CN105491496A - 听力系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种听力系统，包括：可植入装置，所述可植入装置包括两个电极装置，所述可植入装置配置成接收无线信号并将无线信号转换为将经电极施加到相应耳蜗的刺激信号；外部装置；所述外部装置包括：用于接收声信号并将其转换为电信号的传声器系统；包括将电信号编码为编码信号的编码器的处理器，其中编码器配置成将电信号分为多个频带并确定每一频带的能级；所述外部装置还包括配置成基于编码信号产生无线信号并将无线信号传给可植入装置的传输系统，包括用于接收声信号并将其转换为第二电信号的传声器系统的第二外部装置，所述第二外部装置配置成将第二电信号传给外部装置，外部装置基于电信号和第二电信号产生无线信号。

Description

听力系统

技术领域

本发明涉及包括可植入装置和外部装置的听力系统。可植入装置配置成植入在用户皮肤下面并从外部装置接收无线信号。

背景技术

当人遭受不可能使用听力仪器将声音信号变换为听频范围信号的听力损失时，耳蜗植入物可用于电刺激内耳中的听觉神经。一般听力仪器对其没有太大帮助的、具有严重到深度听力损失的孩童和成人均可用耳蜗植入物来帮助。目前，耳蜗植入物(CI)对具有深度听力损失的人而言是非常成功的疗法。CI通过电刺激听觉神经纤维而起作用。耳蜗本身是骨头的锥形螺旋形室，包括由声音引起的机械波在其上传播的基膜分开的充满液体的鼓阶和前庭阶。最靠近圆形和卵圆窗的蜗底相当硬并响应于高频；蜗顶适合接收较低频率，音位组织，当起作用时，毛细胞响应于液体运动以产生电信号。通常，电极阵列植入在鼓阶内。

耳蜗植入物通常包括：i)用于拾取和处理来自环境的声音及用于根据当前输入声音确定电极刺激的脉冲序列的外部部分；ii)用于同时传输关于刺激序列的信息及将能量传送给植入基本部分的(通常无线，如感应)通信链路；iii)使能产生刺激并将其施加到多个电极的植入基本部分，电极可植入在耳蜗的不同位置从而使能刺激听频范围的不同频率。前述系统例如在US4,207,441和US4,532,930中描述。

CI电极可包括多电极阵列，如包括多个适于接近用户的听觉神经位于耳蜗中的电极的载体形式。该载体优选由柔软材料制成以使能将电极适当地定位在耳蜗中从而使电极可插入在接受者的耳蜗中。优选地，各个电极空间上沿载体的长度方向分布以在载体插入在耳蜗中时延耳蜗中的耳蜗神经提供对应的空间分布。

如果用户在一只耳朵中具有残留听力，一只耳朵处的耳蜗植入物可与可提供残留听力的耳朵处的提供声信号的听力装置组合，如US2010/030012中公开的那样。

建立具有耳蜗植入物的听力系统的一种方法是使用可植入基本部分和两个电极，每一电极配置成植入到相应耳蜗内，其中基本部分植入在一只耳朵附近，第一电极植入到近端耳蜗内，而另一电极植入到远端耳蜗内。在该配置中，仅植入一个主要部分。为向用户提供双耳信号，具有传声器系统和传输装置的一个外部装置定位在远端耳蜗的耳朵处，具有传声器系统和接收装置的另一外部装置定位在近端耳蜗的耳朵处。两个外部装置可经在两个装置之间传输信号的导线连接，主要从远端装置传到近端装置。近端耳蜗处的装置在将所接收的信号传给植入的基本单元之前对其进行处理。该系统比较累赘，用户已抱怨有线连接。

因此，改进的听力系统将是有利的，尤其是在植入装置和外部装置之间及在外部装置和另外的第二外部装置之间具有无线连接的更有效率的听力系统将是有利的。

在向用户耳道提供声信号的系统中，双侧听觉假体系统的第一听觉假体和第二听觉假体之间的同步在US2012/224705中讨论。在该系统中，可用于同步第一和第二假体的主无线通信通道例如为了节能可被禁用。

发明内容

本发明的目标在于至少提供现有技术的备选方案。

因而，一方面，上面描述的目标及几个其他目标通过提供包括可植入装置和外部装置的听力系统实现。可植入装置可配置成植入在佩戴者的皮肤下面，及可植入装置可包括两个电极装置，每一电极装置配置成刺激佩戴者的相应耳蜗。相应耳蜗的刺激在可植入装置处于植入状态时导致。可植入装置可配置成接收无线信号并将无线信号转换为将经电极施加到相应耳蜗的刺激信号。在使用可植入装置期间，可使用配置成位于佩戴者的耳朵处的外部装置。外部装置可包括用于接收声信号并将声信号转换为表示声信号的电信号的传声器系统、包括将电信号编码为编码信号的编码器的处理器，其中编码器配置成将电信号分为多个频带并确定每一频带的能级。外部装置可由几个子装置或子系统组成，每一子装置或子系统执行一个或多个任务。外部装置可包括更多功能和/或元件。外部装置还可包括传输系统，配置成基于编码信号产生无线信号并将无线信号传给可植入装置。

此外，本发明的第二方面提供包括可植入装置和外部装置的听力系统的运行方法，外部装置配置成将编码信号传给可植入装置，外部装置包括传声器系统和处理器系统。该方法可包括在传声器系统处接收声信号的步骤。该方法可包括经传声器系统将声信号转换为电信号的步骤，其中转换包括将信号分为多个频带。该方法可包括对多个频带中的每一频带确定能级的步骤。该方法可包括基于多个能带产生无线信号的步骤。该方法可包括将无线信号从外部装置传给可植入装置的步骤。

本发明的第二方面特别但并非排他地有利，因为其可通过计算机程序产品实现，计算机程序产品在下载或上传到听力系统中时使根据第一方面的听力系统能执行本发明第一方面的听力系统的操作。前述计算机程序产品可提供在任何种类的计算机可读介质上或通过网络提供。

每一方面的各个特征可与其他方面的任何或所有特征组合。结合下面描述的实施方式，这些及其他方面、特征和/或优点将显而易见并得以阐明。

附图说明

本发明设备/方法在下面将参考附图进行更详细地描述。附图示出了示例性的实施，不用视为限制落在所附权利要求范围内的其他可能实施方式。

为清晰起见，这些附图均为示意性及简化的图，它们只给出了对于理解本发明所必要的细节，而省略其他细节。在所有附图中，同一附图标记用于同一或对应的部分。

图1示意性地示出了具有可植入装置和两个外部装置的听力系统。

图2示意性地示出了具有带两个电极的可植入装置、外部装置及远程外部装置的听力系统。

图3示意性地示出了本发明方法的步骤。

图4示意性地示出了两个能级块之间的关系。

图5为不同位数之间的关系的示意性图示。

具体实施方式

通常，“听力系统”指包括一个或两个放在佩戴者的相应耳朵处的听力装置的系统。“双耳听力系统”指包括两个听力装置的系统，其中这些听力装置适于协同地向用户的两只耳朵提供听得见的信号。双耳耳蜗听力系统包括其中每一耳蜗中存在电极的系统，藉此两个耳蜗均被刺激以向用户提供双耳听觉感知。

听力系统或双耳听力系统还可包括与至少一听力装置通信的辅助装置，该辅助装置影响听力装置的运行和/或受益于听力装置的功能。在至少一听力装置和辅助装置之间建立有线或无线通信链路以使信息(如控制和状态信号，可能音频信号)能在至少一听力装置和辅助装置之间进行交换。辅助装置可至少包括下述之一：遥控器、远程传声器、音频网关设备、移动电话、广播系统、汽车音频系统、或音乐播放器或其组合。音频网关设备适于(如从娱乐装置例如TV或音乐播放器，从电话装置例如移动电话，或从计算机例如PC)接收多个音频信号。音频网关设备还适于选择和/或组合所接收音频信号(或信号组合)中的适当信号以传给至少一听力装置。遥控器适于控制至少一听力装置的功能和运行。遥控器的功能可实施在智能电话或其他电子装置中，该智能电话/电子装置可能运行控制至少一听力装置的功能的应用程序。

图1示意性地示出了佩戴者的自顶向下视图，其在头部10的左侧具有植入装置12。植入装置12连接到两个电极14和16。电极14相对于植入装置12位于近端耳蜗中，而电极16相对于植入装置12位于远端耳蜗中。

第一外部装置18位于左耳，第二外部装置22位于右耳。具有两个外部装置使能提供表示在正确的耳朵处记录的声音的双耳信号，而不需要头部相关传递函数的任何估计或类似处理。来自任一或两个外部装置的信号可基于相应外部装置处的一个或多个传声器。外部装置18包括天线20，及外部装置22包括天线24。天线20和24配置成使得它们至少有助于从外部装置22到外部装置18的通信。通信也可从外部装置18到外部装置22进行。

外部装置22和外部装置18之间的无线链路为能量加强的链路，及紧凑装置如听力仪器中的电池形式的能量存储有限。此外，外部装置和另一外部装置和/或可植入装置之间的无线链路的带宽有限。因此，需要减少传输过程中消耗的能量的量。

此外，另外的外部装置如移动电话或远程传声器也可与外部装置18和/或22之一通信以提供呈现给用户的信号。这可以经拾音线圈系统等进行。

外部装置18和22在此属于耳后型，但可采取其他形式，如耳内式或部分耳内式。

天线装置20和24包括在外部装置18和20中，在此示为从外部装置18、20的壳体延伸。天线装置20、24配置成在两个外部装置之间传输无线信号。进行传输的一种方法是利用感应链路，其利用在约4MHz频率下两个装置之间的链路中的损耗低的性质。作为备选，可使用更高的载频，如在ISM频带中，如2.4GHz或5GHz或在433MHz-434MHz的范围中，或者868MHz频带，或者任何其他适当的频率范围。

可植入装置12包括两个主要部分，即位于佩戴者的颅骨和皮肤之间的第一部分。第一部分包括用于从外部装置接收无线信号的植入天线。可植入装置12的第二部分配置成埋置在每一耳蜗内使得该耳蜗由表示声音的信号直接刺激。这可由电极14和16表示。

外部装置18包括输入变换器。输入变换器在此为对方向敏感的传声器系统，具有可适应的方向性。作为备选，输入变换器可以是固定方向的传声器系统。进一步作为备选地，输入变换器可以是全向传声器。在每一外部装置18和22包括前述全向传声器的情形下，对两个全向传声器信号进行处理以形成呈现给用户的信号。

外部装置18包括用于产生传给可植入装置12的信号的处理器。该信号由外部装置18和可植入装置12之间的虚线表示。

在特定版本的外部装置22中，可用的滤波器组和电平估计器用于计算12个16位分辨率的能级。在此选择数值12，因为其对应于位于耳蜗中的电极的刺激点的数量。12个能级因而表示192位的信息。该信息作为数据每2ms传给外部装置18，产生96kb/秒的传输速率。如果可用的滤波器组不匹配第一部分中的语音处理器所需要的频带，可实施FFT滤波器组以计算能级。总的来说，能级的数量可高于或低于12。总的来说，用于表示每一能级的位数可高于或低于16位，如32位或8位。通常，位数可在2-70位的范围中，如8位、如12位、如16位、如18位、如22位、如32位、如64位。通常，信号可反复传输，如以1ms-50ms的时间间隔，如每1ms-20ms，如每5ms-10ms，如每1ms，如每2ms，如每5ms。

这包含从外部装置22传给外部装置18的数据量，从而相对于在两个外部装置之间传输全音频而言降低了能量需求。

在另一降低传输功耗的尝试中，可选择12个能级的子集。前述子集可以是8个能级，进一步将数据量降低到每次传输128位。如果进行该子集的另外的编码，甚至可能进一步降低。声音的动态范围约为100dB，但电极上的动态范围小得多，在通常的电极中约为10-20dB。这样，实际上需要更小的分辨率，即更少位。代替12个能级，如果传输希望用其刺激12(或8)个电极的电荷/能级，这将进一步降低数据需求。这可使得位使用从如16位下降到8位每能级。

充电信号可从外部装置18发送给可植入装置12，其包括储能模块。充电可执行为背景充电或预先充电，使得能量在发送任何信息之前传给可植入装置12。

如果能量从外部装置18供应给可植入装置12，可植入装置可从外部装置18或外部装置12接收将呈现给用户的信号，除此之外，而且可从另外的外部装置如移动电话接收。

图2示意性地示出了与图1所示类似的听力系统，但具有远程外部装置22’，其配置成经天线24将无线传声器信号传给可植入装置12的天线26。

图3为听力系统如结合图1和2所述的听力系统的运行方法的步骤的示意性图示。

该方法包括在传声器系统处接收声信号的步骤。在考虑该方法时，这个步骤可代替从远程装置如人佩戴的外部传声器接收外部信号的步骤，或者除其之外还包括这个步骤。

该方法包括经传声器系统将声信号转换为电信号的步骤。在该方法中，转换包括将信号分为多个频带，及对多个频带中的每一频带确定能级。该方法包括基于多个能带产生无线信号的步骤，无线信号配置成经外部装置的天线系统传给可植入装置的天线系统。

该方法可扩展到包括几个更多的步骤且可重复，使得装置之间的通信感知为声音连续流传输给用户耳朵。这可包括每2ms传输表示多个频带的包。

图4示意性地示出了将总信息水平从12个能级降低为8个能级，从而降低需要经无线链路传输的数据量。8个能级被打包或编码为将传给植入装置的无线信号。编码可包括降低表示信息的数据量。

图5示意性地示出了将总信息水平从16位每能级降低到8位每能级，从而降低需要经无线链路传输的数据量。每能级8位被打包或编码为将传给植入装置的无线信号。位数可按上述进行选择。

在阅读和理解上面的描述的基础上，上面的实施方式及许多其他实施方式的组合对本领域技术人员将显而易见。

在一例子中，本发明涉及包括可植入装置和外部装置的听力系统，可植入装置配置成植入在佩戴者的皮肤下面及可植入装置包括两个电极装置，每一电极装置配置成刺激佩戴者的相应耳蜗，可植入装置配置成接收无线信号并将无线信号转换为将经电极施加到相应耳蜗的刺激信号，外部装置配置成位于佩戴者的耳朵处，外部装置包括：用于接收声信号并将声信号转换为表示声信号的电信号的传声器系统、包括将电信号编码为编码信号的编码器的处理器，其中编码器配置成将电信号分为多个频带并确定每一频带的能级，及外部装置还包括传输系统，其配置成基于编码信号产生无线信号并将无线信号传给可植入装置。

权利要求中提出的设备和/或方法可借助于硬件、软件、固件或者它们的任何组合进行实施。部分特征也可实施为在一个或多个数据处理器和/或数字信号处理器上运行的软件。

任何所公开的实施方式的各个元素可以任何适当的方式物理上、功能上和逻辑上实施，如实施为单一单元、多个单元或者分开的功能单元的一部分。当由对应的过程适当替代时，上面描述的、具体实施方式中详细描述的及权利要求中限定的装置的结构特征可与本发明方法的步骤组合。方法的实施具有与对应系统一样的优点。

尽管本发明描述具体实施方式，但权利要求不应以任何方式视为限于所给出的例子。尽管已在此说明和描述具体实施方式，本领域一般技术人员应意识到，实现同样目的的任何安排可代替所示的具体实施方式。保护范围由所附权利要求限定。在权利要求的上下文中，术语“包括”或“包含”不排除其它可能的元件或步骤。同样，提及“一”或“该”时不应视为排除多个。权利要求中结合图中所示元件使用附图标记也不应视为限制权利要求的范围。此外，不同权利要求中提及的各个特征可能有利地组合，在不同权利要求中提及这些特征不意为这些特征的组合不可能及不利。

Claims (12)

1.一种听力系统，包括：

配置成植入在佩戴者的皮肤下面的可植入装置，所述可植入装置包括两个电极装置，每一电极装置配置成刺激佩戴者的相应耳蜗，所述可植入装置配置成接收无线信号并将无线信号转换为将经电极施加到相应耳蜗的刺激信号；

配置成位于佩戴者的耳朵处的外部装置；

所述外部装置包括：用于接收声信号并将声信号转换为表示声信号的电信号的传声器系统；

包括将电信号编码为编码信号的编码器的处理器，其中编码器配置成将电信号分为多个频带并确定每一频带的能级；

所述外部装置还包括配置成基于编码信号产生无线信号并将无线信号传给可植入装置的传输系统，包括用于接收声信号并将声信号转换为表示声信号的第二电信号的传声器系统的第二外部装置，所述第二外部装置配置成将第二电信号传给外部装置，外部装置基于电信号和第二电信号产生无线信号。

2.根据权利要求1所述的听力系统，其中所述无线包括感应链路和/或无线电频率链路。

3.根据权利要求1或2所述的听力系统，其中所述编码信号包括每一频带的能级。

4.根据权利要求1-3任一所述的听力系统，其中所述多个频带在20-4的范围中。

5.根据权利要求1-4任一所述的听力系统，其中每一能级由在2-70位范围中的多个位表示。

6.根据权利要求1-5任一所述的听力系统，其中所述电信号的编码包括降低至少一能级的信息量。

7.根据权利要求1-6任一所述的听力系统，其中外部装置中的滤波器组电平估计器构成处理器。

8.根据权利要求1-7任一所述的听力系统，其中外部装置为助听器，和/或所述可植入装置是或包括耳蜗植入物。

9.包括可植入装置和外部装置的听力系统的运行方法，外部装置配置成将编码信号传给可植入装置，外部装置包括传声器系统和处理器系统，所述方法包括：

在传声器系统处接收声信号；

经传声器系统将声信号转换为电信号，其中转换包括将信号分为多个频带；

对多个频带中的每一频带确定能级；及

基于多个能带产生无线信号，将无线信号从外部装置传给可植入装置。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述无线信号每1ms-50ms进行传输。

11.根据权利要求9或10所述的方法，还包括：

在可植入装置处接收所述无线信号，将所述无线信号转换为将呈现给用户的信号，该信号由用户感知为声音及经配置成位于耳蜗中的电极呈现。

12.根据权利要求9-11任一所述的方法，其中所述无线信号的产生还包括产生对至少一能级具有减少的数据的压缩信号。