[發(fā)明專利]機(jī)械域中骨傳導(dǎo)噪聲的自適應(yīng)噪聲消除

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780066506.4
• 申請(qǐng)日: 2017-11-01
• 公開（公告）號(hào): CN109963528B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬丁·J·凱爾貝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: MED-EL電氣醫(yī)療器械有限公司
• 主分類號(hào): H04R25/00
• 分類號(hào): H04R25/00;A61N1/36
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 張偉峰;夏凱

描述了一種在患者可植入聽力植入系統(tǒng)中的噪聲消除系統(tǒng)。可植入麥克風(fēng)感測(cè)出現(xiàn)在麥克風(fēng)處的聲音信號(hào)，該聲音信號(hào)包括來(lái)自患者外部聲源的聲源分量和來(lái)自內(nèi)部骨傳導(dǎo)的噪聲分量。至少一個(gè)可植入噪聲傳感元件位于麥克風(fēng)附近以感測(cè)噪聲分量。濾波器由響應(yīng)于變換噪聲分量的自適應(yīng)算法控制并輸出換能器控制信號(hào)。骨傳導(dǎo)換能器接收換能器控制信號(hào)并產(chǎn)生相應(yīng)的機(jī)械振動(dòng)信號(hào)到顱骨。自適應(yīng)算法控制濾波器，使得骨傳導(dǎo)換能器的機(jī)械振動(dòng)信號(hào)抵消由至少一個(gè)噪聲傳感元件感測(cè)的噪聲分量，以便最小化由可植入麥克風(fēng)感測(cè)的噪聲分量。

本申請(qǐng)要求2016年11月1日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)62/415,560的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聽力植入，更具體地涉及在聽力植入系統(tǒng)中從植入的麥克風(fēng)信號(hào)中去除不需要的噪聲。

背景技術(shù)

正常的耳朵如圖1所示通過(guò)外耳101將聲音傳送到鼓室的膜(鼓膜)102，其移動(dòng)中耳103的骨(錘骨，砧骨和鐙骨)，進(jìn)而使耳蝸104的卵圓窗和圓窗開口振動(dòng)。耳蝸104是繞其軸線螺旋纏繞約兩圈半的狹長(zhǎng)管道。耳蝸104包括稱為前庭階的上部通道和稱為鼓階的下部通道，它們通過(guò)耳蝸管連接。鼓階形成中心被稱為蝸軸的直立的螺旋錐體，聽神經(jīng)113的螺旋神經(jīng)節(jié)細(xì)胞駐于其中。響應(yīng)于接收到的由中耳103傳送的聲音，充滿液體的耳蝸104用作換能器以產(chǎn)生電脈沖，該電脈沖被傳送到耳蝸神經(jīng)113，并最終傳送到大腦。

當(dāng)在將外部聲音沿著耳蝸的神經(jīng)基質(zhì)轉(zhuǎn)換成有意義的動(dòng)作電勢(shì)的能力存在問(wèn)題時(shí)，聽力受損。在這種情況下，耳蝸植入物是聽覺(jué)假體，其使用植入的刺激電極繞過(guò)耳朵的聲換能機(jī)構(gòu)，取而代之直接用沿著電極分布的多個(gè)電極觸點(diǎn)傳遞的小電流刺激聽覺(jué)神經(jīng)組織。

圖1還示出了典型的耳蝸植入系統(tǒng)的一些部件，包括外部麥克風(fēng)，其向能夠?qū)崿F(xiàn)各種信號(hào)處理方案的外部信號(hào)處理級(jí)111提供音頻信號(hào)輸入。然后將處理后的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)格式，例如數(shù)據(jù)幀序列，以便傳送到植入刺激器108中。除了提取音頻信息之外，植入刺激器108還執(zhí)行附加信號(hào)處理，例如糾錯(cuò)，脈沖形成等等，并且產(chǎn)生通過(guò)連接線109發(fā)送到植入電極載體110的刺激模式(基于提取的音頻信息)。通常，該電極載體110在其表面上包括多個(gè)電極，其提供對(duì)耳蝸104的選擇性刺激。

在傳統(tǒng)的聽力植入系統(tǒng)中，相對(duì)于將麥克風(fēng)和/或信號(hào)處理器與系統(tǒng)的其他部件植入皮膚下，使用外部麥克風(fēng)和信號(hào)處理作為更簡(jiǎn)單的選擇。使用可植入麥克風(fēng)的挑戰(zhàn)之一是除了必須通過(guò)皮膚感測(cè)的主要聲源信號(hào)之外，可植入麥克風(fēng)還感測(cè)麥克風(fēng)附近存在的骨傳導(dǎo)噪聲。這種不希望的骨傳導(dǎo)噪聲由各種身體功能產(chǎn)生，例如呼吸，心跳，咀嚼，咳嗽等。

圖2描繪了這樣的情況，其中皮下麥克風(fēng)201通過(guò)植入患者的皮膚經(jīng)皮膚感測(cè)從患者外部的聲源接收的期望聲源信號(hào)s(n)，以及由于例如咀嚼或說(shuō)話導(dǎo)致的不期望的骨傳導(dǎo)噪聲202n(n)。因此，麥克風(fēng)輸出信號(hào)表示這兩個(gè)信號(hào)源s(n)+n(n)的組合，然后必須由植入的信號(hào)處理器進(jìn)一步處理。

解決該問(wèn)題的一種嘗試是試圖通過(guò)在顱骨和麥克風(fēng)之間放置諸如硅樹脂的軟材料片來(lái)使麥克風(fēng)與顱骨機(jī)械地分離。但是，用于聽力植入系統(tǒng)的皮下麥克風(fēng)實(shí)際上必須固定到顱骨上，因此這種分離不是完美的。該方法在一定程度上在Miller美國(guó)專利公開2005/0222487描述，其通過(guò)引用并入本文。

如圖3所示的另一種方法使用自適應(yīng)濾波，其中皮下麥克風(fēng)201的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器303，有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器303由自適應(yīng)算法303響應(yīng)于來(lái)自在感測(cè)骨傳導(dǎo)噪聲202(但不是外部聲源信號(hào))的皮下麥克風(fēng)201附近的加速度計(jì)301或第二麥克風(fēng)的信號(hào)進(jìn)行控制。例如，在Hersbach的美國(guó)專利公開2010/0310084和Miller的美國(guó)專利公開2008/0132750中描述了這種思想，這兩個(gè)專利通過(guò)引用結(jié)合在此。