用于听力植入物的SNR调整的包络采样制造技术

描述了一种用于听力植入系统的信号处理系统。带通滤波器组处理音频输入信号以生成带通信号。植入物信号处理器处理带通信号以生成电极刺激信号。所述处理包括：i. 监测音频输入信号的关键特征特性，ii. 当所述关键特征小于或等于初始值时，使用原始编码策略来生成所述电极刺激信号，以及iii. 当关键特征大于或等于编码改变值时，使用不同的新编码策略来生成电极刺激信号。植入物信号处理器通过自适应地改变原始编码策略以变成新的编码策略而在过渡时间段期间从原始编码策略自动转换到新的编码策略。

Envelope sampling for SNR adjustment for hearing implants

A signal processing system for hearing implants is described. The band pass filter group processes the audio input signal to generate the band pass signal. The implant signal processor processes a communication number to generate an electrode stimulus signal. The process comprises the key characteristics of I. monitoring audio input signal, ii. when the key features of less than or equal to the initial value, using the original encoding method to generate the electrode stimulation signal, and III. when the key features of greater than or equal to the encoding change value, make use of different strategies to the new encoding the stimulation signal generation electrode. The implantation signal processor automatically transforms the original coding strategy into a new encoding strategy, and automatically transfers the original coding strategy to the new coding strategy during the transition period.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于听力植入物的SNR调整的包络采样本申请要求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，所述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，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。对于耳蜗植入物，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、通道特定采样序列(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都是重要的(参见，例如，ZengF.,NieK.,StickneyG.,KongY.,“AuditoryPerceptionwithSlowly-VaryingAmplitudeandFrequencyModulations,”In:D.Pressnitzer,A.deCheveign′e,S.McAdams,andL.Collet,“AuditorySignalProcessing:Physiology,Psychoacoustics,andModels,SpringerVerlag,NewYork,pp.237-243,2004，该文献在此通过援引加入本文)。较老的语音编码策略主要对缓慢变化的信号包络信息进行编码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，通过通道特定采样序列(CSSS)传输低频通道的精细时间结构，通道特定采样序列(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，但幅度分布是单调增大的。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。音频信号首先借助带通滤波器301的滤波器组被分成频谱带。然后这些频谱带中的每一个由过零检测器303进一步处理，过零检测器303检测每个频谱带的负到正过零点。在其各自的带通滤波器输出的负到正过零开始时插入CSSS305。包络检测器307提供带通时间信号的包络，该带通时间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。当用这些包络对CSSS刺激脉冲加权309时，所得到的脉冲主要以F0进行不希望的幅度调制。这也适用于被设计成除幅度线索外还传输精细时间结构的频带。
技术实现思路
本专利技术的实施例涉及用于听力植入系统中的信号处理的系统和方法，所述听力植入系统具有植入式电极阵列，所述植入式电极阵列具有用于将电极刺激信号递送到相邻听觉神经组织的多个刺激触点。带通滤波器组配置成用于处理音频输入信号以生成多个带通信号，所述带通信号表征音频输入信号中的相关音频频带。植入物信号处理器配置成用于处理带通信号以生成电极刺激信号。该处理包括：i.监测音频输入信号的关键特征特性，ii.当所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于听力植入系统的信号处理系统，所述听力植入系统具有植入式电极阵列，所述植入式电极阵列具有用于将电极刺激信号递送至相邻听觉神经组织的多个刺激触点，所述信号处理系统包括：带通滤波器组，其配置成处理音频输入信号以产生多个带通信号，每个带通信号表征音频输入信号中的音频频率的相关频带；和植入物信号处理器，其配置成处理所述带通信号以生成所述电极刺激信号，其中，所述处理包括：i. 监测音频输入信号的关键特征特性，ii. 当所述关键特征小于或等于初始值时，使用原始编码策略来生成所述电极刺激信号，以及iii. 当所述关键特征大于或等于编码改变值时，使用不同的新编码策略来生成所述电极刺激信号；其中，所述植入物信号处理器配置成在植入物信号处理器自适应地将原始编码策略改变成新的编码策略的过渡时间段期间从原始编码策略自动转换到新的编码策略。

【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 62/215,1871.一种用于听力植入系统的信号处理系统，所述听力植入系统具有植入式电极阵列，所述植入式电极阵列具有用于将电极刺激信号递送至相邻听觉神经组织的多个刺激触点，所述信号处理系统包括：带通滤波器组，其配置成处理音频输入信号以产生多个带通信号，每个带通信号表征音频输入信号中的音频频率的相关频带；和植入物信号处理器，其配置成处理所述带通信号以生成所述电极刺激信号，其中，所述处理包括：i.监测音频输入信号的关键特征特性，ii.当所述关键特征小于或等于初始值时，使用原始编码策略来生成所述电极刺激信号，以及iii.当所述关键特征大于或等于编码改变值时，使用不同的新编码策略来生成所述电极刺激信号；其中，所述植入物信号处理器配置成在植入物信号处理器自适应地将原始编码策略改变成新的编码策略的过渡时间段期间从原始编码策略自动转换到新的编码策略。2.根据权利要求1所述的信号处理系统，其中，所述编码策略中的一个是基于事件的编码策略，另一个编码策略是基于包络的编码策略。3.根据权利要求1所述的信号处理系统，其中，所述编码策略中的一个使用自适应刺激脉冲率，另一个编码策略使用恒定刺激率。4.根据权利要求3所述的信号处理系统，其中，所述植入物信号处理器配置成使用基于通道特定采样序列（CSSS）的自适应刺激脉冲率，并且其中，所述植入物信号处理器配置成自适应地增加CSSS脉冲序列长度以转换到恒定刺激率编码策略。5.根据权利要求3所述的信号处理系统，其中，所述植入物信号处理器配置成使用期间不施加脉冲的时间间隔转换到恒定刺激率编码策略。6.根据权利要求1所述的信号处理系统，其中，所述植入物信号处理器配置成在所述关键特征从所述初始值改变到所述编码改变值之后自动转换。7.根据权利要求1所述的信号处理系统，其中，所述植入物信号处理器配置成在所述关键特征从所述初始值改变到所述编码改变值的同时...

【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