专利名称：适配听觉假体的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及听觉假体，并且更特别地涉及适配听觉假体。
背景技术：
助听器被用来提供声学刺激以对听力受损的人进行辅助。耳蜗植入体已经被用来对具有更为严重的感觉神经性听力损失的那些人进行辅助。已经认识到的是，对于一些具有听力损失的用户而言，提供电刺激以及声学或机械刺激二者是有好处的，以下称为混合系统。对应于耳蜗的更多基部区域，感觉神经性听力损失通常对较高频率范围的影响非常严重。这样，混合系统通常在较高频率范围提供电刺激，并且在较低频率范围提供机械刺激。这种系统的适配和调节一般使用两种不同的适配协议来执行。第一协议用于适配刺激的电部分，其与用于常规耳蜗植入体的协议相类似。另一协议用于刺激的声学部分，其相当于用于常规助听器的协议。这些处理一般通过临床医生对单独的声学系统和电系统进行一系列冗长的心理物理试验来执行。这需要相当数量的时间和精力，并且经过适当培训的人员是有限的资源。进一步的问题涉及幼童。对无法将其感觉向临床医生进行沟通的幼童(或他人)进行可靠地适配可能是困难的。在由Bouchataoui提出的美国专利申请第2006/0287690号中公开了使用由电刺激系统的电极组件所测量的声诱发神经响应来确定针对声学信号处理的设置。特别地，公开了这些设置可以用来设定系统的每个通道的增益，并且用来确定声学刺激模式和电刺激模式之间的截止频率。
发明内容
在本发明的第一方面，提供了一种用于对混合听力假体系统的响应曲线进行调节的方法，该系统至少包括滤波器组、处理器、声学刺激器、电刺激器和电极阵列，该滤波器组可操作地提供对应于预定义通道中的振幅的输出通道信号，并且该处理器可操作地将输入/输出参数施加到该输出通道信号以产生声学刺激，该方法包括:对于预期针对其进行声学刺激的每个通道，以已知水平提供声学刺激；使用植入式电极阵列确定所诱发的对每个刺激的神经响应；对跨多个通道所诱发的神经响应之和进行编译以产生响应曲线，并且将该响应曲线与预定响应曲线进行比较；以及调节一个或多个通道的一个或多个所选择的输入/输出参数，使得经调节的响应曲线与该预定响应曲线最佳匹配。
在第二方面，提供了一种用于对包括声学刺激的听力系统的响应曲线进行优化的方法，该系统至少包括滤波器组、处理器、声学刺激器和至少一个电极，该滤波器组可操作地提供对应于预定义通道中的振幅的输出通道信号，并且该处理器可操作地将输入/输出参数施加到该输出通道信号以产生声学刺激，该方法包括:对于每个声学通道，以已知水平提供声学刺激；使用植入式电极确定所诱发的对每个刺激的神经响应；对跨多个通道所诱发的神经响应之和进行编译以产生响应曲线，并且将该响应曲线与预定响应曲线进行比较；以及调节一个或多个通道的一个或多个所选择的输入/输出参数，使得经调节的响应曲线与该预定响应曲线最佳匹配。在第三方面，提供了一种用于对包括声学刺激的听力系统的响应曲线进行优化的方法，该系统至少包括滤波器组、处理器以及声学或机械刺激器，该滤波器组可操作地提供对应于预定义通道中的声学振幅的通道信号，并且该处理器可操作地将输入/输出参数施加到该通道信号以在输出通道内产生声学刺激，该方法包括:对于每个输出通道，以已知水平提供声学刺激，以便针对用户确定阈值和舒适度水平；对于每个通道信号，改变声学刺激以便确定所期望的辅助输出阈值，该辅助输出阈值是可操作地对应于该通道的阈值水平的最小声级；由此为该用户定义每个通道的阈值、舒适度水平和所期望的辅助阈值，并且参考那些水平定义适配参数。在第四方面，提供了一种对混合设备的刺激参数进行视觉化和控制的方法，该方法包括:通过图形用户界面(GUI)显示指示每个所述通道内的阈值和舒适度水平的一组电通道指示符；以及通过所述GUI显示指示每个所述通道内的阈值和舒适度水平的一组声学通道指示符，缩放并显示所述电通道指示符和所述声学通道指示符以便所述电通道指示符和所述声学通道指示符在具有视觉上可比较的范围的单个显示器上是可见的。在第五方面，提供了一种用于将声学设备适配到用户的方法，该设备是听力假体或者混合设备的声学部分，该方法包括:对于每个通道，确定落入该通道内的输入声音所期望的最小可听水平；通过行为测量或客观测量确定声学刺激的检测阈值和舒适度水平，并且由此得出该通道所需的声学刺激处理参数。
现在将参考附图描述本发明的说明性实施例，其中:图1是示出声学刺激路径和电刺激路径的示意性框图；图2是示出声学通道的输入输出函数的图形；图3是示出左侧听力图和右侧听力图的图形；图4是图形用户界面的概念性屏幕截图，其中以类似方式示出声学通道和电通道；以及图5是各种频率处的增益的图形，示出了匹配到所期望的响应曲线的过程。
具体实施例方式以宽泛的形式，本发明的实施例提供在诸如混合系统之类的包括声学或机械刺激的系统中，能够使用对声学刺激的行为或客观响应来设置每个声学通道的输入输出(I/o)函数以及用于获得针对 一个或多个通道而调节的所期望的I/o函数所需的增益，使得跨通道的实际响应曲线与预定响应曲线相匹配。
在另一宽泛的方面，实施例提供了一种用于混合系统的基于⑶I的适配方法，其中临床医生能够以可比较的方式在单个屏幕上查看声学和电通道设置。将参考特定的说明性示例对本发明的实施例进行描述，该说明性示例是一种在混合的电和声学或机械刺激系统中使用的适配过程。出于本说明书和权利要求的目的，混合系统是被配置为施加诸如电、声学或机械刺激之类的一种以上形式的刺激的任意听觉假体。例如，在实施例中，混合系统可以施加电和声学刺激两者。该电刺激可以例如经由耳蜗内的电极阵列或者神经刺激设备的某个其它形式而被施加。声学刺激可以是任意形式的声学刺激，例如使用(耳中、外耳道中或者其它方面)外部助听器或耳机所施加的刺激。机械刺激可以包括例如通过骨锚式助听器(BAHA)(有时也被称作骨传导设备)、中耳或其它植入式机械刺激器(例如，植入式机械致动器)或者任意其它类型的机械刺激系统所施加的刺激。
如以下将进一步讨论的，本发明的实施例在使用机械或声学刺激的系统中能够对行为响应或诱发电响应进行测量的任何情况下都是适用的，并且其不限于混合设备。其适用于诸如以上所描述的那些刺激之类的任意形式的声学或机械刺激。其可以被应用到具有全植入组件的系统、部分植入的系统或者被应用到完全外部的系统。应当出于本专利申请的目的以这种宽泛的方式理解术语混合系统或混合设备。(多个)示例性实施例还可以在单独的声学或机械系统中使用，其可以包括适当的植入式感测电极，或者可以包括使用观察到的行为响应。将要意识到的是，出于说明的目的对实施方式进行描述，并且其特征并非旨在限制本发明的范围。出于描述示例性实施例的目的，混合电-声听力假体可以包括与声学或机械刺激器(例如耳机、BAHA或植入式机械致动器)相结合、提供电刺激的耳蜗植入体。通常使用电流来施加电刺激，该电流被施加到置于耳蜗之中的多个电极。声学刺激在例如耳蜗的低频或顶端区域中仍然发现残留的听力函数的情况下可能是有用的。在本实施例中，可以通过声学或机械刺激处理路径(例如，经由助听器、BAHA或其它机械设备)提供低频声音，并且可以通过电刺激处理路径(例如，经由耳蜗内的电极)提供高频声音。如所提到的，耳蜗假体可以对接受者的耳蜗施加电刺激。可以经由听觉神经细胞的直接电刺激来施加该刺激以旁路不存在的或有缺陷的毛细胞，该毛细胞在正常情况下将声学振动转换成神经活动。这样的设备通常使用插入耳蜗鼓阶的多触点电极以使得该电极可以区别性地激活在正常情况下对声音的差别音高进行编码的听觉神经元。这样的设备还被用来治疗少数具有听觉神经双边退化的患者。对于这样的患者，耳蜗假体设备在脑干中提供耳蜗细胞核的刺激，这样的设备经常被称作听觉脑干植入体(ABI)。可以利用其实施本发明的实施例的示例性假体包括但不限于美国专利第4，532，930 号、第 6，537，200 号、第 6，565，503 号、第 6，575，894 号和第 6，697，674 号中所描述的那些系统，上述专利的全部内容和公开内容通过引用特此结合于此。如这里所描述的，耳蜗假体通常包括外部可佩戴的控制单元，该控制单元确定被提供至包含密封外壳中的有源电路的植入式刺激器单元的电刺激的模式。电刺激通过电极进行传递以提供听觉神经细胞的电刺激。图1是被配置为施加声学和电刺激的混合耳蜗假体的示例性框图。如图所示，示例性耳蜗假体包括声学和电处理路径两者。将要理解的是，这仅是许多这样的用于混合耳蜗假体的方法之一。图1中所示的功能块例如可以在耳蜗假体的声音处理器/接收器中实施。在该不例中，该声音处理器/接收器可以在被用来施加电刺激时被称作声音处理器而在被用来施加声学刺激时被称作接收器。这些功能块例如可以由硬件和/或软件或者两者的组合来实施。如图所示，输入声音信号被接收并被呈现至滤波器组，该滤波器组包括标记为10的用于滤波器频带I至N的多个带通滤波器，以及标记为20的用于滤波器频带N+1至N+M的多个带通滤波器。如图所示，在耳蜗假体的声学处理路径内处理从I至N的滤波器频带10，而在耳蜗假体的电路径内处理从N+1至N+M的滤波器频带20。将要意识到的是，沿声学和电路径处理的频率在一些实施方式中可以重叠。如本领域技术人员将会意识到的,N和M的数值可以取决于刺激设备、处理方法和刺激策略的特性。在声学部分中，带通滤波器10的输出被提供至信号处理器11用于处理，并且被提供至增益/限制控制器12。如以下将要描述的，信号处理器11和增益限制控制器12中的每一个根据频带级和输入/输出函数对该信号进行处理。每个通道的信号随后被提供至相位校正器13用于相位校正。重构器14随后合并该通道以便构建音频信号。经合并的信号随后通过可编程延迟15进行延迟并且例如使用扬声器而在声学上被呈现16给接受者。该延迟有助于改善相对应的声学和电刺激之间的同步。通常，电处理更为复杂并且可能花费更大量的时间来完成。正因如此 ，可编程延迟15可以对来自重构器14的声学信号施加延迟以使得声学信号16和电刺激信号26同步。在电处理路径中，由信号处理器21处理滤波器20的输出。增益控制器22依据预定参数对经处理的信号施加增益，这被确定为适配过程的一部分。最大值选择器23随后可以依据所使用的语音处理策略选择用于施加刺激的通道。虽然在该示例中，最大值选择器23根据所确定的语音处理策略选择适当的最大值23的频带20，但是在其它实施例中，可以使用不同机制用于选择用于施加刺激的通道。包括其振幅在内的所选择的通道随后被振幅
映射器24映射至相应的电极(例如，电极1、2.....N)和电流级。刺激信号随后通过RF复
用器25并且作为用于特定电极的刺激指令26被输出。该信号随后例如可以被传送至耳蜗假体的内部组件，其中该指令由刺激控制器进行处理，该刺激控制器随后依据该指令经由电极提供刺激。在这样的系统中，要确定许多个性化的参数以便提供跨频率范围充分可听的声觉，同时保持刺激的舒适和安全水平。耳蜗植入体的声音处理所需的具体参数可以在制造商和型号之间略有变化。通常地，要求输入声音的动态范围被“映射”到每个电极或通道的个体的电听觉范围，对于每个耳蜗内的电极，该电听觉范围通过最小可检测电刺激水平(或阈值TE)以及最大可容忍电刺激水平(或舒适度水平CE)来定义。在经由耳蜗植入体的电刺激的情况下，标称的输入动态范围通常由最小输入声级Tspl和声级Cm来定义，该最小输入声级Tsa将产生对应于Te的电刺激而该声级Csa将在舒适度水平Ce针对任意给定频率分析频带产生电刺激。一些现有系统将特定电极与特定频率通道相关联，并且在以下示例中正是要具体涉及的这种类型的系统。然而，一些系统在实际电极之间具有虚拟电极，其中一部分刺激电流通过相邻电极，并且本发明也适用于这样的系统。在所有这些系统中，存在输入声级(适宜地以分贝为单位)到通常被表示为以安培为单位的电流振幅的电输出水平的变换。
在经由通常以外部助听器的形式的声学放大假体的声学刺激的情况下，该变换保留在声学域中，具有被变换为以分贝声压级(或者用于机械致动器的牛顿)表示的声输出级的声音输入。在两种情况下，输入-输出函数的形式可以是线性的或者非线性的，后者通常是耳蜗植入体中的情况。此外，如声学假体中常见的情况，该函数可以由通过直线连接的若干点(拐点)来定义。在拐点之间，通常根据被称作响度增长函数的对数或指数数学表达式，该函数也可以是弯曲的。图2中示出了用于声学刺激的两种类型的常见输入-输出函数:所谓的具有附加输出限制(LinearOL虚线)的“线性”增益函数，以及动态范围压缩函数(DRC，有时称作WDRC,实线)。LinearOL曲线简单地通过两个参数G和MPO来定义:在函数的1:1倾斜部分(或者具有横坐标输入水平=OdB的函数的截距)上的输入和输出水平之间的差或者增益G，以及最大输出功率(MPO)。DRC曲线由两个点或者两对参数定义:在通常为40-50dB的预定义输入水平(或下拐点)处的最大增益Gmax,以及在通常为80-90dB的第二预定义输入水平(或上拐点)处的ΜΡ0。可以 有附加的参数，例如，函数在下拐点以下的斜率可以大于1，这表示用以降低背景噪声的可听度的“扩展”区域。图2相应地示出了每个声学通道的输入/输出函数。适配参数Ta/Gk以及Ca/MP0的作用由圆圈来指示。在声学助听器中，每个声学通道的标称增益G从个体的残留听力函数的测量连同该通道的最大功率输出MPO得出。残留听力的灵敏度或“阈值”Tm和最大舒适度水平(MCL或UCL)通常使用经由标准听力学耳机单独地呈现给每个耳朵的不同频率的纯音范围进行测量。这些测量描绘了相对于具有OdBHL的平均单耳阈值的“正常”听者的每个个体的残留听力的特性。这些数据通常呈现在称为听力图的图形中(比如图3中所示出的)。图3示出了用于样本用户的左耳和右耳的示例性听力图。通常，使用指定规则从Tm的数值计算每个音频通道的标称增益和ΜΡ0。基于不同的基本原理，现有技术中存在各种规范公式。这些公式包含了以dBHL描述的听力特性到以dBSPL描述的听力特性的变换、耳内耳机和外部耳机之间的差异、耳模的不同出口尺寸、语音信号的特性以及受损听力的属性。例如，DSL规则具有跨多个声学通道恢复语音信号的可听度的基本原理，而NAL-RP规则却包含了对于语音理解而言非常重要的高频听力损失能够通过提供低频中的附加可听度而得到补偿的事实。这些规范规则可以通过形式为a+bTHL+cT2HL的多项式公式近似表示，其中针对每个测试频率或者具有该频率的相应Tm的声学通道定义系数a、系数b和系数C。对已经被置入了耳蜗植入式电极并且其残留听力函数落入本实施例的范围之内的个体的研究表明，这样的个体通常更喜欢使用比使用诸如以上所描述的公式之类的现有技术公式所规定的声学增益更大的声学增益。表I示出了对于多个声学通道中心频率的声学通道的最优输入/输出特性的指示中的参数。特别地，其指示了每个声学通道的与优选的和最优的增益和MPO最佳适配的系数的平均值和范围。目标增: G = aG+aG X Thl 并且目标 MPO = aM+bM X THL+cMX T HL。
权利要求
1.一种用于对混合听力假体系统的响应曲线进行调节的方法，所述系统至少包括滤波器组、处理器、声学刺激器、电刺激器和电极阵列，所述滤波器组可操作地提供对应于预定义通道中的振幅的输出通道信号，并且所述处理器可操作地将输入/输出参数施加到所述输出通道信号以产生声学刺激，所述方法包括: 对于预期针对其进行声学刺激的每个通道，以已知水平提供声学刺激； 使用植入式电极阵列确定所诱发的对每个刺激的神经响应； 对跨多个通道所诱发的所述神经响应之和进行编译以产生响应曲线，并且将所述响应曲线与预定响应曲线进行比较；以及 调节一个或多个通道的一个或多个所选择的输入/输出参数，使得经调节的响应曲线与所述预定响应曲线最佳匹配。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述所选择的输入/输出参数是增益和MPO之一或二者。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述调节步骤包括完全去除一个或多个通道以便与所述预定响应曲线最佳匹配。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法进一步包括: 对于预期针对其进行电刺激的每个通道，以已知水平提供电刺激； 使用所述植入式电极阵列确定所诱发的对所述刺激的神经响应；以及 调节每个通道的电刺激参数。
5.根据权利要求4所述的方法，其中响应于对电刺激和声学刺激的相对神经响应，定义过渡通道的截止通道或范围。
6.一种用于对包括声学刺激的听力系统的响应曲线进行优化的方法，所述系统至少包括滤波器组、处理器、声学刺激器和至少一个电极，所述滤波器组可操作地提供对应于预定义通道中的振幅的输出通道信号，并且所述处理器可操作地将输入/输出参数施加到所述输出通道信号以产生声学刺激，所述方法包括: 对于每个声学通道，以已知水平提供声学刺激； 使用植入式电极确定所诱发的对每个刺激的神经响应； 对跨多个通道所诱发的所述神经响应之和进行编译以产生响应曲线，并且将所述响应曲线与预定响应曲线进行比较；以及 调节一个或多个通道的一个或多个所选择输入/输出参数，使得经调节的响应曲线与所述预定响应曲线最佳匹配。
7.一种用于对包括声学刺激的听力系统的响应曲线进行优化的方法，该系统至少包括滤波器组、处理器以及声学刺激器或机械刺激器，所述滤波器组可操作地提供对应于预定义通道中的声学振幅的通道信号，并且所述处理器可操作地将输入/输出参数施加到所述通道信号以在输出通道内产生声学刺激，所述方法包括: 对于每个输出通道，以已知水平提供声学刺激，以便针对用户确定阈值和舒适度水平; 对于每个通道信号，改变所述声学刺激以便确定所期望的辅助输出阈值，所述辅助输出阈值是可操作地对应于所述通道的所述阈值水平的最小声级； 由此为所述用户定义每个通道的阈值、舒适度水平和所期望的辅助阈值，并且参考那些水平定义适配参数。
8.—种对混合设备的刺激参数进行视觉化和控制的方法，所述方法包括: 通过图形用户界面(GUI)显示指示每个所述通道内的阈值和舒适度水平的一组电通道指示符；以及 通过所述GUI显示指示每个所述通道内的所述阈值和所述舒适度水平的一组声学通道指示符，缩放并显示所述电通道指示符和所述声学通道指示符以便所述电通道指示符和所述声学通道指示符在具有视觉上可比较的范围的单个显示器上是可见的。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述电通道和所述声学通道的通道指示符包括可以在显示界面上被移动以便调节所述设备的舒适度的数值和阈值的数值的舒适度图标和阈值图标。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述通道的至少一些通道在声学通道和电通道之间的输入声学范围中重叠。
11.根据权利要求9所述的方法,其中所述GUI进一步允许一个或多个输入声学范围在用户要求时被选择作为声学通道、电通道中的任何一个或者二者，并且在这些选项之间变化。
12.根据权利要求9所述的方法，其中至少针对所选择的声学通道和/或电通道记录所诱发的对声学刺激的神经响应和/或行为响应的数值，并且所述数值被用来自动建议阈值和舒适度水平的数值，以及/或者用于选择电刺激或声学刺激。
13.一种用于将声学设备适配到用户的方法，所述设备是听力假体或者混合设备的声学部分，所述方法包括: 对于每个通道，确定落入所述通道内的输入声音所期望的最小可听水平； 通过行为测量或客观测量确定声学刺激的检测阈值和舒适度水平，并且由此得出所述通道所需的声学刺激处理参数。
14.根据权利要求13所述的方法，其中通过使用所述声学设备的输出生成适当的声学信号来确定所述检测阈值和所述舒适度水平。
15.根据权利要求13所述的方法，其中使得临床医生能够在不同的声学信号处理策略之间变换参数，同时保持落入所述通道内的输入声音所期望的所述期望最小可听水平、所述检测阈值和所述舒适度水平。
全文摘要
一种用于适配和调节声学听力假体或者混合电和声学听力假体的方法和系统。图形用户界面允许以可比较的方式查看并且调节声学适配参数和电适配参数。该方法进一步允许响应于对已知刺激的响应的行为测量或者客观测量对声学通道的声学刺激的参数进行调节，以便实现所期望的响应曲线。
文档编号H04R25/00GK103229519SQ201180052435
公开日2013年7月31日 申请日期2011年10月28日 优先权日2010年10月28日
发明者C·J·詹姆斯, I·鲍查陶尤伊, M·基利安, K·范登休维尔 申请人:耳蜗有限公司