專利名稱：適配聽覺假體的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及聽覺假體，并且更特別地涉及適配聽覺假體。
背景技術：
助聽器被用來提供聲學刺激以對聽力受損的人進行輔助。耳蝸植入體已經被用來對具有更為嚴重的感覺神經性聽力損失的那些人進行輔助。已經認識到的是，對于一些具有聽力損失的用戶而言，提供電刺激以及聲學或機械刺激二者是有好處的，以下稱為混合系統(tǒng)。對應于耳蝸的更多基部區(qū)域，感覺神經性聽力損失通常對較高頻率范圍的影響非常嚴重。這樣，混合系統(tǒng)通常在較高頻率范圍提供電刺激，并且在較低頻率范圍提供機械刺激。這種系統(tǒng)的適配和調節(jié)一般使用兩種不同的適配協(xié)議來執(zhí)行。第一協(xié)議用于適配刺激的電部分，其與用于常規(guī)耳蝸植入體的協(xié)議相類似。另一協(xié)議用于刺激的聲學部分，其相當于用于常規(guī)助聽器的協(xié)議。這些處理一般通過臨床醫(yī)生對單獨的聲學系統(tǒng)和電系統(tǒng)進行一系列冗長的心理物理試驗來執(zhí)行。這需要相當數量的時間和精力，并且經過適當培訓的人員是有限的資源。進一步的問題涉及幼童。對無法將其感覺向臨床醫(yī)生進行溝通的幼童(或他人)進行可靠地適配可能是困難的。在由Bouchataoui提出的美國專利申請第2006/0287690號中公開了使用由電刺激系統(tǒng)的電極組件所測量的聲誘發(fā)神經響應來確定針對聲學信號處理的設置。特別地，公開了這些設置可以用來設定系統(tǒng)的每個通道的增益，并且用來確定聲學刺激模式和電刺激模式之間的截止頻率。

發(fā)明內容
在本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于對混合聽力假體系統(tǒng)的響應曲線進行調節(jié)的方法，該系統(tǒng)至少包括濾波器組、處理器、聲學刺激器、電刺激器和電極陣列，該濾波器組可操作地提供對應于預定義通道中的振幅的輸出通道信號，并且該處理器可操作地將輸入/輸出參數施加到該輸出通道信號以產生聲學刺激，該方法包括:對于預期針對其進行聲學刺激的每個通道，以已知水平提供聲學刺激；使用植入式電極陣列確定所誘發(fā)的對每個刺激的神經響應；對跨多個通道所誘發(fā)的神經響應之和進行編譯以產生響應曲線，并且將該響應曲線與預定響應曲線進行比較；以及調節(jié)一個或多個通道的一個或多個所選擇的輸入/輸出參數，使得經調節(jié)的響應曲線與該預定響應曲線最佳匹配。

在第二方面，提供了一種用于對包括聲學刺激的聽力系統(tǒng)的響應曲線進行優(yōu)化的方法，該系統(tǒng)至少包括濾波器組、處理器、聲學刺激器和至少一個電極，該濾波器組可操作地提供對應于預定義通道中的振幅的輸出通道信號，并且該處理器可操作地將輸入/輸出參數施加到該輸出通道信號以產生聲學刺激，該方法包括:對于每個聲學通道，以已知水平提供聲學刺激；使用植入式電極確定所誘發(fā)的對每個刺激的神經響應；對跨多個通道所誘發(fā)的神經響應之和進行編譯以產生響應曲線，并且將該響應曲線與預定響應曲線進行比較；以及調節(jié)一個或多個通道的一個或多個所選擇的輸入/輸出參數，使得經調節(jié)的響應曲線與該預定響應曲線最佳匹配。在第三方面，提供了一種用于對包括聲學刺激的聽力系統(tǒng)的響應曲線進行優(yōu)化的方法，該系統(tǒng)至少包括濾波器組、處理器以及聲學或機械刺激器，該濾波器組可操作地提供對應于預定義通道中的聲學振幅的通道信號，并且該處理器可操作地將輸入/輸出參數施加到該通道信號以在輸出通道內產生聲學刺激，該方法包括:對于每個輸出通道，以已知水平提供聲學刺激，以便針對用戶確定閾值和舒適度水平；對于每個通道信號，改變聲學刺激以便確定所期望的輔助輸出閾值，該輔助輸出閾值是可操作地對應于該通道的閾值水平的最小聲級；由此為該用戶定義每個通道的閾值、舒適度水平和所期望的輔助閾值，并且參考那些水平定義適配參數。在第四方面，提供了一種對混合設備的刺激參數進行視覺化和控制的方法，該方法包括:通過圖形用戶界面(GUI)顯示指示每個所述通道內的閾值和舒適度水平的一組電通道指示符；以及通過所述GUI顯示指示每個所述通道內的閾值和舒適度水平的一組聲學通道指示符，縮放并顯示所述電通道指示符和所述聲學通道指示符以便所述電通道指示符和所述聲學通道指示符在具有視覺上可比較的范圍的單個顯示器上是可見的。在第五方面，提供了一種用于將聲學設備適配到用戶的方法，該設備是聽力假體或者混合設備的聲學部分，該方法包括:對于每個通道，確定落入該通道內的輸入聲音所期望的最小可聽水平；通過行為測量或客觀測量確定聲學刺激的檢測閾值和舒適度水平，并且由此得出該通道所需的聲學刺激處理參數。


現在將參考附圖描述本發(fā)明的說明性實施例，其中:圖1是示出聲學刺激路徑和電刺激路徑的示意性框圖；圖2是示出聲學通道的輸入輸出函數的圖形；圖3是示出左側聽力圖和右側聽力圖的圖形；圖4是圖形用戶界面的概念性屏幕截圖，其中以類似方式示出聲學通道和電通道；以及圖5是各種頻率處的增益的圖形，示出了匹配到所期望的響應曲線的過程。
具體實施例方式以寬泛的形式，本發(fā)明的實施例提供在諸如混合系統(tǒng)之類的包括聲學或機械刺激的系統(tǒng)中，能夠使用對聲學刺激的行為或客觀響應來設置每個聲學通道的輸入輸出(I/o)函數以及用于獲得針對 一個或多個通道而調節(jié)的所期望的I/o函數所需的增益，使得跨通道的實際響應曲線與預定響應曲線相匹配。
在另一寬泛的方面，實施例提供了一種用于混合系統(tǒng)的基于⑶I的適配方法，其中臨床醫(yī)生能夠以可比較的方式在單個屏幕上查看聲學和電通道設置。將參考特定的說明性示例對本發(fā)明的實施例進行描述，該說明性示例是一種在混合的電和聲學或機械刺激系統(tǒng)中使用的適配過程。出于本說明書和權利要求的目的，混合系統(tǒng)是被配置為施加諸如電、聲學或機械刺激之類的一種以上形式的刺激的任意聽覺假體。例如，在實施例中，混合系統(tǒng)可以施加電和聲學刺激兩者。該電刺激可以例如經由耳蝸內的電極陣列或者神經刺激設備的某個其它形式而被施加。聲學刺激可以是任意形式的聲學刺激，例如使用(耳中、外耳道中或者其它方面)外部助聽器或耳機所施加的刺激。機械刺激可以包括例如通過骨錨式助聽器(BAHA)(有時也被稱作骨傳導設備)、中耳或其它植入式機械刺激器(例如，植入式機械致動器)或者任意其它類型的機械刺激系統(tǒng)所施加的刺激。
如以下將進一步討論的，本發(fā)明的實施例在使用機械或聲學刺激的系統(tǒng)中能夠對行為響應或誘發(fā)電響應進行測量的任何情況下都是適用的，并且其不限于混合設備。其適用于諸如以上所描述的那些刺激之類的任意形式的聲學或機械刺激。其可以被應用到具有全植入組件的系統(tǒng)、部分植入的系統(tǒng)或者被應用到完全外部的系統(tǒng)。應當出于本專利申請的目的以這種寬泛的方式理解術語混合系統(tǒng)或混合設備。(多個)示例性實施例還可以在單獨的聲學或機械系統(tǒng)中使用，其可以包括適當的植入式感測電極，或者可以包括使用觀察到的行為響應。將要意識到的是，出于說明的目的對實施方式進行描述，并且其特征并非旨在限制本發(fā)明的范圍。出于描述示例性實施例的目的，混合電-聲聽力假體可以包括與聲學或機械刺激器(例如耳機、BAHA或植入式機械致動器)相結合、提供電刺激的耳蝸植入體。通常使用電流來施加電刺激，該電流被施加到置于耳蝸之中的多個電極。聲學刺激在例如耳蝸的低頻或頂端區(qū)域中仍然發(fā)現殘留的聽力函數的情況下可能是有用的。在本實施例中，可以通過聲學或機械刺激處理路徑(例如，經由助聽器、BAHA或其它機械設備)提供低頻聲音，并且可以通過電刺激處理路徑(例如，經由耳蝸內的電極)提供高頻聲音。如所提到的，耳蝸假體可以對接受者的耳蝸施加電刺激?？梢越浻陕犛X神經細胞的直接電刺激來施加該刺激以旁路不存在的或有缺陷的毛細胞，該毛細胞在正常情況下將聲學振動轉換成神經活動。這樣的設備通常使用插入耳蝸鼓階的多觸點電極以使得該電極可以區(qū)別性地激活在正常情況下對聲音的差別音高進行編碼的聽覺神經元。這樣的設備還被用來治療少數具有聽覺神經雙邊退化的患者。對于這樣的患者，耳蝸假體設備在腦干中提供耳蝸細胞核的刺激，這樣的設備經常被稱作聽覺腦干植入體(ABI)?？梢岳闷鋵嵤┍景l(fā)明的實施例的示例性假體包括但不限于美國專利第4，532，930 號、第 6，537，200 號、第 6，565，503 號、第 6，575，894 號和第 6，697，674 號中所描述的那些系統(tǒng)，上述專利的全部內容和公開內容通過引用特此結合于此。如這里所描述的，耳蝸假體通常包括外部可佩戴的控制單元，該控制單元確定被提供至包含密封外殼中的有源電路的植入式刺激器單元的電刺激的模式。電刺激通過電極進行傳遞以提供聽覺神經細胞的電刺激。圖1是被配置為施加聲學和電刺激的混合耳蝸假體的示例性框圖。如圖所示，示例性耳蝸假體包括聲學和電處理路徑兩者。將要理解的是，這僅是許多這樣的用于混合耳蝸假體的方法之一。圖1中所示的功能塊例如可以在耳蝸假體的聲音處理器/接收器中實施。在該不例中，該聲音處理器/接收器可以在被用來施加電刺激時被稱作聲音處理器而在被用來施加聲學刺激時被稱作接收器。這些功能塊例如可以由硬件和/或軟件或者兩者的組合來實施。如圖所示，輸入聲音信號被接收并被呈現至濾波器組，該濾波器組包括標記為10的用于濾波器頻帶I至N的多個帶通濾波器，以及標記為20的用于濾波器頻帶N+1至N+M的多個帶通濾波器。如圖所示，在耳蝸假體的聲學處理路徑內處理從I至N的濾波器頻帶10，而在耳蝸假體的電路徑內處理從N+1至N+M的濾波器頻帶20。將要意識到的是，沿聲學和電路徑處理的頻率在一些實施方式中可以重疊。如本領域技術人員將會意識到的,N和M的數值可以取決于刺激設備、處理方法和刺激策略的特性。在聲學部分中，帶通濾波器10的輸出被提供至信號處理器11用于處理，并且被提供至增益/限制控制器12。如以下將要描述的，信號處理器11和增益限制控制器12中的每一個根據頻帶級和輸入/輸出函數對該信號進行處理。每個通道的信號隨后被提供至相位校正器13用于相位校正。重構器14隨后合并該通道以便構建音頻信號。經合并的信號隨后通過可編程延遲15進行延遲并且例如使用揚聲器而在聲學上被呈現16給接受者。該延遲有助于改善相對應的聲學和電刺激之間的同步。通常，電處理更為復雜并且可能花費更大量的時間來完成。正因如此 ，可編程延遲15可以對來自重構器14的聲學信號施加延遲以使得聲學信號16和電刺激信號26同步。在電處理路徑中，由信號處理器21處理濾波器20的輸出。增益控制器22依據預定參數對經處理的信號施加增益，這被確定為適配過程的一部分。最大值選擇器23隨后可以依據所使用的語音處理策略選擇用于施加刺激的通道。雖然在該示例中，最大值選擇器23根據所確定的語音處理策略選擇適當的最大值23的頻帶20，但是在其它實施例中，可以使用不同機制用于選擇用于施加刺激的通道。包括其振幅在內的所選擇的通道隨后被振幅
映射器24映射至相應的電極(例如，電極1、2.....N)和電流級。刺激信號隨后通過RF復
用器25并且作為用于特定電極的刺激指令26被輸出。該信號隨后例如可以被傳送至耳蝸假體的內部組件，其中該指令由刺激控制器進行處理，該刺激控制器隨后依據該指令經由電極提供刺激。在這樣的系統(tǒng)中，要確定許多個性化的參數以便提供跨頻率范圍充分可聽的聲覺，同時保持刺激的舒適和安全水平。耳蝸植入體的聲音處理所需的具體參數可以在制造商和型號之間略有變化。通常地，要求輸入聲音的動態(tài)范圍被“映射”到每個電極或通道的個體的電聽覺范圍，對于每個耳蝸內的電極，該電聽覺范圍通過最小可檢測電刺激水平(或閾值TE)以及最大可容忍電刺激水平(或舒適度水平CE)來定義。在經由耳蝸植入體的電刺激的情況下，標稱的輸入動態(tài)范圍通常由最小輸入聲級Tspl和聲級Cm來定義，該最小輸入聲級Tsa將產生對應于Te的電刺激而該聲級Csa將在舒適度水平Ce針對任意給定頻率分析頻帶產生電刺激。一些現有系統(tǒng)將特定電極與特定頻率通道相關聯(lián)，并且在以下示例中正是要具體涉及的這種類型的系統(tǒng)。然而，一些系統(tǒng)在實際電極之間具有虛擬電極，其中一部分刺激電流通過相鄰電極，并且本發(fā)明也適用于這樣的系統(tǒng)。在所有這些系統(tǒng)中，存在輸入聲級(適宜地以分貝為單位)到通常被表示為以安培為單位的電流振幅的電輸出水平的變換。
在經由通常以外部助聽器的形式的聲學放大假體的聲學刺激的情況下，該變換保留在聲學域中，具有被變換為以分貝聲壓級(或者用于機械致動器的牛頓)表示的聲輸出級的聲音輸入。在兩種情況下，輸入-輸出函數的形式可以是線性的或者非線性的，后者通常是耳蝸植入體中的情況。此外，如聲學假體中常見的情況，該函數可以由通過直線連接的若干點(拐點)來定義。在拐點之間，通常根據被稱作響度增長函數的對數或指數數學表達式，該函數也可以是彎曲的。圖2中示出了用于聲學刺激的兩種類型的常見輸入-輸出函數:所謂的具有附加輸出限制(LinearOL虛線)的“線性”增益函數，以及動態(tài)范圍壓縮函數(DRC，有時稱作WDRC,實線)。LinearOL曲線簡單地通過兩個參數G和MPO來定義:在函數的1:1傾斜部分(或者具有橫坐標輸入水平=OdB的函數的截距)上的輸入和輸出水平之間的差或者增益G，以及最大輸出功率(MPO)。DRC曲線由兩個點或者兩對參數定義:在通常為40-50dB的預定義輸入水平(或下拐點)處的最大增益Gmax,以及在通常為80-90dB的第二預定義輸入水平(或上拐點)處的ΜΡ0?？梢?有附加的參數，例如，函數在下拐點以下的斜率可以大于1，這表示用以降低背景噪聲的可聽度的“擴展”區(qū)域。圖2相應地示出了每個聲學通道的輸入/輸出函數。適配參數Ta/Gk以及Ca/MP0的作用由圓圈來指示。在聲學助聽器中，每個聲學通道的標稱增益G從個體的殘留聽力函數的測量連同該通道的最大功率輸出MPO得出。殘留聽力的靈敏度或“閾值”Tm和最大舒適度水平(MCL或UCL)通常使用經由標準聽力學耳機單獨地呈現給每個耳朵的不同頻率的純音范圍進行測量。這些測量描繪了相對于具有OdBHL的平均單耳閾值的“正?！甭犝叩拿總€個體的殘留聽力的特性。這些數據通常呈現在稱為聽力圖的圖形中(比如圖3中所示出的)。圖3示出了用于樣本用戶的左耳和右耳的示例性聽力圖。通常，使用指定規(guī)則從Tm的數值計算每個音頻通道的標稱增益和ΜΡ0。基于不同的基本原理，現有技術中存在各種規(guī)范公式。這些公式包含了以dBHL描述的聽力特性到以dBSPL描述的聽力特性的變換、耳內耳機和外部耳機之間的差異、耳模的不同出口尺寸、語音信號的特性以及受損聽力的屬性。例如，DSL規(guī)則具有跨多個聲學通道恢復語音信號的可聽度的基本原理，而NAL-RP規(guī)則卻包含了對于語音理解而言非常重要的高頻聽力損失能夠通過提供低頻中的附加可聽度而得到補償的事實。這些規(guī)范規(guī)則可以通過形式為a+bTHL+cT2HL的多項式公式近似表示，其中針對每個測試頻率或者具有該頻率的相應Tm的聲學通道定義系數a、系數b和系數C。對已經被置入了耳蝸植入式電極并且其殘留聽力函數落入本實施例的范圍之內的個體的研究表明，這樣的個體通常更喜歡使用比使用諸如以上所描述的公式之類的現有技術公式所規(guī)定的聲學增益更大的聲學增益。表I示出了對于多個聲學通道中心頻率的聲學通道的最優(yōu)輸入/輸出特性的指示中的參數。特別地，其指示了每個聲學通道的與優(yōu)選的和最優(yōu)的增益和MPO最佳適配的系數的平均值和范圍。目標增: G = aG+aG X Thl 并且目標 MPO = aM+bM X THL+cMX T HL。
權利要求
1.一種用于對混合聽力假體系統(tǒng)的響應曲線進行調節(jié)的方法，所述系統(tǒng)至少包括濾波器組、處理器、聲學刺激器、電刺激器和電極陣列，所述濾波器組可操作地提供對應于預定義通道中的振幅的輸出通道信號，并且所述處理器可操作地將輸入/輸出參數施加到所述輸出通道信號以產生聲學刺激，所述方法包括: 對于預期針對其進行聲學刺激的每個通道，以已知水平提供聲學刺激； 使用植入式電極陣列確定所誘發(fā)的對每個刺激的神經響應； 對跨多個通道所誘發(fā)的所述神經響應之和進行編譯以產生響應曲線，并且將所述響應曲線與預定響應曲線進行比較；以及 調節(jié)一個或多個通道的一個或多個所選擇的輸入/輸出參數，使得經調節(jié)的響應曲線與所述預定響應曲線最佳匹配。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述所選擇的輸入/輸出參數是增益和MPO之一或二者。
3.根據權利要求1所述的方法，其中所述調節(jié)步驟包括完全去除一個或多個通道以便與所述預定響應曲線最佳匹配。
4.根據權利要求1所述的方法，其中所述方法進一步包括: 對于預期針對其進行電刺激的每個通道，以已知水平提供電刺激； 使用所述植入式電極陣列確定所誘發(fā)的對所述刺激的神經響應；以及 調節(jié)每個通道的電刺激參數。
5.根據權利要求4所述的方法，其中響應于對電刺激和聲學刺激的相對神經響應，定義過渡通道的截止通道或范圍。
6.一種用于對包括聲學刺激的聽力系統(tǒng)的響應曲線進行優(yōu)化的方法，所述系統(tǒng)至少包括濾波器組、處理器、聲學刺激器和至少一個電極，所述濾波器組可操作地提供對應于預定義通道中的振幅的輸出通道信號，并且所述處理器可操作地將輸入/輸出參數施加到所述輸出通道信號以產生聲學刺激，所述方法包括: 對于每個聲學通道，以已知水平提供聲學刺激； 使用植入式電極確定所誘發(fā)的對每個刺激的神經響應； 對跨多個通道所誘發(fā)的所述神經響應之和進行編譯以產生響應曲線，并且將所述響應曲線與預定響應曲線進行比較；以及 調節(jié)一個或多個通道的一個或多個所選擇輸入/輸出參數，使得經調節(jié)的響應曲線與所述預定響應曲線最佳匹配。
7.一種用于對包括聲學刺激的聽力系統(tǒng)的響應曲線進行優(yōu)化的方法，該系統(tǒng)至少包括濾波器組、處理器以及聲學刺激器或機械刺激器，所述濾波器組可操作地提供對應于預定義通道中的聲學振幅的通道信號，并且所述處理器可操作地將輸入/輸出參數施加到所述通道信號以在輸出通道內產生聲學刺激，所述方法包括: 對于每個輸出通道，以已知水平提供聲學刺激，以便針對用戶確定閾值和舒適度水平; 對于每個通道信號，改變所述聲學刺激以便確定所期望的輔助輸出閾值，所述輔助輸出閾值是可操作地對應于所述通道的所述閾值水平的最小聲級； 由此為所述用戶定義每個通道的閾值、舒適度水平和所期望的輔助閾值，并且參考那些水平定義適配參數。
8.—種對混合設備的刺激參數進行視覺化和控制的方法，所述方法包括: 通過圖形用戶界面(GUI)顯示指示每個所述通道內的閾值和舒適度水平的一組電通道指示符；以及 通過所述GUI顯示指示每個所述通道內的所述閾值和所述舒適度水平的一組聲學通道指示符，縮放并顯示所述電通道指示符和所述聲學通道指示符以便所述電通道指示符和所述聲學通道指示符在具有視覺上可比較的范圍的單個顯示器上是可見的。
9.根據權利要求8所述的方法，其中所述電通道和所述聲學通道的通道指示符包括可以在顯示界面上被移動以便調節(jié)所述設備的舒適度的數值和閾值的數值的舒適度圖標和閾值圖標。
10.根據權利要求9所述的方法，其中所述通道的至少一些通道在聲學通道和電通道之間的輸入聲學范圍中重疊。
11.根據權利要求9所述的方法,其中所述GUI進一步允許一個或多個輸入聲學范圍在用戶要求時被選擇作為聲學通道、電通道中的任何一個或者二者，并且在這些選項之間變化。
12.根據權利要求9所述的方法，其中至少針對所選擇的聲學通道和/或電通道記錄所誘發(fā)的對聲學刺激的神經響應和/或行為響應的數值，并且所述數值被用來自動建議閾值和舒適度水平的數值，以及/或者用于選擇電刺激或聲學刺激。
13.一種用于將聲學設備適配到用戶的方法，所述設備是聽力假體或者混合設備的聲學部分，所述方法包括: 對于每個通道，確定落入所述通道內的輸入聲音所期望的最小可聽水平； 通過行為測量或客觀測量確定聲學刺激的檢測閾值和舒適度水平，并且由此得出所述通道所需的聲學刺激處理參數。
14.根據權利要求13所述的方法，其中通過使用所述聲學設備的輸出生成適當的聲學信號來確定所述檢測閾值和所述舒適度水平。
15.根據權利要求13所述的方法，其中使得臨床醫(yī)生能夠在不同的聲學信號處理策略之間變換參數，同時保持落入所述通道內的輸入聲音所期望的所述期望最小可聽水平、所述檢測閾值和所述舒適度水平。
全文摘要
一種用于適配和調節(jié)聲學聽力假體或者混合電和聲學聽力假體的方法和系統(tǒng)。圖形用戶界面允許以可比較的方式查看并且調節(jié)聲學適配參數和電適配參數。該方法進一步允許響應于對已知刺激的響應的行為測量或者客觀測量對聲學通道的聲學刺激的參數進行調節(jié)，以便實現所期望的響應曲線。
文檔編號H04R25/00GK103229519SQ201180052435
公開日2013年7月31日 申請日期2011年10月28日 優(yōu)先權日2010年10月28日
發(fā)明者C·J·詹姆斯, I·鮑查陶尤伊, M·基利安, K·范登休維爾 申請人:耳蝸有限公司