[發(fā)明專利]脈沖間間隔短的神經(jīng)編碼

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580050699.5
• 申請日: 2015-10-06
• 公開（公告）號: CN107073277B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 德克·邁斯特爾;彼得·施萊克
• 申請（專利權(quán)）人: MED-EL電氣醫(yī)療器械有限公司
• 主分類號: A61N1/372
• 分類號: A61N1/372
• 代理公司: 北京聿宏知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;劉光明

描述了用于為具有多個(gè)刺激觸體的植入電極陣列生成電極刺激信號的裝置。音頻輸入預(yù)處理器接收輸入音頻信號并產(chǎn)生表示音頻頻率的相關(guān)頻帶的帶通信號。帶通信號分析器分析每個(gè)帶通信號以檢測何時(shí)帶通信號分量中的一個(gè)達(dá)到限定的過渡事件狀態(tài)。刺激信號發(fā)生器從帶通信號產(chǎn)生用于刺激觸體的一組電極刺激信號，使得到給定的刺激觸體的電極刺激信號：i.每當(dāng)在與所述給定刺激觸體相關(guān)聯(lián)的帶通信號中檢測到過渡事件時(shí)，使用過渡事件刺激模式，以及ii.在所述過渡事件刺激模式之后使用不同的非過渡刺激模式，直到檢測到下一個(gè)后續(xù)過渡事件。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2014年10月8日提交的美國臨時(shí)專利申請62/061,191的優(yōu)先權(quán)，該美國臨時(shí)專利申請的全部內(nèi)容通過引用并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聽覺植入系統(tǒng)，并且更具體地涉及耳蝸植入系統(tǒng)和其他可植入聽覺假體中的電刺激裝置。

背景技術(shù)

如圖1所示，正常的人耳通過外耳101將聲音傳送到鼓膜102，鼓膜移動中耳103的骨頭，使卵圓窗和耳蝸104的圓形窗口振動。耳蝸104是繞耳蝸軸螺旋地卷曲約兩周半的狹長管。耳蝸包括通過耳蝸管連接的稱為前庭階的上通道和稱為鼓階的下通道。耳蝸104形成具有稱為耳蝸軸的中樞的直立螺旋錐體，聽神經(jīng)113的螺旋神經(jīng)節(jié)細(xì)胞位于其中。響應(yīng)于由中耳103傳送的接收的聲音，充滿液體的耳蝸104充當(dāng)換能器以生成傳送到蝸神經(jīng)113并最終傳到大腦的電脈沖。

當(dāng)沿耳蝸104的神經(jīng)基質(zhì)將外部聲音轉(zhuǎn)換成有意義的動作電位的能力存在問題時(shí)，聽力受損。為了改善受損的聽力，已經(jīng)開發(fā)出聽覺假體。例如，當(dāng)損傷涉及中耳103的操作時(shí)，常規(guī)助聽器可用來以放大聲音的形式向聽覺系統(tǒng)提供聲機(jī)械刺激。或當(dāng)損傷與耳蝸104相關(guān)聯(lián)時(shí)，具有植入式電極的耳蝸植入物可通過沿電極分布的多個(gè)電極觸體遞送的小電流來電刺激聽覺神經(jīng)組織。盡管以下討論針對耳蝸植入物，但當(dāng)刺激電極植入其他解剖結(jié)構(gòu)時(shí)可以更好地服務(wù)于某些聽力受損的人。因此，聽覺植入系統(tǒng)包括分別刺激聽力系統(tǒng)中的特定聽覺目標(biāo)的腦干植入物、中腦植入物等。

圖1還示出了典型耳蝸植入系統(tǒng)的一些構(gòu)件，其中外部麥克風(fēng)將音頻信號輸入提供到可實(shí)現(xiàn)各種信號處理方案的外部植入物處理器111。例如，在耳蝸植入領(lǐng)域中公知的信號處理方法包括連續(xù)交織采樣(CIS)數(shù)字信號處理、信道特定采樣序列(CSSS)數(shù)字信號處理(如美國專利No.6,348,070中所述，該專利通過引用并入本文)、譜峰(SPEAK)數(shù)字信號處理、精細(xì)結(jié)構(gòu)處理(FSP)和壓縮模擬(CA)信號處理。

然后，處理后的信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)格式來通過外部發(fā)射器線圈107傳送到植入刺激器108中。除了接收處理后的音頻信息，植入刺激器108還執(zhí)行諸如糾錯、脈沖形成等附加信號處理，并且(基于提取的音頻信息)產(chǎn)生通過電極引線109發(fā)送到植入電極陣列110的刺激模式。通常，電極陣列110在其表面上包括提供耳蝸104的選擇性刺激的多個(gè)電極觸體112。

圖2示出了典型的使用CIS刺激策略的CI信號處理系統(tǒng)中的各功能塊。音頻輸入預(yù)處理器201包括從麥克風(fēng)接收輸入音頻信號并且衰減音頻信號中低于約1.2kHz的強(qiáng)頻率分量的預(yù)加重濾波器203。圖3示出了典型的來自麥克風(fēng)的短時(shí)段輸入音頻信號的示例。聲音預(yù)處理器201還包括將來自預(yù)加重濾波器203的音頻信號分解成例如圖4中示出的多個(gè)頻譜帶通信號的多個(gè)帶通濾波器(BPF)204。如圖5所示，認(rèn)為每個(gè)帶通信號501具有精細(xì)結(jié)構(gòu)分量502和包絡(luò)分量503(通常由希爾伯特變換導(dǎo)出)。經(jīng)濾波的包絡(luò)信號504以與帶通濾波器的基頻F0相關(guān)的頻率在零參考軸線附近振蕩。

聲音處理器202包括例如通過全波整流和低通濾波來提取帶通信號的緩變帶通包絡(luò)分量的包絡(luò)檢測器205。聲音處理器202還包括執(zhí)行包絡(luò)的壓縮以適合患者的感知特性的非線性(例如，對數(shù)的)映射模塊206，并且然后由調(diào)制器207將壓縮的包絡(luò)信號與載波波形相乘以產(chǎn)生用于植入到耳蝸104中的電極陣列中的每一個(gè)刺激觸體(EL-1到EL-n)的具有非重疊雙相輸出脈沖特定形式的反映耳蝸的音神經(jīng)響應(yīng)的電極刺激信號。