包括植入部分的具有改善的信號處理的助聽系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請涉及根據(jù)特定用戶的需要增強(qiáng)聲音信號的助聽系統(tǒng)。本發(fā)明尤其涉及包括 適于至少部分植入在用戶頭部中的植入部分的助聽系統(tǒng)及其用途。具體地,該助聽系統(tǒng)包 括能夠感測沿耳蝸隔膜長度方向的一個(gè)或多個(gè)位置處的蝸內(nèi)電位(EP)的感測單元。
[0002] 本申請還涉及助聽系統(tǒng)的運(yùn)行方法。
[0003] 本申請還涉及包括處理器和程序代碼的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),其中程序代碼使處理器執(zhí) 行本發(fā)明方法的至少部分步驟。
[0004] 本發(fā)明的實(shí)施例如可用在用于隨時(shí)間自動(dòng)調(diào)整設(shè)備特征如處理算法的助聽裝置 的應(yīng)用中。
【背景技術(shù)】
[0005] 下面的現(xiàn)有技術(shù)說明涉及本申請的應(yīng)用領(lǐng)域之一,助聽器。
[0006] 助聽裝置(聲學(xué)或骨錨式助聽器、植入物、頭戴式耳機(jī)、電話等)在將輸入信號呈 現(xiàn)給耳朵之前以慎重的方式處理這些輸入信號。在一些應(yīng)用中,這種處理包括用于補(bǔ)償與 用戶耳蝸正常函數(shù)之間的偏差的各個(gè)方面(如增益、頻率響應(yīng)、壓縮、降噪)。目前,用戶的 耳蝸函數(shù)基于假設(shè)的平均函數(shù)(在針對據(jù)稱正常聽力聽者的應(yīng)用情形下)或基于診斷指示 量(在聽力受損聽者情形下)粗略估計(jì)。在兩種情形下,假定用戶的耳蝸函數(shù)隨時(shí)間穩(wěn)定。 此外,任何診斷指示量(如聽覺閾)至多僅與耳蝸的生理狀態(tài)間接相關(guān)。因而,聽力裝置中 發(fā)生的信號處理不能真正考慮耳蝸的當(dāng)前機(jī)能狀態(tài),其正接收并為用戶變換那些信號以聽 見。這限制了用戶可獲得的好處。
[0007] [Mercier et al, 2012]涉及從內(nèi)耳中的電化過程進(jìn)行能量提取的論題。提出使用 內(nèi)耳中產(chǎn)生的蝸內(nèi)電位(EP)作為電子裝置的電源,例如對化學(xué)和分子傳感器或者用于聽 力損失及其它失調(diào)的診斷和治療的藥物遞送執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行供電。
[0008] US2012300964A1描述了用戶聽覺能力的測試方法。助聽器適于輸出聲音以測試用 戶的聽覺能力、檢測用戶身體中作為輸出聲音的結(jié)果而產(chǎn)生的電信號、放大電極單元檢測 到的電信號、及基于放大后的信號的波形的波峰特性確定助聽器檢測到的環(huán)境聲音的放大 比。
[0009] EP2200347A2涉及基于用戶目前的認(rèn)知負(fù)荷的估計(jì)的聽力儀器運(yùn)行方法,例如通 過測量流動(dòng)的腦電圖(EEG),例如使用助聽器殼體表面中的適當(dāng)電極,其接觸耳道里面或外 面的皮膚。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010] 哺乳動(dòng)物耳蝸具有結(jié)構(gòu)和電化過程,其包括提供電位即蝸內(nèi)電位(EP)的"生物 電池"。EP為對聽力必要的變換過程提供能量。EP由耳蝸中的新陳代謝過程保持("再充 電")。隨著年齡的增長,保持EP的過程惡化,從而影響聽力。當(dāng)前已知或涉及的導(dǎo)致EP退 化或變動(dòng)的其它因素包括暴露于噪聲、抽煙和梅尼埃(Menieres)病。
[0011] 最近已證明,EP可在體內(nèi)進(jìn)行監(jiān)視,此外,能量可從EP收獲以對小型無線發(fā)射器 供電[Mercier et al,2012]〇
[0012] 本發(fā)明提供一種助聽系統(tǒng),包括:
[0013] -感測單元,能夠感測沿耳蝸隔膜長度方向的一個(gè)或多個(gè)位置處的蝸內(nèi)電位并配 置成傳播該數(shù)據(jù)(例如周期性地,例如使用無線傳輸);
[0014] -助聽裝置,包括:
[0015] 一配置成接收來自感測單元的數(shù)據(jù)的(可能無線)接收器;
[0016] -解碼器,配置成將所接收的信號變換為已適當(dāng)調(diào)節(jié)的信號以用作助聽裝置中的 控制變量;
[0017] --信號處理單元,配置成執(zhí)行計(jì)算從而將耳蝸狀態(tài)信號融入助聽裝置的總計(jì)算方 案中,使得助聽裝置的輸入信號的操縱可根據(jù)其進(jìn)行修改。
[0018] 所公開的助聽系統(tǒng)相較先前已知的解決方案具有改進(jìn),因?yàn)椋?br>[0019] 1、其使聽力裝置中的信號處理能更好地根據(jù)用戶耳朵的個(gè)體和時(shí)變函數(shù)進(jìn)行調(diào) 整;
[0020] 2、其使能連續(xù)監(jiān)視耳蝸功能并觸發(fā)咨詢消息。
[0021] 已表明,蝸內(nèi)電位的降級意味著聽力損失或?qū)е侣犃p失(靈敏度下降,聽覺閾 更大),因?yàn)槠漕l率相關(guān)性與典型的與年齡有關(guān)的聽力損失(老年聾聽力損失)類似。
[0022] 本發(fā)明提出使用特定時(shí)間點(diǎn)的蝸內(nèi)電位的測度指示耳蝸的"有效年限"(或"有效 狀態(tài)或負(fù)荷")。通過使前述目前的"有效年限"或"有效狀態(tài)"與平均聽力損失數(shù)據(jù)(如保 存在助聽器中)相關(guān)聯(lián),處理參數(shù)可使用(如機(jī)載)驗(yàn)配算法進(jìn)行優(yōu)化。從而,重要的參數(shù) 如隨頻率而變的增益、壓縮等可適應(yīng)用戶耳朵的目前狀態(tài)。其它處理算法如方向性、降噪等 可類似地根據(jù)目前(測得的)蝸內(nèi)電位隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。
[0023] 本申請的目標(biāo)是使能根據(jù)用戶聽覺系統(tǒng)的目前條件尤其是根據(jù)用戶耳蝸的目前 狀態(tài)修改助聽系統(tǒng)。
[0024] 本申請的目標(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)。
[0025] 助聽裝詈
[0026] 在本申請的一方面,本申請的目標(biāo)由用于根據(jù)用戶需要處理表示聲音的輸入信號 的助聽系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。該助聽系統(tǒng)包括用于接收所述輸入信號并提供電輸入信號的輸入單元、 用于根據(jù)一組處理參數(shù)處理所述電輸入信號并提供處理后的輸出信號的信號處理單元,信 號處理單元具有一個(gè)或多個(gè)用于影響所述處理參數(shù)的控制輸入。該助聽系統(tǒng)還包括適于至 少部分植入在用戶頭部中的植入部分。植入部分包括能夠測量沿耳蝸隔膜長度方向的一個(gè) 或多個(gè)位置處的蝸內(nèi)電位的感測單元。助聽系統(tǒng)還包括解碼器,配置成接收所述蝸內(nèi)電位 或源自其的信號并將所接收的信號變換為已適當(dāng)調(diào)節(jié)的信號以用作信號處理單元的控制 輸入。信號處理單元還配置成根據(jù)來自所述解碼器的控制輸入處理電輸入信號。
[0027] 該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于助聽系統(tǒng)中音頻信號的處理可隨時(shí)自動(dòng)調(diào)整。
[0028] 在實(shí)施例中,植入部分包括傳輸單元,用于傳輸所述蝸內(nèi)電位或基于其的信號如 電壓差(例如傳給助聽系統(tǒng)的另一部分和/或傳給另一裝置)。在實(shí)施例中,傳輸單元包括 天線和無線收發(fā)器,例如用于建立到助聽系統(tǒng)的外部(非植入)部分的鏈路。在實(shí)施例中, 傳輸單元基于到對應(yīng)的外部接收單元的近場(如電容性或電感性)親合。作為備選,傳輸 單元基于遠(yuǎn)場電磁通信。
[0029] 在實(shí)施例中,植入部分配置成根據(jù)預(yù)定準(zhǔn)則測量(或記錄(如保存),及可能傳 輸)所述蝸內(nèi)電位,例如在不同時(shí)間點(diǎn)tn,其中tn為離散時(shí)間值(η為時(shí)間指數(shù)),例如在預(yù) 定時(shí)間點(diǎn),或者在蝸內(nèi)電位的值的變化已多于預(yù)定相對或絕對量時(shí),和/或在蝸內(nèi)電位的 (隨時(shí)間)變化率高于預(yù)定大小時(shí)。在實(shí)施例中,所述預(yù)定準(zhǔn)則包括隨時(shí)間周期性地測量蝸 內(nèi)電位,例如以預(yù)定(或自適應(yīng)確定)的頻率。
[0030] 在實(shí)施例中,助聽系統(tǒng)包括警報(bào)單元,配置成根據(jù)預(yù)定準(zhǔn)則向用戶發(fā)出警報(bào)指示 (如信息信號),例如在預(yù)定時(shí)間,和/或在參數(shù)因蝸內(nèi)電位變化而改變時(shí),例如在蝸內(nèi)電位 的變化多于預(yù)定相對或絕對量時(shí),和/或在蝸內(nèi)電位(隨時(shí)間和/或耳蝸中的距離)的變 化率高于預(yù)定大小時(shí)。
[0031] 在實(shí)施例中,助聽系統(tǒng)配置成基于蝸內(nèi)電位跨一時(shí)間范圍的變化估計(jì)跨該時(shí)間范 圍接收到的累積聲學(xué)劑量。在實(shí)施例中,助聽系統(tǒng)配置成在超過預(yù)定的估計(jì)聲學(xué)劑量時(shí)發(fā) 出警報(bào)指示。
[0032] 在實(shí)施例中,警報(bào)指示單元適于在聽覺閾(或變化率(差/時(shí)間比))超出預(yù)定閾 值時(shí)(表明用戶的聽覺能力已衰退,可能跨相當(dāng)短或者作為備選跨相當(dāng)長的時(shí)間段,用戶 應(yīng)行動(dòng)以驗(yàn)證前述衰退的原因并找到適當(dāng)?shù)难a(bǔ)救辦法)發(fā)出警報(bào)信號。
[0033] 在實(shí)施例中,植入部分(如感測單元)包括電極,稱為ΕΡ電極,用于拾取沿耳蝸隔 膜長度方向的位置處的蝸內(nèi)電位(ΕΡ)。在實(shí)施例中,ΕΡ電極與感測單元通信。在實(shí)施例 中,感測單元配置成放大來自(感測)ΕΡ電極(由其拾?。┑奈亙?nèi)電位。ΕΡ電極優(yōu)選配置 成位于耳蝸中,由其位于中階中,優(yōu)選與內(nèi)淋巴液體接觸。
[0034] 在實(shí)施例中,植入部分(如感測單元)包括ΝΕΡ個(gè)ΕΡ電極(ΝΕΡ> 2),用于拾取沿 耳蝸隔膜長度方向的多個(gè)位置處的蝸內(nèi)電位。這些ΕΡ電極配置成完全或部分位于中階中, 優(yōu)選與內(nèi)淋巴液體接觸。在實(shí)施例中,這些ΕΡ電極電連接到感測單元(或形成其一部分)。
[0035] 在實(shí)施例中,植入部分(如感測單元)包括參考電極。優(yōu)選地,參考電極配置成位 于耳蝸中,如鼓階中,優(yōu)選與外淋巴液體接觸。參考電極例如用作蝸內(nèi)電位的不同測量的共 同電壓以提供可比較的電壓差A(yù) VEP,例如隨時(shí)間t,Δ VEP (tn),其中^為離散時(shí)間值,η為時(shí) 間指數(shù)。蝸內(nèi)電壓差可表示在不同時(shí)間點(diǎn)在一個(gè)ΕΡ電極處測得的蝸內(nèi)電位或者在同一或 不同時(shí)間點(diǎn)在不同(空間上分開的)ΕΡ電極處測得的蝸內(nèi)電位(或二者)。
[0036] 在實(shí)施例中,助聽系統(tǒng)配置成對蝸內(nèi)電位EP(Xl)測量或確定所得的電壓差 AVEP(Xl)(i = 1,2,···,^),其中NL為沿耳蝸神經(jīng)的位置(電極)的數(shù)量,蝸內(nèi)電位在這些 位置處進(jìn)行測量。在實(shí)施例中,Nep= Np
[0037] 在實(shí)施例中,助聽系統(tǒng)配置成基于測得的蝸內(nèi)電位評估耳蝸或耳蝸神經(jīng)的當(dāng)前狀 態(tài)或條件。在實(shí)施例中,助聽系統(tǒng)配置成使用測得的蝸內(nèi)電位或源自其的信號如所得的電 壓差A(yù)VEP(Xl)或其放大版評估耳蝸或耳蝸神經(jīng)的當(dāng)前狀態(tài)或條件或/或其中的變化。 [0038] 在實(shí)施例中,助聽系統(tǒng)配置成使所述評估基于源自隨時(shí)間和/或位置測得的蝸內(nèi) 電位的統(tǒng)計(jì)量。在實(shí)施例中,助聽系統(tǒng)配置成確定在特定時(shí)間點(diǎn)(tn)跨位置xj^EP(Xl)的 平均值μ EP (Xi)和/或方差σ EP (Xi),i = 1,2,…,隊(duì)。在實(shí)施例中,助聽系統(tǒng)配置成確定跨 時(shí)間 U9EP(Xl,tn)的平均值 μΕΡ(Χι,〇 和 / 或方差 σΕΡ(Χι,〇, η= 1,2,···,ΝΤ,其中 Ντ為在特定位置Xi (如對于所有位置Xi,i = 1,2,…,NJ)(在不同時(shí)間點(diǎn))進(jìn)行的測量數(shù)量。
[0039] 在實(shí)施例中,助聽系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫(如存儲(chǔ)器),其中保存使蝸內(nèi)電位與估計(jì)的聽 力損失(如聽覺閾)聯(lián)系起來的數(shù)據(jù)。作為備選,助聽系統(tǒng)包括到外部數(shù)據(jù)庫的接口,從外 部數(shù)據(jù)庫可取回使蝸內(nèi)電位與估計(jì)的聽力損失(如聽覺閾)聯(lián)系起來的數(shù)據(jù)。在實(shí)施例中, 數(shù)據(jù)庫包括用戶在一個(gè)或多個(gè)時(shí)間點(diǎn)(在多個(gè)刺激頻率下)的蝸內(nèi)電位和測得的聽力損失 的對應(yīng)數(shù)據(jù)。優(yōu)選地,用戶的蝸內(nèi)電位和測得的聽力損失(如聽覺閾)的前述對應(yīng)值在針 對用戶驗(yàn)配助聽系統(tǒng)期間進(jìn)行測量并隨后保存在助聽系統(tǒng)可訪問的數(shù)據(jù)庫中。
[0040] 在實(shí)施例中,助聽系統(tǒng)包括或有權(quán)使用數(shù)據(jù)庫,其中保存有使蝸內(nèi)電位與估計(jì)的 累積聲學(xué)劑量聯(lián)系起來的數(shù)據(jù)。優(yōu)選地,用戶的蝸內(nèi)電位和施加的累積聲學(xué)劑量的前述對 應(yīng)值在針對用戶驗(yàn)配助聽系統(tǒng)期間進(jìn)行測量并隨后保存在助聽系統(tǒng)可訪問的數(shù)據(jù)庫中。
[0041] 特定用戶的蝸內(nèi)電位可通過適當(dāng)?shù)尼t(yī)學(xué)治療(如服藥)和/或暴露于預(yù)定電平的 聲學(xué)劑量而進(jìn)行操縱。在實(shí)施例中,用戶的蝸內(nèi)電位(如操縱的)或聽覺閾的對應(yīng)值在針 對用戶驗(yàn)配助聽系統(tǒng)期間進(jìn)行測量并隨后保存在可由助聽系統(tǒng)訪問的數(shù)據(jù)庫中。在實(shí)施例 中