可植入麦克风管理的制作方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年6月21日提交的发明人为jamesroyeaster(美国科罗拉多州boulder)、名称为“可植入麦克风管理”的美国专利申请第15/629,289号的优先权，该申请的全部内容以全文引用的方式并入本文中。
背景技术：
听力损失可能由许多不同原因造成，通常为两种类型：传导型和感觉神经型。感觉神经性听力损失是由于耳蜗中的毛细胞不存在或破坏造成，这些毛细胞将声音信号转换成神经脉冲。各种听力假体可商购获得以向患有感觉神经性听力损失的个体提供感知声音的能力。听力假体的一个实例是耳蜗植入物。
当例如听骨链或耳道损伤阻碍了向耳蜗中的毛细胞提供声音的正常机械路径时，就发生传导性听力损失。患有传导性听力损失的个体可能保留一定形式的残余听力，因为耳蜗中的毛细胞可能未受到损害。
患有传导性听力损失的个体通常接受声学助听器。助听器依靠空气传导原理将声学信号传输到耳蜗。具体地，助听器通常使用定位在受体的耳道或外耳上的布置来放大由受体的外耳接收到的声音。这种放大的声音到达耳蜗，引起外淋巴的运动并刺激听神经。
与主要依靠空气传导原理的助听器相比，通常称为耳蜗植入物的某些类型的听力假体将接收到的声音转换为电刺激。电刺激被施加到耳蜗，这使得感知所接收的声音。
另一种类型的听力假体使用致动器以机械方式振动听骨链，由此放大的信号可以到达耳蜗。取决于听力损失的程度，这种类型的听力假体可以具有针对传导性损失和感觉神经性损失两者的实用性。另一个是骨导装置，其将振动赋予颅骨以唤起骨导听力感知。
技术实现要素：
根据示例性实施例，一种装置，包括：可植入麦克风，所述可植入麦克风包括换能器和腔室，气体处于所述腔室中，使得源于所述麦克风外部的基于声音的振动有效地通过所述气体传递，其中，所述换能器与所述气体进行有效振动通信，其中所述换能器被配置成将通过所述气体传播的振动转换成电信号，所述腔室和所述换能器对应于麦克风系统，其中所述腔室对应于所述麦克风系统的前体积，并且所述换能器包括对应于所述麦克风系统的后体积的后体积，并且所述可植入麦克风被配置成实时地实现所述前体积和/或所述后体积的压力调节。
在另一示例性实施例中，一种装置，包括：可植入麦克风，所述可植入麦克风包括：换能器和腔室，气体处于所述腔室中，使得源于所述麦克风外部的基于声音的振动有效地通过所述气体传递，其中，所述换能器与所述气体进行有效振动通信，其中所述换能器被配置成将通过所述气体传播的振动转换成输出信号，所述腔室和所述换能器对应于麦克风系统，其中所述腔室对应于所述麦克风系统的前体积，并且所述换能器包括对应于所述麦克风系统的后体积的后体积，并且所述可植入麦克风被配置成实现所述换能器外部的后体积或所述换能器外部的前体积中的至少一个的体积大小改变。
在另一示例性实施例中，存在可植入麦克风系统；以及可植入噪声消除系统，其中，听力假体被配置成基于高于由所述麦克风系统捕获的特定频率的频率唤起听力感知，并调整噪声消除系统传递函数以适应受体的环境变化，所述可植入麦克风被配置成在时间范围内调节麦克风体积内的压力，所述调节足够快以使得所述调节适应所述噪声消除系统，并且足够慢以使得所述调节适应所述麦克风系统。
在另一示例性实施例中，一种方法，包括：在植入麦克风系统具有第一传递函数时，用植入在受体中的植入麦克风系统在第一时间位置捕获源于受体外部的第一声音；在所述第一时间位置之后，在第二时间位置，经历使所述第一传递函数变成不同于所述第一传递函数的第二传递函数的第一事件；以及在所述第一时间位置之后开始的第一时间段期间，在继续经历所述第一事件时，通过所述麦克风内的压力管理将所述麦克风系统的传递函数自动地至少朝所述第一传递函数改变。
附图说明
下文参考附图描述本发明的实施例，其中：
图1是可适用本文详述的教导中的至少一些的示例性听力假体的透视图；
图2示意性地示出了并入可植入麦克风组件和运动传感器71的可植入听力系统；
图3a从功能上示出了自适应滤波器的示例性使用；
图3b从功能上描绘了可用于图1的听力假体的系统的示例性实施例，其在功能上根据图3a的示意图操作；
图4是利用多个消除滤波器的可植入听力假体的实施例的示意图；
图5描绘了根据示例性过程的示例性流程图；
图6描绘了单位圆中的操作参数的绘图；
图7示出了线到第一组操作参数的拟合以限定潜变量的范围；
图8示出了系统参数到潜变量的线性回归分析；
图9从功能上描绘了可用于图1的听力假体的系统的另一示例性实施例；
图10描绘了根据示例性实施例的示例性流程图；
图11-13描绘了与可用于一些实施例的麦克风相关联的一些示例性教导；
图14描绘了可以利用本文中的一些教导的示例性实施例；
图15-19描绘了可以利用本文中的一些教导的一些示例性实施例；
图20描绘了根据示例性实施例的示例性流程图；
图21描绘了可以利用本文中的一些教导的示例性实施例；
图22描绘了根据示例性实施例的示例性流程图；以及
图23描绘了可以利用本文中的一些教导的示例性实施例。
具体实施方式
图1是可适用本文详述的一些实施例和/或其变型的植入在受体中的完全可植入耳蜗植入物(被称为耳蜗植入物100)的透视图。在一些实施例中，完全可植入耳蜗植入物100是系统10的一部分，该系统可以包括外部部件，这将在下文详细描述。应注意，在至少一些实施例中，本文详述的教导可适用于具有可植入麦克风的任何类型的听力假体。
应注意，在替代实施例中，本文详述的教导和/或其变型可适用于其他类型的听力假体，例如，如骨导装置(例如，活性经皮骨导装置)、直接声学耳蜗植入物(daci)等，中耳植入物等。实施例可包括任何类型的听力假体，其可利用本文详述的教导和/或其变型。还应注意，在一些实施例中，除听力假体之外的其他类型的假体可以利用本文详述的教导和/或其变型。
受体具有外耳101、中耳105和内耳107。外耳101、中耳105和内耳107的部件在下文描述，然后描述耳蜗植入物100。
在功能齐全的耳部中，外耳101包括耳廓110和耳道102。声压或声波103由耳廓110收集并经通道进入并通过耳道102。跨越耳道102的远端设置了响应于声波103而振动的鼓膜104。该振动通过中耳105的三块骨骼耦合到卵圆窗或椭圆窗112，所述中耳的三块骨骼统称为听小骨106，并且包括锤骨191、砧骨109和镫骨111。中耳105的骨骼191、109和111用于过滤并放大声波103，使卵圆窗112用关节连接，或者响应于鼓膜104的振动而振动。此振动在耳蜗140内建立外淋巴的流体运动波。这种流体运动继而激活耳蜗140内部的微小毛细胞(未示出)。毛细胞的激活使得生成合适的神经脉冲并通过螺旋神经节细胞(未示出)和听神经114传输到脑部(也未示出)，在脑部中，它们被感知为声音。
如图所示，耳蜗植入物100包括暂时或永久地植入受体中的一个或多个部件。图1中示出了具有外部装置142的耳蜗植入物100，所述外部装置为系统10的一部分(连同耳蜗植入物100)，其如下文所述被配置成向耳蜗植入物提供电力，其中植入的耳蜗植入物包括电池，所述电池由从外部装置142提供的电力充电。在图1的说明性布置中，外部装置142可包括设置在耳后(bte)单元126中的电源(未示出)。外部装置142还包括被称为外部能量传递组件的经皮能量传递链路的部件。经皮能量传递链路用于将电力和/或数据传递到耳蜗植入物100。各种类型的能量传递，例如红外(ir)、电磁、电容性和电感性传递，可用于将电力和/或数据从外部装置142传递到耳蜗植入物100。在图1的说明性实施例中，外部能量传递组件包括外部线圈130，其形成电感性射频(rf)通信链路的一部分。外部线圈130通常是由电绝缘单股或多股铂丝或金丝的多匝构成的线天线线圈。外部装置142还包括定位在外部线圈130的线匝内的磁体(未示出)。应了解，图1中所示的外部装置仅仅是说明性的，并且其他外部装置可以与本发明的实施例一起使用。
耳蜗植入物100包括内部能量传递组件132，其可定位在邻近受体的耳廓110的颞骨的凹部中。如下详述，内部能量传递组件132是经皮能量传递链路的部件，并从外部装置142接收电力和/或数据。在说明性的实施例中，能量传递链路包括电感rf链路，且内部能量传递组件132包括初级内部线圈136。内部线圈136通常是由电绝缘单股或多股铂丝或金丝的多匝构成的线天线线圈。
耳蜗植入物100还包括主要可植入部件120和细长电极组件118。在一些实施例中，内部能量传递组件132和主要可植入部件120紧密密封在生物相容性壳体内。在一些实施例中，主要可植入部件120包括可植入麦克风组件(未示出，但是下文描述了这种示例性实施例的细节)以及声音处理单元(未示出)，以将由内部能量传递组件132中的可植入麦克风接收的声音信号转换成数据信号。尽管如此，在一些替代性实施例中，可植入麦克风组件可以位于单独的可植入部件(例如，其具有自身壳体组件等)中，所述单独的可植入部件(例如，经由单独的可植入部件与主要可植入部件120之间的引线等)与主要可植入部件120进行信号通信。在至少一些实施例中，本文详述的教导和/或其变型可以与任何类型的可植入麦克风布置一起使用。下面将详述与可植入麦克风组件137相关联的一些附加细节。
主要可植入部件120还包括刺激器单元(也未示出)，所述刺激器单元基于数据信号生成电刺激信号。电刺激信号经由细长电极组件118递送至受体。
细长电极组件118具有连接到主要可植入部件120的近端和植入耳蜗140中的远端。电极组件118从主要可植入部件120通过乳突骨119延伸至耳蜗140。在一些实施例中，电极组件118可以植入在至少基底区域116中，并且有时植入得更深。例如，电极组件118可朝向被称为耳蜗尖134的耳蜗140的顶端延伸。在某些情况下，电极组件118可以通过耳蜗开窗122插入到耳蜗140中。在其他情况下，耳蜗开窗可以通过圆窗121、卵圆窗112、岬123或通过耳蜗140的顶回147形成。
电极组件118包括电极148的沿着其长度设置的纵向对准且向远侧延伸的阵列146。如所指出的，刺激器单元产生刺激信号，所述刺激信号由电极148施加到耳蜗140，从而刺激听神经114。
如所指出的，耳蜗植入物100包括能够在不需要外部装置142的情况下操作至少一段时间的完全可植入的假体。因此，耳蜗植入物100还包括储存从外部装置142接收的电力的可充电电源(未示出)。例如，电源可包括可充电电池。在耳蜗植入物100的操作期间，由电源储存的电力根据需要分配到各种其它植入的部件。电源可以位于主要可植入部件120中，或设置在单独的植入位置中。
在一些示例性实施例中，发送到耳蜗植入物的刺激器的信号可以从作为可植入麦克风的替代的外部麦克风获得。daci、中耳植入物和骨导装置还可以使用植入的麦克风，并且因此也是完全可植入装置，但可替代地可从作为替代/备选的外部麦克风获得信号。完全可植入装置可通过呈现改善的美观度而具有实用性，可对某些噪声(例如，风噪声)具有改善的免疫力，可对损失或损坏提供很少机会，并且至少有时可更耐受碎屑或水的堵塞等。
在一些实施例中，植入的麦克风可以检测压力。在至少一些实施例中，植入的麦克风被配置成检测气压，所述气压随后通过组织传输到麦克风。植入的麦克风可检测其表面上呈现的其他压力，所述压力在某些情况下可能是不期望的。可代表植入的麦克风的性能受损的一种类型的压力是由于加速度引起的压力。在一些实施例中，如果听力假体处于其所期望的操作频率范围(通常20hz至20khz)内，那么此加速度可对听力假体造成有害影响，虽然较窄的范围仍然具有令人满意的语音清晰度。例如，加速度可能由步行过程中的足部冲击、软组织相对较硬组织的运动、较硬组织彼此的磨损、咀嚼和发声产生。
在一些实施例中，加速度在麦克风上产生压力，麦克风无法区分由于外部声音造成的期望压力与由于直接源于身体的内部振动或者从植入的致动器通过身体带给麦克风的大部分不期望的压力。可以认为加速度是由于将麦克风驱动到组织中而产生了这些压力。如果麦克风安全地安装在颅骨上，并且颅骨正交于其表面振动，则麦克风膜片将被驱动到组织中，所述组织由于质量并且因此由于组织的惯性可以向麦克风呈现反作用力。该反作用力除以麦克风的面积是由加速度产生的压力。加速压力的公式可以是：
δp＝ρ·t·a
其中δp是高于环境压力p0的瞬时压力，ρ是麦克风上方的组织的平均密度，t是麦克风上方的组织的平均厚度，a是瞬时加速度。当加速度正交进入表面而非远离表面时，产生的压力降低，而不是增加。
在某些情况下，由于加速度减少信号输出可能有实用价值。因为植入的麦克风的相对于身体传播与空气传播压力的比要比正常听力中发生的通常高10-20db，源于身体的声音相对于源于外部的声音可能更大。当受体在运动期间发生重击和碰撞，非常大声地咀嚼，他们自身声音相对于其他讲话者异常大声时，会经历这种振动与声学信号的较大比率。同时，应注意，在避免消除受体自身声音的全部或一部分时，有实用价值。在一些实施例中，完全消除受体自身声音可能导致与其他讲话者相比，受体讲话声音非常大。因此，将振动与声学信号的比率降低到一定水平，比如相当水平，降低到在正常听力下感到的水平是实用的。在一些实施例中，这可以通过将加速压力/空气传播压力灵敏度有效降低10-20db来实现。这样做，声学信号与振动信号的比率与正常听力中经历的相似，因此可获得更加自然的聆听体验。
另外，如在daci或中耳植入物(在那些实施例中)中由身体从致动器传播的信号可以通过对植入物进行信号处理来放大，并且可以在由麦克风、信号处理、致动器和组织形成的回路周围在某个频率下提供大于1的增益。在处理高增益时可能是这种情况，例如中度到大的听力损失也是如此。在此类情况下，除非采取诸如本文公开的额外步骤，否则听力假体系统可在某个频率下经历正反馈并开始“振鸣”或振荡。这种振荡可以降低语音清晰度，有效地掩盖至少发生振荡的频率，并且掩盖通常通过被称为掩蔽扩散的心理学现象的其他频率。这可能令受体烦恼，因为振荡可能以非常大的水平发生，并增加电池负载，缩短更换或对电池充电之间需要的时间。这可能需要将反馈更大程度地减少25-55db(通常为35-45db)，并且可取决于受体的听力损失，因为受体的听力损失越大，信号处理中需要给出的增益更多，至少在一些情况下如此。
包括可植入麦克风组件的示例性实施例利用运动传感器来减少噪声在可植入麦克风组件的输出响应中的影响，包括机械反馈和生物噪声。在示例性实施例中，由于源于环境声音的波通过受体的皮肤传播而振动的可植入麦克风组件的膜片也可能受身体噪声等的影响。为了主动解决可植入麦克风的膜片振动的非环境噪声源(例如，通过受体的组织向麦克风传导的身体噪声，在至少一些实施例中，其不具有在远离受体的位置处听得到的能量水平和/或频率，至少在没有声音增强装置的情况下听不到)，并且因此解决在膜片与上覆组织之间产生的不期望的移动，一些实施例利用运动传感器来提供与麦克风组件经历的振动移动成比例的输出响应。通常，运动传感器可以安装在任何地方，使得它能够提供通常由可植入麦克风并且具体是可植入麦克风的膜片接收的振动的充分精确表示。运动传感器可以是包含其麦克风/膜片的组件的一部分，而在替代实施例中，它可以位于单独的组件(例如，单独的壳体等)中。在示例性实施例中，运动传感器与源于环境声音的环境声学信号的接收基本上隔离，所述环境声学信号在麦克风/麦克风的膜片上方经皮通过组织，并由麦克风膜片接收。就这一点而言，运动传感器可提供指示(例如，由振动和/或加速度引起的)运动的输出响应/信号，而麦克风的换能器可生成指示经皮接收的声音和运动两者的输出响应/信号。因此，可以从麦克风的输出响应移除运动传感器的输出响应，以减少运动对植入的听力系统的影响。
因此，为了去除噪音，包括反馈噪声和生物噪声，测量麦克风组件的加速度是有用的。图2示意性地示出了并入有可植入麦克风组件的可植入听力系统，该可植入麦克风组件具有包括膜片的麦克风12和运动传感器71。如图所示，运动传感器71还包括滤波器74，该滤波器用于将运动传感器71的输出响应ha与麦克风12的输出响应hm进行匹配。要注意的是，麦克风12的膜片经受期望的声学信号(即，来自环境源103)，以及来自生物源的不期望信号(例如，由交谈、咀嚼等引起的振动)，并且取决于输出装置108的类型(例如，骨导振动设备、daci致动器，和在某些情况下耳蜗植入物电极阵列)经受来自输出装置108的由组织反馈回路78接收的反馈。相反，运动传感器71基本上与环境源隔离(其包括完全隔离)，且仅经受由生物源引起的不期望信号和/或通过反馈回路78接收的反馈。因此，运动传感器71的输出对应于麦克风12的不期望的信号分量。然而，输出通道的量值(即，麦克风12的输出响应hm和运动传感器71的输出响应ha)可以是不同的和/或有相移。为了从麦克风输出响应hm去除不期望的信号分量，滤波器74和/或系统处理器可操作以过滤响应中的一者或两者以提供缩放、相移和/或频率成形。然后通过求和单元76组合麦克风12和运动传感器71的输出响应hm和ha，产生减少对不期望信号的响应的净输出响应hn。
为了实施用于缩放和/或相移运动传感器71的输出响应ha的滤波器74以从麦克风输出响应hm去除反馈和/或生物噪声的影响，识别/开发了麦克风12与运动传感器71的输出响应之间的关系的系统模型。即，滤波器74可操作以将运动传感器71的输出响应ha操纵到生物噪声和/或反馈，将麦克风12的输出响应hm复制到相同的生物噪声和/或反馈。就这一点而言，滤波后的输出响应haf和hm在组合(例如，减法/消去)之前可具有基本上相同的量值和相位。然而，应当注意，这样的滤波器74不需要操纵运动传感器71的输出响应ha，以针对所有操作条件匹配麦克风输出响应hm。确切地说，滤波器74可在预定的操作条件集，包括例如期望的频率范围(例如，声学听力范围)和/或一个或多个通带上匹配输出响应ha和hm。还应注意，滤波器74可以使麦克风输出响应hm与运动传感器输出响应ha的比率适应加速度，并且因此，使响应与加速度的比率不改变的反馈路径的任何变化对良好的消除有很少影响或没有影响。因此，这种布置可能具有对受体的姿势、紧咬牙齿等的显著降低的灵敏度。
示例性实施例利用自适应滤波器来过滤掉身体噪声等。更具体地，图3a从功能上示出了此类自适应滤波器的示例性使用。在图3中，通过线性过程k过滤在麦克风组件处的加速度来对生物噪声建模。该信号被添加到麦克风元件的表面处的声学信号。就这一点而言，麦克风12将对信号进行求和。如果k和加速度的组合已知，则可以将加速度计输出和自适应/可调滤波器的组合调整为k。然后在某点处从麦克风输出中减去。这将产生具有减少的生物噪声分量的清洁或净音频信号。然后，可以将此净信号传送到信号处理器，在该信号处理器处，可以通过听力系统处理该信号。
图3b从功能上描绘了可用于图1的听力假体10的系统400的示例性实施例，其在功能上根据图3a的示意图操作。可以看出，系统400包括麦克风412和加速度计470。麦克风412被配置成使得其接收由环境声音产生的信号，以及生物噪声/身体噪声，在至少一些实施例中包括由经由骨导/组织传导通过身体传播的受体自身的语音产生的信号。这些后面的信号在麦克风412处添加到由环境声音产生的信号，因为麦克风412检测到两种信号。相反，加速度计470在功能上与由环境声音产生的信号隔离，并且通常仅响应于身体噪声信号和/或反馈信号。系统400包括由控制单元440控制的可调滤波器设备450，该控制单元运行自适应算法以控制可调滤波器设备450的滤波器。以下提供了自适应算法的详细信息，但简言之，如可见，由滤波器控制单元440控制的自适应滤波器设备450的输出被馈送到加法器430，其中将其添加到(或更准确，从中减去)麦克风412的输出，并传递至听力假体系统400的信号处理器和/或输出装置(未示出，但是，例如耳蜗植入物的受体刺激器、daci的致动器，和/或主动经皮骨导装置的致动器(振动器))。加速度计470、可调滤波器450、滤波器控制单元440和加法器430共同对应于自适应噪声消除子系统460。
自适应滤波器可以使用加速度的环境信号和声学信号加上滤波后的加速度来执行此过程。自适应算法和可调滤波器可采取许多形式，诸如连续、离散、有限脉冲响应(fir)、无限脉冲响应(iir)、晶格、脉动阵列等。自适应算法的一些示例性算法包括基于随机梯度的算法，诸如最小平均值(lms)和递归算法，诸如rls。替代地和/或除此之外，在一些替代实施例中可以使用在数值上更稳定的算法，例如具有rls的qr分解(qrd-rls)，以及有点类似于fft的快速实现。自适应滤波器可包括观察器，即，用于确定麦克风/运动传感器系统的一个或多个预期状态的模块。观察器可以使用一个或多个所观察的状态/变量来确定适当的或实用的滤波器系数。将观察器的观察结果转换成滤波器系数可以由函数、查询表等执行。在一些示例性实施例中，可以编写大部分在数字信号处理器“背景”中操作的自适应算法，从而释放用于实时信号处理所需的资源。
图4呈现了利用自适应滤波器的示例性自适应滤波器布置的功能图，所述自适应滤波器基于可植入听力假体的当前操作条件(例如，操作环境)进行调适。应注意，本文详述的教导和/或其变型可与2012年9月13日公布的美国专利申请公开号2012/0232333的一些或全部教导组合，该申请的发明人scottallanmiller为本申请的共同发明人。就这一点而言，至少一些实施例包括利用美国专利申请公开号2012/0232333的一个或多个或全部教导结合本文详述的教导的一个或多个或全部的装置、系统和/或方法。
在有些情形通常无法直接观察/不直接观察这些操作条件，即使可能能够使用可能不存在于听力假体中的某些部件直接观察到他们。即，操作条件形成潜参数。因此，系统可操作以估计此潜参数以用于调适当前操作条件。换种方式讲，系统利用潜变量自适应滤波器。
在示例性实施例中，潜变量自适应滤波器(lvaf)计算高效，收敛快速，可以轻松地稳定，并且其性能在存在相关噪声的情况下是稳固的。它可以基于iir滤波器，而不是独立地调整所有系数，它可以利用系数对潜变量的函数依赖。在统计学中，潜变量是无法直接观察的变量，但是可以从系统的观察结果中推断。潜变量的实例是组织在麦克风上方的厚度和/或在麦克风上方通过组织的波传播性质。在至少一些示例性实施例中，这无法直接测量，而是从麦克风运动传感器(即，mic/acc)传递函数的变化推断的。另一个隐变量可为用户“姿势”。已注意到，如果(非自适应)消除滤波器已经在受体面向前方时被优化，可植入听力仪器的一些使用者在转向左侧或右侧(通常一个方向较差)时遇到反馈困难。可以假定姿势在一个“极端”位置有一个值，而在另一个“极端”位置有另一个值。在这种情况下，“极端”在含义上是灵活的：其可能意味着在姿势的极端范围，或者可能意味着姿势的更适度变化仍对受体产生不同的反馈量。在此情况下的姿势可以是合成隐变量(shv)，因为变量的实际值是任意的；重要的是隐变量的值随着不同的测量而变化。例如，姿势的shv的值对于一直面向右侧的受体可能是“+90”，而对于一直面向左侧的受体可能是“-90”，无论受体是否实际上从正面旋转了完全的90度。shv的实际值为任意值，并且如果这种范围带来计算简化，则可以是“-1”和“+1”，或“0”和“+1”。
应注意，尽管本文详述的与参数相关的教导是在参数为姿势参数的实施例方面描述的，但参数可以是其它参数。实际上，在示例性实施例中，至少在可以检测到故障的存在的情况下，本文详述的噪声消除子系统和/或其变型可跟踪系统的任何故障。例如，故障可能由例如内部寄存器的溢流产生，在一些情况下，这可能引起输出的振荡。
在姿势的情况下，在示例性实施例中，物理参数被分配给shv，例如受体从面向前方转动的角度。然而，在其它情况中变量是真正隐藏的。一个实例可能是受体在内部激活肌群，这可能有或者没有任何外部表达。在这种情况下，如果紧张和非紧张状况不同地影响反馈，可以给两个条件赋予“0”和“+1”的值，或者一些其他任意值。使用shv的优点之一在于，仅需要对麦克风组件的振动/运动响应进行测量，而不测量实际隐变量可能是实用的。即，可估计和/或推断隐变量。
如图4所示，自适应系统可使用两个自适应消除滤波器90、92，而非一个固定消除滤波器。消除滤波器是相同的，并且每个消除滤波器90、92可以包括用于调节运动加速度计信号acc的自适应滤波器(未示出)，以匹配麦克风输出信号mic，且由此产生经调节或滤波的运动信号。另外，每个消除滤波器可以包括用于从麦克风输出信号减去经滤波的运动信号并由此生成消除的信号的求和装置(未示出)，所述消除的信号是对期望信号(例如，环境声学信号)的麦克风响应的估计。每个自适应消除滤波器90、92估计潜变量
为了确定提供最佳消除的潜变量
基于对消除的信号的残差的比较调整潜变量
同样，
为了实施图4的系统，在至少一些实施例中，生成这样的滤波器，其中，滤波器系数取决于与可植入听力仪器的可变操作条件/环境相关联的潜变量。图5-8提供关于可如何在至少一些实施例中建立自适应滤波器对变化的操作条件的依赖性的宽泛概述。
图5示出了用于生成滤波器的整个过程。一开始，过程需要针对不同操作环境生成两个或多个系统模型。例如，当受体向左看、向正前方看、向右看和/或倾斜时，可生成系统模型。可如上文讨论的和/或如在美国专利申请公开号20120232333中论述和/或根据任何实用方法生成系统模型。一旦在动作310处生成此类系统模型，可在动作320处识别每个系统模型的参数。具体地，可在动作320处识别在不同系统模型之间且因此在不同操作环境之间变化的参数。
例如，每个系统模型可以包括多个维度。这些维度可包括但不限于增益、实极点、实零点以及复极点和复零点。此外，应了解，复极点和复零点可包括半径以及角度尺寸。在任何情况下，可以识别在不同模型(即，不同操作环境)之间变化的这些参数的集合。例如，可以确定每个系统模型的复数半径以及复数角度和增益(即，三个参数)表示不同操作条件的变化。例如，图6示出了单位圆在“z”维度上的绘图。如图所示，四个系统模型m1至m4的复零点和复极点投影到绘图上。如可见，不同系统模型的参数之间存在一些差异。然而，应了解，可选择其它参数。在至少一些实施例中，选择的参数被选择成使得它们在系统模型之间变化，并且这种变化是由可植入听力仪器的操作状态的变化引起的。
一旦在动作320处识别出可变参数，它们可被投影到子空间上(动作330)。在本布置中，在选择多个参数时，这可能需要对所选参数执行主分量分析，以便减小其维度。具体地，在本实施例中，执行主分量分析以将维度减小到单个维度，使得线可拟合到所得数据点。(例如，参见图7。)因此，此数据可表示系统的操作环境差异或潜变量。例如，在四个系统模型基于使用者的四个不同姿势的当前布置中，差异可表示姿势值。此外，绘图可以限定潜变量的范围。即，与数据拟合的线可以限定潜变量的极限。例如，线的第一末端可以定义为零，且线的第二末端可定义为一。此时，可以识别每个系统模型的潜变量值。此外，可相对于系统模型的潜变量确定系统模型中的每一个的剩余参数的关系(例如，动作340)。例如，如图8所示，可以投影四个系统模型的所有实极点对潜变量的线性回归分析。就这一点而言，可以确定参数中的每一个(即，实极点、实零点等)相对于潜变量的关系。例如，所得线性回归的斜率可以用作每个参数的灵敏度。因此，确定参数与潜变量之间的这种关系，此信息可用于生成系数向量，其中系数向量可用图4的系统的消除滤波器90、92实施(动作350)。将了解，系数向量将取决于潜变量。因此，通过调整单个值(潜变量)，所有系数都可以被调节。
可以在一些实施例中使用的噪声消除实施方式的其他细节在filiepj.vanpoucke作为发明人的2015年9月10日公开的美国专利申请公开号2015/0256949中找到。就这一点而言，至少一些实施例包括利用美国专利申请公开号2015/0256949的一个或多个或全部教导结合本文详述的教导的一个或多个或全部的装置、系统和/或方法。
因此，图9描绘了系统400’，其是图3b的系统400的变型。此时应注意，对系统400’的任何引用对应于对系统400、系统400”(在下文论述)和系统400”’(也在下文论述)的引用，除非另有说明，仅对系统400”的引用对应于对系统400、400’、400”’等的引用。可以看出，存在从麦克风412到滤波器控制单元440的直接信号路径412a。因此，通常系统400’，特别是控制单元440被配置成比较或以其他方式评估麦克风412和加速度计470的原始输出，并基于这些原始输出识别自身语音身体事件的存在。尽管如此，在替代实施例中，可以在换能器与控制单元之间或在控制单元之后等放大和/或以其它方式信号处理这些输出。在系统400’的实施例中，控制单元440被配置成使得即使存在噪声消除其在不经过消除的情况下同时从换能器接收输出。(相反，在图3b的实施例中，控制单元440可在不经过消除的情况下同时从两个换能器接收输出，但只在没有噪声消除的情况下。还有，在图3b的至少一些实施例中，因为由已通过加法器430的信号产生的消除量是已知的，可以通过简单地将消除信号的等效信号“添加”回由源于加法器430下游的滤波器控制单元440接收的信号中来计算未经消除的麦克风412的输出。)
在系统400的示例性实施例中，系统被配置成将与源于声学信号的转换能量相关的参数与源于身体噪声的转换能量相关的参数进行比较。系统还被配置成基于比较识别自身语音事件的存在(且因此识别不存在)。下面描述这种示例性实施例的一些附加细节。
现在再参考图3b，并且考虑图3a，系统400被配置成从由换能器系统480输出的信号消除包括源于前述声学信号(环境噪声信号103)的能量的身体噪声能量。在示例性实施例中，在某些操作模式期间，如系统在前述控制单元没有识别出自身语音身体噪声事件存在的情况下操作的操作模式，由系统400执行身体噪声的这种消除。即，在示例性实施例中，系统400被配置成根据操作模式替代地从换能器信号消除身体噪声能量。就这一点而言，如果系统400经由控制单元440没有识别出自身语音事件的存在和/或识别出不存在自身语音事件，则系统操作以消除身体噪声。(在示例性实施例中，其操作以根据本文详述的自适应方法、系统和/或装置和/或其变型消除身体噪声。)尽管如此，这不排除在操作模式期间从换能器信号消除身体噪声能量，其中控制单元识别自身语音身体噪声事件的存在，尽管在一些实施例中，系统被配置成使得在这种操作模式期间暂停从换能器信号消除身体噪声能量。
注意，刚刚详述的实施例中的一些实施例与上述教导中的至少一些相容。因此，在示例性实施例中，前述教导中的至少一些与此实施例组合。在这方面，在示例性实施例中，系统400(或400’等)被配置成根据控制单元是否已识别出自身语音身体噪声事件的存在(或不存在)不同地/以不同方式从换能器信号消除身体噪声能量，包括源于声学信号的能量。即，在识别出自身语音事件的存在的情况下执行从换能器信号消除身体噪声能量，这与在没有识别出自身语音事件的存在的情况下的情况不同。
仍参考图3b，系统400的示例性实施例在识别自身语音身体噪声事件时调整麦克风412和加速度计470的输出的混合比率。更具体地，麦克风412被配置成转换至少部分地源于声学信号的能量，加速度计470被配置成转换源于身体噪声的能量，其中，后者与源于声学信号的能量有效地隔离，这与上文详述的与加速度计相关联的教导一致。在此实施例中，噪声消除系统460(无论其是否在自适应噪声消除系统或标准(非自适应)噪声消除系统中)被配置成影响身体噪声能量从换能器信号(例如，麦克风412的输出)的消除，所述身体噪声能量包括源于声学信号的能量。该系统还被配置成在识别自身语音事件时调整麦克风412的输出与加速度计470的输出的消除系统混合比率。在图3b的实施例中，通过调整可调滤波器450来调节消除系统混合比率，其中，在至少一些实施例中，调整从其通过的信号的量值。尽管如此，在替代实施例中，单独的部件可用于调节混合比率。在示例性实施例中，控制加法器430以调节混合比率。
一些示例性实施例通过被配置成调整混合比率使得加速度计470的输出相对于不存在识别自身语音事件的情况对消除系统具有较少影响来具有实用性。在示例性实施例中，混合比率可以降低到零，使得加速度计470的输出相对于在不存在识别自身语音事件的情况对消除系统没有影响。
鉴于以上内容，可以在带柔性声音路径的听力假体方面考虑一些示例性实施例，该听力假体通常具有噪声消除系统，特别是自适应噪声消除系统。现在将根据改变此“声音路径”来描述此类示例性实施例的一些具体实施例。然而，应注意，在替代实施例中，信号处理技术可用于实现相同和/或类似效果。就这一点而言，本文中与实现本文详述的教导和/或其变型的声音路径的变化和/或调整有关的任何公开内容还对应于利用声音处理器系统实现该功能和/或其变型的公开内容。
参考图3b和图9可以看出，麦克风412与加法器430的下游侧之间的声音路径(其可以通向信号处理器和/或输出装置，如上详述)可以受加法器430的影响。在一些实施例中，此加法器的功能可被禁用，使得来自麦克风412的信号不经过噪声消除子系统460的消除，传递到图3b和图9中所描绘的系统下游的部件(例如，电极阵列的刺激器、致动器、声音处理器等)。在这个概念的变型中，可以提供信号路径，其通过使用切换等完全绕过加法器430。即，例如，来自麦克风412的信号可以通过加法器430发送，或者可以被切换以绕过加法器430。更进一步，在这个概念的变型中，麦克风412的输出可以包括到加法器430的路径和绕过加法器430的路径，且切换单元可用于在这两个路径之间切换以控制哪个信号(经受噪声消除的信号或原始/未消除信号)被传递到系统400/400’下游的部件。
在至少一些示例性实施例中，如果控制单元440(其可对应于分类器，该分类器将换能器的输出分类为具有自身语音身体噪声内容或不具有自身语音身体噪声内容)或与控制单元440分离的其它控制单元确定存在自身语音身体噪声内容到麦克风412和/或加速度计470的输出，控制单元440可控制系统，使得不发生噪声消除。(在示例性实施例中，这可能需要根据前述切换技术等，消除滤波器450到加法器430的输出和/或绕过加法器430。)否则，在没有确定存在自身语音身体噪声时，控制单元440控制系统，使得以正常方式进行噪声消除以通常在技术能够实现的情况下大体上抵消尽可能多的身体噪声。尽管如此，在替代性实施例中，如果确定存在自身语音身体噪声，控制单元440可控制系统，使得发生更少的噪声消除和/或发生的噪声消除不同于在不存在此类确定的情况。
就这一点而言，示例性实施例可具有如下实用性：缺少从麦克风412的信号消除自身语音身体噪声(或以与正常情景不同的方式消除)/在从系统400/400'输出的信号中包括自身语音身体噪声(或其一部分)，以及后续利用这些信号来唤起听力感知，可导致更自然的听力感知。就这一点而言，正常听力人士通过组织传导(骨骼/皮肤传导等)听到自身声音。这就是为什么人能听到自己说话，即使捂住自已的耳朵。在某些情况下，消除自身语音身体噪声的目的是降低不想要的身体噪声的影响以实现更正常的听力感知，可能实际上导致听力感知听起来比其它情况更不正常。换句话说，此实施例中的一些实施例可具有如下实用性：其能够使听力受损人士听力感知与由组织传导产生的其自身语音对应的内容。这可以是听力感知与由空气传导产生的其自身语音对应的内容(即，由压力波产生的内容，所述压力波由讲话等产生离开受体的口腔并通过空气传播撞击受体的皮肤，然后通过受体的皮肤传导至麦克风412，在此处其被转换成输出信号)的补充。相反，完全和/或大体上从系统的输出消除所有身体噪声，包括消除自身语音身体噪声，可能导致不自然的声音，这种情况至少会使之前具有自然听力的受体厌烦或者以其它方式使人不愉快。这可能导致具有回声字符的听力感知和/或可能导致听力感知明白受体对其自身语音具有感知，但是，该感知对它具有“嗡嗡作响”的质量。因此，示例性实施例可以提供在缓解和/或消除这些特征的情况下的听力感知。
继续参考图3b和图9，在示例性实施例中，麦克风412与加法器430之间的信号路径和/或麦克风412与系统400/400'的输出之间的信号路径被构造成使得该路径的输出产生在受体自身语音与外部声音(包括外部语音)之间具有平衡的听觉感知。在示例性实施例中，针对此平衡对信号路径进行优化。即，在示例性实施例中，建立信号路径，使得相对于如果发生噪声消除的情况(至少激进的/完全噪声消除实施方式)，至少在不存在非自身语音身体噪声的情况下，由非噪声消除信号产生的听力感知更紧密地对应于正常听力体验。在一些实施例中，前述路径导致宽带衰减，其中调谐衰减量以在自身语音内容与外部声音(包括外部语音)之间保持平衡。在示例性实施例中，这可具有以下实用性：宽带衰减器可具有自身语音内容的频谱平衡，所述自身语音内容不被改变或以其它方式限制其改变，因此保持自然质量，或至少相对更接近该更自然质量的质量。
图9的实施例的变型的其他细节在发明人为filiepj.vanpoucke的2015年9月10日公开的美国专利申请公开号2015/0256949中找到。
现参考图10，其呈现根据示例性方法的示例性算法1300，方法引起在受体口头沉默(即，不发出与使用声带相关联的声音，并且因此不产生自身语音身体噪声)时从植入的换能器(例如，麦克风412)输出第一信号的动作1310。这些第一信号至少部分地基于非自身语音身体噪声，尽管在示例性实施例中，第一信号完全基于非自身语音身体噪声。动作1310随后引起，在受体正发出声音(即，发出与使用声带相关联的声音)时在时间上紧邻输出的第一信号(例如，在对话的时间边界内、在几十秒内等)从植入的换能器输出至少部分地基于自身语音身体噪声的第二信号。注意，在替代实施例中，动作1310不因此受时间限制。实际上，时间接近度与一分钟或两分钟相关。在一些实施例中，不存在时间限制。在动作1310中，身体噪声通过植入的换能器的受体的组织传导。在动作1310中，在至少一些实施例中，当受体口头沉默时，并且因此不产生自身语音身体噪声时，从植入的换能器输出的输出第一信号不基于自身语音身体噪声。
注意，在至少一些实施例中，第一信号和/或第二信号可以至少部分地基于在撞击受体的皮肤表面时产生压力波的声学信号/环境噪声，其中，这些压力波使后续压力波通过受体的皮肤传播到可植入换能器，使得可植入换能器转换环境声音。
算法1300包括从植入的换能器自动处理输出的信号的动作1320，附加说明如下。可利用声音处理器和/或任何类型的系统实现动作1320，声音处理器和/或任何类型的系统能够实现输出的信号的自动处理以执行算法1300的方法。注意，“处理输出的信号”意指对直接从麦克风412输出的信号进行处理，以及对基于麦克风412的输出的信号进行处理。
算法1300还包括动作1330，其引起在基本上对应于第一信号和第二信号的输出的时间段内基于经处理的输出信号唤起相应的听力感知，其中第一信号的处理以与第二信号的处理不同的方式执行。仅作为实例而非限制，以与处理第二信号不同的方式处理信号可能需要本文详述的任何方案和/或其与管理以其它方式解决自身语音身体噪声现象相关联的变型。
可以用方法1300执行的附加特征在发明人为filiepj.vanpoucke的2015年9月10日公开的美国专利申请公开号2015/0256949中有详细描述。
图11描绘了示例性可植入麦克风1110的横截面图，所述可植入麦克风可以对应于上文的麦克风12/412。麦克风1110包括限定内部腔室30的壳体20。腔室30具有孔隙42，第一膜片52可密封地设置在该孔隙上。壳体20包括基部构件22和限定孔隙42的外围构件24。第一膜片52的周边边缘(例如，经由激光焊接)固定地互连在壳体20的基部构件22与外围构件24之间。外围构件24和膜片52是麦克风1110的两个部件。
膜片52可焊接到壳体20。此焊接可在麦克风1110的暴露部分之间建立气密密封，使得麦克风的内部与周围环境气密密封。
现在参考图12，第一膜片52相对于外部外围构件24凹陷。就这一点而言，在至少一些示例性实施例中，如果第一膜片52相对于外围构件24的外边缘凹陷一段距离t，那么存在实用价值。在示例性实施例中，t大于0.5mm和/或小于1.0mm。
如图11和图12所示，内部腔室30可以设置成包括第一部分32和第二部分34。第一部分32设置成邻近第一膜片52。第二部分34邻接第一部分32，并且在其间的开口44处远离所述第一部分且围绕横向于第一膜片52和孔隙42的轴线延伸。如图所示，开口44可具有相对于孔隙42减小的横截面积。
在麦克风1110中，第二内部腔室部分34可以具有l形构造，其中第二部分34包括第一腿部34a，该第一腿部围绕大体上垂直于第一膜片52的中心平面的轴线远离第一内部腔室部分32延伸。第二内部腔室部分34还包括在圆形肘部34c处互连到第一腿部34a的第二腿部34b。
孔隙42和开口44可各自具有圆形构造且可各自围绕共同中心轴线对准。相应地，此共同中心轴线可与第一膜片52的中心轴线对准，所述第一膜片也可具有圆形形状。此外，第一内部腔室部分32和第二内部腔室部分34的第一腿部34a可以各自具有圆柱形构造，并且可各自在与孔隙42和开口44相同的中心轴线上对准。腔室32的第二部分34的第二腿部34b可设置成从第二部分34的第一腿部34a基本垂直延伸。这样，可以看出，第二腿部34b可与内部腔室30的第一部分32共享壁部分36。
如图11和图12所示，第二膜片54设置于第二腔室部分34的第一腿部34a与第二腿部34b之间的界面处。更具体地，第二膜片54可设置在常规听力辅助器(对应于麦克风元件60)的端口处，该常规听力辅助器设置在第二腔室部分34的第二腿部34b内。就这一点而言，麦克风元件60可包括驻极体电容式麦克风形式的驻极体换能器。就这一点而言，第二膜片54可作为常规听力辅助麦克风的一部分设置。麦克风元件60可以设有电功率和控制信号，并且可以提供电输出信号，每个信号由相应信号线70a、70b或70c传送。因此，部件54、60和支撑结构共同形成换能器麦克风元件组件97。
使用中，麦克风10可通过手术植入患者的乳突区中，其中，孔隙42和第一膜片52定位成紧邻并面向患者的皮肤。在接收到由于环境噪声导致声学信号撞击在受体的皮肤外部产生的通过受体的皮肤传播的振动时，第一膜片52将振动以作用于腔室30内的封闭体积上，且由此将振动从第一膜片52(外部)的一侧传递到腔室30中，使得其通过其中的介质传送且由第二膜片54接收。
在接收到源于膜片52的运动且冲击到第二膜片54的通过内部腔室30传播的振动能量时，麦克风元件60将撞击到其上的能量转换成电信号，以用于经由信号线70a、70b或70c中的一个输出。接着，此输出信号可被进一步调理和/或直接传输到听力假体的声音处理器等，麦克风10与该听力假体分开。
壳体20和第一膜片52可由生物相容性材料构造。特别地，钛和/或生物相容性钛合金可用于构造此类部件。具体参考在示例性实施例中的第一膜片52，所利用的材料和其厚度可以使得其在由组织机械加载时产生高于约3.5khz的谐振频率，其中在至少一些实施例中，谐振具有不大于约20db的偏移。此外，在至少一些实施例中，第一膜片52的衰减效应从约250hz到5.5khz可以超过10db。举例来说，第一膜片52可包括钛，并且可以是具有约5微米至约20微米的厚度的平坦圆盘形构造。在示例性实施例中，膜片在约400n/m的张力下具有10或15微米的厚度。然而，在替代性实施例中，第一膜片52实际上为板，如钛板，具有超过20微米的厚度。在示例性实施例中，膜片(或板)使用的材料和其厚度使得其在由组织机械加载时产生高于约9khz、10khz、11khz、12khz、13khz、14khz、15khz或更高khz的谐振频率。在示例性实施例中，当元件52为板时，板的厚度可小于或等于约200微米(在一些实施例中，板上没有张力)。在示例性实施例中，板的厚度约为100微米或更小，或板的厚度为约32微米或更小。在示例性实施例中，与腔室内部的流体的回弹率相比，膜片的回弹率相对较小。这导致压力加载以相对完整的方式联接到麦克风膜片，而非由膜片52和壳体20支撑来自外部压力的力中的一些，由此可能损失压力加载。
在示例性实施例中，支撑构件81位于壳体20的内部腔室30的第一部分32内，如图11中的虚线所描绘的。图13描绘了麦克风1110的俯视图。
麦克风1110可以是植入单元，诸如可植入部件100的整体部分。在示例性实施例中，单元包括麦克风和耳蜗植入物的接收器-刺激器，信号处理器(声音处理器)和/或其它部件。还要注意，在替代实施例中，麦克风1110可位于受体内，远离包括接收器-刺激器的单元的位置处。即，在示例性实施例中，麦克风1110可以是与包括接收器-刺激器的单元信号通信的单独的自容式单元，其中后者还可以包含信号处理器(声音处理器)和/或其它部件，麦克风1110通过电引线等与远程单元进行信号通信。单独的自容式麦克风的示例性实施例在图14中可见，该图描绘了麦克风1400(下面将讨论附加细节)。在此示例性实施例中，附加的壳体部件可以与麦克风1110一起使用，以实现由自容式单元承担的功能，所述自容式单元以气密方式包围麦克风1110的部分，这些部分根据图11的构造可能没有以气密方式被包围(但在其他实施例中，图11的构造相对于建立其中呈现的麦克风1110的轮廓的至少部件呈现气密包围，其中通信电缆70a、70b可导致馈通以气密方式连接到壳体20和/或可以以气密方式被密封在进入壳体、麦克风元件60等的接头处)。可以在至少一些实施例中利用麦克风1110的任何植入放置，其能够使麦克风1110根据本文详述的教导和/或其变型被实用地使用。
图14以准功能方式描绘了根据示例性实施例的自容式麦克风1400。图14的麦克风包括上文在至少一些示例性实施例中详述的麦克风1110的特征。实际上，在示例性实施例中，本文中的麦克风的任何公开内容可以包括麦克风1100的一个或多个或所有特征。已使用相同的参考编号。此麦克风可以对应于上文的麦克风12。可以看出，此实施例中的上部腔室32是圆锥形/漏斗形，下部腔室34从漏斗折弯的喉部引向换能器麦克风元件组件97。信号线70a、b、和c引导到馈通1405，该馈通又连接到电引线1407，所述电引线被配置成连接到可包括声音处理器等的远程单元。连接器(未示出)可以位于引线1407的末端处，以使麦克风1400能够可移除地连接到包括信号处理器的远程单元，并且还将麦克风1402置于与其通信。壳体1404包围麦克风1400的内部，并且根据情况直接或间接地支撑膜片52。馈通1405是建立气密密封内部1406的系统的一部分，所述气密密封内部与麦克风1400可以位于的环境气密隔离(例如，植入人体内，在人皮肤下方)。
鉴于以上内容，可以看出，在示例性实施例中，植入的/可植入麦克风采用响应于声学信号(外部声音)的柔性膜片，其具有气密密封，防止气体或液体进入麦克风外壳。膜片将压力波传输(压缩和/或稀疏)到麦克风外壳中，使得在限定体积(“前体积”–至少由腔室32、34建立的体积)内压力变化(其可能是快速的)。这些压力变化继而由位于膜片54的相对于前体积的相对侧上的麦克风元件60检测，并且因此被设置成以其声学灵敏侧面向前体积。在膜片54的相对于前体积的相对侧上是另一限定体积(“后体积”)，其用作声学柔度区，允许膜片54偏转和检测来自前体积的声音。麦克风元件60(直接或间接地)联接到此膜片，并且在一些实施例中，连接到信号处理电路(例如，在印刷电路板组件或“pcba”上)，并被密封到安装有所述麦克风元件以防止气体或工作流体在麦克风周围从一侧传输到另一侧的分隔件。注意，麦克风元件可以位于后体积内的任何地方，这可以允许其感知压力变化，或以其他方式检测声音等。
然而，在一些实施例中，可响应于气压改变在前体积与后体积之间发生一些泄漏，其中膜片52的外表面上增大的压力导致膜片52向内偏转，因此增加前体积中的压力，并最终迫使气体从前体积到后体积。在一些实施例中，可能会发生这种情况的原因是膜片54中有一个或多个针孔(有时通过设计)，或者原因是在膜片或前体积与后体积之间形成边界的其他部件周围的密封被不完全密封或者另外易于泄漏。要清楚，在至少一些示例性实施例，诸如换能器麦克风元件组件97是现成部件的那些实施例中，例如关于利用可从knowles麦克风公司获得的mqm31692knowles麦克风作为元件97，在该麦克风的后体积和该麦克风(其一部分成为前体积)的外部之间没有完美的密封。尽管物理现象允许气体从前体积流到后体积，但这导致麦克风的声学特性的改变。本文详述的一些实施例解决了麦克风的声学特性的这种改变，以补偿这种改变来保持在基线声学特性下的麦克风性能或者以其他方式减轻膜片上的静态偏转，以实现一致的性能。就这一点而言，本文详述的实施例中的至少一些响应于气压变化而抵消(包括消除)此不希望的声学特性的变化，同时维持和/或提高灵敏度和信噪比。
图15呈现了示例性可植入麦克风单元1500，其被配置成以可移除方式经由电引线1407附接到植入受体中的另一单元，例如包括信号处理器的单元。此麦克风单元可对应于上文的麦克风12。在此实施例中，第二膜片1552暴露于周围环境(膜片52为暴露于周围环境的第一膜片)，其在引向第二腔室1534的第一腔室1532上方延伸。在示例性实施例中，在一些或所有方面，至少部件1552、1532分别与部件52、32类似或相同。腔室1534、1532与腔室1534的初始部分之间的接口也可与腔室34与腔室32和腔室34的初始部分的接口相同。尽管如此，在替代性实施例中，膜片1552、腔室1532和/或腔室1534在至少一些方面可以不同于麦克风1400的相当部件。在示例性实施例中，膜片1552可比膜片52硬，腔室1534的直径，至少在朝向换能器麦克风元件组件97折弯之前，可以大于或小于腔室34的直径，腔室1532的体积可大于腔室32的体积(例如，1.25、1.5、1.75、2.0、2.25、2.5、3、3.25、3.5、4、5、6、7、8、9或10倍或更多)。而且，在腔室32为漏斗形状时，腔室1532可具有不同形状，例如宽圆柱形形状。实际上，在一些实施例中，腔室1532可具有矩形横截面，其位于垂直于图15的参考系的平面且在水平方向上延伸。可以在至少一些示例性实施例中使用能够实现本文详述的元件1552、1534和1532的任何布置或配置。
注意，关于第二膜片1552，膜片1552可以不是声学活跃或以另外声学灵敏的膜片。在示例性实施例中，第二膜片1552的声学灵敏度比膜片52小至少50、55、60、65、70、80、90、100、125、150、175、200、225、250、275、300、350、400、450、500、550、600、650、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500或更多。
在麦克风1500的实施例中的至少一些示例性实施例中，改变膜片52的静态偏转的气压压力的任何变化也将改变膜片1552的静态偏转。在至少一些示例性实施例中，这将导致后体积(包括腔室1532、1534的体积)的压力变化与前体积(包括腔室32、34的体积)中发生的压力变化相似和/或相同。在示例性实施例中，这将减轻(减少和/或消除)前体积与后体积之间的任何压力差，此压力差将对麦克风的声学特性有上述影响。
因此，鉴于图15，可以看出，在示例性实施例中，存在可植入麦克风1500，包括换能器(换能器麦克风元件组件97或其对应于换能器的子部件)和腔室，气体处于该腔室中，使得源于麦克风外部的基于声音的振动有效地通过该气体传输。在图15中，此腔室由腔室32、34建立。在图15的实施例中，换能器与腔室(例如，经由膜片54)有效振动通信，并且换能器被配置成将通过气体传播的振动转换成电信号(馈通1405输出的信号基于(相同信号或由于电信号被修改或以其它方式生成的信号，所述电信号由换能器麦克风元件组件97生成))。
在此实施例中，腔室和换能器对应于麦克风系统，其中腔室对应于麦克风系统的前体积，并且换能器包括对应于麦克风系统的后体积的后体积，这还是如上文所详述的。注意，后体积1534与换能器麦克风元件组件97的内部毗邻(其结合后体积1534、1532建立后体积的部分)。在此实施例中，可植入麦克风被配置成实时地实现前体积和/或后体积的压力调节(这里可以调整由于膜1552偏转造成的后体积)。所谓“实时”是指短于由后体积和前体积之间的自然泄漏产生的时间段的时间段，所述自然泄漏例如通过膜片54中的针孔的泄漏，其中泄漏在膜片54或其其它部件周围。在示例性实施例中，前体积和/或后体积的压力调节在某时间内发生。其比由于正常泄漏(如果存在)而发生时间小75％、70％、65％、60％、55％、50％、45％，40％，35％、30％、25％、20％、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2或1％。(注意，并非所有这些值都是“实时”值。)在此方面，可以看出，在示例性实施例中，可植入麦克风被配置成将前体积和/或后体积的压力调节为超过由其间的容忍泄漏引起的压力(容忍泄漏是一种由以下实际情况造成的泄漏：部件全部具有与之关联的制造公差，部件的任何组件永远不会是完美的)。换另一种方式讲，通过本文详述的教导解决的压力调节是这样一种压力调节，其超出由于仅将换能器麦克风元件组件组装到前体积产生的压力。
在示例性实施例中，压力调节是主要基于与气体不从前体积转移到后体积和/或反之亦然相关联的因素实现的压力调节。就这一点而言，因为存在容忍泄漏，所以至少在某些情况下压力调节部分是由于泄漏引起的，不过，该部分可能很小。在示例性实施例中，由于气体从前体积转移到后体积或反之亦然的现象，实现了所得压力调节的不到30％、25％、20％、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2或1％。在示例性实施例中，压力调节的至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98或99％是后体积的体积改变的结果，不包括膜片54的任何移动，并且在一些实施例中，通过膜片1552的移动来实现上述百分比。因此，如可见，在一些实施例中，可植入麦克风被配置成将前体积和/或后体积的压力调节为超过由与换能器相关联的泄漏引起的压力。更进一步，在至少一些示例性实施例中，可植入麦克风被配置成将前体积和/或后体积的压力调节为超过由通过换能器的专用膜片的泄漏和换能器的专用膜片的移动而引起的压力，其中“专用膜片”是膜片54，与不专用于换能器而专用于整体可植入麦克风的膜片52、1552相反。再次注意，膜片52、1552是在可植入麦克风的内部与其外部之间建立气密屏障的膜片，与整个完全在可植入麦克风内部且不暴露于其周围环境的膜片54相反。
鉴于以上方面，可以看出，可植入麦克风被配置成在换能器外部(即，在换能器麦克风元件组件97的外部)的位置处实现后体积的体积大小改变。即，后体积由换能器麦克风元件组件97、腔室1632和腔室1634的体积建立，并且在此实施例中，在换能器麦克风元件组件97外部后体积的体积被改变。尽管如此，在一些实施例中，后体积的大小可在任何地方被改变(例如，活塞1620可以行进到由换能器麦克风元件组件97建立的体积中或从该体积离开)。
图16描绘了可植入麦克风的另一示例性实施例，所述可植入麦克风被配置成在换能器外部的位置处实现后体积的体积大小改变。更具体地，图16呈现了可植入麦克风1600，其中后体积由腔室1632、1634建立。不同于图15的实施例的腔室1532，腔室1632不由暴露于可植入麦克风1600的周围环境的膜片限定。而是，腔室1632通过大体上不偏转(至少不足以以有意义方式影响后体积内部的压力)的固体壁建立。而是，腔室1632包括活塞1620可延伸和缩回通过的开口。更具体地，活塞1620连接到致动器1610，该致动器被配置成当由可植入麦克风或另一部件控制时插入活塞1620和从其缩回，以便调节后体积中的压力以考虑前体积的压力变化，例如由气压变化引起的压力变化。图16描绘了缩回状态下的活塞1620，而图17描绘了处于伸长状态的活塞1620，其中致动器1610已致动以将活塞1620插入腔室1632中。要理解，致动器1610被配置成将活塞1620定位成以各种程度插入到腔室1632中，以获得腔室1632中的各种压力变化，并且因此获得后体积的压力变化。密封件围绕活塞1620延伸并且位于活塞1620与腔室1632的壁之间以建立气密密封。
在示例性实施例中，控制单元(诸如微处理器或专用计算机芯片等)是可植入麦克风的一部分或假体的可植入部件的一部分，其控制致动器1610来移动活塞1620。在示例性实施例中，控制单元可为上文详述的控制单元440。在示例性实施例中，压力传感器等位于前体积中，且被配置成将指示前体积中的压力的输出信号提供到控制单元。在示例性实施例中，控制单元被配置成评估信号并确定应当生成的致动器1610的致动量，以调整活塞1620相对于腔室1632的位置从而调节后体积中的压力。在示例性实施例中，控制单元依赖于从位于前体积中的传感器读取的瞬时压力变化。在示例性实施例中，控制单元取压力变化的平均值或以其它方式对压力变化应用统计分析技术，以确定要实现实用压力变化要将致动器1610致动多少。通过利用统计技术来分析压力变化，这样可以避免这种情形：可植入麦克风的压力管理/体积管理系统对持续时间短的压力变化过度反应和/或对由于声音撞击到膜片52上使其产生自然移动作出反应。可在至少一些示例性实施例中利用能够实现后体积中的压力管理的任何装置、系统和/或方法。
简要地指出，虽然上文详述的实施例专注于改变后体积的体积，但一些实施例可以涉及改变前体积的体积。仅作为实例而非限制，图16的致动器/活塞布置可与前体积的腔室32一起使用。就这一点而言，在不存在本文中的压力/体积管理系统的情况下，在气压增加导致或者更准确地将导致静态张紧的膜片52弯曲到腔室32中的程度超过通常前体积的压力与可植入麦克风的周围环境的压力平衡时的情况的示例性情形中，控制单元可控制致动器以将活塞更深地插入到腔室32中，从而降低腔室32的体积/增加腔室32内的压力，并防止膜片52向内弯曲并具有由其产生的静态张力，或者以其它方式向外推动膜片32到其中间位置并缓解从其产生的静态张力。
鉴于以上内容，可以看出，在示例性实施例中，可植入麦克风包括换能器和腔室，气体处于该腔室中，使得源于麦克风外部的基于声音的振动有效地通过该气体传输。在此实施例中，换能器与气体进行有效振动通信，并且换能器被配置成将通过气体传播的振动转换成电信号，均与上述实施例一致。更进一步，腔室和换能器对应于麦克风系统，其中腔室对应于麦克风系统的前体积，并且换能器包括对应于麦克风系统的后体积的后体积，并且可植入麦克风被配置成实现换能器外部的后体积和/或换能器外部的前体积的体积大小改变。
此外，注意，在一些示例性实施例中，同一活塞可用于调节后体积的体积和前体积的体积。仅作为实例而非限制，活塞可延伸到后体积中并延伸到前体积中，其中从后体积缩回将增加进入前体积中的延伸量，并且反之亦然。更进一步，在一些示例性实施例中，两个单独的活塞可以连接在一起，使得一个活塞的运动导致另一个活塞的运动，并且因此可利用相同的致动器。尽管如此，在一些替代性实施例中，在两个单独的致动器中利用两个单独的活塞。
鉴于以上内容，可以理解的是，在示例性实施例中，包括可植入麦克风的装置可以包括活塞，该活塞以往复式方式移动以改变后体积和/或前体积的体积大小。
简要地指出，在至少一些示例性实施例中，包括利用暴露于周围环境的膜片(例如，膜片1552)的可植入麦克风的装置改变后体积的体积大小，所述膜片在周围环境的压力变化时移动。当然，关于图15的实施例，包括可植入麦克风的装置包括暴露于周围环境的第二膜片，所述第二膜片在从周围环境接收基于导致振动的声音的振动时移动，以便将那些振动传递到可植入麦克风的前体积中，以使得换能器将振动转换成指示声音的输出信号。这与膜片1552相反，所述膜片并不这样做。就这一点而言，膜片1552可以为比膜片52更厚/弹性更小的膜片。在示例性实施例中，相对于由膜片52从外部传递到内部的振动能量，膜片1552传递的能量比膜片52传递的能量小75％、70％、65％、60％、55％、50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2或1％。在示例性实施例中，这可由比膜片52张紧更多的膜片1552实现，所述膜片比膜片52等更硬。在示例性实施例中，膜片1552比膜片52硬或厚至少1.25、1.5、1.75、2、2.25、2.5、2.75、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5或10倍。在示例性实施例中，膜片52和膜片1552由相同材料制成和/或每单位具有相同的机械特性(例如，膜片的厚度是关于有多少振动能量传递到后体积或前体积中的驱动因素)。
尽管如此，在替代性实施例中，膜片1552可与膜片52相同或以其它方式与其类似，其它部件可以用来衰减或以其它方式防止传递到达靠近换能器麦克风元件组件97的后体积的部分和/或到达麦克风元件60的振动。仅作为实例而非限制，波纹管等可位于腔室1532和/或腔室1534中。阻尼材料可位于后体积中。可使用振动消除器消除这些振动。可以在至少一些示例性实施例中利用能够实现对与后体积关联的振动进行管理的任何装置系统和/或方法，所述振动可能对换能器麦克风元件组件的性能产生有害影响。
在任何情况下，在至少一些实施例中，包括可植入麦克风的装置包括暴露于周围环境(例如，身体组织和/或体液)的第一膜片(例如，膜片52)，所述第一膜片响应于环境声音(例如，音乐，语音等全部在第一膜片上方冲击受体的皮肤)振动，以便将基于声音的源于麦克风外部的振动传输到前体积的气体。装置还包括暴露于周围环境的第二膜片1552，所述第二膜片在周围环境的压力变化时移动以改变可植入麦克风的后体积的体积大小。在此实施例中，第一膜片比第二膜片具有更小的柔顺性。在示例性实施例中，第一膜片的柔顺性小约或至少约2、2.25、2.5、2.75、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20倍(或反之亦然—参见下一句)或在其之间以约0.05递增的任何值或值的范围。尽管如此，在一些实施例中，使第一膜片和第二膜片具有的的柔顺性基本上相等(包括相等)可能具有实用价值，而在其他实施例中，使第二膜片比第一膜片具有更大的柔顺性可能具有实用价值(例如，后体积大于前体积，并且因此可能需要后体积的较大体积改变以使压力均衡的情况)。
图18呈现了可植入麦克风-麦克风1800的另一个示例性实施例。这里，旁路管1810大致从前体积延伸到后体积，并且从腔室34延伸到换能器麦克风元件组件97的内部(由换能器麦克风元件组件97的壁形成的室腔98)。在示例性实施例中，这可能关于以下方面具有实用价值：平衡或以其它方式均衡在两个体积之间的压力不平衡的情况下在前体积与后体积之间的压力。在示例性实施例中，如可见，旁路管1810绕过换能器麦克风元件组件97的膜片54。在示例性实施例中，旁路管1810的内部的大小和尺寸被设定成以便在一个时间段内比由于前体积与后体积之间的正常泄露导致的压力更快地在前体积与后体积之间产生压力平衡。在示例性实施例中，所有其他事情均相等的情况下，由于旁路管1810在前体积与后体积之间的压力平衡为在没有旁路管存在的情况下(例如，由于正常泄漏/公差泄漏)的至少2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或100倍或更快。在示例性实施例中，旁路管1810可以具有波纹管等，以便衰减或以其它方式减轻由于声音冲击其上而导致膜片52移动产生的任何压力变化。即，在示例性实施例中，旁路管1810可以被构造成减少(包括消除)任何可能导致换能器麦克风元件组件97的灵敏度或其它性能降低的声音的影响(例如，旁路管1810提供导管，以用于通过前体积中的气体将振动传递到后体积，该后体积以有害方式影响膜片54的移动)。
图19描绘了可以对于压力均衡具有实用价值的另一示例性实施例，其中孔口1910位于换能器麦克风元件组件的壁中，以便大致在前体积具体在腔室34之间在膜片54周围提供大致到后体积具体到腔室98的旁路。在示例性实施例中，孔口1910以类似于上文详述的旁路管1810的方式(包括相同方式)起作用。在示例性实施例中，孔口1910的直径为约10微米。在示例性实施例中，孔口是以下值中的任一个：约5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39或40微米或在其之间以0.05微米递增的任何值或值的范围(例如，约11.1、约20.05、约8.25至约32.20微米等)。在一些实施例中，所述值可以更大，例如，在40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190或200微米之间以0.05微米递增的任何值或值的范围。在至少一些实施例中，可以利用具有关于实践本文详述的教导的实用价值的任何大小。在示例性实施例中，孔口的直径为膜片54中的针孔的直径的至少约5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或100倍或更多。
因此，鉴于以上内容，在示例性实施例中，旁路(例如，旁路管1810、孔口1910，或能够实现本文详述的教导的任何其它布置)位于前体积与后体积之间，将前体积置于与后体积流体连通，从而绕过换能器的专用膜片。
同样，在至少一些示例性实施例中，相对于旁路，前体积、后体积和旁路的大小和尺寸被设定成在h秒内从最大压力不平衡将相对于后体积的前体积与后体积之间的压力不平衡的z％均衡到小于最大压力不平衡的20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2或1％。在示例性实施例中，z是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、110、120、130、140、150、160、170、180，190或200或更多，h是2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30。相对于后体积，这意味着后体积是分母。因此，前体积中2.2个单位的压力和后体积中2.0个单位的压力将是相对于后体积的10％的压差。如果最大压力不平衡，2.2个单位是h开始的时间(即，相对于2.15个单位)。就这一点而言，上述特征与最大压力不平衡的百分比有关系，与完全消除压力不平衡相对。
同样，在示例性实施例中，前体积、后体积和旁路的大小和尺寸被设定为阻止压力不平衡的z％比i秒更快地变得均衡，其中，在示例性实施例中，i是0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.10、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.2，0.21、0.22、0.23、0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、0.29、0.3、0.31、0.32、0.33、0.34、0.35、0.36、0.37、0.38、0.39、0.40、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、1、1.25、1.5、1.75或2。
注意，虽然已根据图18和图19的实施例的旁路提供上述性能值，这些性能值也可适用于本文详述的其他压力管理特征及其变型。因此，在示例性实施例中，如参考图15和图16的实施例，装置被配置成改变后体积(和/或前体积)的体积大小，以在不快于i秒使相对于后体积的前体积与后体积之间的压力不平衡的z％变得均衡。同样，在示例性实施例中，装置被配置成改变后体积(和/或前体积)的体积大小，以在h秒内使相对于后体积的前体积与后体积之间的压力不平衡的z％变得均衡。
鉴于以上内容，要理解，上文的教导可以实现管理麦克风内的压力的方法。就这一点而言，例如，图20示出了示例性方法-方法2000的示例性算法，所述方法包括方法动作2010，其包括：在植入的麦克风系统具有第一传递函数时，用植入受体中的植入的麦克风系统在第一时间位置捕获源于受体外部的第一声音。仅作为实例而非限制，这可对应于植入的麦克风系统的传递函数，其对应于前体积和后体积中的平衡压力(例如，前体积中的5个单位的压力和后体积中的5个单位的压力)。方法2000还包括方法动作2020，其包括在第一时间位置之后，在第二时间位置，经历使第一传递函数变为不同于第一传递函数的第二传递函数的第一事件。在示例性实施例中，此第二时间位置可为在第一时间位置之后3分钟的位置，事件可为例如商业飞行器的加压，其将环境压力减小一定量。在示例性实施例中，传递函数是压力不平衡的函数。在这样的示例性情形中，因此，将减小在受体的皮肤上的环境压力，并且膜片52可远离前体积向外弯曲，并且因此减少前体积中的压力(例如，在前体积中4.8个单位的压力，后体积中5个单位的压力)。因此，前体积与后体积之间的压力不平衡将存在，这将使麦克风系统的传递函数从第一传递函数变成第二传递函数。方法2000还包括方法动作2030，其包括在第一时间位置之后开始的第一时间段(例如，在第二时间位置处或之后开始的时段)，在继续经历第一事件时，通过麦克风内的压力管理将麦克风系统的传递函数至少自动地朝第一传递函数改变。在示例性实施例中，这可以包括例如利用图16的实施例的活塞布置，或暴露于图15的实施例的环境的膜片等，这将在飞行器被加压时调整，并且因此在继续经历第一事件的时间段期间调整。在示例性实施例中，至少在一些情况下，在前体积与后体积之间的压力均衡时，可植入麦克风系统的传递函数将是在第一时间位置处的情况。在示例性实施例中，至少在一些情况下，在前体积与后体积之间的压力均衡时，可植入麦克风的传递函数可以不同于在第一时间位置处的情况，但仍然比不存在本文详述的压力管理教导和/或其变型的情况更接近在第一时间位置处的情况。
在一些示例性实施例中，第一事件在稳态下持续超过至少10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、75、90、105秒、2分钟、2.5、3、3.5、4、4.5，5，5.5、6、6.5、7、7.5、8、9、10、11、12、13、14、15、20、25、30、35、40、45、50、55或60分钟或更多。在至少一些示例性实施例中，在前述值中的任一个的约一半的时间段内(例如，5、7.5、10、12.5、15、17.5、20、22.5、25秒等)，在继续经历第一事件时，方法2000还包括通过麦克风内的压力管理将麦克风的传递函数自动地改变为返回到第一传递函数的有效b％的动作，其中，b可为50、55、60、65、70、75、80、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100。
鉴于以上教导，在一些实施例中很清楚，作为方法2000的主体的麦克风系统是包括植入的噪声消除系统(例如，上文详述的任何噪声消除系统或其变型)的听力假体的一部分。还符合上文详细的教导，噪声消除系统包括取消反馈的算法，该算法至少部分地取决于麦克风的传递函数，并且该算法适应麦克风的传递函数的变化。在与方法2000的执行相关联的一些实施例中，压力管理系统已防止噪声消除系统追逐在第一时间位置与第一时间段的结束之间麦克风的传递函数的变化。下文将描述这样的一些附加特征。
同样，注意，在麦克风起作用以捕获声音时，可以利用本文详述的压力管理系统及其变型。因此，在方法2000的示例性实施例中，在压力被管理的第一时间段期间捕获声音。声音捕获导致麦克风系统的换能器的膜片(例如，膜片54)振动，其中在方法动作2000期间执行的压力管理实际上不影响由声音导致的膜片的振动特性(例如，它不会以影响其振动特性的方式拉紧膜片54)。
如上所述，利用图16的实施例的活塞来实施方法2000的实施例。因此，在示例性实施例中，方法2000的压力管理包括主动地均衡植入的麦克风的换能器的前体积和后体积中的压力。图21描绘了包括主动压力管理系统的麦克风2100的另一个示例性实施例。如可见，压缩气体2130的罐经由管道2111与腔室98流体连通。泵2155被构造成自动地泵送来自罐2130或到达罐2130的气体，以便增加或减小后体积中的压力，并且因此在一些实施例中，使后体积的压力与前体积均衡。
当然，一些实施例使得利用被动均衡方法来实践方法2000的压力管理。即，方法2000的压力管理包括被动地均衡植入的麦克风系统的换能器的前体积和后体积中的压力。仅作为实例而非限制，利用图19的实施例的孔口是这种示例性实施例。
图22呈现了另一示例性方法-方法2200的流程图。方法2200包括方法动作2210，其包括执行方法2000。方法2000还包括方法动作2220，其包括：在第一时间段之后，在仍经历导致传递函数变化的事件时，用植入的麦克风系统在第三时间位置捕获第二声音，同时植入的麦克风系统具有第一传递函数或改变的传递函数中的一个，所述改变的传递函数改变回第一传递函数。在示例性实施例中，第一声音可为乘客的语音，例如，位于植入的麦克风的受体右侧，此时乘客正在电视前讨论晚上播出的棒球赛的结果，第二声音可以是在乘客正在讨论棒球比赛的新闻报导时乘客的语音，其中第三时间位置是在飞机起飞之后，其中第一时间位置是在飞行器的机舱门被关闭并密封并且飞行器加压系统被激活之前飞机正位于停机坪上时。方法2200还包括方法动作2230，其包括：在第三时间位置之后，在第四时间位置，经历事件的结束，该结束使麦克风的传递函数从在第三时间位置处的情况变化到第三传递函数。仅作为实例而非限制，第四时间位置可在飞行器已着陆的时间点。在示例性实施例中，飞行器从基本上位于海平面的城市(例如，华盛顿州里根(reagan)国家机场)起飞，并且例如在位于科罗拉多州丹佛市的丹佛机场(其在海平面上约一英里，因此具有与华盛顿不同的环境压力)着陆。因此，方法动作2230的第一事件的结束是由于以下因素造成，例如，机舱门打开，飞行器的加压系统正被关闭，并且因此飞行器内的压力改变为在丹佛机场的压力。方法2200还包括方法动作2240，其包括：在第四时间位置之后开始的第二时间段期间，通过麦克风内的压力管理自动地将麦克风的传递函数至少更改回到第三时间位置处的情况。在示例性实施例中，这可以对应于调节麦克风系统内的压力，以适应环境压力现在与海平面上方一英里的压力相对应，这与海平面上方8,000英尺的压力相反，其是飞行器机舱的加压。因此，在至少一些示例性实施例中，可理解，关于不将麦克风系统的传递函数完全更改回到第一事件开始时的情况存在实用价值。
如上所述，本文中的教导的实施例可对应于听力假体，包括可植入麦克风系统和可植入噪声消除系统(或者，一些可能描述为可植入麦克风系统的声音捕获子系统，和可植入麦克风系统的噪声消除系统，取决于所使用的术语)。图23描绘了这种可植入麦克风系统2300的示例性实施例。在此实施例中，麦克风2300对应于上文详述的麦克风1500，但是添加了噪声消除系统2350(其可以对应于上文详述的加速度计/运动传感器71)。在示例性实施例中，噪声消除系统2350对应于上文详述的任何噪声消除系统和/或其变型。注意，麦克风2300可对应于作为单个单元的上文的麦克风12/412和上文详述的运动传感器71/加速度计470(即，可以对应于换能器系统480)。如可见，噪声消除系统2350包括大体上对应于声音捕获系统的部件的部件。就这一点而言，噪声消除系统2350包括与膜片2352流体连通的前体积，该前体积延伸到具有后体积的换能器麦克风元件组件。换能器麦克风元件组件可以对应于声音捕获系统的组件。噪声消除系统与声音捕获系统之间的差异是膜片2352与周围环境的声音隔离，与声学捕获系统的膜片52相反。因此，膜片2352振动或以其它方式随着壳体1404的振动/移动而移动，但是不是由于声音而移动。相反，除了声音导致的振动之外，膜片52由于壳体1404的振动/移动而移动或以其它方式振动。从噪声消除系统的换能器麦克风元件组件输出的信号线未示出，其引向麦克风系统，使得噪声消除系统可至少部分地取消从声音捕获系统的换能器麦克风元件组件输出的信号的一部分。
在此类实施例中的一些实施例中，听力假体被配置成基于高于由麦克风系统捕获的特定频率(例如，100hz、60hz等)的频率而唤起听力感知，并调整噪声消除系统传递函数，以适应受体环境的变化(例如，由于锋面移动导致的压力变化，由于受体在游泳导致的压力变化等)。在一些示例性实施例中，可植入麦克风被配置成在某一时间范围内调节麦克风体积(例如，后体积、前体积)内的压力，所述调节足够快使得此调节适应噪声消除系统并且足够缓慢使得此调节适应麦克风系统。因此，在示例性实施例中，这可以避免压力管理系统“追逐”噪声消除系统的情形。
在此听力假体的一些实施例中，听力假体被配置成基于对应于大于phz的时间常数唤起听力感知，且调整噪声消除系统传递函数以适应在一分钟的大约v内的环境变化，其中，p可为30、35、40、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、85、90、95或100，v为0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4或1.5。要清楚，一分钟的约0.25对应于约15秒，一分钟的约0.5对应于一分钟的约一半等。
基于以上内容，可以看出，一些实施例的可植入麦克风系统可以包括第一换能器(例如，声音捕获系统的换能器麦克风元件组件)和第一腔室，气体处于该第一腔室中，使得源于麦克风外部的振动被有效地通过该气体传输，其中第一换能器与气体进行有效振动通信，其中换能器被配置成将通过气体传播的振动转换成第一电信号。此外，第一腔室对应于麦克风系统的第一前体积，且第一换能器包括对应于换能器系统的第一后体积的第一后体积。
此外，在此示例性实施例中，可植入噪声消除系统包括第二换能器(例如，噪声消除系统的换能器麦克风元件组件)和第二腔室，气体处于该第二腔室中，使得源于麦克风外部的振动被有效地通过该气体传输。符合上述噪声消除系统的操作理论，第二腔室至少基本上与由麦克风系统捕获的噪声振动隔离。第二换能器与第二腔室的气体进行有效振动通信，且第二换能器被配置成将通过第二腔室的气体传播的振动转换成第二电信号。这里，第二腔室对应于噪声消除系统的第二前体积(其中“第二”仅用于命名目的，噪声消除系统不存在“两个”前体积)。在此实施例中，听力假体被配置成实时地实现第一后体积的压力调节(例如，使用本文详述的任何实施例，无论是主动还是被动)。
在一些实施例中，第一后体积流体连接到第二后体积，使得第一后体积中的压力调节也调节第二后体积的压力。在此类实施例中的一些实施例中，因为噪声消除系统的第二前体积与可植入听力假体的周围环境隔离，使得周围环境的压力变化不会影响前体积中的压力，听力假体被配置成同样改变噪声消除系统的前体积(第二前体积)内的压力，以便平衡第二前体积的压力与第二后体积的压力，该压力由于可植入麦克风系统的第一后体积内的压力调节而发生变化。即，在示例性施例中，存在管理噪声取消系统的前体积与后体积之间的压力的系统。如果存在此系统的话，这种实施例可以适应与麦克风系统和噪声消除系统之间的共享后体积相关联的变化。
相反，在一些实施例中，第一后体积与第二后体积流体隔离，使得第一后体积中的压力调节不会调节第二后体积的压力。
在一些实施例中，听力假体被配置成使得压力调节不影响听力假体的反馈缓解算法的有效操作(即，存在一些影响，但反馈缓解算法实际上不受影响/反馈缓解算法将继续有效)。在这些实施例中的至少一些示例性实施例中，这防止或以其他方式缓解上述现象，其中反馈管理系统会追逐麦克风的传递函数。在至少一些示例性实施例中，听力假体的反馈缓解算法的结果与压力管理系统不存在或另外不起作用的情况相同。在示例性实施例中，相对于在压力管理系统起作用时反馈缓解算法不操作的情况，反馈缓解算法的结果是噪声减少至少70、75、80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100％。在示例性实施例中，反馈缓解算法收敛在待应用的一组滤波器系数以消除/减少反馈所花费的时间比不存在起作用的压力管理系统的情况长不超过75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、25、24、23、22、21、20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1或0％。
应注意，在一些实施例中，后体积是零合规后体积(例如，不存在暴露于周围环境的第二膜片)。
鉴于以上内容，可以看出，至少一些示例性实施例涉及可植入麦克风，其减小(包括消除)与其相关联的压力的气压变化，同时允许压力的声学变化用作将声音转换成电信号的基础。
在示例性实施例中，一种装置，包括可植入麦克风，所述可植入麦克风包括换能器和腔室，气体处于所述腔室中，使得源于所述麦克风外部的基于声音的振动有效地通过所述气体传输，其中，所述换能器与所述气体进行有效振动通信，其中所述换能器被配置成将通过所述气体传播的振动转换成电信号，所述腔室和所述换能器对应于麦克风系统，其中所述腔室对应于所述麦克风系统的前体积，并且所述换能器包括对应于所述麦克风系统的后体积的后体积，所述可植入麦克风被配置成实时地实现所述前体积和/或后体积的压力调节。在此实施例的示例性实施例中，所述可植入麦克风被配置成实现所述换能器外部的后体积或所述换能器外部的前体积中的至少一个的体积大小变化。
注意，本文详述的任何一个或多个教导可以与本文在至少一些示例性实施例中详述的任何其它一个或多个教导组合，除非另外明确排除或者除非技术不能这样实现。本文中的设备或本文中的系统的任何公开内容对应于利用此类方式的方法的公开内容。本文的方法动作的任何公开内容对应于被配置成执行此类方法动作的系统和/或装置的公开内容，除非另外明确排除或者除非技术不能这样实现。本文的制造操作的任何公开内容对应于由此类制造操作产生的设备的公开内容，并且本文的设备的任何公开内容对应于制备此类设备的方法的公开内容。在至少一些示例性实施例中，可以使用能够实践本文详述的教导的任何装置、系统和/或方法以实现本文中的教导。本文中的任何元件或动作在示例性实施例中可以不存在。
虽然已在上文描述了本发明的各种实施例，但应当理解，他们仅以实例的方式呈现而非限制。对于相关领域的技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节的各种变化。
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