhǔn)則可能包括公共峰值、記錄信號(hào)的相同單調(diào)性、相應(yīng)點(diǎn)之間的距離的均方和在特定值以下等。如果能夠示出兩個(gè)信號(hào)之間的相關(guān)性，則此相關(guān)性可以充當(dāng)用于后續(xù)電生理學(xué)測(cè)量或裝配程序的參考，例如基于ASSR作為客觀測(cè)量結(jié)果。如果預(yù)先測(cè)試并未顯示兩個(gè)實(shí)體之間的相關(guān)性，則必須采用標(biāo)準(zhǔn)心理物理裝配程序。

下面描述了同時(shí)進(jìn)行客觀測(cè)量和主觀測(cè)試的實(shí)施方式。針對(duì)AASSR來(lái)示例性描述本實(shí)施方式。

ASSR要求呈現(xiàn)具有時(shí)間周期性的刺激信號(hào)。在AASSR中，測(cè)試刺激信號(hào)可以是具有通過(guò)某個(gè)調(diào)頻分量f_m調(diào)制的載波頻率f_c的正弦調(diào)幅信號(hào)(SAM)，如圖10A中所示，圖10B示出了用于FFT的頻域中的結(jié)果。在EASSR的情況下，例如通過(guò)f_m來(lái)調(diào)制一系列二相脈沖的呈現(xiàn)。借助于標(biāo)準(zhǔn)EEG測(cè)量，可以確定并表征ASSR信號(hào)。另一方面，主觀心理物理音高辨別測(cè)試要求呈現(xiàn)兩個(gè)或更多相當(dāng)短的測(cè)試脈沖，例如單獨(dú)的二相脈沖。此測(cè)試要求測(cè)試人的主觀感知的信息和他/她的合作。

可以通過(guò)向刺激信號(hào)添加抖動(dòng)ε來(lái)執(zhí)行同時(shí)測(cè)量，并且可以修改該刺激信號(hào)以避免ASSR信號(hào)中的在調(diào)制頻率f_m附近的頻率下的偽像(artifacts)。圖11A示出了通過(guò)f_m+ε調(diào)制的SAM的載波頻率，其中，ε可以是[-ε₁,+ε₁]中的任何值，并且在單個(gè)測(cè)試會(huì)話的刺激信號(hào)中可以在這些邊界內(nèi)改變。圖11B示出了該操作的頻域FFT，其中，抖動(dòng)分量的效應(yīng)更容易顯而易見(jiàn)。為了執(zhí)行同時(shí)進(jìn)行的ASSR客觀測(cè)量和主觀心理物理音高辨別測(cè)試，必須找到關(guān)于刺激信號(hào)的長(zhǎng)度的折中方案。

抖動(dòng)影響/減少記錄的EEG信號(hào)中的周期性，并且因此劣化/減小所提取ASSR信號(hào)的振幅。呈現(xiàn)抖動(dòng)測(cè)試刺激還減少音高辨別度，因?yàn)樽兊秒y以使測(cè)試人辨別最初呈現(xiàn)的音高。在后續(xù)測(cè)試會(huì)話中改變抖動(dòng)的量、即改變間隔[-ε₁,+ε₁]可以對(duì)于發(fā)現(xiàn)在兩個(gè)測(cè)試方法之間是否存在相關(guān)性和進(jìn)一步可以將客觀ASSR測(cè)量視為唯一裝配方法還是至少視為對(duì)測(cè)試人的裝配的進(jìn)一步貢獻(xiàn)是有用的。

執(zhí)行此種同時(shí)測(cè)量的一個(gè)簡(jiǎn)單方式在AASSR的情況下將是生成SAM刺激列，SAM刺激列由具有來(lái)自[-ε₁,+ε₁]的添加抖動(dòng)分量ε的單獨(dú)抖動(dòng)SAM信號(hào)k組成。每個(gè)抖動(dòng)SAM信號(hào)k可以具有與f_m±ε對(duì)應(yīng)的調(diào)制循環(huán)中的一個(gè)或其整數(shù)倍的持續(xù)時(shí)間。圖12示出了多個(gè)連續(xù)SAM信號(hào)k的示例，其可以例如由計(jì)算機(jī)工作站的聲卡生成。圖12中的上短劃線示出了抖動(dòng)SAM信號(hào)的每個(gè)調(diào)制循環(huán)的包絡(luò)(其中，在每個(gè)循環(huán)內(nèi)存在恒定ε)。可以用具有恒定頻率ω_k的正弦波來(lái)表示SAM包絡(luò)；即與sin(ω_k*t)成比例。因此可以將整個(gè)SAM刺激序列表示為k個(gè)單獨(dú)調(diào)制循環(huán)的組成，調(diào)制循環(huán)全部具有不同或相等但恒定的頻率ω_k。

在可以在裝配過(guò)程中向測(cè)試人呈現(xiàn)模擬抖動(dòng)SAM信號(hào)的SAM刺激列之前，必須將其A/D轉(zhuǎn)換成相應(yīng)數(shù)字刺激信號(hào)。A/D轉(zhuǎn)換器用特定采樣速率操作，其針對(duì)耳蝸植入應(yīng)用通常在高kHz范圍內(nèi)。此采樣頻率在操作期間是固定數(shù)，并且因此相應(yīng)采樣周期τ通常不是單獨(dú)調(diào)制循環(huán)的整數(shù)倍。在圖13A中示出來(lái)此問(wèn)題，其中，實(shí)心豎直線指示A/D轉(zhuǎn)換器的采樣周期(并且點(diǎn)表示被采樣值)。朝著每個(gè)示例性波形的右下側(cè)的時(shí)間失配Δt指示調(diào)制循環(huán)的長(zhǎng)度與采樣周期的下一較大整數(shù)倍之間的失配量。并且由于A/D轉(zhuǎn)換器的采樣周期與SAM刺激列的調(diào)制循環(huán)的長(zhǎng)度無(wú)關(guān)，所以每個(gè)調(diào)制循環(huán)k能夠以另一(不同的)時(shí)間失配Δt_k結(jié)束。

然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這些不受控的時(shí)間失配Δt_k使AASSR信號(hào)劣化并負(fù)面地影響AASSR測(cè)量信號(hào)與心理物理音高率測(cè)量之間的同時(shí)比較。另外，這些不受控的時(shí)間失配Δt_k還引起在調(diào)制頻率f_m附近的偽像。

本發(fā)明的實(shí)施例提出了一種替換方法，并且包括用于將耳蝸植入系統(tǒng)裝配到被植入患者的系統(tǒng)和方法。例如，就圖3中所示的裝配評(píng)定系統(tǒng)而言，測(cè)試刺激發(fā)生器304被配置成向被植入患者301輸送測(cè)試刺激序列，該測(cè)試刺激序列基于與具有通過(guò)帶有抖動(dòng)的調(diào)制頻率f_m+ε調(diào)制的載波頻率f_c的SAM信號(hào)相對(duì)應(yīng)的時(shí)移包絡(luò)的級(jí)聯(lián)序列，其中，ε是選自抖動(dòng)范圍[-ε₁,+ε₁]的頻率抖動(dòng)分量。反應(yīng)測(cè)量模塊305被配置成測(cè)量患者對(duì)測(cè)試刺激序列的反應(yīng)，測(cè)試刺激序列包括聽(tīng)覺(jué)穩(wěn)態(tài)反應(yīng)(ASSR)測(cè)量信號(hào)(例如，具體地，AASSR或EASSR布置)和心理物理音高辨別反應(yīng)。測(cè)試刺激發(fā)生器304被配置成修改時(shí)移包絡(luò)以避免ASSR測(cè)量信號(hào)中的在調(diào)制頻率f_m附近的測(cè)量偽像。

通常，測(cè)試刺激發(fā)生器304被配置成通過(guò)以具有相應(yīng)采樣周期的給定采樣頻率進(jìn)行的對(duì)所述時(shí)移包絡(luò)的模-數(shù)采樣(analog-to-digital sampling)來(lái)導(dǎo)出測(cè)試序列。并且測(cè)試刺激發(fā)生器304對(duì)每個(gè)包絡(luò)進(jìn)行時(shí)移以抵消時(shí)間失配Δ，時(shí)間失配Δ表示包絡(luò)的持續(xù)時(shí)間與采樣的下一較高整數(shù)倍之間的用于每個(gè)先前包絡(luò)的時(shí)間差。

圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的裝配過(guò)程中的各種步驟。最初，生成第一調(diào)制循環(huán)k＝1(步驟1401)，并且確定其時(shí)間失配Δt₁(步驟1402)。然后，生成下一調(diào)制循環(huán)k＝2包絡(luò)(步驟1403)，并且相對(duì)于先前一個(gè)(k＝1)以第一時(shí)間失配Δt₁進(jìn)行時(shí)移(步驟1404)。然后將該時(shí)移包絡(luò)與調(diào)制循環(huán)包絡(luò)的在先的現(xiàn)有序列相組合(步驟1405)，并且，如果刺激信號(hào)尚未完成(步驟1406)，則該過(guò)程返回以重新確定累積的時(shí)間失配Δ(步驟1402)，并且以Δt₁+Δt₂相對(duì)于其先前一些(k＝1和k＝2)進(jìn)行時(shí)移，并且生成用于下一循環(huán)k＝3的調(diào)制循環(huán)包絡(luò)，返回至步驟1403。一般地，可以生成第k調(diào)制循環(huán)k并以累積的時(shí)間失配Δt₁+Δt₂+…+Δ_k-1相對(duì)于先前一些(k＝1至k-1)進(jìn)行移位。圖13B示出了根據(jù)這種程序的組合時(shí)移調(diào)制循環(huán)包絡(luò)的一個(gè)特定示例。

測(cè)試刺激發(fā)生器304將時(shí)移調(diào)制循環(huán)組合以形成調(diào)制循環(huán)的級(jí)聯(lián)列，其具有正弦波的全周期(或全周期的整數(shù)倍)的長(zhǎng)度，并且同時(shí)避免由A/D轉(zhuǎn)換器的采樣周期引起的失真的不期望引入(其引入不期望的抖動(dòng))。為了構(gòu)造全SAM刺激列，測(cè)試刺激發(fā)生器304將此刺激序列乘以載波頻率f_c(其確定耳蝸中的呈現(xiàn)刺激的音質(zhì)(tonotopic)位置)，并且使A/D轉(zhuǎn)換器中的SAM刺激列數(shù)字化以便輸出到正在被裝配的被植入患者。

如圖3中進(jìn)一步所示，特定實(shí)施例還可以包括相關(guān)性評(píng)估模塊306，其被配置成評(píng)估患者反應(yīng)之間的相關(guān)性以確定用于耳蝸植入患者的適當(dāng)裝配過(guò)程。相關(guān)性評(píng)估模塊306可以包括裝配過(guò)程選擇子模塊307，其被配置成：當(dāng)該相關(guān)性被評(píng)估為“充分”時(shí)，將客觀ASSR裝配過(guò)程確定為適當(dāng)?shù)难b配過(guò)程，和/或當(dāng)相關(guān)性被評(píng)估為“不充分”時(shí)，將主觀心理物理音高辨別裝配過(guò)程識(shí)別為適當(dāng)?shù)难b配過(guò)程。

特定實(shí)施例的偽代碼表示可以闡述如下：

可以用任何常規(guī)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言來(lái)部分地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例。例如，可以用過(guò)程編程語(yǔ)言(例如，“C”)或面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言(例如，“C++”、Python)來(lái)實(shí)現(xiàn)優(yōu)選實(shí)施例?？梢詫⒈景l(fā)明的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)為預(yù)先編程硬件元件、其它相關(guān)部件或者作為硬件和軟件部件的組合。

還可以將實(shí)施例部分地實(shí)現(xiàn)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。這種實(shí)施方式可以包括固定在有形介質(zhì)(例如計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(例如，磁盤(pán)、CD-ROM、ROM或固定磁盤(pán)))上或者可經(jīng)由調(diào)制解調(diào)器或者其它接口設(shè)備(例如通過(guò)介質(zhì)連接到網(wǎng)絡(luò)的通信適配器)發(fā)送到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一系列計(jì)算機(jī)指令。介質(zhì)可以是有形介質(zhì)(例如，光學(xué)或模擬通信線路)或者用無(wú)線技術(shù)(例如，微波、紅外或其它傳輸技術(shù))實(shí)現(xiàn)的介質(zhì)。該系列的計(jì)算機(jī)指令實(shí)現(xiàn)在本文中先前相對(duì)于系統(tǒng)所述的功能的全部或一部分。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到可以用許多編程語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)此類(lèi)計(jì)算機(jī)指令以與許多計(jì)算機(jī)架構(gòu)或操作系統(tǒng)一起使用。此外，可以將此類(lèi)指令存儲(chǔ)在任何存儲(chǔ)器設(shè)備中，諸如半導(dǎo)體、磁、光學(xué)或其它存儲(chǔ)器設(shè)備，并且可以使用任何通信技術(shù)來(lái)發(fā)送，例如光學(xué)、紅外、微波或其它傳輸技術(shù)。可預(yù)期的是這種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以作為具有伴隨的印刷或電子文檔(例如，收縮軟件包)的可移動(dòng)介質(zhì)分發(fā)、預(yù)先加載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(例如，在系統(tǒng)RAOM或固定磁盤(pán)上)或者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)(例如，因特網(wǎng)或萬(wàn)維網(wǎng))從服務(wù)器或電子公告板分發(fā)。當(dāng)然，可以將本發(fā)明的某些實(shí)施例實(shí)現(xiàn)為軟件(例如，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品)和硬件兩者的組合。此外，本發(fā)明的其它實(shí)施例被實(shí)現(xiàn)為全硬件或全軟件(例如，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品)。

雖然已經(jīng)公開(kāi)了本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例，但對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言將是顯而易見(jiàn)的是，在不脫離本發(fā)明的真實(shí)范圍的情況下可以進(jìn)行各種改變和修改，其將實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的某些優(yōu)點(diǎn)。