切换听力植入物编码策略制造技术

输入声音信号被处理以产生带通信号。提取反映带通信号的时变幅度的带通包络信号。产生反映带通信号的时域精细结构特征的刺激定时信号。监测输入声音信号或带通信号中存在的关键特征值。对于一个或多个选定的带通信号，基于关键特征值从多个可能的刺激编码策略中选择刺激编码策略。多种可能的刺激编码策略包括根据带通包络信号的基于包络的刺激编码策略，以及根据刺激定时信号的基于事件的刺激编码策略。所选择的刺激编码策略被用于产生电极触点的电极刺激信号。该装置根据关键特征值的变化自动地在不同的选定的刺激编码策略之间切换。

The coding strategy of handover hearing implants

The input sound signal is processed to produce a band-pass signal. The band pass envelope signal, which reflects the time varying amplitude of the band pass signal, is extracted. A stimulus timing signal that reflects the fine structure characteristics of the time-domain signal is produced. Monitor the input sound signal or the key characteristic value that exists in the communication number. For one or more selected bandpass signals, the stimulus coding strategy is selected from multiple possible stimulus coding strategies based on the key eigenvalues. A variety of possible stimulus coding strategies include envelope based stimulus coding strategy based on bandpass envelope signal and event based stimulus coding strategy based on stimulus timing signal. The selected stimulus coding strategy is used to produce electrode stimulation signals that produce electrode contacts. The device automatically switches between different selected stimulus coding strategies according to the changes in the key eigenvalues.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】切换听力植入物编码策略本申请要求2015年6月11日提交的美国临时专利申请62/174,003以及2015年9月8日提交的美国临时专利申请62/215,187的优先权，这两个申请通过援引整体并入本文。
本专利技术涉及用于听力植入物的信号处理装置，并且更具体地涉及自动转换用于耳蜗植入物的语音编码策略。
技术介绍
如图1中所示，声音由人耳从外耳101传送到鼓膜(耳膜)102，鼓膜102移动中耳103的骨头(锤骨，砧骨和镫骨)使耳蜗104的卵圆形窗口和圆形窗口振动。耳蜗104是绕耳蜗轴螺旋地卷曲约两周半的充满流体的长管道。耳蜗包括通过耳蜗管连接的称为前庭阶的上通道和称为鼓阶的下通道。耳蜗104形成具有称为耳蜗轴的中枢的直立螺旋锥体，听神经113的螺旋神经节细胞位于其中。响应于由中耳103传送的所接收的声音，耳蜗104充当换能器以生成传到蜗神经113并最终传到大脑的电脉冲，大脑将神经信号感知为声音。当沿耳蜗104的神经基质将外部声音转换成有意义的动作电位的能力有问题时，听力受损。为了改善受损听力，已经开发出听觉假体。在一些情况下，听力障碍可以通过人工耳蜗植入物(CI)，脑干、中脑或皮质植入物来解决，该植入物通过沿着植入电极分布的多个电极触点传递的小电流来电刺激听觉神经组织。对于人工耳蜗，电极阵列被插入到耳蜗104中。对于脑干、中脑和皮质植入物，电极阵列分别位于听觉脑干、中脑或皮质。图1示出了典型的耳蜗植入系统的一些部件，其中外部麦克风向实现各种已知信号处理方案之一的外部信号处理器111提供音频信号输入。例如，在耳蜗植入物领域众所周知的信号处理方法包括连续交织采样(CIS)数字信号处理、信道特定采样序列(CSSS)数字信号处理、谱峰(SPEAK)数字信号处理、精细结构处理(FSP)和压缩模拟(CA)信号处理。经处理的信号被外部信号处理器111转换成数字数据格式，例如数据帧序列，以由外部线圈107发送到接收的刺激处理器108中。除了提取音频信息外，刺激处理器108中的接收处理器可以执行诸如纠错、脉冲形成等附加信号处理，并产生通过电极引线109发送到植入的电极阵列110的刺激模式(基于提取的音频信息)。通常，电极阵列110在其表面上包括提供耳蜗104的选择性电刺激的多个刺激触点112。诸如语音或音乐之类的音频信号可以被处理成多个频率带通信号，每个信号在包络内具有信号包络和精细时间结构。如WilsonB.S.,FinleyC.C.,LawsonD.T.,WolfordR.D.,EddingtonD.K.,RabinowitzW.M.,"Betterspeechrecognitionwithcochlearimplants,"Nature,vol.352,236-238(July1991)中所述，一种常见的语音编码策略称为“连续交织采样策略”(CIS)，该文献在此援引加入。CIS语音编码策略以预定的时间间隔对信号包络进行采样，仅通过对语音信号的信号包络进行编码来提供显着的语音理解水平。这可以部分地由听觉神经元锁相到调幅电脉冲序列的事实来解释(参见，例如，Middlebrooks,J.C.,“AuditoryCortexPhaseLockingtoAmplitude-ModulatedCochlearImplantPulseTrains,”JNeurophysiol,100(1),p.76-912008,2008July，在此援引加入)。然而，对于正常的听力对象，信号线索、包络线和最终时间结构对于在噪声和混响条件下的定位和语音理解都是重要的(Zeng,Fan-Gang,etal."Auditoryperceptionwithslowly-varyingamplitudeandfrequencymodulations."AuditorySignalProcessing.SpringerNewYork,2005.282-290；Drennan,WardR.,etal."Effectsoftemporalfinestructureonthelateralizationofspeechandonspeechunderstandinginnoise."JournaloftheAssociationforResearchinOtolaryngology8.3(2007):373-383；以及Hopkins,Kathryn,andBrianMoore."Thecontributionoftemporalfinestructureinformationtotheintelligibilityofspeechinnoise."TheJournaloftheAcousticalSocietyofAmerica123.5(2008):3710-3710.；所有这些文献的全部内容在此援引加入本文)。较老的语音编码策略主要编码缓慢变化的信号包络信息并且不传送信号的精细时间结构。较新的编码策略，例如，精细结构处理(FSP)，也传输精细的时间结构信息。在FSP中，通过信道特定采样序列(CSSS)传输低频信道的精细时间结构，信道特定采样序列(CSSS)开始于相应带通滤波器输出的负到正过零点(参见美国专利6,594,525，援引并入本文)。FSP的基本思想是应用刺激模式，其中保留了与滤波器通道的中心频率的特定关系，即，中心频率在刺激模式的时间波形中被表示出来，不像CIS中一样被完全去除。每个刺激通道与一个特定的CSSS相关联，该CSSS是一系列超高速双相脉冲(通常为5-10kpps)。每个CSSS具有不同的长度(脉冲数量)和独特的幅度分布。CSSS的长度可以例如从相关带通滤波器的中心频率导出。与较低滤波器通道关联的CSSS比与较高滤波器通道关联的CSSS要长。例如，它可以是中心频率周期的一半。幅度分布可以根据患者的具体要求进行调整。为了说明，图2A-2B示出了6通道系统的CSSS的两个示例。在图2A中，CSSS是通过对频率等于带通滤波器的中心频率(中心频率为440Hz，696Hz，1103Hz，1745Hz，2762Hz和4372Hz)的正弦曲线的周期的一半采样而导出。通过双相脉冲以10kpps的速率和25μs的相位持续时间实现采样。对于通道5和通道6，中心频率周期的一半太短而不能为多于一个的刺激脉冲提供空间，即，“序列”分别仅由一个脉冲组成。可以利用其他幅度分布。例如，在图2B中，该序列通过对频率为带通滤波器的中心频率的一半的正弦曲线的四分之一进行采样而导出。这些CSSS的持续时间分别与图2A中的CSSS大致相同，但幅度分布是单调递增的。这样的单调分布可能是有利的，因为序列中的每个脉冲理论上都可以在前面的脉冲不能达到的位置上刺激神经元。图3示出了FSP编码策略的典型信号处理实施方式。预处理滤波器组301处理输入声音信号以产生带通信号，每个带通信号表示由音频频率的相关频带限定的带通通道。预处理滤波器组301的输出进入包络检测器302并进入刺激定时模块303，所述包络检测器302提取反映带通信号的随时间变化的幅度的带通包络信号，所述带通信号包括未分辨的谐波，并且用谐波的差音(主要是基频F0)进行调制，所述刺激定时模块303生成反映带通信号的时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于向植入式耳蜗植入电极阵列中的电极触点产生电极刺激信号的系统，所述系统包括：预处理器滤波器组，其配置成处理输入声音信号以生成多个带通信号，其中，每个带通信号表示由音频频率的相关频带限定的带通通道，并且其中，每个带通信号具有特征幅度和时域精细结构特征；包络检测器，其配置成提取反映带通信号的时变幅度的带通包络信号；刺激定时模块，其配置成产生反映带通信号的时域精细结构特征的刺激定时信号；关键特征监测模块，其配置成监测存在于所述输入声音信号或所述带通信号中的关键特征值；刺激编码模块，其配置成：i. 根据所述关键特征值从多个刺激编码策略中为一个或多个所选带通信号选择刺激编码策略，其中，所述多个刺激编码策略包括：（1）根据带通包络信号的基于包络的刺激编码策略，以及（2）根据刺激定时信号的基于事件的刺激编码策略；ii. 根据关键特征值的变化在不同的选定的刺激编码策略之间切换；脉冲发生器，其配置成使用选定的刺激编码策略来产生用于电极触点的电极刺激信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.11 US 62/174,003;2015.09.08 US 62/215,1871.一种用于向植入式耳蜗植入电极阵列中的电极触点产生电极刺激信号的系统，所述系统包括：预处理器滤波器组，其配置成处理输入声音信号以生成多个带通信号，其中，每个带通信号表示由音频频率的相关频带限定的带通通道，并且其中，每个带通信号具有特征幅度和时域精细结构特征；包络检测器，其配置成提取反映带通信号的时变幅度的带通包络信号；刺激定时模块，其配置成产生反映带通信号的时域精细结构特征的刺激定时信号；关键特征监测模块，其配置成监测存在于所述输入声音信号或所述带通信号中的关键特征值；刺激编码模块，其配置成：i.根据所述关键特征值从多个刺激编码策略中为一个或多个所选带通信号选择刺激编码策略，其中，所述多个刺激编码策略包括：（1）根据带通包络信号的基于包络的刺激编码策略，以及（2）根据刺激定时信号的基于事件的刺激编码策略；ii.根据关键特征值的变化在不同的选定的刺激编码策略之间切换；脉冲发生器，其配置成使用选定的刺激编码策略来产生用于电极触点的电极刺激信号。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述刺激编码模块配置成直接在不同的选定的刺激编码策略之间进行切换，而没有过渡时间段。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述刺激编码模块配置成通过在过渡时间段上自适应地改变所述选定的刺激编码策略以变成不同的刺...

【专利技术属性】
技术研发人员：德克·迈斯特尔，托马斯·施瓦曾贝克，
申请(专利权)人：MEDEL电气医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT