基于人体内BM延迟的优化声学啁啾制造技术

提出了一种为人类受试者提供声学刺激以诱发听觉响应的系统和方法。该方法包括生成啁啾信号，其中生成啁啾信号包括添加多个频率信号，每个频率信号基于其相关的频率特定的基底膜延迟在啁啾信号内被延迟，该频率特定的基底膜延迟被确定为测量的体内频率特定的基底膜延迟的函数。延迟的函数。延迟的函数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于人体内BM延迟的优化声学啁啾
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求2021年1月25日提交的题为“基于人体内BM延迟的优化声学啁啾”的欧洲专利申请EP21153362.5的优先权，其全部内容通过引用并入本文。


[0002]本专利技术涉及啁啾声刺激和听力图系统和方法，有利地基于测量的体内基底膜时间延迟。

技术介绍

[0003]在本领域中已知的是，当测试患者的听力时，向耳朵提供听觉刺激以诱发听觉响应。这种听觉诱发的响应的幅度通常取决于由刺激激活的神经元的数量。作为结果，可以利用同时输出宽频率范围的点击刺激，目的是获得更大的听觉响应。
[0004]然而，人耳中的声音转导是由基底膜(BM)波介导的，其延迟随着距耳蜗基底的距离而增加。因此，由于从基底区域(高频区域)到更顶端的区域(低频区域)通过耳蜗的传播时间，点击刺激不会引起沿着耳蜗的各种频率的同时刺激。这导致听觉诱发响应的模糊。
[0005]Shore和Nutall首先将啁啾的概念应用于听觉电生理学。参见Shore SE,Nuttall AL.High
‑
synchrony cochlear compound action potentials evoked by rising frequency
‑
swept tone bursts.J Acoust Soc Am.1985Oct；78(4)：1286
‑
95.(1985),通过引用将其全文并入本文。在产生啁啾的过程中，调节点击内各个频率分量的时间，以补偿耳蜗传播时间，从而改善神经元的时间同步性和更大的听觉响应。
[0006]为了测量BM延迟，已经进行了许多研究。具体地，已经在各种哺乳动物种类和人类中进行了尸检研究。测量BM延迟的另一种方法是通过从听觉脑干响应、耳蜗外耳蜗电图或OAE导出频率特性响应来间接估计BM延迟。这些估计中的一些导致BM延迟在人类中比在普通实验动物中长得多的断言。参见See Neely ST,Norton SJ,Gorga MP,Jesteadt W.Latency of auditory brain
‑
stem responses and otoacoustic emissions using toneburst stimulus.J.Acoust.Soc.Am.83：652
–
656,1988；Shera CA,Guinan JJ,Oxenham AJ.Revised estimates of human cochlear tuning from otoacoustic and behavioral measurements.Proc.Natl.Acad.Sci.USA 2002；99：3318
–
3323；and Harte JM,Pigasse G,Dau T.Comparison of cochlear delay estimates using otoacoustic emissions and auditory brainstem responses.J Acoust Soc Am.2009Sep；126(3)：1291
‑
301.doi：10.1121/1.3168508.)，其中每一篇都通过引用将其全文并入本文。Ruggero和Temchin首次估计了人耳蜗中的体内BM延迟，这是通过根据实验动物中死亡对BM振动的影响来校正死后BM数据而获得的。参见Ruggero MA,Temchin AN.Similarity oftraveling
‑
wave delays in the hearing organs ofhumans and othertetrapods.J Assoc Res Otolaryngol.2007Jun；8(2)：153
‑
66，通过引用将其全文并入本文。
[0007]迄今为止，没有一个产生啁啾刺激的模型是基于人的体内BM延迟测量的。相反，延
迟模型是基于耳蜗的机械特性的线性描述而应用的(参见de Boer E.Acylindrical cochlea model：the bridge between two and three dimensions.Hear Res.1980Aug；3(2)：109
‑
31)，通过引用将其全文并入本文；短纯音ABR潜伏期(参见Neely等人,1988)；刺激频率耳声发射潜伏期(参见Shera and Guinan,2000)；衍生带ABR潜伏期(参见Don M,Ponton CW,Eggermont JJ,Kwong B.The effects of sensory hearing loss on cochlear filter times estimated from auditory brainstem response latencies.J Acoust Soc Am.1998Oct；104(4)：2280
‑
9.doi：10.1121/1.423741)，通过引用将其全文并入本文；以及听觉诱发复合动作电位(Elberling C,J,Don M.Evaluating auditory brainstem responses to different chirp stimulus at three levels of stimulation.J Acoust Soc Am.2010Jul；128(1)：215
‑
23.doi：10.1121/1.3397640，通过引用将其全文并入本文。此外，Elberling等人(2010)在一大群正常听力受试者中发现，响应于各种啁啾信号的是水平依赖的。这可以用刺激的向上传播和耳蜗神经延迟的变化来解释。
[0008]现在已经认识到，许多人工耳蜗候选者仍然具有良好的残余听力。不像传统的助听器只适用于放大和修改的声音信号；人工耳蜗是基于对听觉神经的直接电刺激。通常，人工耳蜗以这样的方式，即获得与正常听觉最相似的听觉印象来电刺激内耳中的神经结构。
[0009]如图1所示，正常的耳朵通过外耳101将声音传输到鼓膜(耳膜)102，鼓膜102移动中耳103的骨头(锤骨、砧骨和镫骨)，中耳103的骨头振动耳蜗104的卵圆窗。耳蜗104是围绕其轴螺旋缠绕大约两圈半的长而窄的管。它包括称为前庭阶的上通道和称为鼓阶的下通道，它们由耳蜗管连接。耳蜗104形成直立的螺旋锥体，其中心称为耳蜗轴，其中听觉神经113的螺旋神经节细胞位于该耳蜗轴处。响应于接收到的由中耳103传输的声音，充满流体的耳蜗104用作换能器，以产生传送到耳蜗神经113并最终传送到大脑的电脉冲。
[0010]典型的人工耳蜗可以包括两个部分：音频处理器111和植入式刺激器108。音频处理器111通常包括麦克风、用于整个系统的电源(电池)和用于进行声信号的信号处理以提取刺激参数的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种为人类受试者提供声学刺激以诱发听觉响应的方法，其特征在于，所述方法包括:生成啁啾信号，其中生成所述啁啾信号包括添加多个频率信号，每个频率信号基于其相关联的频率特定的基底膜延迟在所述啁啾信号内被延迟，所述频率特定的基底膜延迟被确定为测量的体内频率特定的基底膜延迟的函数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括声学地向所述人类受试者提供所述啁啾信号，以便诱发听觉响应。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述人类受试者具有植入的人工耳蜗，并且使用内耳蜗耳蜗电图来测量所述听觉响应。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括至少部分地通过以下任一个来测量体内频率特定的基底膜延迟：测量多个人的所述体内频率特定的基底膜延迟；或者测量所述人类受试者的所述体内频率特定的基底膜延迟。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，测量所述频率特定的基底膜延迟包括使用内耳蜗耳蜗电图进行测量。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，使用内耳蜗耳蜗电图进行测量包括提供声频音调刺激，以及通过植入的人工耳蜗的电极测量耳蜗微音器(CM)响应。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，进一步包括:基于计算机断层成像导出每个电极的位置；使用格林伍德函数导出与每个电极相关联的特征频率；以及测量所述电极上的所述耳蜗微音器(CM)响应，所述耳蜗微音器响应具有与提供的所述音调刺激的所述声频最匹配的所述特征频率。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测量的频率特定的基底膜延迟的所述函数包括使用多项式或指数函数估计。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个频率信号中的较低频率信号频率被延迟小于较高频率。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，生成所述啁啾信号包括将所述啁啾信号中的每个频率信号设置为与所述人类受试者相同的幅度和/或响度感知水平。11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述人类受试者具有植入的人工耳蜗，所述方法进一步包括:至少部分使用内耳蜗耳蜗电图来测量所述人类受试者的所述体内频率特定的基底膜延迟，声学地向所述人类受试者提供所述啁啾信号，以便诱发听觉响应；以及使用内耳蜗耳蜗电图来测量所述响应。12.一种用于为人类受试者提供声学刺激以便诱发听觉响应的系统，其特征在于，所述系统包括:控制器，被配置为生成啁啾信号，其中生成所述啁啾信号包括添加多个频率信号，每个频率信号基于其相关联的频率特定的基底膜延迟在所述啁啾信号内被延迟，所述频率特定的基底膜延迟被确定为测量的体内频率特定的基底膜延迟的函数。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，进一步包括换能器，其中所述控制器被配置为向所述换能器提供所述啁啾信号，以便在所述人类受试者中诱发听觉响应。14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，进一步包括用于植入所述人类受试者的人工耳蜗，其中使用内耳蜗耳蜗电图来测量所述听觉响应。15.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述体内频率特定的基底膜延迟是基于来自多个人的测量的体内频率特定的基底膜延迟。16.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，进一步包括:换能器；以及用于植入所述人类受试者的人工耳蜗，其中所述控制器被配置为:向所述换能器提供声频音调刺激，以便诱发听觉响应，从使用内耳蜗耳蜗电图测量的所述音调刺激的所述听觉响应中确定所述人类受试者的所述体内频率特定的基底膜延迟，向所述换能器提供所述啁...

【专利技术属性】
技术研发人员：马雷克，
申请(专利权)人：MEDEL电子医疗设备有限公司，
类型：发明
国别省市：