双模式听觉刺激系统技术方案

提出一种双模式听觉刺激系统，其包括：可植入的刺激组件(14)，其用于根据电刺激信号将神经刺激施加于患者的听觉；声刺激单元(21、23)，其用于根据声刺激信号将声刺激施加于患者的听觉；以及声音处理器(24)，其用于由输入音频信号产生电刺激信号和声刺激信号，其中，声音处理器配置为能够将输入音频信号分成多个频带，其中，声音处理器包括加权单元(54、60)，所述加权单元用于对于每个频带根据相应的频带中的输入音频信号的当前水平动态地确定电刺激的相对响度权重和声刺激的相对响度权重，其中，声音处理器配置为能够在生成电刺激信号和声刺激信号时应用加权函数。

Bimodal auditory stimulation system

A dual-mode auditory stimulation system is proposed, which includes: an implantable stimulation component (14), which is used to apply nerve stimulation to the patient's hearing according to the electrical stimulation signal; an acoustic stimulation unit (21, 23), which is used to apply acoustic stimulation to the patient's hearing according to the acoustic stimulation signal; and a sound processor (24), which is used to generate electrical stimulation signal and acoustic stimulation signal from the input audio signal No., wherein the sound processor is configured to be able to divide the input audio signal into multiple frequency bands, wherein the sound processor includes weighting units (54, 60) for dynamically determining the relative loudness weight of the electric stimulus and the relative loudness weight of the sound stimulus for each frequency band according to the current level of the input audio signal in the corresponding frequency band, wherein the sound processor It is configured to be able to apply a weighting function when generating an electric stimulus signal and an acoustic stimulus signal.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双模式听觉刺激系统
本专利技术涉及一种双模式听觉刺激系统，其包括：可植入的刺激组件、如耳蜗植入物，所述可植入的刺激组件用于根据电刺激信号将神经刺激施加于患者的听觉；声刺激单元、例如助听器，其用于根据声刺激信号将声刺激施加于患者的听觉；以及声音处理器，其用于由输入音频信号产生电刺激信号和声刺激信号，所述输入音频信号通常由麦克风结构从周围环境捕获声音。
技术介绍
通常，这种双模刺激系统将例如通过耳蜗植入物实现的神经刺激和声刺激相组合。耳蜗植入物包括电极阵列，用于在由相应电极的位置确定的各种刺激部位处电刺激耳蜗。用于听觉的双模刺激的典型系统包括在同侧耳朵处的耳蜗植入物和用于同侧耳朵或对侧耳朵的声刺激的装置。具有同一耳朵的电和声刺激的系统也称为混合装置或EAS装置。在具有对侧声刺激的系统中，声刺激装置通常是(电-声)助听器；替代地，可通过骨传导助听器实现声刺激。为了调适双模刺激装置，调适装置连接至电刺激装置和声刺激装置，以便单独调节相应的刺激参数，以优化患者的听觉感应。在一个相对简单的模型中，刺激参数的影响可通过电刺激和声刺激的输入/输出(I/O)曲线来描述。对于声刺激，I/O曲线表示扬声器提供的输出水平随麦克风输入声级的变化；声刺激I/O曲线随音频信号的频率(或频带)而变化(在听觉仪器中，输入音频信号被分成各种频率通道以进行进一步的信号处理)。对于电刺激，I/O曲线表示每个刺激通道(例如，对于每个刺激电极)的刺激电流随麦克风处的输入声级的变化。由于手术技术的改进，现在越来越多的耳蜗植入(CI)患者在手术后具有有用的残余声学听力，因此可受益于双模式(例如电学和声学)刺激的患者的数量当前在增大。通常，声频率范围被分为用于声刺激的第一子范围和用于电刺激的另一子范围，以避免两种刺激形式的重叠，因为通常电刺激和声刺激之间的重叠可能降低信号质量和/或言语理解性，因此是不期望的。通常，声刺激和电刺激之间的交叉频率是根据患者的声学听力图(例如在70dBHL获得)确定的。US6231604B1涉及一种EAS系统，其中，电刺激信号代表声音频率的第一子范围，其中，声刺激信号代表声音频率的第二子范围。US2006/0287690A1涉及一种EAS系统，其中，对声信号传递路径和电信号传递路径中的至少一个施加延迟，使得电刺激在相对于耳蜗处的声刺激的到达时间的期望时间被提供给耳蜗；由此，由电刺激表示的接收的声音的频率范围与由声刺激表示的接收的声音的频率范围被同时接收。US7769467B1涉及一种CI系统，其中，经由至少一个附加电极施加补偿电流以影响由刺激电流引起的激励场，其中，根据刺激电流的幅度动态地调节补偿电流。WO2013/142843A1涉及一种EAS系统，其基于声和电刺激的相互作用的测量来调适。US2016/0235986A1涉及一种EAS系统，其可在仅采用声刺激的仅声学模式和应用声刺激和电刺激两者的EAS模式之间来回切换；使用仅声学模式的原因可能是EAS系统处于植入后时间段或发生了阻止CI装置应用电刺激的事件，例如头配件从声音处理器连接。US2015/0012053A1涉及一种EAS系统，其中，在EAS刺激模式中，顶端电极被禁用于标准电刺激，并且可在检测到特定事件时暂时启用以应用调节刺激。子阈值电刺激可通过设置在耳蜗的顶部区域内的一个或多于一个电极与声刺激的应用一起施加于患者；这种子阈值刺激可附加地或替代地提供给条件刺激。根据检测到的声音内容的声级，子阈值刺激可具有可变的刺激水平；例如，子阈值刺激水平可与检测到的声音内容的声级的预定百分比有关。一旦患者失去残余听力，EAS系统可从EAS模式切换到仅电刺激模式。WO2016/004970A1涉及一种EAS系统，其中，声刺激和电刺激之间的交叉频率在适应期间作为时间的函数而改变。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种特别适用于具有相对明显的残余声学听觉的患者的双模式听觉刺激系统。本专利技术的另一个目的是提供相应的双模式刺激方法。本专利技术的又一个目的是提供一种用于这种双模式刺激系统的调适方法。根据本专利技术，这些目的是过如权利要求1所定义的双模式刺激系统，如权利要求32所定义的双模式刺激方法和如权利要求34所定义的调适方法来实现。本专利技术的有益之处在于，通过对于每个频带根据相应的频带中输入音频信号的当前水平动态地确定电刺激的相对响度权重声刺激的相对响度权重，患者的残余听觉的利用可由于在每个频带中与输入水平有关地选择声刺激或电刺激而优化，从而可针对当前使用情况优化双模式刺激。优选地，声音处理器配置为能够根据当前的声学情况从多个刺激程序中选择一个刺激程序，其中，加权函数与声音处理器当前选择的刺激程序有关，从而进一步针对当前的使用情况优化双模式刺激。例如，在低输入水平处，声学放大通常不足以确保可听性，因此电刺激是优越的，而在高输入水平时，通常声刺激是优越的，因为它使得能够成功得到时间精细结构线索并提供更好的频谱和时间分辨率，以便可以改善在嘈杂情况和空间收听中的语音理解。对于音乐，声刺激是优选的，因为可由此保持音乐的谐波结构。然而，在具有声反馈的情况下，电刺激可能是优选的。另一方面，在电池电量低的情况下，仅声学刺激可能是优选的，因为它比电刺激更节能。从属权利要求中限定了本专利技术的优选实施例。附图说明在下文中，将参考附图说明本专利技术的示例，其中：图1是本专利技术中要使用的系统的一个示例的示意图；图2是更详细地示出了图1的系统的电刺激部分的示意图；图3是人类耳蜗的示意性剖视图，其中，标记了刺激位点；图4是与本专利技术一起使用的CI装置的信号处理结构的一个示例的方框图；图5是如何实现电刺激和声刺激的加权特征的一个示例的框图；图6是用于示意性地说明加权函数对信号处理的影响的框图；图7是电刺激和声刺激的加权函数的一个示例，其中，相应的权重表示为输入的函数；图8是给定频带中作为输入水平的函数的电刺激和声刺激的总响度和响度贡献的一个示例；图9是其中刺激的类型被示为频率和音频信号输入水平的函数的示图；以及图10是用于本专利技术的系统的替代性示例的示意图。具体实施方式图1是双模式刺激系统的示意图，根据一个示例(以虚线示出)，所述双模式刺激系统可以实施为将佩戴在患者17的一个耳朵处的EAS装置10(例如，在同侧耳朵处)，所述EAS装置10包括用于从环境声音中捕获输入音频信号的麦克风20、用于由输入音频信号产生电刺激信号和声刺激信号的声音处理器24、包括用于根据声刺激信号对同侧耳朵进行声刺激的扬声器23的声刺激单元21、以及用于根据电刺激信号对对侧耳朵的耳蜗进行电刺激的可植入的刺激组件12。根据图1所示的一个替代性示例，同侧装置仅用于同侧耳朵的电刺激(即，在这种情况下，装置10不包括声刺激单元21，而是仅包括麦克风20、声音处理器24和可植入的刺激组件12，而声刺激单元21实施为将佩戴在对侧耳朵处用于对侧耳朵的声刺激的单独的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双模式听觉刺激系统，其包括：/n可植入的刺激组件(14)，其用于根据电刺激信号将神经刺激施加于患者的听觉；/n声刺激单元(21、23)，其用于根据声刺激信号将声刺激施加于患者的听觉；以及/n声音处理器(24)，其用于由输入音频信号产生电刺激信号和声刺激信号，/n其中，声音处理器配置为能够将输入音频信号分成多个频带，其中，声音处理器包括加权单元(54、60)，所述加权单元用于对于每个频带根据相应的频带中的输入音频信号的当前水平动态地确定电刺激的相对响度权重和声刺激的相对响度权重，其中，声音处理器配置为能够在生成电刺激信号和声刺激信号时应用加权函数。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种双模式听觉刺激系统，其包括：
可植入的刺激组件(14)，其用于根据电刺激信号将神经刺激施加于患者的听觉；
声刺激单元(21、23)，其用于根据声刺激信号将声刺激施加于患者的听觉；以及
声音处理器(24)，其用于由输入音频信号产生电刺激信号和声刺激信号，
其中，声音处理器配置为能够将输入音频信号分成多个频带，其中，声音处理器包括加权单元(54、60)，所述加权单元用于对于每个频带根据相应的频带中的输入音频信号的当前水平动态地确定电刺激的相对响度权重和声刺激的相对响度权重，其中，声音处理器配置为能够在生成电刺激信号和声刺激信号时应用加权函数。


2.如权利要求1所述的系统，其中，声音处理器(24)配置为能够根据当前声学情况从多个刺激程序中选择一个刺激程序，其中，加权函数与当前选择的刺激程序有关。


3.如权利要求2所述的系统，其中，在刺激程序中的至少一个中，包括频带中的至少一部分频带的双模式组的加权函数使得：就响度而言，在相应的频带的交叉水平以下的输入水平处，主要为电刺激，而在交叉水平以上的输入水平处，主要为声刺激。


4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，用于频带的所述双模式组的加权函数使得：在双模式组的每个频带中，就响度而言，至少在低于比交叉水平低的第一阈值水平的输入水平处，声刺激为零，至少在高于比交叉水平高的第二阈值水平的输入水平处，电刺激为零。


5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，第一阈值水平和第二阈值水平限定出水平交叉范围，在所述水平交叉范围中，就响度而言，当输入水平从第一阈值水平增大到第二阈值水平时，电刺激减小并且声刺激增大，其中，在交叉水平处，声刺激的响度和电刺激的水平是相同的。


6.如权利要求5所述的系统，其中，加权函数使得在水平交叉范围内，由电刺激和声刺激产生的总响度是输入水平的单调函数。


7.如权利要求4-6中任一项所述的系统，其中，至少对于第二阈值水平以上的一部分输入水平，存在听不见的电刺激以便支持声刺激。


8.如权利要求3-7中任一项所述的系统，其中，双模式组由具有高于第一阈频率的频率的邻近频带组成。


9.如权利要求8所述的系统，其中，用于具有低于第一阈频率的频率的频带组成的仅声学组的加权函数使得：就响度而言，只有声刺激而没有可听到的电刺激。


10.如权利要求9所述的系统，其中，在仅声学组中，至少对于一部分输入水平，存在听不见的电刺激以便支持声刺激。


11.如权利要求8-10中任一项所述的系统，其中，双模式组的频带的频率低于第二阈频率，其中，用于由具有高于第二阈值的频率的频带组成的仅电学组的加权函数使得：就响度而言，只有电刺激而没有可听到的声刺激。


12.如权利要求2-11中任一项所述的系统，其中，刺激程序中的一个是音乐程序，所述音乐程序被选择用于音乐输入，其中，对于频带中的至少一部分频带，与将被选择用于语音输入的语音程序相比，声刺激的相对响度权重增大，电刺激的相对响度权重相应地减小。


13.如权利要求3-11中任一项所述的系统，其中，刺激程序中的至少一个包括反馈消除特征，其中，在声音处理器(24)检测到不能被声学反馈消除抑制的残余反馈的频带中，与没有检测到残余声反馈的情况相比，交叉水平增大，进而电刺激的相对响度权重相应地增大。


14.如权利要求13所述的系统，其中，反馈消除特征将声刺激的相对响度权重至少暂时地减小到零。


15.如权利要求2-14中任一项所述的系统，其中，刺激程序中的一个是低电池电量程序，所述低电池电量程序被选择用于所述系统的低电池电量状态，其中，与其它刺激程序相比，至少在频带中的一部分频带中，对于所有输入水平，电刺激的相对响度权重减小到零，声刺激的相对响度权重相应地增大。


16.如权利要求2-15中任一项所述的系统，其中，声音处理器(24)包括用于通过分析输入音频信号自动确定当前的声学情况的分类器单元(62)，以便自动地选择当前的激励程序。


17.如权利要求2-15中任一项所述的系统，其中，声音处理器(24)包括用户界面(70)，以用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·哈马赫尔，J·夏卢佩尔，
申请(专利权)人：领先仿生公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH