具有耳朵EEG记录的助听器制造技术

本申请公开了具有耳朵EEG记录的助听器，其包括：多个电极单元，其中多个电极单元中的每一个包括配置成向助听器用户提供电刺激和/或测量该用户的生物反应信号的电极；多个电极通道电路；其中多个电极通道电路中的每一个包括：配置成接收生物反应信号并提供放大的生物反应信号的、包含第一输入端子的运算放大器，所述运算放大器包括第一负载输入；配置成通过接收放大的生物反应信号的一部分并将其转换为反馈电流信号而降低多个电极通道电路中的所述电极通道电路中的DC偏移的影响的第一DC偏移单元，所述反馈电流信号被传到所述第一负载输入从而在运算放大器中提供平衡的漏电流。载输入从而在运算放大器中提供平衡的漏电流。载输入从而在运算放大器中提供平衡的漏电流。

【技术实现步骤摘要】
具有耳朵EEG记录的助听器


[0001]本申请涉及具有用于记录助听器用户的生物反应信号例如脑电图(Electroencephalography，EEG)信号的电极单元的助听器，该助听器包括改进的EEG拓扑。

技术介绍

[0002]生物反应信号在此理解为源自活体的电位差。众所周知的例子为心电图(Electrocardiogram，ECG)和脑电图(EEG)信号。用于检测耳朵处的生物反应信号的耳朵元件通常针对EEG信号的检测进行制造，但也可应用于检测其它生物电信号如ECG、眼动电图(electrooculography，EOG)或肌肉活动。
[0003]EEG信号为由人的大脑活动产生的电信号。在近些年，已设计可由将要监测的人持续携带或穿戴的EEG监测系统。目标是具有个人可穿戴的EEG监测器，其可被携带而不会导致比眼镜或现代的小助听器更多的不便。
[0004]这样的EEG监测器可应用于不同的目的。一个例子是人的状况的监视，及例如用于在满足预定条件时提供警报或信息。该监测器也可应用于数据的收集，例如用于诊断目的或研究使用。应用的例子为患糖尿病或癫痫的人的监视。另一例子为用作控制或调节助听器时的输入。
[0005]此外，源自颅神经和脑干中的神经活动的电位也可用助听器测量。这例如在评估听力损失时适合，其中常见的是测量来自颅神经的反应(颅神经8)和来自脑干的反应(听性脑干反应)。但也可适合测量来自例如在外耳中具有分支的迷走神经的反应或者迷走神经的刺激(颅神经10)。这例如在癫痫时适合。
[0006]相较于周围的干扰，电生理信号即生物反应信号的振幅通常较弱。例如，生物反应信号如脑电图(EEG)信号由无创伤性电极测得在10μν
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100μν的范围中，及心电图(ECG)信号由无创伤性电极测得在100μν
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1mV的范围中，而来自周围的耦合干扰可容易地在毫伏级甚至伏特级。这些干扰中的大多数通常以常见的方式连同生物反应信号一起出现。因此，抗扰对于生物反应信号记录十分重要。在提供改善的抗扰的传统解决方案中，电极偏移电压(electrode offset voltage，EOV)在放大器的输入处进行补偿。数模转换器(DAC)通常连接到放大器的输入，放大器对DAC的参考尤其是电源抑制比(Power Supply Rejection Ratio，PSRR)和/或共模抑制比(Common Mode Rejection Ration，CMRR)实施相当严格的要求。此外，DAC总是引入瞬时尖峰信号，其将出现在放大器的输入处并导致运算放大器的输出处的谐波失真。放大器可以是配置成减少运算放大器的闪烁噪声的斩波放大器。
[0007]运算放大器的CMRR是相对于想要的差信号抑制两输入端子共同不想要的输入信号。
[0008]运算放大器的PSRR是电源电压的变化与其产生的等效(差分)输出电压的比。
[0009]此外，用于记录生物反应信号和/或刺激的电极的半电池电位和电阻显著变化。例如，半电池电位最少在
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300mV到+300mV之间变化，电阻从20k变化到10M甚至更高。因此，在这些条件下要达到好的CMRR和/或PSRR非常具有挑战性。
[0010]因而，在记录生物反应信号时改善噪声或抗扰及提高记录对电极变化的可容许性很重要。

技术实现思路

[0011]本专利技术的一方面是提供一种通过使DC偏移电压最小化并增强PSRR和减小CMRR而改善生物反应记录性能的助听器。
[0012]根据第一方面，助听器包括多个电极单元，其中多个电极单元中的每一个包括配置成向助听器用户提供电刺激和/或测量该用户的生物反应信号的电极。
[0013]多个电极单元中的一电极单元可包括用于生物反应记录的有源电极，尤其用于先进的电极技术例如无接触和干接触电极。采用有源电极的目的是使电极屏蔽于外部干扰并补偿寄生电容。
[0014]相较于无源电极，有源电极对环境干扰、容性耦合的干扰如电力线干扰(Power Line Interference，PLI)通常提供更好的抗扰度。因此，它们适合可穿戴生物反应记录的新兴应用。有源电极可与右腿驱动技术结合。一般地，有源电极具有几个优点，包括：足够低的牵涉输入的噪声、高输入阻抗和低偏流、低的牵涉输入的偏移、低输出阻抗、高共模抑制比(CMRR)和电源抑制比(PSRR)，以及对于助听器装置，还具有低功耗的优点。
[0015]此外，助听器可包括多个电极通道电路，其中多个电极通道电路中的每一个包括配置成接收生物反应信号并提供放大的生物反应信号的、包含第一输入端子的运算放大器；配置成通过接收放大的生物反应信号的一部分并将其转换为反馈电流信号而降低多个电极通道电路中的所述电极通道电路中的DC偏移的第一DC偏移单元，反馈电流信号可被传到运算放大器的第一负载输入或第一输入端子从而在运算放大器中提供平衡的漏电流。
[0016]多个电极通道电路中的每一个可以是差分电路，这意味着两个电极单元(多个电极单元的部分)连接到多个电极通道电路中的单一电极通道电路。两个电极单元之一可以是多个电极通道电路中的至少两个的共同电极，共同的电极单元可用作两个电极通道电路中的参考电极。
[0017]多个电极单元中的每一个可连接到多个电极通道电路中的一电极通道电路，从而经电极单元提高生物反应信号的质量或者将刺激施加到用户。
[0018]运算放大器可以是差分放大器，其中第一输入端子为差分输入端子。
[0019]运算放大器可具有配置成接收参考电压的第二负载输入。第二负载输入可以是正电源端口，第一负载输入可以是负电源端口。
[0020]运算放大器的第一输入端子可以是反向或非反向端口。
[0021]运算放大器包括漏电流，其包括第一漏电流和第二漏电流，当第一和第二漏电流相等或大约相等时，运算放大器包括平衡的漏电流。
[0022]第一DC偏移单元的输入可连接到运算放大器的输出，第一DC偏移单元的输出可连接到第一负载输入。第一DC偏移单元可配置成降低可能应用于放大的生物反应信号的DC偏移。降低的DC偏移电压导致对运算放大器的参考电压的PSRR要求大大减轻。此外，由于第一DC偏移单元的输出隔离地连接到第一负载输入，放大的生物反应信号中的瞬时尖峰信号也被消除。
[0023]多个电极通道电路中的每一个可包括第二DC偏移单元，配置成接收生物反应信
号、降低DC偏移并将DC偏移降低的生物反应信号转发给运算放大器。第二DC偏移单元的输入可连接到多个电极单元中的一电极单元，输入可配置成接收由该电极单元记录的生物反应信号。第二DC偏移单元可连接到运算放大器的第一输入端子。第二DC偏移单元配置成部分地消除运算放大器的输入处的DC偏移电压，从而增强PSRR。还与第一DC偏移单元结合以生物反应信号的信号强度的最小代价提供DC偏移电压的更加改善的降低。
[0024]助听器可包括模数转换器，其中放大的生物反应信号可经该模数转换器转换为数字电信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种助听器，包括：
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多个电极单元，其中多个电极单元中的每一个包括配置成向助听器用户提供电刺激和/或测量该用户的生物反应信号的电极；
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多个电极通道电路，其中多个电极通道电路中的每一个包括
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配置成接收生物反应信号并提供放大的生物反应信号的、包含第一输入端子的运算放大器，所述运算放大器包括第一负载输入；
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配置成通过接收放大的生物反应信号的一部分并将其转换为反馈电流信号而降低多个电极通道电路中的所述电极通道电路中的DC偏移的影响的第一DC偏移单元，所述反馈电流信号被传到所述第一负载输入从而在运算放大器中提供平衡的漏电流。2.根据权利要求1所述的助听器，其中，多个电极通道电路中的每一个包括第二DC偏移单元，配置成接收生物反应信号、降低DC偏移的影响及转发生物反应信号。3.根据权利要求1或2所述的助听器，其中，多个电极通道电路中的每一个包括阻抗匹配单元，配置成接收生物反应信号及将多个电极单元中的第一电极单元的第一阻抗匹配到多个电极单元中的第二电极单元的至少第二阻抗。4.根据权利要求2或3所述的助听器，其中，阻抗匹配单元配置成接收生物反应信号并将阻抗匹配的生物反应信号转发给运算放大器或者第二DC偏移单元。5.根据权利要求3所述的助听器，包括刺激器单元，配置成将交流电、直流电或其组合经多个电极通道电路中的一电极通道电路的阻抗匹配单元施加到多个电极单元中的至少一电极单元，其中至少一电极单元配置成基于电流施加电刺激。6.根据权利要求5所述的助听器，其中，多个电极通道电路中的第二电极通道电路的第二阻抗匹配单元配置成测量多个电极单元中的第二电极单元的多个阻抗，并基于多个测得的阻抗，在第二阻抗匹配单元中或者在助听器的阻抗处理器单元中确定多个电极单元中的第二电极单元的电阻阻抗和/或容抗。7.根据前面任一权利要求所述的助听器，包括模数转换器，其中放大的生物反应信号经一模数转换器转换为数字电信号，所述第一DC偏移单元包括：
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偏移校正电路，配置成接收数字电信号，并基于该数字电信号中的DC偏移电压的测量提供数字偏移校正信号；第一数模转换器，配置成接收数字偏移校正信号并将其转换为被传到运算放大器的第一负载输入的反馈电流信号。8.根据权利要求7所述的助听器，其中，第一DC偏移单元包括：
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第二数模转换器，配置成接收数字偏移校正信号并将其转换为被传到运算放大器的第一输入端子而与生物反应信号组合的另一反馈电流信号。9.根据权利要求1
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7任一所述的助听器...

【专利技术属性】
技术研发人员：L，
申请(专利权)人：奥迪康有限公司，
类型：发明
国别省市：