具有环绕声和噪声消除的耳蜗刺激系统的制作方法

本发明总体上涉及耳蜗刺激设备和对例如在患有听力障碍的人中的听觉进行电刺激的方法。

背景技术

用于外部电刺激听觉的耳蜗刺激系统和方法通常是已知的并且在例如zink的美国专利3,766,331、litvak的美国专利8,126,565、schleich的美国专利8,417,348、schleich的美国专利8,948,877和goodman的美国专利9,071,896中被公开，其全部内容出于所有目的通过引用结合于此。这些系统和方法使用位于用户头部的电极来传输刺激耳蜗和听觉神经的电信号，以便提供听觉。然而，仍然存在对改进的电刺激声音系统的持续需求。

技术实现要素：

根据本发明的实施例的耳蜗刺激系统包括用于接收音频输入信号的信号输入和耦合到信号输入的多声道耳蜗转换器。耳蜗转换器基于音频输入信号产生多声道环绕声耳蜗刺激信号。其他实施例还包括多声道耳蜗刺激电极。电极中的每一个被配置成附接到用户并且被耦合以便接收多声道环绕声耳蜗刺激信号中的一个。其他实施例包括用于接收环境噪声信号的麦克风输入和耦合在麦克风输入和耳蜗转换器之间的声音消除处理器。声音消除处理器基于环境噪声信号产生声音消除信号，并且其中耳蜗转换器基于声音消除信号产生环绕声耳蜗刺激信号。在实施例中，耳蜗转换器产生具有耳间声强差和/或耳间时间差的多声道刺激信号。

附图说明

图1是根据本发明实施例的耳蜗刺激系统的示意图。

图2是图1中示出的处理器/控件的实施例的框图。

图3是使用该系统来刺激不同方向上的声音以便提供侧化感知的示意图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明实施例的具有环绕声和/或噪声消除能力的耳蜗和听觉神经刺激系统10。如所示，系统10包括多声道刺激电极12、多声道麦克风14、和处理器/控件16。所示的实施例分别包括前中心、左前、右前、左、右、后中心、左后和右后声道电极12fc、12fl、12fr、12l、12r、12bc、12bl和12br。其他配置(未示出)具有更多或更少的电极12。右声道麦克风14l和左声道麦克风14r分别在图1中示出，尽管其他实施例(未示出)具有更多或更少的麦克风14。电极12和麦克风14被配置成附接到或佩戴在用户的头部或颈部周围的间隔开的位置处。例如，在所示的实施例中，电极12和麦克风14在间隔开的位置处附接到诸如绑带18的结构，该绑带可以附接到使用者的头部或颈部。诸如绑带18上的带扣20的连接器可有助于将绑带安装到用户上。

处理器/控件16具有可以耦合到外部音频信号源(未示出)的输入。例如，系统10可以被配置成与移动设备、dvd播放器和其他音频内容源(诸如有线、卫星和电视广播和剧院)连接。响应于音频信号，处理器/控件16产生多声道环绕声电极驱动信号，其耦合到相关联的声道刺激电极12。将环绕声驱动信号施加到用户引起具有丰富的再现和环绕声的空间质量的听觉(例如，被排序以便具有方向性和侧向性)。基于时间和强度提示，声音可以在用户的头部周围移动。在实施例中，处理器/控件16还具有耦合到环境噪声信号的源(诸如麦克风14)的输入。响应于环境噪声信号，处理器/控件16使环绕声驱动信号以引起环境噪声的全局和/或定向消除的方式产生，从而能够增强对所需环绕声音频的听力。

图2是根据本发明的实施例的处理器/控件16的框图。所示实施例包括耳蜗转换器30、驱动器32、噪声消除器34和控件36。在实施例中，诸如耳蜗转换器30和/或噪声消除器34的处理器/控件16的部件可以被实现为例如被编程的处理器(具有相关联的存储器)、数字信号处理器和/或分立电路部件(未示出)。耳蜗转换器30接收对应于多声道电极12(例如，所示实施例中的前中心、左前、右前、右、左、后、左后和右后信号)中的每一个的多声道环绕声格式音频信号作为输入。可以在系统10中使用已知的环绕声技术和格式的范围中的任何一种。转换器30将那些输入的音频信号转换成声道具有特征或信号参数的相应的多声道耳蜗和神经刺激信号，该特征或信号参数能够在用户中产生具有所输入的音频信号的音频内容的听觉。举例而言，耳蜗转换器30可以使用在以上背景技术部分中标识的美国专利中公开的类型的结构和/或方法或者其他已知的或其他常规的结构和/或方法来提供这种转换功能。简而言之，举例而言，耳蜗转换器30可以产生低rf频率(例如，大约60khz)信号，其由对应于相关联的声道的音频内容的音频频率调制。

在一些实施例中，处理器/控件16从信号源接收多声道音频信号，并且耳蜗转换器30将这些输入信号中的每一个转换为相关联的刺激信号。在其他实施例中，处理器/控件16接收单声道音频信号，或具有比电极12更少的声道的信号。这样的实施例可以包括环绕声发生器或合成器(未示出)，其在由耳蜗转换器30处理那些单独的声道信号之前生成对应于系统10的每个声道的信号。

在实施例中，由耳蜗转换器30产生的声道刺激信号在被施加到电极12之前被施加到驱动器32。例如，驱动器32可以包括变压器或其他部件，其将刺激信号的电压和/或电流水平转换或改变到能够在将刺激信号施加到用户时提供有效听力结果的水平。

噪声消除器34接收表示用户附近的环境噪声的信号。响应于环境噪声信号，噪声消除器34在被耦合到耳蜗转换器30之后产生将使耳蜗转换器以有效抵消环境噪声的方式产生刺激信号的信号。为此目的，可以使用已知的或其他常规的噪声消除方法。例如，耳蜗转换器30可以产生刺激信号，该刺激信号具有与环境噪声信号相同的频率和内容的分量，但是与环境噪声信号180°异相。在实施例中，噪声消除器34可以产生环境噪声信号的控制信号特性。在这些实施例中，耳蜗转换器30可以使用控制信号来控制声道刺激信号的产生。在其他实施例中，噪声消除器34可以产生音频信号，该音频信号与施加到耳蜗转换器30的音频信号相加，以便在由耳蜗转换器处理音频信号之前有效地消除环境噪声。

在实施例中，噪声消除器34通过对所有声道刺激信号产生相同的噪声消除效果来全局地起作用。在这种实施例中，例如，环境噪声信号可以由麦克风14r和14l中的任一个提供。在其他实施例中，噪声消除器34使用表示由诸如14r和14l的若干不同麦克风中的每一个提供的来自不同方向的环境噪声的多声道环境噪声信号，并使耳蜗转换器30产生提供特定方向噪声消除的声道刺激信号。例如，由施加到电极12fl、12l和/或12bl的刺激信号提供的噪声消除效果可以基于由麦克风14l提供的环境噪声信号，并且施加到电极12fr、12r和/或12br的刺激信号可以基于由麦克风14r提供的环境噪声信号。例如，这种定向或多声道噪声消除对于具有单侧听力损失的用户可以特别有效。

控件36可以耦合到耳蜗转换器30、驱动器32和/或噪声消除器34并且由用户致动以便控制系统10。举例而言，控件36可以控制由刺激信号提供的听力的音量、以及电极12之间的平衡或相对音量。在其他实施例中，听力的频率内容或音调可以由控制器36控制。

作为上述那些的替代或补充，其他实施例包括头部周围的多个电极的阵列(其可以结合到触点中)。与半规管的角加速器耦合的内耳的线性加速器，即耳石，具有从大约10khz到超过60khz的范围的载波频率。可以施加到电极中的一个的相应刺激频率可以产生俯仰感。半规管的刺激(例如，通过施加到第二组电极的信号)可以产生摇摆和滚动的感觉。头带中的附加电极可以刺激以便产生矢量刺激。附加电极可以具有60khz的载波频率，用于刺激听力和双耳。取决于特定产品的环绕声输出，可以添加附加的60khz载波频率电极(例如，添加到头带)以便产生环绕声效果。

图3是分别附接到用户的前中心、后中心、左和右声道电极12fc、12bc、12l和12r、以及图示出用于向用户提供声音的侧化感知或不同空间位置的这些声道电极的多个不同刺激方向的线的示意图。耳间时间差(“itd”：由不同声道电极提供的刺激之间的时间差异)和/或耳间声强差(“ild”：由不同声道电极提供的刺激之间的水平或幅度的差异)可用于操纵用户头部内的声音的位置和方向性(即，侧化)的感知。ild对于通过使用到达每只耳朵的声压级(spl)的差异来反映具有较高频率的声音的空间位置特别有用。itd对于通过到达每只耳朵的声音的定时差来提供较低频率下的侧化感知特别有用。在实施例中，通过处理器/控件16在声道电极之间提供ild和/或itd，以便操纵声音位置(例如，在用户的前面、后面、左边和/或右边)的感知。通过改变ild和/或itd，还可以提供声音的动态变化的位置的感知。

虽然已参考优选实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将认识到，可在形式和细节上作出改变而不脱离本发明的精神和范围。