后期听觉诱发电位中的单通道人工耳蜗植入伪迹衰减的制作方法
【专利说明】后期听觉诱发电位中的单通道人工耳蜗植入伪迹衰减
[0001]通过引用任何优先权申请的并入
[0002]本申请要求2013年3月8日提交的美国临时专利申请第61/775，345号的优先权。
【背景技术】
[0003]领域
[0004]本公开内容总体上涉及单通道人工耳蜗植入伪迹的衰减。
[0005]相关领域的描述
[0006]人工耳蜗植入(CI)技术当前的进展意味着现代CI的典型接受者可以期望在听力环境中领悟听懂安静的语音。即使有这些进展，在单个用户的表现方面仍存在大量可变性。可以使用行为方法例如语音感知测试或基于非语音的听力测试来将该可变性进行量化。然而，行为方法通常不适用于儿童CI用户。此外，当新CI接受者仍在学习通过他们的植入体来理解所听到的语音时，基于语音的测试可能不是评估他们的表现的最好方式。性能的基于神经的客观指标可以向这两个用户组中的行为测试提供有用的替选。除了潜在改进单个CI用户接受的治疗的标准以外，CI性能的神经客观指标的发展还可以通过给出关于底层的神经机制的信息来促进对性能可变性的根源的理解。然而，这样的神经指标的发展已经被大的CI相关电伪迹所限制，CI相关电伪迹会污染这些受试者中的诱发电位记录。
【发明内容】
[0007]本文中公开了单通道伪迹消除方法的实施方式，该方法可以包括:使用至少一个电极来记录来自患者的单通道神经响应信号，其中，该神经响应信号包括至少一种高频伪迹、至少一种低频伪迹以及经衰减的神经响应信号；通过使所记录的信号通过低通滤波器来使高频伪迹衰减；以及通过平衡所述至少一个电极中的阻抗来使低频伪迹衰减，其中，如果在平衡所述至少一个电极中的阻抗之后仍存在低频伪迹，则通过估计低频伪迹并且从所记录的信号中减去估计值来使低频伪迹进一步衰减，以及其中，在衰减之后获得经衰减的神经响应信号。
[0008]在一些实施方式中，可以通过使用以下公式来获得经衰减的神经响应信号:
[0009]NR(t) ^ SIGf(t)-DCAest(t)
[0010]其中，t是时间，NR(t)是经；S减的神经响应彳目号，SIGf(t)是所记录的彳目号，以及DCAest(t)是所估计的低频伪迹。
[0011]在一些实施方式中，在执行该方法之后可以完全地去除伪迹。
[0012]在一些实施方式中，可以通过以下公式来表示神经响应信号:
[0013]SIG (t) = NR (t) +HFA (t) +DCA ⑴
[0014]其中，t是时间，SIG(t)是所记录的信号，NR(t)是经衰减的神经响应信号，HFA(t)是高频伪迹，以及DCA(t)是低频伪迹。
[0015]在一些实施方式中，平衡阻抗可以包括将阻抗平衡在1ΚΩ以内。在一些实施方式中，估计低频伪迹可以包括使用脉冲幅度。
[0016]在一些实施方式中，可以通过以下公式来估计低频伪迹:
[0017]DCA = f (PA, t)
[0018]其中，DCA是低频伪迹，PA是脉冲幅度，以及t是时间。
[0019]在一些实施方式中，可以通过以下公式来估计低频伪迹:
[0020]DCA = Σ ijaijPAH1
[0021]其中，DCA是低频伪迹，PA是脉冲幅度，t是时间，a是多项式中的每项的系数，以及i和j确定多项式的次数。
[0022]在一些实施方式中，多项式可以是三次多项式。在一些实施方式中，估计低频伪迹可以包括使用刺激包络。
[0023]本文中还公开了用于消除单通道伪迹的系统的实施方式，该系统可以包括:记录器，其被配置成使用电极来记录来自患者的单通道神经响应信号，其中，该神经响应信号包括至少一种高频伪迹、至少一种低频伪迹以及经衰减的神经响应信号；处理器，其可操作地耦接至记录器，其中，所述处理器被配置成通过使所记录的信号通过低通滤波器来使高频伪迹衰减，以及通过平衡电极中的阻抗来使低频伪迹衰减，其中，如果在平衡电极中的阻抗之后仍存在低频伪迹，则该处理器被进一步配置成通过估计低频伪迹并且从所记录的信号中减去估计值来使低频伪迹衰减；以及输出装置，其可操作地耦接至处理器，其中，该处理器被配置成将具有已衰减的伪迹的经衰减的神经响应信号传输至输出装置。
[0024]在一些实施方式中，输出装置可以从由监视器、打印机或扬声器所组成的组中进行选择。在一些实施方式中，处理器可以包括存储器装置。在一些实施方式中，系统可以完全地去除伪迹。
[0025]在一些实施方式中，处理器可以包括使用以下公式来估计低频伪迹的程序:
[0026]DCA = f (PA, t)
[0027]其中，DCA是低频伪迹，PA是脉冲幅度，以及t是时间。
[0028]在一些实施方式中，处理器可以包括使用以下公式来估计低频伪迹的程序:
[0029]DCA = Σ ijaijPAH1
[0030]其中，DCA是低频伪迹，PA是脉冲幅度，t是时间，a是多项式中的每项的系数，以及i和j确定多项式的次数。
[0031 ] 在一些实施方式中，记录器可以记录从由心电图、肌电图、脑磁图、眼震电图或脑电图所组成的组中选择的信号。在一些实施方式中，处理器可以被配置成记录器。
【附图说明】
[0032]图1图示了示出本文所公开的伪迹衰减方法的实施方式的流程图。
[0033]图2A至图2F图示了使用低通滤波器来去除高频伪迹的衰减的实施方式的结果。
[0034]图3A至图3D图示了用于去除由阻抗失配引起的低频伪迹的方法的实施方式以及结果。
[0035]图4图示了示出用于根据刺激脉冲幅度或刺激包络进行DC伪迹估计的方法的实施方式的流程图。
[0036]图5A至图5E图示了用于根据脉冲幅度或刺激包络来进行DC伪迹估计并且将其去除的方法的实施方式。
[0037]图6A至图6C图示了在一些实施方式中放大器高通滤波器对DC伪迹的影响。
[0038]图7图示了一些实施方式中的LAEP幅度增长函数。在从最舒适级别(MCL)到阈值(THR)的dB刻度上等间隔的8个级别处获得LAEP (粗线)。N1和P2峰值被提取出(空心圆圈)。仅在N1峰值高于噪底(细线)时认为N1峰值的潜伏期显著。
[0039]图8A至图8K图示了一些实施方式中的N1至P2幅度增长函数。
[0040]图9A至图9K图示了针对一些实施方式的N1潜伏期函数。
[0041]图10图示了用于使伪迹衰减的系统的实施方式。
【具体实施方式】
[0042]以下公开内容论述用于使伪迹从单通道数据人工耳蜗植入(CI)衰减以分析后期听觉诱发电位(LAEP)的方法和系统的实施方式。近来的证据表明LAEP可以提供CI受试者的表现的有用客观指标。皮层诱发电位可以在预测CI受试者的语音感知结果方面有用，比更早期诱发电位响应例如听觉神经电复合动作电位(ECAP)或听觉脑干响应更有用。然而，CI可以产生大的电伪迹，这会污染LAEP记录并且会混淆LAEP记录的解释。
[0043]在一些实施方式中，伪迹衰减可以发生在三阶段、单通道、伪迹衰减方法中，该伪迹衰减方法可以允许记录CI受试者中的LAEP。所公开的衰减方法可以允许根据单通道记录对CI受试者中的LAEP的准确测量，增大其作为CI功能的可访问客观测量的可行性和实用性。此外，单通道衰减方法的实施方式可以有利于对CI用户中的LAEP的研究，并且可以帮助发展CI性能的临床上可应用的客观神经指标。所公开的方法和系统可以和大范围的复合刺激(包括但不限于声调复合成份、经调幅的声调、或噪声和光谱纹波刺激)一起使用。
[0044]本文中使用的术语“衰减”对于本领域技术人员来说具有其通常意义。衰减可以导致伪迹的减小、去除、消除或破坏，并且衰减可以包括伪迹的完全去除、消除或破坏。在一些实施方式中，衰减使伪迹减小到小于其初始值的大约1%、5%、10%、15%、20%或30%。在一些实施方式中，可以客观地确定伪迹的成功衰减。在一些实施方式中，可以通过对LAEP的视觉检查来判断伪迹的成功衰减，这可以是主观评估。然而，三个要点提供以下保证:在已经应用单通道伪迹衰减过程之后，任何剩余的伪迹对神经响应的影响可以被忽略。
[0045]单通道方法
[0046]与听觉脑干响应或听觉神经复合动作电位相比，皮层诱发电位在预测CI用户的语音感知结果方面更有用。然而，为了使伪迹最小化，通常使用非常短、简单的刺激，其无法完全地探测在听觉系统中发生的复杂处理。使由较长持续时间的刺激引起的伪迹衰减可以是有利的。独立成分分析(ICA)可以用于根据多通道数据来恢复后期听觉诱发电位(LAEP)。利用多通道ICA方法，使用失配负波范式获得的LAEP可以提供关于CI功能的有用消息，并且该消息可以与如语音感知的行为结果有关。ICA方法的一个缺点是必须获取多通道数据，即使大多数结果和结论都基于无伪迹单通道数据。必须获取多通道数据要求必须购买昂贵的多通道采集系统，因为必须附带整个EEG帽而增大了受试者准备时间，以及在CI受试者方面，必须获取多通道数据增加了将EEG帽定位在耳后处理器和磁链接的困难。对于大多数临床应用和许多研究问题来说，单通道数据是足够的，并且受试者的准备时间更短。此外，如临床设置和研究设置中常见的那样，当仅需要单通道数据或仅单通道数据可用时