助听植入体的时间编码制造技术

提供了一种用于激活多通道电极阵列中的电极的系统和方法，该多通道电极阵列具有被空间地划分的电极。确定至少一个脉冲，以刺激电极阵列的单个电极。将每个脉冲都转换为多个脉冲，以刺激电极阵列中的多个电极。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】助听植入体的时间编码相关申请的交叉引用本申请要求2012年10月31日提交的，标题为“助听植入体的时间编码”(“TemporalCodingforHearingImplants”)的美国临时专利申请序列号61/720,600的优先权，其公开内容在此通过引用以其整体并入于此。
本专利技术涉及用于助听植入体的时间编码，并且更具体地涉及用于耳蜗植入体的时间编码的评价和方法。
技术介绍
如图1中所示，人类的耳朵通常将声音，诸如语音通过外耳101传递至鼓膜(耳膜)102，鼓膜102移动中耳103的骨骼(锤骨，砧骨和镫骨)，该骨骼振动耳蜗104的卵圆窗膜。耳蜗104是绕其轴螺旋地缠绕约二又四分之三圈的狭长管。耳蜗104沿其长度包括三个腔：称为前庭阶的上部腔；称为中阶的中间腔；和称为鼓阶的下部腔。耳蜗104形成直立的螺旋圆锥体，其中心被称为耳蜗轴，听觉神经113的轴突位于该耳蜗轴处。这些轴突在一个方向上突出至脑干中的耳蜗核，并且它们在另一方向上突出至螺旋神经节细胞以及耳蜗中的细胞外围的髓突(下文称为外围突起)。响应由中耳103传递的所接收的信号，耳蜗104中的感觉毛细胞起换能器的作用，以将机械运动和能量转换为听觉神经113中的放电。这些放电被传送至耳蜗核，并且然后将耳蜗核中的感应神经活动的模式传送至大脑中的其它结构，以进一步听觉处理和感知。当沿耳蜗104的神经基质将外部声音转换为有意义的动作电位的能力存在问题时，听力就受损。在一些情况下，能够通过听觉假体系统，诸如耳蜗植入体解决听力受损，耳蜗植入体通过由沿植入体电极分布的多个电极触点输送的小电流刺激听觉神经组织。图1示出典型的耳蜗植入体系统的一些部件，其中外部麦克风向外部信号处理级111提供音频信号输入，该外部处理级111具体实施各种已知信号处理方案中的一种方案。经处理的信号被外部信号处理级111转换为数字数据格式，诸如一序列数据帧，以传输至植入体外壳108中的接收器处理器中。除了提取音频信息之外，植入体外壳108中的接收器处理器还可执行另外的信号处理，并且产生刺激模式(基于所提取的音频信息)，该刺激模式通过电极引线109发送至所植入的电极阵列112，电极阵列112通过被称为耳蜗造口的手术开口刺入到耳蜗104中。通常，这种电极阵列112包括处于其表面上的多个电极触点110，所述多个电极触点110将刺激信号传输至耳蜗104的相邻神经组织，患者的大脑将该刺激信号解释为声音。可使用各种刺激策略(例如包括在一个或更多触点组中按顺序或同时刺激)激活单独电极触点110。与正常功能的听觉器官相比，通过使用耳蜗植入体对听觉系统中的时间信息的表现有缺陷。在健康的耳朵中，在信息被转移至大脑之前，由毛细胞和它们对应的神经纤维记录时间信息。毛细胞能够跟随与基底膜的对应振荡同相的外部产生的声学信息，直至特定频率。然而，神经纤维具有特定的不应期，该不应期仅允许有限的时间编码。在健康生理系统的情况下，存在足够的神经纤维，其在刺激后具有不同的不应状态。因此，作为整体，这些神经纤维通常能够一起表现高达5kHz的时间信息(例如，参见1937年Wever和Bray的“齐射理论”(“volleytheory”))。在耳蜗植入体的情况下，通过电极，例如通过直接在神经纤维中引出动作电位的双相电脉冲提供时间信息。结果，同步引出耳蜗植入体的电触点周围的所有神经纤维，并且齐射原理不再适用。因而可能极大地损害时间信息的传递。因此，关于耳蜗植入体，至神经元系统的联接有缺陷。此外，诸如耳蜗植入体电极触点的实际阻抗这样的条件可能每个患者都不同。结果，标准脉冲序列可能对于患者是次优的。为了有助于解决该问题，已经执行了心理声学检验，其中患者提供他是否能够区别各种脉冲速率下的所展示的声音的音调的主观反馈(参见已录用的Bahmer和Baumann，2012年CochlearImplantsInternational)。然而，这种主观反馈可能取决于环境而变化，并且可能难以对特定患者例如幼童实现。
技术实现思路
根据本专利技术的实施例，提供了一种用于激活多通道电极阵列中的电极的方法，该多通道电极阵列具有被空间地划分的电极。该方法包括确定至少一个脉冲，以刺激电极阵列的单个电极。每个脉冲都被转换为用于刺激电极阵列中的多个电极的多个脉冲。根据本专利技术的相关实施例，转换可包括在与不同电极关联的至少两个脉冲之间添加时间间隔。用于刺激多个电极的脉冲可为超阈值脉冲或亚阈值脉冲。所述多个脉冲的能量可基本等于用于刺激第一电极的脉冲的能量。所述多个脉冲的时间和/或空间质心可基本等于所确定的脉冲的时间和/或空间质心。所述多个脉冲的振幅、脉冲长度和/或时间间隔可变。该变化可基于高斯分布、泊松分布和/或均匀分布。用于刺激电极阵列的单个电极的所述至少一个脉冲可为形成一顺序脉冲序列的多个脉冲，诸如连续交替采样(CIS)语音信号处理策略。根据本专利技术的又进一步相关实施例，该方法还包括至少部分地基于所转换的脉冲刺激所述多个电极。电极阵列可为植入患者体内的听觉假体的一部分，该方法还包括在刺激电极时执行至少一种神经生理学测量，并且评价该神经生理学测量，以便确定用于所改进的音调辨差的时间编码的质量。所述至少一种神经生理学测量可包括电诱发听觉稳态反应(EASSR)、电诱发脑干反应听测法(EBERA)、近场测量，和/或电诱发复合动作电位(ECAP)。评价神经生理学测量可包括统计学检验和/或使用遗传算法。可基于该评价调节脉冲速率。多通道电极可关联植入体。多通道电极阵列可关联耳蜗植入体、脑干植入体或深部脑刺激。根据本专利技术的另一实施例，听觉假体系统包括适合可植入的刺激器，该刺激器包括形成多通道电极阵列的多个电极。处理器被构造成确定用于刺激电极阵列的单个电极的至少一个脉冲。该处理器还被构造成将每个脉冲都转换为多个脉冲，以刺激电极阵列中的多个电极。根据本专利技术的相关实施例，处理器可被构造成在关联不同电极的至少两个所转换的脉冲之间添加时间间隔。用于刺激所述多个电极的脉冲可为超阈值脉冲或亚阈值脉冲。所述多个脉冲的能量可基本等于用于刺激第一电极的所确定的脉冲的能量。所述多个脉冲的时间和/或空间质心可基本等于所述确定的脉冲的时间和/或空间质心。所述多个脉冲的振幅、脉冲长度和/或时间间隔可变。该变化可基于高斯分布、泊松分布和/或均匀分布。用于刺激电极阵列的单个电极的所述至少一个脉冲可为形成一顺序脉冲序列的多个脉冲。所述一顺序脉冲序列可基于连续交替采样(CIS)语音信号处理策略。刺激器可被构造成至少部分地基于所转换的脉冲刺激所述多个电极。根据本专利技术的又进一步实施例，检验模块可被构造成对假体用户执行对电极刺激的至少一种神经生理学测量。该检验模块还可被构造成评价神经生理学测量，以便确定用于所改进的音调辨差的时间编码的质量。评价神经生理学测量可包括统计学检验和/或使用遗传算法。该神经生理学测量可包括电诱发听觉稳态反应(EASSR)、电诱发脑干反应听测法(EBERA)、近场测量，和/或电诱发复合动作电位(ECAP)。根据本专利技术的另一实施例，提供一种评价关联听觉假体的用于所改进的音调辨差的时间编码的方法。该听觉假体包括在多通道电极阵列中的多个电极。该方法包括以脉冲速率刺激电极。对假体用户执本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激活多通道电极阵列中的电极的方法，其中所述多通道电极阵列的电极被空间地划分，所述方法包括：确定至少一个脉冲，以刺激所述电极阵列的单个电极；将所述脉冲中的每个都转换为用于刺激所述电极阵列中的多个电极的多个脉冲。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.10.31 US 61/720,6001.一种激活多通道电极阵列中的电极的方法，其中所述多通道电极阵列的电极被空间地划分，所述方法包括：确定至少一个脉冲，以刺激所述电极阵列的单个电极；将所述脉冲中的每个都转换为用于刺激所述电极阵列中的多个电极的多个脉冲，其中所述多个脉冲的时间和/或空间质心基本等于所述所确定的脉冲的时间和/或空间质心。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述转换包括在关联不同电极的至少两个脉冲之间添加时间间隔。3.根据权利要求2所述的方法，其中用于刺激多个电极的所述脉冲为超阈值脉冲和亚阈值脉冲中的至少一个。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个脉冲的能量基本等于用于刺激第一电极的脉冲的能量。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个脉冲的振幅、脉冲长度和/或时间间隔是变化的。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述变化基于高斯分布、泊松分布和/或均匀分布。7.根据权利要求1所述的方法，其中用于刺激所述电极阵列的单个电极的所述至少一个脉冲为形成顺序脉冲序列的多个脉冲。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述顺序脉冲序列是基于连续交替采样(CIS)语音信号处理策略。9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括至少部分地基于所转换的脉冲刺激所述多个电极。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述电极阵列为被植入用户的听觉假体的一部分，进一步包括：在刺激所述电极时执行...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈亚斯·巴默，
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