基于自然聲音信號(hào)誘發(fā)的聽覺誘發(fā)電位的自動(dòng)實(shí)時(shí)助聽器驗(yàn)配的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)?jiān)O(shè)及助聽器和設(shè)及聽覺誘發(fā)電位（AE巧的監(jiān)視。本發(fā)明尤其設(shè)及包括用于 拾取和分析聽覺誘發(fā)電位如聽性腦干反應(yīng)（ABR)的裝置的助聽器。本申請(qǐng)還設(shè)及助聽器的 運(yùn)行方法及助聽器的用途。本申請(qǐng)還設(shè)及包括處理器和程序代碼的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其中程 序代碼使得助聽器執(zhí)行本發(fā)明方法的至少部分步驟。
[0002] 本發(fā)明例如可用在需要連續(xù)評(píng)估用戶的聽闊的助聽器或助聽器系統(tǒng)中。
【背景技術(shù)】
[0003] 針對(duì)特定人員的聽力受損驗(yàn)配助聽器通常需要知道臨床測(cè)量的、所設(shè)及人員的 聽闊。聽性腦干反應(yīng)（ABR)可用作聽力測(cè)定聽闊的客觀估計(jì)（例如[Stilrzebecheret al.，2006])。ABR信號(hào)通常通過(guò)安裝在頭上的表面電極進(jìn)行測(cè)量，其中一電極在前額頂點(diǎn)處 或中間，一電極在耳后乳突上或耳垂上，及一地電極在頭的另一側(cè)上。然而，未來(lái)的助聽器 可能在面向耳道的助聽器殼表面上包括電極W記錄電腦電波信號(hào)如腦電圖巧EG)(例如參 見[Limner, 2010])。
[0004] 便攜式EEG監(jiān)視裝置在[KidmoseandWestermann, 2010]中描述。包括用于檢測(cè) 電信號(hào)如腦電波的電極的助聽器在[KidmoseandMandic, 2011]中描述。用于記錄人的聽 性腦干反應(yīng)（ABR)的系統(tǒng)的刺激設(shè)計(jì)例如在WO2006/003172A1中描述。
[0005] EP1073314A1公開了一種驗(yàn)配助聽器的方法。該方法包括使用連接到佩戴者的測(cè) 量裝置檢測(cè)來(lái)自助聽器佩戴者的聽覺、無(wú)意識(shí)身體信號(hào)。評(píng)估裝置基于測(cè)得的值產(chǎn)生助聽 器的起始參數(shù)。運(yùn)些參數(shù)傳給助聽器的信號(hào)處理單元進(jìn)行個(gè)別調(diào)節(jié)。信號(hào)可饋給助聽器佩 戴者的至少一只耳朵。測(cè)量裝置檢測(cè)因該信號(hào)引起的無(wú)意識(shí)身體信號(hào)。信號(hào)可W是聲學(xué)、 電、電磁或機(jī)械信號(hào)。
[0006] 本發(fā)明進(jìn)一步W使用聽覺模型的想法為基礎(chǔ)W能夠連續(xù)呈現(xiàn)不干擾助聽器用 戶的聽覺"測(cè)試信號(hào)"，如EP2581038A1中所述。本發(fā)明的說(shuō)明書及附圖的大部分取自 EP2581038A1并在此W同樣或稍微修改的形式呈現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 聽覺誘發(fā)電位（AE巧為事件相關(guān)電位巧R巧如聽性腦干反應(yīng)（ABR)的子集。ERP 為時(shí)間鎖定到某些"事件"的腦反應(yīng)，事件如感覺刺激、精神事件（如目標(biāo)刺激的識(shí)別）、或 刺激的遺漏。對(duì)于AEP，"事件"為聲音。AEP(和ER巧為響應(yīng)于聽覺刺激如不同音調(diào)、語(yǔ)音 等、源自大腦的、從頭皮記錄的非常小的電壓電位。
[0008] 測(cè)得的人AEP的分析可用于估計(jì)該人的聽力測(cè)定聽闊化TL)。在助聽器中可將估 計(jì)的聽闊用作輸入而執(zhí)行驗(yàn)配算法W為佩戴該助聽器的用戶確定適當(dāng)?shù)碾S頻率而變的增 益。測(cè)得的人AEP的分析也可用于估計(jì)該人的聽力的其它特性（在此尤指闊上特性），例如 對(duì)下述參數(shù)的靈敏度：a)音高變化；b)耳間bl)時(shí)間差或b2)電平差；C)時(shí)頻域調(diào)制（頻 率訊和時(shí)間（t)的調(diào)制）等。用戶的聽覺能力例如（一定程度上）可由多個(gè)（通常隨頻 率訊而變的）"闊"值確定，例如聽闊腳訊，聲音感知的最小電平）、鑒頻闊（Af?(f)， 差別感知的最小頻率差（頻譜掩蔽））、時(shí)間鑒別闊（At?(f)，不同聲音感知的最小頻率差 (時(shí)間掩蔽））。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明，正向通路的信號(hào)處理參數(shù)（因而及在經(jīng)輸出變換器提供給用戶之前 應(yīng)用于電輸入信號(hào)的隨時(shí)間和頻率而變的增益）可自適應(yīng)變化（如跨幾小時(shí)或幾天或幾個(gè) 月）W優(yōu)化用戶的通過(guò)用戶對(duì)（所選）聲音（段）的大腦反應(yīng)的持續(xù)分析確定的聽覺能力 (例如通過(guò)優(yōu)化一個(gè)或多個(gè)所提及的闊值（使其最小化））。
[0010] 在本發(fā)明中，助聽器產(chǎn)生和保持觀測(cè)到的聲音刺激和記錄的AEP的數(shù)據(jù)庫(kù)，其使 助聽器能跨多個(gè)自然出現(xiàn)的聲音平均AEP。因而，助聽器不（必需）產(chǎn)生另外的測(cè)試聲音。 而是（或主要地），助聽器選擇多個(gè)類似場(chǎng)合的自然出現(xiàn)的聲音并對(duì)它們求平均。
[0011] 助聽器配置成例如通過(guò)比較頻率含量、時(shí)域包絡(luò)、瞬時(shí)頻率、定位線索、時(shí)頻域調(diào) 制線索中的一個(gè)或多個(gè)而決定兩個(gè)自然聲音場(chǎng)合如何類似。運(yùn)類似于恰可察覺差理論 [Fastl&Zwicker, 2007]，其通過(guò)聽者能檢測(cè)到的最小差別（來(lái)自上面的列表）描述聽者的 能力。
[0012]描述模型可完全W算術(shù)方式定義為短時(shí)傅里葉變換（STFT)，其根據(jù)在特定時(shí) 間、不同頻帶中的能量和相位描述/編碼助聽器觀測(cè)到的聲音（參見Goodwin,化apter 12,Benesty,HanclbookofSpeechProcessing)。在進(jìn)一步分析時(shí)，單一STFT通道可再次 變換到頻域W得到對(duì)應(yīng)的時(shí)間調(diào)制譜[McWalter，2012,PP6-7]。
[0013] 在另一嚴(yán)密分析中，全STFT或者聽覺譜圖（如果更多生物啟發(fā)）輸出經(jīng)歷二維傅 里葉變換，運(yùn)提供時(shí)頻域表示圧lihilai，2004，ppl引。
[0014] 備選模型由[McWalter2012,PP19]描述，其中聲音按生物啟發(fā)方式進(jìn)行分析， 其顯現(xiàn)頻率含量、時(shí)域包絡(luò)、調(diào)制譜及交叉通道統(tǒng)計(jì)。
[0015] (例如參見[Blauert; 1983]，[Elhilali;2004]，[McWalter; 2012], [Fastl&Zwicker, 2007])。
[0016] 如果恰可察覺差或AEP測(cè)量的屯、理聲學(xué)測(cè)試已表明正常聽力聽者不能辨別兩個(gè) 聲音場(chǎng)合，則助聽器認(rèn)為運(yùn)兩個(gè)聲音場(chǎng)合一樣。
[0017] 在本說(shuō)明書中，術(shù)語(yǔ)"自然出現(xiàn)的聲音"意為由助聽器的輸入單元拾取的聲音，它 們?yōu)榘l(fā)聲（語(yǔ)音、非語(yǔ)音）、音樂(lè)、自然或人工產(chǎn)生的聲音等。
[0018] 在特定時(shí)間段期間拾取的來(lái)自用戶腦部的低電壓電信號(hào)或?qū)?yīng)的放大的（或處 理后的）腦信號(hào)在下面稱為"腦信號(hào)數(shù)據(jù)"。
[0019] 自然出現(xiàn)的聲音（的時(shí)間段）用作激勵(lì)聽覺反應(yīng)的"測(cè)試信號(hào)"可與人工產(chǎn)生的測(cè) 試信號(hào)的使用組合，例如在缺少適當(dāng)?shù)妮斎肼曇舻臅r(shí)間期間，或在類似聲音品質(zhì)的時(shí)間期 間（如只有低頻含量，一些聽力能力參數(shù)未受到挑戰(zhàn)）。例如運(yùn)可通過(guò)"重新使用"已經(jīng)識(shí) 別的輸入信號(hào)（段）的特性產(chǎn)生類似測(cè)試信號(hào)實(shí)現(xiàn)，或者通過(guò)產(chǎn)生和播放適當(dāng)?shù)臏y(cè)試信號(hào) 實(shí)現(xiàn)，例如來(lái)自預(yù)定的信號(hào)或參數(shù)化信號(hào)的數(shù)據(jù)庫(kù)，例如W補(bǔ)充"自然出現(xiàn)的聲音"提供的 腦數(shù)據(jù)。前述人工產(chǎn)生的測(cè)試信號(hào)之后可獨(dú)自播放或與正常處理的電輸入信號(hào)混合播放。
[0020] 在實(shí)施例中，助聽器配置成，在預(yù)定運(yùn)行模式下，播放來(lái)自每日使用的助聽器接收 器的聽覺測(cè)試信號(hào)（如卿卿聲、巧嗦聲、或窄帶信號(hào)如產(chǎn)生聽覺穩(wěn)態(tài)反應(yīng)ASSR的音），該助 聽器裝備有電極W電測(cè)量腦信號(hào)。
[0021] 本申請(qǐng)的目標(biāo)在于提供能夠隨時(shí)監(jiān)視用戶的聽覺能力的助聽器。
[0022] 本申請(qǐng)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)。
[0023] 巧聽器
[0024] 在本申請(qǐng)的一方面，本申請(qǐng)的目標(biāo)由助聽器實(shí)現(xiàn)，其包括：
[0025] -適于完全或部分安裝在用戶耳朵處或耳道中（或者部分植入在用戶頭部中）的 耳件，該耳件包括：
[0026] -外殼；
[0027] --位于所述外殼的表面處的至少一電極，當(dāng)所述耳件安裝在用戶上時(shí)所述電極接 觸用戶的皮膚，所述至少一電極適于拾取來(lái)自用戶腦部的低電壓電信號(hào)；
[0028] -連接到所述電極并適于放大所述低電壓電信號(hào)W提供放大的腦信號(hào)的放大器單 元；
[0029] -用于提供電音頻輸入信號(hào)的輸入單元如輸入變換器；
[0030] -信號(hào)處理單元；
[0031] -用于將電輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲學(xué)輸出聲音的輸出變換器；
[0032] -所述信號(hào)處理單元連接到
[0033] --所述放大器單元并適于處理所述放大的腦信號(hào)W提供處理后的腦信號(hào)；
[0034] --所述輸入單元并適于將隨時(shí)間和頻率而變的增益應(yīng)用于所述電音頻輸入信號(hào) 或源自其的信號(hào)及適于提供處理后的音頻輸出信號(hào)；及
[0035] --所述輸出變換器，使所述處理后的音頻輸出信號(hào)能作為處理后的聲信號(hào)呈現(xiàn)給 用戶；
[0036] -所述信號(hào)處理單元配置成
[0037] --識(shí)別描述電音頻輸入信號(hào)的當(dāng)前時(shí)間段的特征信號(hào)參數(shù)；及
[0038] --判斷所述特征信號(hào)參數(shù)是否滿足預(yù)定判據(jù)，如果滿足所述預(yù)定判據(jù)
[0039] --將表示在所述當(dāng)前時(shí)間段期間拾取的來(lái)自用戶腦部的低電壓電信號(hào)的（合格 的）腦信號(hào)數(shù)據(jù)或者對(duì)應(yīng)的（合格的）放大的腦信號(hào)保存在存儲(chǔ)器中；及
[0040] --使用所保存的（合格的）腦信號(hào)數(shù)據(jù)確定與所述預(yù)定判據(jù)有關(guān)的（合格的）處 理后的腦信號(hào)；及
[0041] --根據(jù)所述（合格的）處理后的腦信號(hào)修改所述隨時(shí)間和頻率而變的增益。
[0042] 所提供的助聽器具有針對(duì)特定用戶的至少部分驗(yàn)配過(guò)程可自動(dòng)化和/或連續(xù)更 新的優(yōu)點(diǎn)。另一優(yōu)點(diǎn)在于助聽器的驗(yàn)配不W任何方式受干擾，因?yàn)槠鋬H（或主要）使用周 圍自然出現(xiàn)的聲音。
[0043] 在實(shí)施例中，助聽器包括至少兩個(gè)電極。在實(shí)施例中，助聽器包括參比電極。
[0044] 在實(shí)施例中，描述自然聲音的信號(hào)參數(shù)（"特征信號(hào)參數(shù)"）包括下述之一或多個(gè)： a)時(shí)頻域調(diào)制；b)音高變化；及C)空間線索（如電平和/或定時(shí)）。人工目前的聲音（段） 和描述信號(hào)參數(shù)對(duì)應(yīng)于可用測(cè)試信號(hào)，該自然聲音被認(rèn)為是具有那些特性的測(cè)試信號(hào)。
[0045] 在實(shí)施例中，信號(hào)處理單元配置成判斷描述電音頻輸入信號(hào)的當(dāng)前時(shí)間段的特征 信號(hào)參數(shù)是否滿足多個(gè)預(yù)定判據(jù)之一，如果特定預(yù)定判據(jù)被滿足，連同描述電音頻輸入信 號(hào)的該當(dāng)前時(shí)間段的特征信號(hào)參數(shù)一起將在當(dāng)前時(shí)間段期間拾取的來(lái)自用戶腦部的低電 壓電信號(hào)或?qū)?yīng)的放大的腦信號(hào)保存在存儲(chǔ)器中。
[0046] 在實(shí)施例中，助聽器包括用于暫時(shí)保存（或記錄）第一時(shí)間段的腦信號(hào)數(shù)據(jù)的第 一存儲(chǔ)器，例如由至少一電極拾取的來(lái)自用戶腦部的低電壓電信號(hào)（或其處理后的如放大 版）。從而可能識(shí)別描述電音頻輸入信號(hào)的當(dāng)前時(shí)間段的特征信號(hào)參數(shù)W判斷所述特征信 號(hào)參數(shù)是否滿足預(yù)定判據(jù)，如果滿足預(yù)定判據(jù)，將在所述當(dāng)前時(shí)間段期間拾取的腦信號(hào)數(shù) 據(jù)保存在（或遷移到）（更永久的如非易失性）存儲(chǔ)器中。優(yōu)選地，第一存儲(chǔ)器適于使第一 時(shí)間段大于或等于當(dāng)前時(shí)間段。
[0047] 在實(shí)施例中，助聽器考慮的用作測(cè)試信號(hào)的（當(dāng)前）時(shí)間段（即保存其間記錄的 腦信號(hào)數(shù)據(jù)并用于確定定義用戶聽力能力的參數(shù)）由給定預(yù)定判據(jù)得W滿足的時(shí)間范圍 確定。在實(shí)施例中，（當(dāng)前）時(shí)間段在IOms和5s之間的范圍中，如在IOms和Is之間，如 在IOms和500ms之間，如在IOms和IOOms之間，如大于10s。
[0048] 在實(shí)施例中，助聽器包括用于保存多組不同信號(hào)處理參數(shù)的存儲(chǔ)器，每一組配置 成確定信號(hào)處理單元的不同的隨時(shí)間和頻率而變的增益（或?qū)ζ浯_定起作用）。在實(shí)施例 中，不同組的信號(hào)處理參數(shù)對(duì)應(yīng)于不同的助聽器程序，例如針對(duì)不同聲學(xué)情形優(yōu)化（根據(jù) 定義用戶聽力能力的聽力學(xué)參數(shù)）的程序。在給定時(shí)間點(diǎn)，加載（選擇）特定組的信號(hào)處 理參數(shù)（程序）W在信號(hào)處理單元中提供特定隨時(shí)間和頻率而變的增益。在實(shí)施例中，助 聽器配置成使用戶能選擇當(dāng)前使用的一組信號(hào)處理參數(shù)。在實(shí)施例中，助聽器配置成自動(dòng) 選擇當(dāng)前使用的一組信號(hào)處理參數(shù)（如根據(jù)來(lái)自多個(gè)傳感器/檢測(cè)器的輸入，或者根據(jù)預(yù) 定方案）。
[0049] 在實(shí)施例中，助聽器（如信號(hào)處理單元）配置成根據(jù)多個(gè)判據(jù)對(duì)保存的腦信號(hào)數(shù) 據(jù)進(jìn)行分類。此外，存儲(chǔ)器優(yōu)選配置成包含多類不同腦信號(hào)數(shù)據(jù)。每一類對(duì)應(yīng)于特征信號(hào)參 數(shù)的特定值（或值范圍），運(yùn)些值（或值范圍）滿足預(yù)定判據(jù)之一。信號(hào)處理單元配置成保 存特定類的多個(gè)腦信號(hào)數(shù)據(jù)。特定類的每一個(gè)別保存的腦信號(hào)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于電音頻輸入信號(hào) (或人為測(cè)試信號(hào)）的、滿足對(duì)應(yīng)于所設(shè)及類的判據(jù)的時(shí)間段。盡管屬于同一類，一類的不 同腦信號(hào)數(shù)據(jù)可能已針對(duì)不同組的信號(hào)處理參數(shù)（由用戶選擇或在給定時(shí)間點(diǎn)自動(dòng)選擇） 進(jìn)行記錄。優(yōu)選地，每類腦信號(hào)數(shù)據(jù)因此與記錄所設(shè)及腦信號(hào)數(shù)據(jù)期間信號(hào)處理單元中使 用的那組信號(hào)處理參數(shù)相關(guān)聯(lián)。
[0050] 在實(shí)施例中，至少部分用于"將電輸入信號(hào)的特定時(shí)間段用作測(cè)試信號(hào)"的不同預(yù) 定判據(jù)是為了特定判據(jù)特別適合測(cè)試定義用戶聽力能力（如聽闊或者頻率或時(shí)間區(qū)分等） 的特定參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。運(yùn)樣，多組不同腦信號(hào)數(shù)據(jù)將隨時(shí)間產(chǎn)生，每組腦信號(hào)數(shù)據(jù)特別適合 確定定義用戶聽力能力的特定參數(shù)。
[0051] 在實(shí)施例中，至少部分用于尋電輸入信號(hào)的特定時(shí)間段用作測(cè)試信號(hào)"的不同預(yù) 定判據(jù)是為了特定判據(jù)是"一種聲環(huán)境"的特性進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0052] 在實(shí)施例中，助聽器配置成對(duì)與特定類相關(guān)聯(lián)的腦信號(hào)數(shù)據(jù)（滿足預(yù)定判據(jù)）進(jìn) 行統(tǒng)計(jì)學(xué)平均。
[0053] 優(yōu)選地，保存在存儲(chǔ)器中的每一腦信號(hào)數(shù)據(jù)與下面的a)和b)關(guān)聯(lián)：
[0054] a)描述電音頻輸入信號(hào)的時(shí)間段的特征信號(hào)參數(shù)，其已導(dǎo)致腦信號(hào)數(shù)據(jù)；及
[0055] b)對(duì)應(yīng)于特征信號(hào)參數(shù)已滿足的預(yù)定判據(jù)的類。
[0056] 換言之，腦信號(hào)數(shù)據(jù)與聲環(huán)境（判據(jù)、信號(hào)參數(shù)）的數(shù)據(jù)表示相關(guān)聯(lián)。
[0057] 在實(shí)施例中，助聽器如信號(hào)處理單元