包括植入部分的具有改善的信号处理的助听系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及根据特定用户的需要增强声音信号的助听系统。本发明尤其涉及包括 适于至少部分植入在用户头部中的植入部分的助听系统及其用途。具体地，该助听系统包 括能够感测沿耳蜗隔膜长度方向的一个或多个位置处的蜗内电位（EP)的感测单元。
[0002] 本申请还涉及助听系统的运行方法。
[0003] 本申请还涉及包括处理器和程序代码的数据处理系统，其中程序代码使处理器执 行本发明方法的至少部分步骤。
[0004] 本发明的实施例如可用在用于随时间自动调整设备特征如处理算法的助听装置 的应用中。
【背景技术】
[0005] 下面的现有技术说明涉及本申请的应用领域之一，助听器。
[0006] 助听装置（声学或骨锚式助听器、植入物、头戴式耳机、电话等）在将输入信号呈 现给耳朵之前以慎重的方式处理这些输入信号。在一些应用中，这种处理包括用于补偿与 用户耳蜗正常函数之间的偏差的各个方面（如增益、频率响应、压缩、降噪）。目前，用户的 耳蜗函数基于假设的平均函数（在针对据称正常听力听者的应用情形下）或基于诊断指示 量（在听力受损听者情形下）粗略估计。在两种情形下，假定用户的耳蜗函数随时间稳定。 此外，任何诊断指示量（如听觉阈）至多仅与耳蜗的生理状态间接相关。因而，听力装置中 发生的信号处理不能真正考虑耳蜗的当前机能状态，其正接收并为用户变换那些信号以听 见。这限制了用户可获得的好处。
[0007] [Mercier et al, 2012]涉及从内耳中的电化过程进行能量提取的论题。提出使用 内耳中产生的蜗内电位（EP)作为电子装置的电源，例如对化学和分子传感器或者用于听 力损失及其它失调的诊断和治疗的药物递送执行机构进行供电。
[0008] US2012300964A1描述了用户听觉能力的测试方法。助听器适于输出声音以测试用 户的听觉能力、检测用户身体中作为输出声音的结果而产生的电信号、放大电极单元检测 到的电信号、及基于放大后的信号的波形的波峰特性确定助听器检测到的环境声音的放大 比。
[0009] EP2200347A2涉及基于用户目前的认知负荷的估计的听力仪器运行方法，例如通 过测量流动的脑电图（EEG)，例如使用助听器壳体表面中的适当电极，其接触耳道里面或外 面的皮肤。
【发明内容】
[0010] 哺乳动物耳蜗具有结构和电化过程，其包括提供电位即蜗内电位（EP)的"生物 电池"。EP为对听力必要的变换过程提供能量。EP由耳蜗中的新陈代谢过程保持（"再充 电")。随着年龄的增长，保持EP的过程恶化，从而影响听力。当前已知或涉及的导致EP退 化或变动的其它因素包括暴露于噪声、抽烟和梅尼埃（Menieres)病。
[0011] 最近已证明，EP可在体内进行监视，此外，能量可从EP收获以对小型无线发射器 供电[Mercier et al，2012]〇
[0012] 本发明提供一种助听系统，包括：
[0013] -感测单元，能够感测沿耳蜗隔膜长度方向的一个或多个位置处的蜗内电位并配 置成传播该数据（例如周期性地，例如使用无线传输）；
[0014] -助听装置，包括：
[0015] 一配置成接收来自感测单元的数据的（可能无线）接收器；
[0016] -解码器，配置成将所接收的信号变换为已适当调节的信号以用作助听装置中的 控制变量；
[0017] --信号处理单元，配置成执行计算从而将耳蜗状态信号融入助听装置的总计算方 案中，使得助听装置的输入信号的操纵可根据其进行修改。
[0018] 所公开的助听系统相较先前已知的解决方案具有改进，因为：
[0019] 1、其使听力装置中的信号处理能更好地根据用户耳朵的个体和时变函数进行调 整；
[0020] 2、其使能连续监视耳蜗功能并触发咨询消息。
[0021] 已表明，蜗内电位的降级意味着听力损失或导致听力损失（灵敏度下降，听觉阈 更大），因为其频率相关性与典型的与年龄有关的听力损失（老年聋听力损失）类似。
[0022] 本发明提出使用特定时间点的蜗内电位的测度指示耳蜗的"有效年限"（或"有效 状态或负荷"）。通过使前述目前的"有效年限"或"有效状态"与平均听力损失数据（如保 存在助听器中）相关联，处理参数可使用（如机载）验配算法进行优化。从而，重要的参数 如随频率而变的增益、压缩等可适应用户耳朵的目前状态。其它处理算法如方向性、降噪等 可类似地根据目前（测得的）蜗内电位随时进行调整。
[0023] 本申请的目标是使能根据用户听觉系统的目前条件尤其是根据用户耳蜗的目前 状态修改助听系统。
[0024] 本申请的目标由所附权利要求限定的及下面描述的发明实现。
[0025] 助听装詈
[0026] 在本申请的一方面，本申请的目标由用于根据用户需要处理表示声音的输入信号 的助听系统实现。该助听系统包括用于接收所述输入信号并提供电输入信号的输入单元、 用于根据一组处理参数处理所述电输入信号并提供处理后的输出信号的信号处理单元，信 号处理单元具有一个或多个用于影响所述处理参数的控制输入。该助听系统还包括适于至 少部分植入在用户头部中的植入部分。植入部分包括能够测量沿耳蜗隔膜长度方向的一个 或多个位置处的蜗内电位的感测单元。助听系统还包括解码器，配置成接收所述蜗内电位 或源自其的信号并将所接收的信号变换为已适当调节的信号以用作信号处理单元的控制 输入。信号处理单元还配置成根据来自所述解码器的控制输入处理电输入信号。
[0027] 该系统的优点在于助听系统中音频信号的处理可随时自动调整。
[0028] 在实施例中，植入部分包括传输单元，用于传输所述蜗内电位或基于其的信号如 电压差（例如传给助听系统的另一部分和/或传给另一装置）。在实施例中，传输单元包括 天线和无线收发器，例如用于建立到助听系统的外部（非植入）部分的链路。在实施例中， 传输单元基于到对应的外部接收单元的近场（如电容性或电感性）親合。作为备选，传输 单元基于远场电磁通信。
[0029] 在实施例中，植入部分配置成根据预定准则测量（或记录（如保存），及可能传 输）所述蜗内电位，例如在不同时间点tn，其中tn为离散时间值（η为时间指数），例如在预 定时间点，或者在蜗内电位的值的变化已多于预定相对或绝对量时，和/或在蜗内电位的 (随时间）变化率高于预定大小时。在实施例中，所述预定准则包括随时间周期性地测量蜗 内电位，例如以预定（或自适应确定）的频率。
[0030] 在实施例中，助听系统包括警报单元，配置成根据预定准则向用户发出警报指示 (如信息信号），例如在预定时间，和/或在参数因蜗内电位变化而改变时，例如在蜗内电位 的变化多于预定相对或绝对量时，和/或在蜗内电位（随时间和/或耳蜗中的距离）的变 化率高于预定大小时。
[0031] 在实施例中，助听系统配置成基于蜗内电位跨一时间范围的变化估计跨该时间范 围接收到的累积声学剂量。在实施例中，助听系统配置成在超过预定的估计声学剂量时发 出警报指示。
[0032] 在实施例中，警报指示单元适于在听觉阈（或变化率（差/时间比））超出预定阈 值时（表明用户的听觉能力已衰退，可能跨相当短或者作为备选跨相当长的时间段，用户 应行动以验证前述衰退的原因并找到适当的补救办法）发出警报信号。
[0033] 在实施例中，植入部分（如感测单元）包括电极，称为ΕΡ电极，用于拾取沿耳蜗隔 膜长度方向的位置处的蜗内电位（ΕΡ)。在实施例中，ΕΡ电极与感测单元通信。在实施例 中，感测单元配置成放大来自（感测）ΕΡ电极（由其拾取）的蜗内电位。ΕΡ电极优选配置 成位于耳蜗中，由其位于中阶中，优选与内淋巴液体接触。
[0034] 在实施例中，植入部分（如感测单元）包括ΝΕΡ个ΕΡ电极（ΝΕΡ> 2)，用于拾取沿 耳蜗隔膜长度方向的多个位置处的蜗内电位。这些ΕΡ电极配置成完全或部分位于中阶中， 优选与内淋巴液体接触。在实施例中，这些ΕΡ电极电连接到感测单元（或形成其一部分）。
[0035] 在实施例中，植入部分（如感测单元）包括参考电极。优选地，参考电极配置成位 于耳蜗中，如鼓阶中，优选与外淋巴液体接触。参考电极例如用作蜗内电位的不同测量的共 同电压以提供可比较的电压差A VEP，例如随时间t，Δ VEP (tn)，其中^为离散时间值，η为时 间指数。蜗内电压差可表示在不同时间点在一个ΕΡ电极处测得的蜗内电位或者在同一或 不同时间点在不同（空间上分开的）ΕΡ电极处测得的蜗内电位（或二者）。
[0036] 在实施例中，助听系统配置成对蜗内电位EP(Xl)测量或确定所得的电压差 AVEP(Xl)(i = 1，2，···，^)，其中NL为沿耳蜗神经的位置（电极）的数量，蜗内电位在这些 位置处进行测量。在实施例中，Nep= Np
[0037] 在实施例中，助听系统配置成基于测得的蜗内电位评估耳蜗或耳蜗神经的当前状 态或条件。在实施例中，助听系统配置成使用测得的蜗内电位或源自其的信号如所得的电 压差AVEP(Xl)或其放大版评估耳蜗或耳蜗神经的当前状态或条件或/或其中的变化。 [0038] 在实施例中，助听系统配置成使所述评估基于源自随时间和/或位置测得的蜗内 电位的统计量。在实施例中，助听系统配置成确定在特定时间点（tn)跨位置xj^EP(Xl)的 平均值μ EP (Xi)和/或方差σ EP (Xi)，i = 1，2,…，队。在实施例中，助听系统配置成确定跨 时间 U9EP(Xl，tn)的平均值 μΕΡ(Χι，〇 和 / 或方差 σΕΡ(Χι，〇, η= 1，2，···，ΝΤ，其中 Ντ为在特定位置Xi (如对于所有位置Xi，i = 1，2,…，NJ)(在不同时间点）进行的测量数量。
[0039] 在实施例中，助听系统包括数据库（如存储器），其中保存使蜗内电位与估计的听 力损失（如听觉阈）联系起来的数据。作为备选，助听系统包括到外部数据库的接口，从外 部数据库可取回使蜗内电位与估计的听力损失（如听觉阈）联系起来的数据。在实施例中， 数据库包括用户在一个或多个时间点（在多个刺激频率下）的蜗内电位和测得的听力损失 的对应数据。优选地，用户的蜗内电位和测得的听力损失（如听觉阈）的前述对应值在针 对用户验配助听系统期间进行测量并随后保存在助听系统可访问的数据库中。
[0040] 在实施例中，助听系统包括或有权使用数据库，其中保存有使蜗内电位与估计的 累积声学剂量联系起来的数据。优选地，用户的蜗内电位和施加的累积声学剂量的前述对 应值在针对用户验配助听系统期间进行测量并随后保存在助听系统可访问的数据库中。
[0041] 特定用户的蜗内电位可通过适当的医学治疗（如服药）和/或暴露于预定电平的 声学剂量而进行操纵。在实施例中，用户的蜗内电位（如操纵的）或听觉阈的对应值在针 对用户验配助听系统期间进行测量并随后保存在可由助听系统访问的数据库中。在实施例 中