[发明专利]具有交替极性和异常极性变化的单相刺激脉冲

说明书

描述了用于生成到植入的耳蜗植入物电极阵列中的电极触点的电极刺激信号的装置。电极刺激信号是单相刺激脉冲的序列，该单相刺激脉冲的序列的极性在正极性和负极性之间变化，其中连续脉冲在时间上由足以用于神经反应的脉冲间间隔分开。在每个刺激脉冲之后，计算每个电极触点的累积电荷不平衡和电荷不平衡极性。对于每个电极触点，仅当电荷不平衡极性具有与该电极触点的紧接在前的刺激脉冲相反的极性，并且累积电荷不平衡超过定义的电荷不平衡阈值时，刺激脉冲才具有与该电极触点的紧接在前的刺激脉冲相同的极性。否则，每个刺激脉冲具有与该电极触点的紧接在前的刺激脉冲相反的极性。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年11月13日提交的美国临时专利申请62/585,104的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及用于听力植入物的信号处理装置，并且更具体地涉及用于耳蜗植入物的语音编码策略。

背景技术

如图1所示，声音通过人耳从外耳101传递到鼓膜(耳膜)102，鼓膜移动中耳103的骨骼(锤骨、砧骨和镫骨)，中耳103的骨骼(锤骨、砧骨和镫骨)使耳蜗104的椭圆形窗口和圆形窗口开口振动。耳蜗104是较长的充满流体的导管，其围绕其轴线螺旋地缠绕大约两个半圈。它包括被称为前庭阶的上通道和被称为鼓阶的下通道，它们通过耳蜗管连接。耳蜗104形成直立的螺旋锥，其中心称为耳蜗轴，听神经113的螺旋神经节细胞位于该耳蜗轴中。响应于接收到的由中耳103传送的声音，耳蜗104用作换能器以生成电脉冲，该电脉冲被传送到耳蜗神经113，并最终传送到将神经信号感知为声音的大脑。

当在沿着耳蜗104的神经基质将外部声音转换为有意义的动作电势的能力存在问题时，听力受到损害。为了改善受损的听力，已经开发了听力假体。在某些情况下，可以通过耳蜗植入物(CI)、脑干植入物、中脑植入物或皮质植入物来解决听力障碍，该植入物可以通过沿植入物电极分布的多个电极触点传递的较小的电流来电刺激听觉神经组织。对于耳蜗植入物，将电极阵列插入到耳蜗104中。对于脑干植入物、中脑植入物和皮质植入物，电极阵列分别位于听觉脑干、中脑或皮质中。

图1示出了典型的耳蜗植入物系统的一些组件，其中外部麦克风将音频信号输入提供给实现各种已知信号处理方案之一的外部信号处理器111。例如，在耳蜗植入物领域中众所周知的信号处理方法包括连续交错采样(CIS)数字信号处理、通道特定采样序列(CSSS)数字信号处理、频谱峰值(SPEAK)数字信号处理、精细结构处理(FSP)和压缩模拟(CA)信号处理。由外部信号处理器111将处理后的信号转换成数字数据格式，诸如数据帧的序列，以通过外部线圈107传送到接收刺激处理器108中。除了提取音频信息之外，刺激处理器108中的接收器处理器可以执行附加的信号处理，诸如错误校正、脉冲形成等，并且生成刺激模式(基于所提取的音频信息)，该刺激模式通过电极引线109被发送到植入的电极阵列110。通常，电极阵列110在其表面上包括提供对耳蜗104的选择性电刺激的多个电极触点112。

图2示出了如美国专利NO.6,600,955中所述的在12通道电极阵列中使用的电极触点构造的示例。包含12个电极触点201(黑点)的电极阵列位于耳蜗的鼓阶内。这些电极触点201中的每个电极触点连接到电容器C 203以及一对电流源205和207，由此电流源205和207的第二端口分别连接到植入物接地GND 209和植入物电源电压V_CC 211。电流源205和207可以例如分别使用P沟道和N沟道MOS场效应晶体管来实现。因此，为了方便起见，将电流源205和207指定为P源和N源。参考电极213位于耳蜗的外部并连接到一对开关215和217，从而开关215和217的第二端口分别连接到植入物接地GND和植入物电源电压V_CC。