具有改进的时间特征选择的耳蜗植入系统技术方案

本申请公开了具有改进的时间特征选择的耳蜗植入系统，其包括：传声器单元；电极阵列；处理器单元，包括：滤波器组；第一时间特征提取器，配置成确定一带通音频信号的初始的一组时间特征；第二时间特征提取器，配置成对该带通音频信号进行窗口滤波并确定经窗口滤波的带通音频信号的次生的一组时间特征；刺激生成器，配置成基于初始的一组时间特征和次生的一组时间特征确定最终的一组时间特征，及针对最终的一组时间特征确定初始的一组时间特征和次生的一组时间特征的相似性测度值；处理器单元配置成基于相似性测度值决定最终的一组时间特征是否将被编码到刺激脉冲内；编码的刺激脉冲被传到一电极，其配置成基于编码的刺激脉冲将电刺激施加到一组听觉神经纤维。冲将电刺激施加到一组听觉神经纤维。冲将电刺激施加到一组听觉神经纤维。

【技术实现步骤摘要】
具有改进的时间特征选择的耳蜗植入系统


[0001]本申请涉及耳蜗植入系统。更具体地，本申请涉及处理器单元，其配置成决定一组时间特征是否将被编码到刺激脉冲内。

技术介绍

[0002]已知的多通道耳蜗植入系统将环境声音直接编码到多个刺激脉冲内，其然后使用特定时间特征编码策略如时间精细结构(Temporal Fine Structure，TFS)帧编码到一个或多个刺激帧内。时间精细结构编码策略考虑正常听力生理学的许多方面。该类编码策略(区别于其它策略)的关键点在于电极脉冲的定时例如它们的起始用于传送那些在标准固定速率策略中将丢失的时间特征。例如，音频信号可被分为多个带通信号，其中每一带通信号受限于耳蜗植入系统的一电极，及每一带通信号的相位通常在固定速率策略中忽略，而在TFS编码策略中，试图将该相位信息编码为电极定时。为此，每一带通信号及其相位通常使用基于时域的分析如滤波器组、零交点和/或希尔伯特(Hilbert)方法获得。在编码策略中包括时间特征如相位但不量化其与听觉脑部的关联并非最佳。这是因为，由于植入物或CI用户限制，需要频繁地进行权衡，作为一个简单的例子，不能同时以两个不同的速率刺激同一电极。该问题变得越来越重要，因为刺激脉冲冲突非常多，这需要TFS策略选择并优先化一脉冲，使其它脉冲偏离或删除以具有空间。
[0003]因此，需要提供一种解决至少部分上面提及的问题的解决方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术的一方面在于提供将由耳蜗植入系统编码到刺激脉冲内的时间特征的改进的选择。
[0005]本专利技术的另一方面在于降低耳蜗植入系统的处理器单元的计算功率。
[0006]本专利技术的该方面由耳蜗植入系统实现，其包括配置成接收声学信号并基于该声学信号传输音频信号的传声器单元以及包括多个电极的电极阵列。此外，耳蜗植入系统包括包含滤波器组的处理器单元，滤波器组包括配置成将音频信号分为多个带通音频信号的多个带通通道。多个带通通道中的每一个可受限于多个电极中的一电极。此外，耳蜗植入系统可包括：第一时间特征提取器，配置成确定多个带通音频信号的一带通音频信号的初始的一组时间特征；及第二时间特征提取器，配置成对该带通音频信号进行窗口滤波并确定经窗口滤波的带通音频信号的次生的一组时间特征。
[0007]窗口滤波器提供来生成包络类输出信号，其中对滤波更鲁棒的时间特征通过窗口滤波器，从而，经窗口滤波的带通音频信号因包括较少的时间特征而不同于未经滤波的带通音频信号。
[0008]窗口滤波器可包括配置成对带通音频信号进行滤波的低通滤波器或带通滤波器。经窗口滤波的带通音频信号可包括振荡包络，其主要包括基频，因为谐波频率由于滤波而被高度衰减。窗口滤波器的截止频率可适应提供将由窗口滤波器滤波的带通音频信号的带
通通道的中心频率。该带通通道为多个带通通道的一部分。
[0009]窗口滤波器可包括任何线性或非线性滤波器函数。
[0010]例如，带通通道号越高，中心频率越高，从而截止频率越高。
[0011]从而，窗口滤波器的截止频率可由处理器单元基于多个带通通道中提供带通音频信号的带通通道的中心频率确定。
[0012]窗口滤波器的截止频率可由处理器单元基于来自第二振幅包络检测器的反馈确定。该反馈可包括经窗口滤波的带通音频信号是否包括振幅能够从其确定的包络的信息。
[0013]初始的一组时间特征和次生的一组时间特征之间的相似性测度值可通过初始的一组时间特征与次生的一组时间特征之间的价值函数确定。
[0014]初始的一组时间特征和次生的一组时间特征之间的相似性测度值可通过初始的一组时间特征中的第一初始时间特征与次生的一组时间特征中的第二初始时间特征之间的价值函数确定，其中第一初始时间特征和第二初始时间特征属于同一类型。
[0015]第一初始时间特征和第二初始时间特征属于同一类型，例如起始事件时间或振幅，初始的一组时间特征中的第一次生时间特征和次生的一组时间特征中的第二次生时间特征属于同一类型，例如起始事件时间或振幅。
[0016]如果第一初始时间特征与第二初始时间特征之间的相似性递增，价值函数减小，从而相似性测度值增大。
[0017]初始的一组时间特征与次生的一组时间特征之间的相似性测度值可按下述进行确定：确定第一振幅与第二振幅之间的相似性度量以及确定第一起始事件时间与第二起始事件时间之间的时间差度量，之后，通过包括振幅之间的相似性度量和起始事件时间之间的时间差度量的价值函数确定相似性测度值。
[0018]从而，相似性测度值定义初始的一组时间特征和次生的一组时间特征的起始事件时间和振幅的总相似性水平。
[0019]相似性度量可包括确定第一振幅与第二振幅之间的互相关以及确定第一振幅与第二振幅之间的互协方差，然后，相似性度量可通过互相关与互协方差的线性组合确定。该线性组合可以是互相关与互协方差的求和或者相乘。
[0020]另外，处理器单元包括刺激生成器，其配置成基于初始的一组时间特征和次生的一组时间特征确定最终的一组时间特征。此外，刺激生成器可配置成针对最终的一组时间特征确定初始的一组时间特征和次生的一组时间特征之间的相似性测度值。处理器单元可配置成基于相似性测度值决定最终的一组时间特征是否将被编码到刺激脉冲内或者基于相似性测度值使基于最终的一组时间特征编码的刺激脉冲优先化。
[0021]编码的刺激脉冲可被传到多个电极中的一电极，该电极可配置成基于编码的刺激脉冲将电刺激施加到耳蜗植入系统的接受者的一组听觉神经纤维。
[0022]处理器单元可配置成针对多个带通音频信号中的每一带通音频信号确定最终的一组时间特征，以及针对每一最终的一组时间特征确定相似性测度值。此外，处理器单元配置成基于相似性测度值决定该最终的一组时间特征是否将被编码到刺激脉冲内，其中编码的多个刺激脉冲中的每一个可被传给多个电极中的一组电极。
[0023]初始的一组时间特征可包括在带通音频信号的初始事件序列中检测到的初始事件的第一起始事件时间以及初始事件在第一起始事件时间时的第一振幅，次生的一组时间
特征可包括在经窗口滤波的带通音频信号的次生事件序列中检测到的次生事件的第二起始事件时间以及次生事件在第二起始事件时间时的第二振幅。最终的一组时间特征可包括最终起始事件时间和最终振幅，其中最终起始事件时间可基于第一起始事件时间和第二起始事件时间确定，最终振幅可基于第一振幅和第二振幅确定。
[0024]最终起始事件时间定义将时间特征编码到刺激脉冲内的定时。最终起始事件时间可定义将编码的刺激脉冲传到听觉神经纤维所需功率的调整的定时。
[0025]最终振幅定义编码刺激脉冲的振幅水平和/或脉冲宽度。
[0026]第一时间特征提取器可包括：第一事件检测器，其配置成确定多个带通音频信号中的所述带通音频信号的第一起始事件时间；第一包络检测器，其配置成确定多个带通音频信号中的所述带通音频信号在第一起始事件时间时的第一振幅。第二时间特征提取器可包括：第二事件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耳蜗植入系统，包括：
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配置成接收声学信号并基于该声学信号传输音频信号的传声器单元；
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包括多个电极的电极阵列；
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处理器单元，包括
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滤波器组，其包括配置成将音频信号分为多个带通音频信号的多个带通通道；
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第一时间特征提取器，配置成确定多个带通音频信号中的一带通音频信号的初始的一组时间特征；
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第二时间特征提取器，配置成对该带通音频信号进行窗口滤波并确定所述多个带通音频信号中的经窗口滤波的带通音频信号的次生的一组时间特征；
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刺激生成器，配置成基于初始的一组时间特征和次生的一组时间特征确定最终的一组时间特征，及针对最终的一组时间特征确定初始的一组时间特征和次生的一组时间特征的相似性测度值；其中，处理器单元配置成基于相似性测度值决定最终的一组时间特征是否将被编码到刺激脉冲内或者基于相似性测度值使基于最终的一组时间特征编码的刺激脉冲优先化；其中，编码的刺激脉冲被传到多个电极中的一电极，该电极配置成基于编码的刺激脉冲将电刺激施加到耳蜗植入系统的接受者的一组听觉神经纤维。2.根据权利要求1所述的耳蜗植入系统，其中，处理器单元配置成针对多个带通音频信号中的每一带通音频信号确定最终的一组时间特征以及针对每一最终的一组时间特征确定相似性测度值，基于相似性测度值决定每一最终的一组时间特征是否将被编码到刺激脉冲内，其中编码的多个刺激脉冲中的每一个被传给多个电极中的一组电极。3.根据权利要求1或2所述的耳蜗植入系统，其中，初始的一组时间特征包括在带通音频信号的初始事件序列中检测到的初始事件的第一起始事件时间以及初始事件在第一起始事件时间时的第一振幅，次生的一组时间特征包括在经窗口滤波的带通音频信号的次生事件序列中检测到的次生事件的第二起始事件时间以及次生事件在第二起始事件时间时的第二振幅，最终的一组时间特征包括最终起始事件时间和最终振幅，其中最终起始事件时间基于第一起始事件时间和第二起始事件时间确定，最终振幅基于第一振幅和第二振幅确定。4.根据权利要求3所述的耳蜗植入系统，其中，第一时间特征提取器包括：
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第一事件检测器，配置成确定多个带通音频信号中的所述带通音频信号的第一起始事件时间；
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第一包络检测器，配置成确定多个带通音频信号中的所述带通音频信号在第一起始事件时间时的第一振幅；其中，第二时间特征提取器包括：
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第二事件检测器，配置成确定多个带通音频信号中的经窗口滤波的带通音频信号的第二起始事件时间；
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第二包络检测器，配置成确定多个带通音频信号中的经窗口滤波的带通音频信号在第二起始事件时间时的第二振幅。5.根据权利要求1所述的耳蜗植入系统，其中，窗口滤波器包括配置成对所述带通音频信号进行滤波的低通滤波器或带通滤波器。
6.根据权利要求1所述的耳蜗植入系统，其中，经窗口滤波的带通...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：奥迪康医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：