[发明专利]与瞬时频率匹配的刺激速率和位置

说明书

一种信号处理装置生成电刺激信号给植入式耳蜗植入阵列中的刺激触点。输入声音信号被分解成主要心理物理相关的频率分量，每个频率分量在频率和水平上随时间变化。每个频率分量根据刺激位置、速率和水平按具体患者、具体频率而被编码，以产生具有瞬时频率和水平的所请求刺激事件的序列。并且从所请求的刺激事件生成电刺激信号以通过刺激触点递送到相邻的听觉神经组织。

本申请要求2015年9月1日提交的美国临时专利申请62/212,643以及2015年9月1日提交的美国临时专利申请62/212,642的优先权，这两个申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及听力植入系统，更具体地涉及用于在这种系统中产生电刺激信号的技术。

背景技术

如图1所示，正常的耳朵通过外耳101将声音传送到鼓膜102，鼓膜102移动中耳103的骨头(锤骨，砧骨和镫骨)，进而使耳蜗104的卵圆形窗口和圆形窗口振动。耳蜗104是绕其轴螺旋地卷曲约两周半的狭长管。耳蜗104包括通过耳蜗管连接的称为前庭阶的上通道和称为鼓阶的下通道。耳蜗104形成具有称为耳蜗轴的中枢的直立螺旋锥体，听神经113的螺旋神经节细胞位于其中。响应于由中耳103传送的接收的声音，充满流体的耳蜗104起到转换器的作用，产生传送到蜗神经113并最终传到大脑的电脉冲。

当沿着耳蜗104的神经基质将外部声音转换成有意义的动作电位的能力有问题时，听力受损。为了改善受损听力，已经开发了听觉假体。例如，当损伤与中耳103的操作有关时，可以使用常规助听器以放大声音的形式向听觉系统提供机械刺激。或者当损伤与耳蜗104有关时，具有植入的刺激电极的耳蜗植入物可以用沿着电极分布的多个刺激触点递送的小电流来电刺激听觉神经组织。

图1还示出了典型的耳蜗植入系统的一些组件，包括向外部信号处理器111提供音频信号输入的外部麦克风，在外部信号处理器111中可以实现各种信号处理方案。处理后的信号然后被转换成数字数据格式，例如数据帧序列，以传输到植入物108中。除了接收处理后的音频信息外，植入物108还执行附加的信号处理，例如纠错、脉冲形成等等，并且产生通过电极引线109发送到植入电极阵列110的刺激模式(基于提取的音频信息)。

通常，电极阵列110在其表面上包括多个刺激触点112，其提供对耳蜗104的选择性刺激。根据上下文，刺激触点112也被称为电极通道。在今天的耳蜗植入物中，相对少量的电极通道各自与相对宽的频带相关联，每个刺激触点112利用具有从该频带内的信号包络的瞬时幅度导出的电荷的电刺激脉冲来寻址一组神经元。

在一些编码策略中，在所有电极通道上以恒定速率施加刺激脉冲，而在其他编码策略中，刺激脉冲以通道特定的速率施加。可以实施各种特定的信号处理方案来产生电刺激信号。在耳蜗植入领域众所周知的信号处理方法包括连续交织采样(CIS)，信道特定采样序列(CSSS)(如美国专利号6,348,070中所述，其通过引用并入本文)，谱峰(SPEAK)和压缩模拟(CA)处理。