用于耳蝸植入物的同步診斷測量的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于耳蝸植入物的同步診斷測量。本發(fā)明描述了耳蝸植入物操作的目標測量，該目標測量協(xié)調(diào)向病人傳送聲信號和電信號。所述聲信號作為向病人耳道的聲刺激輸入部產(chǎn)生，所述電信號作為向耳蝸植入物的耳蝸內(nèi)電極的電刺激輸入部產(chǎn)生。然后，測量病人對于所述傳送的信號的誘發(fā)響應(yīng)。
【專利說明】用于耳蝸植入物的同步診斷測量
[0001]本申請是申請日為2009年4月2日、中國國家申請?zhí)枮?00980111847.4、發(fā)明名稱為“用于耳蝸植入物的同步診斷測量”申請的分案申請。
_2] 相關(guān)申請的交叉引用
[0003]本申請要求在2008年4月3日提交的美國臨時專利申請61/042，054的優(yōu)先權(quán)，通過引用，將其內(nèi)容合并于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004]本發(fā)明涉及醫(yī)用植入物，更具體地涉及在耳蝸植入物系統(tǒng)中的診斷測量。
【背景技術(shù)】
[0005]耳蝸植入物(Cl)幫助全聾或嚴重聽力受損的人感知環(huán)境聲音。不像僅應(yīng)用放大和修改的聲信號的傳統(tǒng)助聽器那樣，耳蝸植入物基于聽神經(jīng)的直接電刺激，從而獲得最類似于正常聽覺的聽覺效果(impression)。
[0006]耳蝸植入物系統(tǒng)由兩個主要部分構(gòu)成，外部語音處理器和植入刺激器。語音處理器包含電源，并且語音處理器被用于執(zhí)行聲輸入信號的信號處理，以提取用于植入刺激器的刺激參數(shù)。植入刺激器產(chǎn)生刺激模式，并且將它們通過電極陣列傳送到聽覺神經(jīng)組織，該電極陣列通常位于耳蝸中的鼓階中。通過編碼在射頻信道中的數(shù)字信息，并且使用電感偶合線圈裝置偶合經(jīng)皮膚的信號，可以建立在語音處理器和植入刺激器之間的無線連接。植入刺激器通過射頻信號的包絡(luò)檢測來解碼該信息。
[0007]在多信道電極陣列中使用高速率的脈沖刺激的刺激策略已經(jīng)被證明在提供高水平的語音識別上是成功的。一個示例是連續(xù)交替采樣(CIS)策略,如Wilson et al., BetterSpeech Recognition With Cochlear Implants, Nature, vol.352:236-238 (1991)中所述，通過引用，將該文合并于此。對于CIS而言，使用對稱的雙相位電流脈沖，所述雙相位電流脈沖在時間上嚴格地不重疊。每一個信道的速率通常大于800脈沖/秒。其他刺激策略可以基于電極電流的同時激活。
[0008]對于高速率脈沖刺激策略，通常需要測定一些患者的特異性參數(shù)。這是在手術(shù)后幾個星期在適配過程中進行的。對于刺激脈沖的給定相位持續(xù)時間和對于給定的刺激速率，對于每一個刺激信道而言要確定的兩個關(guān)鍵參數(shù)包括:
[0009]1.用于引發(fā)聽覺所需要的雙相位電流脈沖的最小幅度(閾值水平，或THL);以及
[0010]2.導致聽覺處于舒適水平的幅度(最舒適的水平或MCL)。
[0011]對于刺激而言，對于每一個信道僅使用在MCL和THL之間的幅度。在MCL和THL之間的動態(tài)范圍在6-12dB之間。然而，MCL和THL的絕對位置在患者之間會發(fā)生相當大的變化，并且，差別可以高達40dB。為了覆蓋這些絕對變化，在當前使用的植入物中的用于刺激的整體動態(tài)范圍通常是大約60dB。
[0012]存在用于設(shè)置MCL和THL的幾種方法。例如，通過應(yīng)用刺激脈沖，和向患者問詢關(guān)于他/她的主觀印象，可以在適配過程期間估計MCL和THL。這種方法通常對于學話后變聾的患者而言是沒有問題的。然而，對于學話前變聾或天生耳聾的患者會出現(xiàn)問題，并且在此組中，對于從兒童到成人的所有年齡的患者都涉及。這些患者通常既不能夠解釋也不能夠描述聽覺，并且，基于行為方法，僅僅能對MCL和THL進行粗略估計。特別地，在此需要特別談及天生耳聾的兒童的情況。充分大的聲輸入對于嬰兒的語音和聽覺發(fā)展是特別重要的，并且在許多情況下可以使用恰當?shù)剡m配的耳蝸植入物來提供這種輸入。
[0013]用于對MCL和THL進行目標(objective)測量的一種方法是基于EAP (電誘發(fā)動作電位)的測量，如在 Gantz 等人所著的 Intraoperative Measures of ElectricallyEvoked Auditory Nerve Compound Action Potentials, American Journal of0tologyl5 (2): 137-144(1994)中所述,通過引用，將該文合并于此。在這種手段中，記錄電極通常被置于內(nèi)耳的鼓階。在很接近神經(jīng)激發(fā)的位置測量聽覺神經(jīng)對于電刺激的整體響應(yīng)。這種神經(jīng)響應(yīng)由在軸突膜外部的單個神經(jīng)響應(yīng)的疊加而引起。在測量位置的EAP的幅度在10微伏和1800微伏之間。首先，可以從所謂的“幅度增長函數(shù)”預期關(guān)于在特定電極位置的MCL和THL的信息，如在Brown等人所著的Electrically Evoked Whole Nerve ActionPotentials In Ineraid Cochlear Implant Users:Responses To Different StimulatingElectrode Configurations And Comparison To Psychophysical Responses, Journal ofSpeech and Hearing Research, vol.39:453-467 (Junel996)中所述，通過引用，將該文合并于此。這個函數(shù)是在刺激脈沖的幅度和EAP的峰值到峰值的電壓之間的關(guān)系。另一種有趣的關(guān)系是所謂的“恢復函數(shù)”，在其中，使用具有變化的脈沖間間隔的兩個脈沖來實現(xiàn)刺激。作為第二 EAP的幅度和脈沖間間隔之間的關(guān)系的恢復函數(shù)允許得出與涉及聽覺神經(jīng)的時間分辨率的不應(yīng)屬性(refractory property)和特定屬性相關(guān)的結(jié)論。
[0014]除了該種耳蝸植入物系統(tǒng)之外，具有一些殘余聽覺(半聾)的一些患者現(xiàn)在受益于諸如組合的電和聲刺激(EAS)的混合系統(tǒng)，如在由von Ilberg等人所著的Electric-Acoustic Stimulation Of The Auditory System, 0RL61:334-340 (1999)中首先所述的，通過引用，將該文合并于此。EAS系統(tǒng)組合傳統(tǒng)助聽(HA)裝置和耳蝸植入物(Cl)的使用，其中，所述傳統(tǒng)助聽(HA)裝置用于向患者的耳鼓提供較低音頻頻率的聲機械刺激，所述耳蝸植入物(Cl)用于向聽覺神經(jīng)提供較高音頻頻率的耳蝸內(nèi)電刺激。例如，參見 Lorens 等人所著的 Outcomes Of Treatment Of Partial Deafness With CochlearImplantation:A DUET Study, Laryngoscope, 2008Feb: 118 (2): 288-94,通過引用，將該文合并于此。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明的實施方案涉及使用同步的聲和電信號來對于耳蝸植入患者進行目標診斷測量。所述聲信號作為在患者耳道中的聲刺激輸入部產(chǎn)生，并且所述電信號作為耳蝸植入物中耳蝸內(nèi)電極的電刺激輸入部產(chǎn)生。然后，測量在患者中對于所傳送的信號的誘發(fā)響應(yīng)。
[0016]在另外的特定實施方案中，可以分析所測量的響應(yīng)，以診斷患者的聽覺感知。例如，這可以包括:確定相對于在耳蝸內(nèi)的電極的特定位置的頻率特異性響應(yīng)。一個實施方案可以用于基于測量響應(yīng)來定制用于患者的耳蝸植入物的操作。
·[0017]在特定實施方案中，測量誘發(fā)響應(yīng)可以包括:測量靠近耳蝸內(nèi)的電極的相關(guān)組織中的近場響應(yīng)，和/或，測量與患者的皮膚表面相關(guān)聯(lián)的遠場響應(yīng)。
[0018]協(xié)調(diào)刺激輸入部的傳送可以包括:協(xié)調(diào)在聲信號和電信號之間的延遲時間。在一些實施方案中，耳蝸植入物可以是兩側(cè)的耳蝸植入物。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1示出在本發(fā)明的一個特定實施方案中的各個功能塊。
[0020]圖2示出測量的誘發(fā)響應(yīng)的示例，該測量的誘發(fā)響應(yīng)用于表示來自同步的電和聲刺激輸入部的近場記錄。
[0021]圖3示出測量的誘發(fā)響應(yīng)的示例，該測量的誘發(fā)響應(yīng)用于表示來自第一患者的同步的電和聲刺激輸入部的遠場記錄。
[0022]圖4示出測量的誘發(fā)響應(yīng)的示例，該測量的誘發(fā)響應(yīng)用于表示來自第二患者的同步的電和聲刺激輸入的遠場記錄。
【具體實施方式】
[0023]本發(fā)明的實施方案涉及用于耳蝸植入物的目標測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)使剩余的毛細胞(hair cell)和神經(jīng)細胞的聲刺激和電刺激協(xié)調(diào)和同步。使用近場和/或遠場測量來記錄和分析所產(chǎn)生的誘發(fā)響應(yīng)。這種布置在被植入有耳蝸植物入的患者(例如，半聾患者)的診斷中尤其有益，其有助于優(yōu)化用于患者的語音處理器和耳蝸植入物刺激的適配。這些測量也可用于識別聽覺神經(jīng)的屬性和較高水平的聽覺通路，并且用于獲取與患者的剩余聽覺的維持相關(guān)的信息。近場和遠場記錄的組合可以特別用于識別在耳蝸內(nèi)的刺激電極的頻率特異性布置。系統(tǒng)也可以用于例如對于依賴頻率和/或時間的刺激的屬性、關(guān)于耳底膜的移動的信息的研究目的，獲得關(guān)于電刺激是否直接地刺激剩余的毛細胞，或者其是否刺激聽覺神經(jīng)的細胞的重要指示；或用于開發(fā)用于耳蝸植入物的新語音編碼策略。
[0024]圖1示出具體目標測量系統(tǒng)的一個示例，其中，聲刺激輸入部102在患者103的耳道中產(chǎn)生聲信號。電刺激輸入部101還產(chǎn)生用于在患者103中的耳蝸植入物109中的耳蝸內(nèi)電極110的電信號。通常，經(jīng)皮膚的電感線圈機構(gòu)108用于將來自于電刺激輸入部101的電信號穿過患者103的皮膚偶合到耳蝸植入物109中。圖1示出在患者103的僅一側(cè)上的單側(cè)耳蝸植入109，但是其他實施方案可以基于在患者103的左右兩側(cè)上的耳蝸植入物的兩側(cè)系統(tǒng)?？刂颇K104協(xié)調(diào)分別由聲刺激輸入部102和電刺激輸入部101對于聲信號和電信號的傳送。例如，控制模塊104可以通過協(xié)調(diào)在聲信號和電信號之間的延遲時間來協(xié)調(diào)信號傳送。測量模塊106測量在患者103中對于所傳送的信號的誘發(fā)響應(yīng)。在特定實施方案中，這些元件可以作為專用硬件裝置實施，或作為在一般或特定計算裝置上運行的計算機軟件實施，或硬件和軟件的某種組合實施。
[0025]在圖1中所示的特定實施方案中，測量模塊106在控制模塊104內(nèi)，并且是控制模塊104的一部分。例如，測量模塊106可以是軟件例程，軟件例程形成構(gòu)成控制模塊104的較大軟件應(yīng)用程序的一部分。在其他實施方案中，測量模塊106和控制模塊104可以是分立的和獨立的，并且事實上，可以運行在不同的計算機上。類似地，在一些實施方案中，電刺激輸入部101和/或聲刺激輸入部102可以由它們自己相關(guān)聯(lián)的計算機和任何其他相關(guān)聯(lián)的計算機開發(fā)或提供，所述它們自己相關(guān)聯(lián)的計算機可以是或可以不是分立的和獨立于控制模塊104的。
[0026]圖1內(nèi)所示的系統(tǒng)還包括診斷模塊105，用于分析測量響應(yīng)以診斷患者的聽覺感知。例如，診斷模塊105可以通過確定相對于在耳蝸中的電極的特定位置的頻率特異性響應(yīng)(frequency-specific response)來分析測量響應(yīng)。一個實施方案也可以包括適配模塊，用于基于由測量模塊106產(chǎn)生的響應(yīng)來定制用于患者103的耳蝸植入物的操作。這樣的適配模塊可以是分立的裝置或軟件模塊，或可以形成諸如測量模塊106或診斷模塊105的其他系統(tǒng)元件之一的一部分。
[0027]為了產(chǎn)生誘發(fā)響應(yīng)測量，耳蝸植入物109和耳蝸內(nèi)電極110可以包括一個或多個近場測量傳感器，用于測量靠近耳蝸內(nèi)電極110的相關(guān)組織中的近場響應(yīng)。還示出了一個或多個遠場測量傳感器107，用于測量與患者的皮膚表面相關(guān)聯(lián)的遠場響應(yīng)。
[0028]使用協(xié)調(diào)和同步的電刺激輸入部101和聲刺激輸入部102，可以記錄幾種類型誘發(fā)電位。近場記錄(即，來自植入的耳蝸內(nèi)電極110)和/或例如來自位于頭上的遠場感測電極107的遠場記錄與特定類型的聽覺誘發(fā)電位測量值相符?？赡艿臏y量值可以包括:短潛伏期響應(yīng)，諸如復合動作電位和聽覺腦干響應(yīng)；諸如中等延遲響應(yīng)的中等延遲電位；以及，從電和聲刺激產(chǎn)生的遲皮質(zhì)響應(yīng)(late cortical response)。
[0029]圖2示出從根據(jù)同步的電和聲刺激輸入部產(chǎn)生的近場記錄的所測量的誘發(fā)響應(yīng)的示例。具體地說，圖2示出在患者103的最舒適水平下，來自同步的電刺激輸入部101和聲刺激輸入部102，靠近耳蝸內(nèi)電極110的聲和電誘發(fā)的復合動作電位的測量。圖3示出在聲和電刺激的最舒適水平下，來自第一患者的遠場記錄的示例。跡線A示出僅用于電刺激的一組遠場記錄，跡線B示出用聲和電刺激的示例，跡線C示出僅有聲刺激的情況。圖4示出用于第二患者的相似的跡線組，其中，跡線A示出在最舒適水平下，從聲和電刺激獲得的記錄，跡線B示出在最舒適水平下的電刺激，和比患者最舒適水平低IOdB的聲刺激，并且跡線C示出了在最舒適水平下的聲刺激。
[0030]本發(fā)明的實施方案尤其可用于EAS患者，因為他們在手術(shù)后較好地保護了聽覺。例如，一組EAS患者顯示了比普通的Cl`患者顯著高的手術(shù)后語音分數(shù)結(jié)果。在EAS患者中，從通過本發(fā)明的實施方案獲得的測量值確定的最佳耳蝸植入物(Cl)參數(shù)可以繼而影響助聽器(HA)參數(shù)，例如，每一個的頻率范圍。并且，不僅僅是基于用于Cl的植入的語音處理器，EAS系統(tǒng)也可以基于整個系統(tǒng)語音處理器，該整個系統(tǒng)語音處理器協(xié)調(diào)耳蝸植入物(Cl)和聲機械助聽器(HA)的操作。
[0031]可以任何傳統(tǒng)的計算機編程語言來實施本發(fā)明的實施方案。例如，可以以過程式編程語言(例如，“C”)或面向?qū)ο蟮木幊陶Z言(例如，“C++”、Python)來實施優(yōu)選實施方案。本發(fā)明的替代實施方案可以作為預編程的硬件元件、其他相關(guān)部件、或硬件和軟件部件的組合來實施。
[0032]實施方案可以作為用于計算機系統(tǒng)的計算機程序產(chǎn)品實施。這樣的實施可以包括一系列計算機指令，該一系列計算機指令或被固定在諸如計算機可讀介質(zhì)(例如，磁盤、⑶-ROM、ROM或固定盤)的有形介質(zhì)上，或可經(jīng)由調(diào)制解調(diào)器或其他接口裝置被傳輸?shù)接嬎銠C系統(tǒng)，該其他接口裝置例如是通過介質(zhì)連接到網(wǎng)絡(luò)的通信適配器。介質(zhì)可以是有形介質(zhì)(例如，光學或模擬通信線)或使用無線技術(shù)(例如，微波、紅外線或其他傳輸技術(shù))實施的介質(zhì)。所述一系列計算機指令包含相對于系統(tǒng)的在此之前描述的功能的全部或一部分。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以以用于許多計算機架構(gòu)或操作系統(tǒng)的多種編程語言來編寫這樣的計算機指令。而且，這樣的指令可以被存儲在任何存儲器裝置中，諸如半導體、磁性、光學或其他存儲器裝置，并且，可以使用諸如光學、紅外線、微波或其他傳輸技術(shù)的任何通信技術(shù)來傳輸這樣的指令。預期這樣的計算機程序產(chǎn)品可以作為附有印刷或電子文檔的可裝卸的介質(zhì)(例如，緊縮套裝軟件)被分發(fā)，被預裝計算機系統(tǒng)(例如，在系統(tǒng)ROM或固定盤上)，或通過網(wǎng)絡(luò)(例如，因特網(wǎng)或萬維網(wǎng))從服務(wù)器或電子公告板被分發(fā)。當然，本發(fā)明的一些實施方案可以作為軟件(例如，計算機程序產(chǎn)品)和硬件的組合來實施。本發(fā)明的其他實施方案可以作為完全為硬件或完全為軟件(例如，計算機程序產(chǎn)品)實施。
[0033]雖然已經(jīng)公開了本發(fā)明的各個示例性實施方案，但是對于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員而言應(yīng)當理解，在不偏離本發(fā)明的真實范圍的情況下，可以對本發(fā)明進行各種改變和修改，其將實現(xiàn)本發(fā)明的一些優(yōu) 點 。
【權(quán)利要求】
1.一種用于耳蝸植入物的目標測量系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 聲刺激輸入部，用于向患者的耳道產(chǎn)生聲刺激信號； 電刺激輸入部，用于產(chǎn)生用于耳蝸植入物的耳蝸內(nèi)電極的電刺激信號； 控制模塊，用于協(xié)調(diào)所述聲刺激信號和所述電刺激信號的傳送，所述協(xié)調(diào)包括協(xié)調(diào)在聲刺激信號和電刺激信號之間的延遲時間；以及 測量模塊，用于測量所述患者對于傳送的信號的誘發(fā)響應(yīng)，所述測量模塊包括遠場測量傳感器，用于測量與患者的皮膚表面相關(guān)聯(lián)的遠場響應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括: 診斷模塊，用于分析所述測量的遠場響應(yīng)，以診斷所述患者的聽覺感知。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中診斷模塊通過測定相對于耳蝸中的耳蝸內(nèi)電極的特定位置的頻率特異性響應(yīng)來分析測量的遠場響應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括: 適配模塊，用于基于測量的遠場響應(yīng)來定制用于所述患者的耳蝸植入物的操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中測量模塊包括近場測量傳感器，用于測量靠近耳蝸內(nèi)電極的相關(guān)組織中的近場響應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的`系統(tǒng)，其中耳蝸植入物是兩側(cè)耳蝸植入物。
【文檔編號】A61N1/36GK103656855SQ201310613320
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2009年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2008年4月3日
【發(fā)明者】馬利克·波拉克 申請人:Med-El電氣醫(yī)療器械有限公司