[发明专利]刺激脉冲的多维编码

说明书

本申请公开了刺激脉冲的多维编码，其中相应的耳蜗植入系统包括：传声器单元；电极阵列；包括多个多维感知模型的存储器单元；感知建模单元，配置成检索出多个多维感知模型中的至少一多维感知模型；优化单元，配置成选择检索出的多维感知模型的编码参数组的序列；信号处理单元，其包括滤波器组单元，配置成将音频信号处理为多个频带有限的音频信号；映射单元，配置成基于多个声学参数中的一声学参数将所述编码参数组序列中的每一编码参数组映射到多个频带有限的音频信号中的每一频带有限的音频信号；及编码单元，配置成基于映射的编码参数组将多个频带有限的音频信号中的每一频带有限的音频信号编码为多个刺激脉冲并将编码的刺激脉冲传给多个电极。

技术领域

本申请涉及配置成基于多个编码参数对音频信号进行编码的耳蜗植入系统。

背景技术

已知的多通道耳蜗植入系统(CI)使用特定声音编码策略如连续交错采样(Continuous Interleaved Sampling，CIS)和时间精细结构(Temporal Fine Structure，TFS)将环境声音直接编码到多个刺激脉冲内。编码的多个刺激脉冲之后通过电刺激传到内耳。

优化耳蜗植入系统的目标之一是向接受者提供对听觉的不同感知方面如音调、音色、响度、感知的声音方向和/或到声源的距离的了解，这些方面受编码参数如脉冲速率、脉冲宽度、脉冲振幅、脉冲形状、脉冲时间起始脉冲、感知的耳间定时差、感知的耳间电平差、刺激位置等的控制。

例如，感知信息如响度、音调、音色、声音方向和/或到声源的距离可通过改变编码参数之一而编码为多个刺激脉冲。例如，对于响度，下面的编码参数可被调节：脉冲速率、脉冲宽度、脉冲振幅、脉冲形状。

在目前的实施中，耳蜗植入系统选择脉冲振幅或脉冲宽度作为可变参数，而其它编码参数保持恒定不变。然而，在该情形下，当所选编码参数对患者具有某些限制时，电极阵列的一电极的电动态范围和感知的响度的分辨率可能有限。例如，当通过脉冲振幅编码响度而其它参数固定时，患者听觉阈(T电平)与舒适电平(C电平)之间的可用振幅范围可能窄，CI系统在该范围内尽可能输出小量脉冲振幅步级。

在另一例子中，音调的变化可通过改变在内耳中的刺激位置(位置编码)、刺激脉冲速率或脉冲振幅/宽度调制速率进行编码。在基于连续交错采样(CIS)的刺激策略中，刺激脉冲以固定速率传到内耳。因此，对于传递音调信息，位置编码方法是唯一考虑的途径。利用声音的时间精细结构(TFS)的策略可通过根据耳蜗频率拓扑以不同的脉冲刺激速率将刺激脉冲传到内耳而将刺激位置与时间编码结合。在该情形下，像正常耳蜗中一样，位置编码和时间编码可与输入信号频率高度相关：刺激脉冲的频率从与耳蜗频率拓扑有关的电极阵列的最顶点电极到最底部电极单调地增大，在分配给电极阵列的每一电极的频率范围之间没有重叠。

总之，描述怎样将感知信息编码为刺激脉冲的所有例子均表明耳蜗植入系统的当前策略仅具有一个自由度，对于经电刺激将某一感知信息传递给患者，要不仅使用一个参数，要不使用两个高度相关的参数。因此，感知信息被压缩以适合所选编码参数的电动态范围，该参数在该动态范围内的分辨率和步级数可能有限。对于CI接受者，这可能导致感知结果和声音质量的降级，尤其在某一接受者的编码参数范围进一步受限时。因此，需要一种耳蜗植入系统，其能够以联合方式使用所有可用的编码参数编码感知信息，从而可提高动态范围和感知信息的分辨率，同时对任何编码参数的限制强健。

发明内容

本发明的一方面是提供一种耳蜗植入系统，其提高患者感知编码到由耳蜗植入系统提供到患者的听觉神经纤维的刺激脉冲内的感知信息的能力。

本发明的该方面由一种耳蜗植入系统实现，其包括：配置成接收声学输入并基于声学输入提供音频信号的传声器单元，所述音频信号包括多个声学参数；包括多个电极的电极阵列，所述多个电极配置成向耳蜗植入系统的接受者的听觉神经纤维施加多个刺激脉冲；及包括多个多维感知模型的存储器单元，每一多维感知模型包括作为编码参数组的函数的感知信息。