用于记忆力增强的声音刺激器的制造方法_2

文档序号:8387768阅读:来源:国知局
低于5ms。下降时间优选低于50ms,如低于25ms、低于10ms, 或最好低于5ms。刺激脉冲触发的输出声音的音量优选校准到低于80dB的声压级,如低于 70dB,或最好低于55dB (如适应用户的听力受损如听觉阈)。
[0018] 在耳内刺激装置的优选实施例中,控制单元配置成确定电活动信号中的用户特有 慢振荡频率。优选地,控制单元配置成触发具有用户特有慢振荡频率即具有一个以上听觉 刺激的听觉刺激脉冲序列的产生,其相互具有对应于用户特有慢振荡频率的时延。电活动 信号中的用户特有慢振荡频率例如可通过傅里叶分析或本领域技术人员已知的其它方法 确定。优选地,电活动信号中的用户特有慢振荡频率借助于确定电活动信号中的两个随后 的极值(最好最小值)之间的相应时延进行确定,例如具有附加要求,即最小值必须具有低 于预定阈值的值和/或最大值必须具有高于预定阈值的值。极值可通过本领域技术人员已 知的方法确定,例如借助于确定描述电活动信号的函数的一阶和二阶导数、借助于确定电 活动信号的相邻值之间的差结合最小差阈值和/或一定数量的随后相邻值之间的差需要 为正或为负以检测最小或最大值的要求、或其他方法。预定阈值的值优选自适应,意味着预 定阈值使其值适应电活动信号中确定的最低值以找到最小值和/或适应电活动信号中确 定的最高值以找到最大值。优选地,预定阈值具有如最小值为-80V及最大值为+40V的初 始值。也可能使用最低预定阈值和最高预定阈值,意味着两个阈值同时使用,一个预定阈值 用于使用最小值检测慢振荡的存在,一个预定阈值用于使用最大值检测慢振荡的存在。
[0019] 用户特有慢振荡频率可在培训阶段确定,其中控制单元优选配置成仅监视表示用 户的脑X片的电活动而不触发刺激脉冲。优选地,用户特有慢振荡频率确定为从用户使用 耳内刺激装置期间进行的大量用户特有慢振荡频率测量确定的平均振荡频率值。耳内刺激 装置的较长使用时间增加确定的用户特有慢振荡频率估计量,这使能改善慢振荡和刺激脉 冲之间的同步性。用户特有慢振荡频率f可通过1除以用户特有慢振荡频率f而转换为用 户特有时间段T,即T = l/f。用户特有时间段T可用作刺激脉冲之间的用户特有时延以使 刺激脉冲序列的频率与用户特有慢振荡频率同步。刺激脉冲和电活动信号的相位可通过确 定电活动信号的振幅并在在极值处检测到慢振荡时触发刺激脉冲序列进行同步,即当最小 值用于检测慢振荡的存在时将刺激脉冲序列的初始刺激脉冲延时用户特有时延的一半,或 当最大值用于检测慢振荡的存在时将刺激脉冲序列的初始刺激脉冲延时一个用户特有时 延。
[0020] 耳内刺激装置优选包括配置成保存数据的存储器,例如粉红ι/f噪声的突发信 号、用户特有慢振荡频率、用户特有时延、预定阈值、或耳内刺激装置或其单元使用的其它 数据。
[0021] 在优选实施例中,控制单元配置成响应于检测到存在慢振荡而触发听觉刺激脉冲 序列的产生及在时延后产生听觉刺激脉冲序列。优选地,如果电活动信号的最小值用于检 测慢振荡的存在,相较存在慢振荡的检测的时延大约为用户特有时延的一半或为对应于检 测到存在慢振荡的振荡频率的大约一半的时延。优选地,如果电活动信号的最大值用于检 测慢振荡的存在,相较存在慢振荡的检测的时延大约为一个用户特有时延或为大约对应于 检测到存在慢振荡的振荡频率的时延。大约在此应理解为仅具有小于对应于振荡频率的时 间段的5%的小偏差,优选小于3%,最好小于1 %。
[0022] 在一实施例中,至少一耳内传感器是或包括干式电极。耳内传感器可具有不同的 传感器类型,例如皮肤表面电极、皮肤接触电极、干式电极、或其它传感器,这些传感器配置 成测量表示用户的脑电图(EEG)的电活动信号。优选地,所有耳内传感器均为干式电极。
[0023] 在优选实施例中,控制单元包括带通滤波器。带通滤波器优选配置成对0. 25Hz和 4Hz值之间的电活动信号进行滤波,意味着带通滤波器抑制其值高于4Hz或低于0. 25Hz的 电活动信号的振幅。带通滤波器可以是控制单元的单元,或者带通滤波器可以是在控制单 元或耳内刺激装置的处理单元上执行的算法。
[0024] 控制单元优选配置成以IOHz和300Hz之间的采样速率对电活动信号进行采样,如 IOOHz 和 250Hz 之间,优选 200Hz。
[0025] 在一实施例中,控制单元配置成每当电活动信号的振幅朝向其量大于自适应负阈 值的负值越过自适应负阈值时触发听觉刺激脉冲序列或听觉刺激脉冲的产生。自适应负阈 值优选具有-IOOV和-50V之间的初始值,优选-90V和-75V之间,最好-80V。自适应负阈 值优选每l-5s进行调节,优选2-3s,最好每2s,根据先前I-IOs优选5-7s最好5s时间间 隔内的电活动信号的最大负振幅值。自适应负阈值的调节可以恒定的在前时间间隔或以自 适应在前时间间隔进行。时间间隔可取决于电活动信号的最大负振幅值和/或电活动信号 的振荡频率。
[0026] 作为备选,控制单元可配置成将自适应负阈值连续调节为最大负振幅的值及每当 电活动信号的振幅朝向其量大于自适应负阈值的负值越过自适应负阈值时触发听觉刺激 脉冲序列或听觉刺激脉冲的产生,同时每当出现新的触发时取消先前的触发产生听觉刺激 脉冲序列。这样,控制单元配置成找到检测慢振荡存在的振荡频率最小值,其有利于产生与 用户的电活动信号的振幅同相的刺激脉冲和输出声音。
[0027] 作为备选,控制单元也可配置成每当电活动信号的振幅朝向其量大于自适应正阈 值的正值越过自适应正阈值时触发听觉刺激脉冲序列或听觉刺激脉冲的产生。
[0028] 优选地,至少耳内刺激装置的配置成佩戴在用户耳道中的部分具有构造成适合用 户耳道的耳模形状。同样,整个耳内刺激装置可集成在耳模中。最佳地,至少耳内传感器布 置在用户耳道中。优选地,耳内传感器以其可接触用户耳道中的皮肤的方式集成在耳模中。 耳模优选按立体声光刻法(SLA)工艺进行生产。优选地,SLA生产的耳模包括耳内传感器 如耳朵EEG电极等。
[0029] 在优选实施例中,耳内刺激装置是或包括助听器。耳内刺激装置配置为包括一个 或多个传声器的助听器。传声器配置成从环境接收声音并根据从环境接收的声音产生电声 音信号。耳内刺激装置的控制单元优选配置成接收电声音信号并通过产生输出声音信号处 理电声音信号。控制单元也可配置成产生声音干扰信号,其适于破坏性地干扰传声器接收 的环境声音。耳内刺激装置的输出变换器优选配置成产生对应于控制单元产生的输出声音 信号或声音干扰信号的输出声音。
[0030] 本发明的另一方面在于用户的睡眠可通过抑制环境声音而得以增强,环境声音如 飞机噪声、街道噪声、火车噪声、处于备用模式的装置的超高噪声、装置的超高噪声、音乐噪 声等。如果用户在乘坐飞机、火车、汽车、轮船等时想睡觉,这特别有用,具有噪声的单调乏 味的环境声音可烦扰用户的健康睡眠。
[0031] 耳内刺激装置还可包括配置成将其连接到一个或多个助听器或通信装置如移动 电话、个人计算机、报警器等的接口。接口例如可以是有线接口如导线、线缆等,或者可以是 无线接口如蓝牙收发器、无线收发器等。接口优选配置成从连接到接口的装置接收电信号 如数据信号和/或声音信号。控制单元优选配置成处理通过接口接收的电信号。通过接口 接收的电信号例如可导致耳内刺激装置刺激用户的听觉,例如通过警报声音在警报指定的 时间唤醒用户、通过支持睡眠的曲调如水波声音等。
[0032] 在一实施例中,耳内刺激装置配置成检测在睡眠期间使用耳内刺激装置的用户何 时处于有利于唤醒用户的睡眠阶段,例如通过检测电活动信号中表明有利唤醒阶段的振荡 模式。耳内刺激装置优选配置成在有利于唤醒用户的睡眠阶段唤醒用户,例如通过用唤醒 音、警报声音等刺激用户的听觉。
[0033] 优选地,耳内刺激装置由电池如可再充电电池供电。电池优选具有低电压,gp IV 到5V的范围中的电压,如I. 2V和3V之间,优选I. 35V和I. 65V之间。
[0034] 在优选实施例中,耳内刺激装置用于在睡眠期间刺激用户的听觉。耳内刺激装置 也可配置成在睡眠期间刺激用户,例如传送不同于听觉刺激的、刺激用户的电活动信号的 其它刺激脉冲。
[0035] 在实施例中,耳内刺激装置用于在睡眠期间刺激用户的记忆。在实施例中,耳内刺 激装置配置成在睡眠期间刺激用户的记忆。
[0036] 耳内刺激装置可作为独立装置运行或与第二耳内刺激装置结合作为双耳耳内刺 激装置运行。如果耳内刺激装置在双耳运行,即作为双耳耳内刺激装置,双耳耳内刺激装置 的耳内刺激装置优选无线连接。无线连接的双耳耳内刺激装置优选配置成交换数据如表示 用户的脑电图(EEG)的电活动信号、声音信号、数据信号、用户特有慢振荡频率、用户特有 时延等。优选地,双耳耳内刺激装置的每一耳内刺激装置布置在用户耳朵之处或之上并至 少部分位于用户的相应耳道中,例如一个耳内刺激装置布置在用户的左耳之上或之处,另 一耳内刺激装置布置在用户的右耳之上或之处。
[0037] 在优选实施例中,耳内刺激装置的控制单元包括处理器单元。处理器单元优选配 置成能够执行锁相环算法。锁相环算法优选为使刺激脉冲的相位与慢振荡的相位同步的方 法。锁相环算法优选适于确定如上所述的用户特有慢振荡频率和/或用户特有时延。锁相 环算法还优选适于在使用最大值检测到存在慢振荡时将用户特有时延应用于刺激脉冲的 产生及在使用最小值检测到存在慢振荡时将用户特有时延的一半应用于刺激脉冲的产生, 使得刺激脉冲的触发产生与慢振荡的正振幅即慢振荡可用状态同相的刺激脉冲。刺激脉冲 优选使得输出变换器产生与电活动信号中的慢振荡可用状态同相的输出声音。
[0038] 另一方面,提供配置成佩戴在人类用户的耳朵之处或之上并至少部分位于用户耳 道中的耳内刺激装置的运行方法。该方法包括:
[0039] -使用耳内传感器测量表示用户的脑电图(EEG)的电活动信号;
[0040]-接收电活动信号;
[0041] -检测电活动信号中慢振荡的存在,其处于0. 5Hz和IHz之间的频率范围中;
[0042] -响应于检测到存在慢振荡触发至少一刺激脉冲的产生;及
[0043] -产生对应的输出声音。
[0044] 本
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