專利名稱：一種電子耳蝸及其刺激脈沖產(chǎn)生方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及助聽設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電子耳蝸及其刺激脈沖產(chǎn)生方法。
背景技術(shù)：
人的耳蝸毛細(xì)胞是接收聲音的感覺細(xì)胞。當(dāng)耳蝸毛細(xì)胞損傷嚴(yán)重時，就會出現(xiàn)嚴(yán)重的聽力損傷。電子耳蝸就是替代已損傷毛細(xì)胞，通過電刺激聽覺神經(jīng)重新獲得聲音信號 的一種電子裝置。圖1顯示的是電子耳蝸的工作模式圖。電子耳蝸由體外和體內(nèi)裝置兩 部分組成，體外部分包括麥克風(fēng)(傳聲器)、言語處理器、發(fā)射線圈；體內(nèi)的部分包括接收線 圈、刺激器、刺激電極及參照電極。在電子耳蝸系統(tǒng)連接正常的情況下，麥克風(fēng)接收聲信號， 通過言語處理器，將聲信號進(jìn)行分析處理并編碼，通過頭件(發(fā)射線圈)跨皮膚傳送到植入 人體內(nèi)的接收線圈，接收信號經(jīng)過刺激器的解碼處理后，產(chǎn)生相應(yīng)頻率及電流強(qiáng)度的脈沖 信號并傳送到各個刺激電極。通過電極刺激聽神經(jīng)，將脈沖信號傳到聽覺中樞從而產(chǎn)生聽 覺。但如果電子耳蝸用戶的頭件(發(fā)射線圈)不慎發(fā)生脫落，那么植入體不能得到外 界的能量與信息。兒童電子耳蝸使用者經(jīng)常會發(fā)生頭件(發(fā)射線圈)脫落的情況。當(dāng)電子 耳蝸使用者將頭件(發(fā)射線圈)放回原先的位置之后，植入體應(yīng)恢復(fù)正常工作。這就需要 電子耳蝸不斷的檢查系統(tǒng)狀態(tài)是否正常，頭件(發(fā)射線圈)與體內(nèi)接收線圈是否連接正常 等，稱之為反向檢查。當(dāng)前，3家主要的電子耳蝸制造商，美國的Advanced Bionic、奧地利 的Mel-El、及澳大利亞的Cochlear的產(chǎn)品都具有反向檢查功能。反向檢查時刺激器不產(chǎn)生 正向刺激，檢查通過后才恢復(fù)刺激。通常反向檢查的時間非常短(< 1ms)，正常聽力者很難察覺如此短時間內(nèi)的聲音 變化，但有研究表明，電子耳蝸使用者的時間分辨率雖因人而異，但總體來說，比正常聽力 者高。由于反向檢查過程中并不發(fā)放刺激脈沖，而連續(xù)刺激脈沖之間的刺激間距一般都只 有0. Ims左右，因此反向檢查前后，原先一幀連續(xù)的刺激脈沖被分割為兩幀。如果對刺激脈 沖不做任何處理，對有些電子耳蝸使用者而言，在反向檢查前后會聽到明顯的瞬時開關(guān)噪 聲。整體來說，甚至?xí)杏X聽到的聲音“斷斷續(xù)續(xù)”。同樣，在電子耳蝸開機(jī)之后，如果此時 外界聲音比較大，突如其來的電刺激也會讓使用者感到明顯的瞬時開關(guān)噪聲。對于成人語 后聾植入者，尚可與臨床調(diào)機(jī)師描述其感受，但若是兒童植入者，則很難表達(dá)上述情況。在 此背景下，如何克服電刺激導(dǎo)致的瞬時開關(guān)噪聲是一個亟需解決的問題。從現(xiàn)有的技術(shù)和方法來看，雖然3家主要的電子耳蝸制造商雖然都采的產(chǎn)品都具 有反向檢查功能，但在植入體刺激器功能、射頻傳輸協(xié)議、言語處理器設(shè)計(jì)上都不相同。目 前，并無文獻(xiàn)專門闡述反向檢查可能導(dǎo)致的瞬時開關(guān)噪聲問題。國內(nèi)在該問題上還沒有相 關(guān)的研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種電子耳蝸及其刺激脈沖產(chǎn)生方法，解決目前具有反向檢查功能的電子耳蝸在反向檢查前后會聽到明顯的瞬時開關(guān)噪聲的問題， 消除瞬時開關(guān)噪聲，提高電子耳蝸使用者的體驗(yàn)度。本發(fā)明提供一種電子耳蝸的刺激脈沖產(chǎn)生方法，包括在具有反向檢查功能的電子耳蝸觸發(fā)反向檢查的時間點(diǎn)、之前的第一時間段T1 內(nèi)，將刺激脈沖信號與歸一化的非負(fù)單調(diào)遞減函數(shù)相乘作為刺激脈沖信號輸出至刺激電 極；在具有反向檢查功能的電子耳蝸觸發(fā)反向檢查的時間點(diǎn)、之后，若反向檢查通 過，則在第二時間段T2內(nèi)，將刺激脈沖信號與歸一化的非負(fù)單調(diào)遞增函數(shù)相乘作為刺激脈 沖信號輸出至刺激電極。通常反向檢查的時間非常短(< 1ms)，正常聽力者很難察覺如此短時間內(nèi)的聲音 變化，但有研究表明，電子耳蝸使用者的時間分辨率雖因人而異，但總體來說，比正常聽力 者高。由于反向檢查過程中并不發(fā)放刺激脈沖，反向檢查前后，原先一幀連續(xù)的刺激脈沖被 分割為兩幀。


圖1是電子耳蝸系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖；圖2是電子耳蝸系統(tǒng)反向檢查后無坡度處理的刺激脈沖產(chǎn)生示意圖；圖3是本發(fā)明的加入坡度處理的刺激脈沖產(chǎn)生方法流程圖；圖4是本發(fā)明的應(yīng)用CIS策略的電子耳蝸系統(tǒng)正向處理框圖；圖5是本發(fā)明的電子耳蝸系統(tǒng)反向檢查框圖；圖6是本發(fā)明的電子耳蝸系統(tǒng)反向處理后加入坡度處理的刺激脈沖產(chǎn)生示意圖；圖7是本發(fā)明的電子耳蝸系統(tǒng)開機(jī)啟動后加入坡度處理的刺激脈沖產(chǎn)生示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步 地詳細(xì)說明。在具有反向檢查功能的電子耳蝸中，通常反向檢查的時間非常短(< 1ms)，反向 檢查過程中刺激器并不向刺激電極發(fā)放刺激脈沖，若反向檢查觸發(fā)的時間點(diǎn)為、，則反向 檢查前后，原先一幀連續(xù)的刺激脈沖被分割為兩幀。如圖2所示，為現(xiàn)有電子耳蝸系統(tǒng)反向 檢查后無坡度處理的電刺激產(chǎn)生示意圖。可以看出，由于反向檢查時并不發(fā)放刺激脈沖，反 向檢查前后，原先一幀連續(xù)的刺激脈沖被分割為兩幀，因而反向檢查過程前后的刺激脈沖 瞬變，則成為瞬時開關(guān)噪聲的根源。此外，開機(jī)時即接收到較大聲音信號也會造成瞬時開關(guān) 噪聲，影響使用者的聽感。為解決瞬時開關(guān)噪聲問題，本發(fā)明在反向檢查前后或者初始開機(jī) 時對刺激信號加入坡度處理，利用坡度處理后的刺激信號觸發(fā)刺激電極進(jìn)行刺激，可使使 用者獲得漸變的聽感，避免瞬時開關(guān)噪聲造成的困擾。本發(fā)明提供一種電子耳蝸的刺激脈沖產(chǎn)生方法，包括在具有反向檢查功能的電子耳蝸觸發(fā)反向檢查的時間點(diǎn)、之前的第一時間段T1 內(nèi)，將刺激脈沖信號與歸一化的非負(fù)單調(diào)遞減函數(shù)相乘作為刺激脈沖信號輸出至刺激電 極；
在具有反向檢查功能的電子耳蝸觸發(fā)反向檢查的時間點(diǎn)、之后，若反向檢查通 過，則在第二時間段T2內(nèi)，將刺激脈沖信號與歸一化的非負(fù)單調(diào)遞增函數(shù)相乘作為刺激脈 沖信號輸出至刺激電極。所述電子耳蝸的刺激脈沖產(chǎn)生方法，進(jìn)一步還包括在初始開機(jī)后的第三時間段T3內(nèi)，將刺激脈沖信號與歸一化的非負(fù)單調(diào)遞增函數(shù)相乘作為刺激脈沖信號輸出至刺激電極。在上述方法中，所述歸一化的非負(fù)單調(diào)遞減函數(shù)是指非負(fù)單調(diào)遞減函數(shù)與除以最 大值之后所得函數(shù)。例如 Y(X) = (cos (χ)) "2, Y(χ) = (cos (χ)) "4, Y(χ) = cos (χ) |，其 中χ為采用坡度修正的時間。利用上述函數(shù)中的單調(diào)遞減部分可在第一時間段T1內(nèi)，對刺 激脈沖進(jìn)行單調(diào)遞減的坡度處理，達(dá)到修正的目的。在上述方法中，所述歸一化的非負(fù)單調(diào)遞增函數(shù)是指非負(fù)單調(diào)遞增函數(shù)與除以最 大值之后所得函數(shù)。例如 Y(X) = (cos (χ)) "2, Y(χ) = (cos (χ)) "4, Y(χ) = cos (χ) |，其 中χ為采用坡度修正的時間。利用上述函數(shù)中的單調(diào)遞增部分可在第二時間段T2,第三時 間段T3內(nèi)，對刺激脈沖進(jìn)行單調(diào)遞增的坡度處理，達(dá)到修正的目的。如圖3所示，本發(fā)明所述的加入坡度處理的刺激脈沖產(chǎn)生方法的總體流程如下第一步，電子耳蝸開機(jī)，系統(tǒng)進(jìn)行初始化；第二步，言語處理器執(zhí)行信號處理策略；第三步，言語處理器將處理結(jié)果進(jìn)行編碼并通過發(fā)射線圈進(jìn)行射頻傳輸；第四步，接收線圈接收射頻傳輸?shù)男畔ⅲ?jīng)過刺激器的解碼處理后，產(chǎn)生相應(yīng)頻率 及電流強(qiáng)度的脈沖信號傳送到各個刺激電極；第五步，每隔一段時間進(jìn)行反向檢查反向檢查前，對上一幀刺激脈沖發(fā)放的末尾 部分(第一時間段Tl)，進(jìn)行單調(diào)遞減的修正處理如若反向檢查不通過，進(jìn)行出錯處理，并再次檢查；如若反向檢查通過，對下一幀刺激脈沖的起始位置(第二時間段T2)采用坡度函 數(shù)進(jìn)行單調(diào)遞增的修正處理，并跳到第二步繼續(xù)進(jìn)行信號接收并產(chǎn)生刺激脈沖；第六步，電子耳蝸關(guān)機(jī)，則系統(tǒng)停止工作。參照圖1及圖3，本發(fā)明的可對刺激脈沖加入坡度處理的電子耳蝸系統(tǒng)，包括麥克風(fēng)，用于接收聲音并轉(zhuǎn)化為聲音信號傳遞給言語處理器；言語處理器，用于對聲音信號執(zhí)行信號處理策略進(jìn)行編碼輸出給發(fā)射線圈；發(fā)射線圈，用于對編碼后信號進(jìn)行射頻傳輸給接收線圈；接收線圈，用于接收無線射頻信號，將接收信號傳遞給刺激器；刺激器，用于對接收的射頻信號進(jìn)行解碼處理，產(chǎn)生相應(yīng)頻率及電流強(qiáng)度的脈沖 信號傳送到各個刺激電極；所述刺激器還包括一個反向信號的發(fā)送模塊，用于定期送出系統(tǒng)的各種反饋信 號，在體外的言語處理器端運(yùn)行一個反向檢查模塊，每隔一段時間進(jìn)行反向檢查反向檢查 前，對上一幀刺激脈沖發(fā)放的末尾部分(第一時間段T1)，進(jìn)行單調(diào)遞減的修正處理如若反向檢查不通過，進(jìn)行出錯處理，并再次檢查；如若反向檢查通過，對下一幀刺激脈沖的起始位置(第二時間段T2)采用坡度函 數(shù)進(jìn)行單調(diào)遞增的修正處理，并通知刺激器繼續(xù)進(jìn)行信號接收并產(chǎn)生刺激脈沖。
反向檢查模塊，還可在開機(jī)時第三時間段T3內(nèi)，將刺激脈沖信號與歸一化的非負(fù) 單調(diào)遞增函數(shù)相乘作為刺激脈沖信號輸出至刺激電極。所述坡度函數(shù)是Y(X) = (cos (χ)) "2, Y(χ) = (cos (χ)) "4, Y(χ) = cos (χ) |，其 中X為采用坡度修正的時間。如圖 4 所示，顯示 了應(yīng)用 CIS(continuous-interleaved-sampling，連續(xù)交替采 樣)策略的電子耳蝸系統(tǒng)正向處理框圖，CIS策略是被廣泛應(yīng)用于電子耳蝸產(chǎn)品的連續(xù)交 替采樣策略。在電子耳蝸系統(tǒng)開機(jī)初始化之后，言語處理器執(zhí)行CIS信號處理策略首先，聲信號通過一組帶通濾波器；之后，各通道的信號經(jīng)過整流器和低通濾波器 來提取包絡(luò)信息，提取的包絡(luò)信息仍然需要經(jīng)過對數(shù)壓縮以適應(yīng)電刺激較窄的動態(tài)范圍。 隨后，言語處理器對處理結(jié)果進(jìn)行編碼，通過頭件(發(fā)射線圈)跨皮膚傳送到植入人體內(nèi)的 接收線圈，經(jīng)過刺激器的解碼處理后，產(chǎn)生相應(yīng)頻率及電流強(qiáng)度的脈沖信號。在每次反向檢 查前后，對刺激脈沖發(fā)放的起止位置，使用特殊的坡度函數(shù)進(jìn)行修正處理，即可達(dá)到消除瞬 時噪聲的效果。如圖5所示，為本發(fā)明的電子耳蝸系統(tǒng)反向檢查框圖。具有反向檢查功能的電子 耳蝸系統(tǒng)，每隔一段時間(ls-2s)，內(nèi)部電路檢查系統(tǒng)是否正常工作，包括檢查體內(nèi)外線圈 連接是否正常。如若不正常，停止刺激脈沖發(fā)放并進(jìn)行出錯處理。
如圖6所示，為本發(fā)明的電子耳蝸系統(tǒng)反向處理前后加入坡度處理的電刺激脈沖 產(chǎn)生示意圖。可以看出，由于加入了坡度處理，在反向檢查前，刺激脈沖幅度由大到小變化， 單調(diào)遞減；在反向檢查后，刺激脈沖幅度由小到變化，單調(diào)遞增；從而避免了電刺激產(chǎn)生的 瞬時開關(guān)噪聲。如圖7所示，為本發(fā)明的電子耳蝸系統(tǒng)開機(jī)啟動后加入坡度處理的電刺激脈沖產(chǎn) 生示意圖。可以看出，由于加入了坡度處理，可以避免電子耳蝸開機(jī)瞬間聽到“關(guān)門噪聲”的 情況。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人 員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、 等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種電子耳蝸的刺激脈沖產(chǎn)生方法，其特征在于，包括在具有反向檢查功能的電子耳蝸觸發(fā)反向檢查的時間點(diǎn)t0之前的第一時間段T1內(nèi)，將刺激脈沖信號與歸一化的非負(fù)單調(diào)遞減函數(shù)相乘作為刺激脈沖信號輸出至刺激電極；在具有反向檢查功能的電子耳蝸觸發(fā)反向檢查的時間點(diǎn)t0之后，若反向檢查通過，則在第二時間段T2內(nèi)，將刺激脈沖信號與歸一化的非負(fù)單調(diào)遞增函數(shù)相乘作為刺激脈沖信號輸出至刺激電極。
2.如權(quán)利要求1所述的刺激脈沖產(chǎn)生方法，其特征在于，進(jìn)一步還包括在電子耳蝸初始開機(jī)后的第三時間段T3內(nèi)，將刺激脈沖信號與歸一化的非負(fù)單調(diào)遞增 函數(shù)相乘作為刺激脈沖信號輸出至刺激電極。
3.如權(quán)利要求1所述的刺激脈沖產(chǎn)生方法，其特征在于，所述歸一化的非負(fù)單調(diào)遞減函數(shù)是指非負(fù)單調(diào)遞減函數(shù)與除以最大值之后所得函數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所述的刺激脈沖產(chǎn)生方法，其特征在于，所述歸一化的非負(fù)單調(diào)遞減函數(shù)是指在第一時間段T1內(nèi)的部分函數(shù)值對應(yīng)的區(qū)間函數(shù)。
5.如權(quán)利要求1或2所述的刺激脈沖產(chǎn)生方法，其特征在于，所述歸一化的非負(fù)單調(diào)遞增函數(shù)是指非負(fù)單調(diào)遞增函數(shù)與除以最大值之后所得函數(shù)。
6.如權(quán)利要求5所述的刺激脈沖產(chǎn)生方法，其特征在于，所述歸一化的非負(fù)單調(diào)遞減函數(shù)是指在第二時間段T2內(nèi)的部分函數(shù)值對應(yīng)的區(qū)間函 數(shù)；或者在第三時間段T3內(nèi)的部分函數(shù)值對應(yīng)的區(qū)間函數(shù)；
7.如權(quán)利要求1所述的刺激脈沖產(chǎn)生方法，其特征在于，進(jìn)一步還包括在具有反向檢查功能的電子耳蝸觸發(fā)反向檢查的時間點(diǎn)、之后，若反向檢查未通過， 則停止刺激脈沖發(fā)放，進(jìn)行出錯處理，并再次檢查；通過后，繼續(xù)發(fā)放刺激脈沖。
8.一種電子耳蝸，包括麥克風(fēng)、言語處理器、發(fā)射線圈、接收線圈、刺激器、刺激電極，所 述刺激器對接收的射頻信號進(jìn)行解碼處理，產(chǎn)生相應(yīng)頻率及電流強(qiáng)度的脈沖信號傳送到各 個刺激電極；其特征在于所述刺激器還包括一個反向信號的發(fā)送模塊，用于定期送出系統(tǒng)的各種反饋信號；在體外的言語處理器端還包括一個反向檢查模塊，每隔一段時間進(jìn)行反向檢查反向 檢查前，對上一幀刺激脈沖發(fā)放的末尾部分，進(jìn)行單調(diào)遞減的修正處理反向檢查模塊，該反向檢查模塊用于定期檢查電子耳蝸系統(tǒng)是否正常，反向檢查模塊 每隔一段時間進(jìn)行反向檢查在觸發(fā)反向檢查的時間點(diǎn)、之前的第一時間段T1內(nèi)，將刺激脈沖信號與歸一化的非負(fù) 單調(diào)遞減函數(shù)相乘作為刺激脈沖信號輸出至刺激電極；在觸發(fā)反向檢查的時間點(diǎn)、之后，若反向檢查通過，則在第二時間段T2內(nèi)，將刺激脈沖 信號與歸一化的非負(fù)單調(diào)遞增函數(shù)相乘作為刺激脈沖信號輸出至刺激電極。
9.如權(quán)利要求8所述的電子耳蝸，其特征在于，所述反向檢查模塊，還用于在電子耳蝸初始開機(jī)后的第三時間段T3內(nèi)，將刺激脈沖信 號與歸一化的非負(fù)單調(diào)遞增函數(shù)相乘作為刺激脈沖信號輸出至刺激電極。
10.如權(quán)利要求8所述的電子耳蝸，其特征在于，所述歸一化的非負(fù)單調(diào)遞減函數(shù)是指非負(fù)單調(diào)遞減函數(shù)與除以最大值之后所得函數(shù)，在第一時間段T1內(nèi)的部分函數(shù)值對應(yīng)的區(qū)間函數(shù)。所述歸一化的非負(fù)單調(diào)遞增函數(shù)是指非負(fù)單調(diào)遞增函數(shù)與除以最大值之后所得函數(shù)，在第二時間段T2內(nèi)的部分函數(shù)值對應(yīng)的區(qū)間函數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電子耳蝸及其刺激脈沖產(chǎn)生方法，通過對刺激脈沖加入坡度處理，克服了瞬時開關(guān)噪聲問題，在具有反向檢查功能的電子耳蝸系統(tǒng)中，在每次反向檢查前后，對刺激脈沖發(fā)放的起止位置，使用特殊的坡度函數(shù)進(jìn)行修正處理。本發(fā)明可有效消除電子耳蝸系統(tǒng)因瞬間開始或終止發(fā)放刺激脈沖導(dǎo)致的瞬時開關(guān)噪聲，簡便有效，適合電子耳蝸產(chǎn)品使用。
文檔編號A61F11/04GK101816599SQ20101014438
公開日2010年9月1日 申請日期2010年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月12日
發(fā)明者平利川, 陳洪斌 申請人:杭州諾爾康神經(jīng)電子科技有限公司