[发明专利]具有测量单元的耳蜗植入系统

说明书

本申请公开了具有测量单元的耳蜗植入系统，该耳蜗植入系统包括：外部单元，配置成接收声学声音并将声学声音处理为编码的音频信号；可植入单元，配置成接收编码的音频信号；脉冲产生单元，配置成基于编码的音频信号产生第一脉冲持续时间的第一电脉冲和不同于第一脉冲持续时间的第二脉冲持续时间的第二电脉冲；包含多个电极的电极阵列，其中多个电极中的至少一个配置成至少接收第一电脉冲和第二电脉冲；连接到多个电极中的至少一个的电容器；测量单元，配置成跨多个电极中的至少一个与电容器的连接测量基于第一电脉冲的第一电压和基于第二电脉冲的第二电压；及评估单元，配置成计算测得的第一和第二电压之间的电压差。

技术领域

本发明涉及耳蜗植入听力系统及用于耳蜗植入听力系统的方法。更具体地，本发明涉及具有测量单元的前述系统/方法，测量单元配置成测试耳蜗植入件的电路元件如隔直流电容器的、与患者安全有关的电学特性。

背景技术

耳蜗植入件(CI)为包含插入到内耳(耳蜗)中的电极以恢复遭受重度到深度听力损失的人的听觉的装置。CI绕过大多数功能性听觉链，并在耳蜗内产生一系列电脉冲串以启动来自毛细胞的动作电位。这些装置因而大多数被视为生物适合的电子机器。根据它们的实施，它们或可完全植入，或由两个主要部分组成。第一部分为声音处理器，通常放置在耳朵附近。其包含捕获环境声音的传声器，环境声音被实时处理为一系列可由植入到患者内的第二部分使用的编码。植入件通过射频从声音处理器接收功率和声音信息，及产生经耳蜗内的电极发送到耳蜗内的电脉冲。

由于CI系统的植入部分不容易接近，检查植入部分非常难。唯一可能的方法是实施自检。CI包含电压测量电路，由于模数转换器(ADC)，其可用于检查植入件内的多个电压。测量结果可经遥测通道传到体外。例如，该电路可用于通过将已知电流发送到电极内并测量所得的电压而测量电极的阻抗。该测量主要用于检测任何电极短路(非常低的阻抗，意味着电阻率仅由电极引线导致)或断路(无穷阻抗，意味着电流不能通过电路)。

为确保患者在产生电流脉冲期间的电安全，由CI产生的任何电流脉冲被准立即地用包含同样电荷的反相电流脉冲平衡。任何不平衡的刺激可导致不可逆的法拉第电化学反应，从而导致细胞凋亡。损伤组织与否的刺激波形的简单表示在图1中提供。

图1左边示出了将损伤生物组织的刺激，因为阳极和阴极脉冲不平衡。图1右边示出了不包含误差从而导致安全刺激的电气设备，因为阳极和阴极脉冲平衡。

理论上，建立产生完美平衡的相位的装置是可能的。在现实中，所有电气设备均有误差倾向。一些CI装置试图产生尽可能平衡的脉冲，但阳极和阴极相位之间的误差可高达10-15％。为避免任何DC元件及为使因前述误差引起的风险或不平衡刺激完全为零，CI制造商插入隔直流电容器，其能够在脉冲结束补偿该差别。一些设备甚至仅发送一个主动脉冲，并使用电容器对脉冲的主动相位完全放电，因而确保电荷的完全平衡。图2示出了从隔直流电容器自动平衡的例子。

图2左边示出了现实的刺激，其阴极相位包含误差，从而使电荷不平衡。电容器用于对过多的正或负电荷放电。图2右边还示出了使用隔直流电容器确保电荷完全平衡的脉冲波形。

目前，所有CI制造商均使用隔直流电容器来确保电荷平衡(例如参见图2)。尽管电容器数量及它们被连接到CI电极上的方式在制造商之间不同，但它们具有同样的问题。如果隔直流电容器故障，CI电刺激安全性受损。可观察到两种电容器故障的情形。第一，开路电容器，导致该电容器所连接的电极上没有电刺激。因而CI可变得部分不可用。第二，漏电电容器，其中电刺激仍然起作用，但该电容器不再扮演其隔直流电容器的角色。因此，电荷不平衡，因而影响患者的安全。

目前，没有估计嵌入在CI内的电容器的状态(短路或漏电电容器)的方法。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。

发明内容