CN104041078A - 声音意识听力假体 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种听力假体，其被配置为在以声音意识操作模式进行操作时警告用户声音的存在。当助听器的用户去除外部声音处理器和麦克风时，在传统情况下，听力假体不产生任何音频刺激。这里，该系统和方法将在外部声音处理器和麦克风从听力假体的内部组件解耦合时警告用户在他或她的环境中的声音。在一些实施例中，听力假体可以具有被植入接受者中的声学接收器。所植入的声学检测器可以被用来检测声音中高于阈值水平的方面。该阈值可以被选择以使得所检测的声音是诸如火警之类的响亮声音。

Description

声音意识听力假体

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年10月26日提交的第13/281,609号美国专利申请的优先权，其通过引用全文结合于此。

背景技术

各种类型的听力假体可以为具有不同类型的听力损失的人提供感知声音的能力。听力损失可能是传导性的、感音神经性的(sensorineural)或者传导性听力损失和感音神经性听力损失两者的某一组合。传导性听力损失通常由原本通过外耳、耳鼓或者中耳的骨骼传导声波的机制中的任意一种机制的官能障碍所导致。感音神经性听力损失通常由包括耳蜗在内的内耳(声振动在其中被转换为神经信号)或者耳朵的任意其它部分、听觉神经或者可以处理神经信号的大脑的官能障碍所导致。

具有某些形式的传导性听力损失的人可以从诸如声学助听器或者基于振动的助听器之类的听力假体受益。声学助听器通常包括用于检测声音的小型麦克风、用于放大所检测声音的某些部分的放大器以及用于将经放大的声音传送至人耳之中的小型扬声器。基于振动的助听器通常包括用于检测声音的小型麦克风以及振动机制，该振动机制用于向人的骨骼施加对应于所检测的声音的振动，由此在人的内耳中引起振动，因此绕过人的听道和中耳。基于振动的助听器可以包括骨锚式助听器、直接声学耳蜗刺激设备或者其它基于振动的设备。骨锚式助听器通常利用经外科手术植入的机制经由头骨的直接振动来传送声音。类似地，直接声学耳蜗刺激设备通常利用经外科手术植入的机制经由对应于声波的振动来传送声音以在人的内耳中生成流体运动。其它非外科手术的基于振动的助听器可以使用类似的振动机制经由牙齿或者其它颅骨或面骨的直接振动来传送声音。

具有某些形式的感音神经性听力损失的人可以从耳蜗植入体受益。耳蜗植入体通过经由被植入人的耳蜗之中的电极阵列刺激人的听觉神经来为具有感音神经性听力损失的人提供感知声音的能力。耳蜗植入体的外部组件检测声波，声波被转换为经由电极阵列被输送至植入体接受者的听觉神经的一系列电刺激信号。以该方式刺激听觉神经可以使得耳蜗植入体接受者的大脑能够感知声音。

发明内容

本申请公开了用于随听力假体一起使用的系统和方法，该听力假体被配置为警告用户声音的存在。本系统和方法可以对应于听力假体的次操作模式。该次操作模式可以是声音意识(sound awareness)操作模式。在一个实施例中，听力假体可以包括外部部分和内部(或者植入)部分。传统上，听力假体的外部部分包括声音处理器和麦克风，而内部(或者植入)部分包括接收器和输出，该输出被配置为基于由外部部分的麦克风检测并且被外部部分的声音处理器处理的声音向接受者施加刺激信号。

在操作中，当假体接受者移除听力假体包含声音处理器和麦克风的外部部分时，传统的听力假体无法接收外部声音或者向接受者提供相应的刺激。结果，在外部部分被移除、被不正确地附接至接受者、故障或者以其它方式无法发送来自外部部分中的声音处理器的要经由位于假体的内部(或者植入)部分中的输出而被施加到接受者的信号时，假体接受者无法听到任何声音。在某些情况下，无法听到某些声音可能是非常危险的或者威胁生命的，例如，如果在接受者处于需要或者期望移除外部部分的活动(例如，洗澡或者睡觉)中时发出火警。

所公开的系统和方法的实施例克服或者至少缓解了以上所描述的传统听力假体的缺陷。在一些实施例中，听力假体的内部(或者植入)部分具有其自己的声音处理器和声学检测器(诸如麦克风)。所植入的声学检测器可以被用来检测高于阈值检测水平的声音。该阈值检测水平可以被选择而使得所检测的声音为响亮的声音，诸如汽笛、防盗警报、列车或汽车喇叭、枪击或者特定紧急情况的声音。例如，该阈值检测水平可以基于火警的音量来选择。火警在建筑物中可以具有大约90分贝声压级(dB SPL)的平均音量。因此，如果该阈值检测水平被设置为稍低(例如85dB SPL)，则由火警产生的平均声压将超出该阈值检测水平值。当火警超出该阈值检测水平时，即使假体接受者没有佩戴该假体具有主要(或者主)声音处理器和麦克风的外部部分，该假体也能够针对火警警告假体接受者。

在一些实施例中，所植入的声学检测器可以被用来检测所检测的声音的特征(signature)。该特征可以包括诸如调制指数、频率图案(frequency pattern)、信噪比估计等声音分量。因此，所植入的声学检测器和声音处理器检测所接收的信号的方面并且将该方面与特定于每个对应的方面的阈值进行比较。

此外，所公开的实施例在听力假体的外部部分中的电池已经用尽的情况下可能是有利的。在传统的听力假体中，一旦外部部分中的电池用尽，该假体可能就无法再生成刺激信号并且向接受者施加该刺激信号。然而，根据所公开的实施例的具有带次声音处理器和声学检测器的内部部分并且被配置为以这里所公开的声音意识操作模式进行操作的假体将使得接受者即使在外部单元中的电池用尽或者出现其它故障的情况下也能够具有基本的声音感知。

此外，在一些使用情况下，听力假体的外部部分可能被不正确地耦合至假体的内部部分。外部部分可能正常工作，但是信号却可能无法被内部部分正确地接收。在该使用情况下，声音意识操作模式为听力假体接受者给予了一些基本的听力功能。

声音意识操作模式中所感知的声音可能与主操作模式中所感知的声音不同。这可以使得接受者能够知晓外部单元正在出现故障(或者不存在)。此外，这里所给出的方法和系统并不局限于任何特定类型的听力假体。例如，耳蜗植入体可以在其外部部分已经被分离、掉电或者出现其它故障时转换至声音意识模式。类似地，传统的声学助听器可以在其电池电力接近用尽时转换至声音意识操作模式以便节能。其它类型的听力假体能够类似地从以如这里所描述的声音意识操作模式进行操作来获益。

附图说明

图1A示出了听力假体的一个示例。

图1B示出了耦合至耳蜗植入体的内部部分的耳蜗植入体的外部部分的示例。

图2是听力假体的示例内部部分。

图3是耳蜗植入体的框图。

图4是声音意识方法的一个实施例的流程图。

图5是用于随声音意识系统一起使用的算法的一个实施例的流程图。

具体实施方式

下面的详细描述参考附图描述了所公开的系统和方法的各种特征和功能。在图中，除非上下文另外有所指示，否则相似的附图标记通常标识相似的组件。这里所描述的说明性系统和方法的实施例并非意在是限制性的。所公开的系统和方法的某些方面能够以各种不同的配置来部署和组合，所有这些配置都在此被预期。

出于说明的目的，参考耳蜗植入体描述一些特征和功能。然而，许多特征和功能可以等同地适用于其它类型的听力假体。所公开的系统、方法和制造品的某些方面可以适用于目前已知的或者日后开发的任意类型的听力假体。

1.示例耳蜗植入体

图1A示出了根据所公开的系统、方法和制造品的一些实施例来配置的听力假体101的一个示例100。听力假体101可以是耳蜗植入体、声学助听器、骨锚式助听器或者其它基于振动的听力假体、直接声学刺激设备、听性脑干植入体或者被配置为接收并且处理来自假体的音频换能器的至少一个信号的任意其它类型的听力假体。

听力假体101包括主换能器102、次换能器103、声音处理器104、输出信号接口105和次处理器106，所有这些经由电路107a和电路107b被直接或间接地连接。在其它实施例中，听力假体101可以具有比图1所示的假体更多或更少的组件。此外，组件可以以不同于图1所示的方式来部署。例如，根据听力假体的类型和设计，所图示的组件可以被封闭在单个操作单元内或者跨多个操作单元(例如，外部单元、内部单元等)来分布。类似地，在一些实施例中，听力假体101还可以包括被配置为确定其声音处理器104的各种设置的一个或多个处理器(未示出)。

在听力假体101是耳蜗植入体的实施例中，该听力假体包括佩戴于身体之外的外部部分150以及佩戴于身体之内的内部部分103。外部部分150经由感应耦合路径125耦合至内部部分175。外部部分120容纳主换能器102和声音处理器104。主换能器102接收声学信号110，而声音处理器104分析声学信号110并且将其编码为一组电刺激信号109，以经由通信连接至输出电子器件108的输出信号接口105施加到植入体接受者的耳蜗。对于耳蜗植入体而言，输出电子器件108是电极阵列。电极阵列中的单个电极集合被分组成刺激通道。每个刺激通道具有至少一个工作电极(电流源)以及至少一个参考电极(电流吸收器(current sink))。在操作中，耳蜗植入体经由刺激通道向接受者的耳蜗施加电刺激信号。正是这些刺激信号使得接受者体验到与由主换能器102接收并且被处理器104编码的声波相对应的声觉(sound sensation)。

在一些实施例中，主换能器102可能不存在或者不工作。在该操作条件下，次换能器103接收声学信号110，并且次声音处理器106分析声学信号110并且将其编码为一组电刺激信号109，以经由通信连接至电极阵列的输出信号接口105施加到植入体接受者的耳蜗。

图1B示出了耦合至耳蜗植入体的内部部分175的耳蜗植入体的外部部分150的示例。外部部分150可以直接附接至接受者的身体，而内部部分175则被植入接受者体内。外部部分150通常包括外壳116，该外壳已经结合了用于检测声音的主换能器102、声音处理单元(图1A和图2的104)、包括射频调制器和线圈驱动器的外部线圈108以及电源(未示出)。外部线圈108通过导线与传送器单元和外壳116相连接。外壳116可以被成型以使得其能够被佩戴并且保持于耳后。外壳116中的语音处理单元处理换能器102的输出并且可以生成编码信号，该编码信号经由调制器和线圈驱动器(未示出)被提供至外部线圈108。

内部部分175包括置于外壳164中的接收器单元(图3的302)、刺激器单元(图3的304)、外部部分传感器(未示出)、电池(未示出)、次处理器(图1A和图3的106)以及次换能器103。被附接至外壳164的是内部线圈158以及能够被插入耳蜗之中的电极配件160。磁体(未示出)可以被固定至内部(接收)线圈158和外部(传送)线圈108，以使得外部线圈108能够经由与接受者头部之内的所植入的内部线圈158对齐的接受者头部之外的磁体来定位和固定。内部线圈158从外部线圈108接收功率和数据。内部部分175具有诸如电池或电容器之类的电源，以向容纳在内部部分175之内的电子组件提供能量。外部部分150可以能够对内部部分175之内的电源进行感应充电。在一些实施例中，作为外部部分150的一部分的电源是该听力假体的主电源。在该实施例中，内部部分175之内的电源可以仅被用作备用电源。内部部分175中的电池在外部部分150耗尽功率时或者在外部部分150从内部部分175解耦时被用作备用电源。电极配件160的线缆从所植入的外壳164延伸至耳蜗并且终止于电极阵列中。

从内部线圈158接收的传送信号由外壳164中的接收器单元来处理并且被提供至外壳164中的刺激器单元。此外，信号可以由次换能器103来接收并且使用次处理器106来处理。刺激器单元生成由电极阵列施加到耳蜗的信号。次换能器103可以完全位于外壳164之内，或者其可以通过外壳被部分地暴露。

在一些实施例中，次换能器103是麦克风。不同于主换能器102，次换能器103可能并非是那么高品质的换能器。在许多实施例中，期望主换能器102具有至少覆盖人类听力的频率范围(优选地，甚至更大范围)的频率响应。这将使得听力假体能够检测所有人类语音。然而，次换能器103可以比主换能器102具有更低的成本。例如，次换能器103的频率响应可以比主换能器102的频率响应更窄。此外，次换能器103可以具有比主换能器102更低的声保真度。通常期望主换能器102的频率响应跨所期望的频率范围是接近于平坦的。次换能器103的频率响应可能并不平坦，因为次换能器103可以被设计为检测声音的存在，而不是声学信息的准确捕获。此外，次换能器103可以被直接安装在听力假体的内部部分175的印刷电路板上。次换能器103可以与次声音处理器106位于相同的外壳之内。

次换能器103被配置为检测声音并且生成表示所检测的声音的音频信号(通常是模拟音频信号)。在图1B所示的示例实施例中，次换能器103是麦克风；然而，次换能器103可以是许多其它类型的音频换能器。例如，次换能器可以是麦克风、振动传感器、加速计、压电传感器或者其它换能器。

外部线圈108可以经由所提到的磁体被固定并且与所植入的内部线圈对齐。在一个实施例中，外部线圈108可以被配置为经由射频(RF)链路向内部线圈传送电信号。在一些实施例中，外部线圈108可以被配置为经由磁性(或者感应)耦合向内部线圈传送电信号。

图2是听力假体的示例内部部分。在一些实施例中，听力假体200的内部部分可以包括印刷电路板(PCB)202。PCB202可以安装在外壳内并且植入接受者的体内。PCB可以具有安装于其表面上的各种组件。在图2所示的示例中，PCB202具有安装于其表面上的麦克风203、次音频处理器106和输出电路204。输出电路204可以类似于图1A的输出信号接口105或者图3的刺激器单元304。麦克风203可以连同听力假体的内部部分的所有其它组件一起安装在PCB202上而不是单块壳体的单独部分之中。必要时可以添加或者去除其它组件；图3提出了一种示例布局。在一个实施例中，麦克风203是PCB202上廉价的表面安装麦克风。表面安装麦克风可以是并非必然被设计用于植入的低成本PCB安装麦克风。植入的麦克风将仍然能够捕获来自接受者体外的响亮声音。

将麦克风203置于PCB202上的优势是对于麦克风的小的空间要求。市售麦克风可以具有四平方毫米的封装(footprint)以及四立方毫米的特殊体积。此外，通过将麦克风203置于PCB202上，能够更容易地进行制造以及连接到其它组件。可以使用的一种类型的麦克风是小型硅胶麦克风，例如丹麦Pulse的数字硅麦克风TC100E。该麦克风仅为2.6mm×1.6mm×0.9mm，并且能够被置于现有壳体内的印刷电路板上。数字硅麦克风TC100E并非被设计为植入人体之内，但是当置于PCB上并且安装在外壳中时，其将足以为这里所提出的方法而表现。该麦克风可以是硅麦克风、微机电系统(MEMS)麦克风、芯片麦克风、平衡电枢麦克风或者其它类型的小型麦克风。在其它可替换实施例中，麦克风可以是印刷电路板上较大的麦克风。此外，该麦克风可以不处于印刷电路板上，而是被连接至植入体的壳体或者植入体周围的任意其它地方。在另外的实施例中，该外壳可以被调适；具有薄膜端口以增加敏感度；以及/或者该麦克风可以被植入但是处于外壳之外。

图3是用于随这里所描述的一些实施例一起使用的耳蜗植入体的框图。已经相对于图1A和图1B描述了耳蜗植入体300的许多模块。耳蜗植入体300可以具有至少两个声学输入、主换能器102和次换能器103。在许多实施例中，主换能器102是麦克风。然而，主换能器102可以是另一种类型的换能器，例如振动传感器、加速计或者压电传感器。此外，换能器102和103可以耦合至声音处理器104或者次处理器106。

处理器104和106可以被用来过滤不期望的声音。例如，声音处理器104或者次处理器106可以被配置为去除由接受者生成的声音，诸如呼吸、咀嚼、讲话或者心跳。次换能器103还可以被配置为检测体内产生的声音。体内产生的声音可能具有比体外产生的声音高的振幅。如果这些内部产生的声音不被过滤掉，则它们可能造成不期望的输出。

外部线圈108将来自外部部分150的信号发送至耳蜗植入体的内部部分175的内部线圈158。内部线圈158可以耦合至接收器单元。该接收器单元将来自内部线圈的信号转换为用于提供至刺激器单元304的信号。内部部分还可以包含耦合至次处理器106的次换能器103。次处理器106可以耦合至刺激器单元304。刺激器单元304的输出耦合至电极配件160。此外，音频处理系统可以具有传感器(未示出)以判定听力假体的外部部分的存在。

用来判定听力假体的外部部分的存在的传感器可能根据听力假体的内部部分的硬件而不同。在一些实施例中，可以有多于一个的传感器。在其它实施例中，仅有一个传感器。例如，内部部分175可以具有磁性传感器。该磁性传感器在外部部分邻近患者的头部放置时检测外部部分中磁体的存在。

另外的实施例可以具有检测从外部部分传送至内部部分的信号的传感器。在一些实施例中，所检测的信号是外部部分150发送至内部部分175的“保持活动”信号。该“保持活动”信号被用来传输听力假体的状态。例如，在听力假体的操作期间，“保持活动”信号被传送以确保内部部分175保持通电。如果在预定时间段内没有接收到“保持活动”，则内部部分175可以进入声音意识模式。在其它实施例中，该传感器可以感测来自外部部分150的、包含声学信息的信号。如果在预定时间段内没有接收到具有音频数据的信号，则内部部分175可以进入声音意识模式。

此外，声音处理器104和次处理器106可以对声学信号进行分析和编码。来自声音处理器104的经编码的信号可以被发送至外部线圈108以传输至内部部分175。刺激器单元304基于所编码的信号经由电极阵列将刺激信号施加到接受者。

在操作中，具有两种操作模式(例如“正常模式”和“声音意识”模式)的听力假体能够被配置为基于来自第一处理器104的信号的不存在而在两种模式之间切换。当以正常模式操作时，听力假体可以使用第一换能器102来检测音频信号并且使用音频处理器104来处理该音频信号。该经处理的信号随后可以被传送至听力假体位于接受者体内的第二部分175。在听力假体的第二内部部分中，该经处理的信号可以被变换为输出信号109。输出信号109可以是所检测的音频信号的表示。

如果听力假体的内部部分175未检测到从假体的外部部分150传送的信号(或者如果内部部分175可替换地检测到来自外部部分的模式切换信号)，则听力假体可以切换至声音意识模式。在声音意识模式中，听力假体使用位于听力假体的内部部分175内的第二换能器103来检测音频信号并且将所检测的音频信号的振幅与阈值检测水平进行比较。如果超出阈值检测水平，则听力假体的内部部分175生成输出信号109。在一些实施例中，该输出信号是所检测的音频信号的表示。在其它实施例中，该输出信号不是所检测的音频信号的表示，而是存在超出阈值检测水平的经检测的音频信号的指示。在这些实施例中，输出信号109可以是一系列哔哔声、音调(tone)或者另一种类似类型的指示或警告。

与耳蜗植入体(和其它听力假体)相关的两个参数是阈值输出水平和舒适水平。阈值输出水平和舒适水平可以随接受者以及随刺激通道的不同而不同。阈值输出水平和舒适水平部分地确定了接受者对检测的语音和/或声音听到并且理解得如何。

阈值输出水平可以对应于接受者首次识别出声觉的水平。对于耳蜗植入体而言，阈值输出水平是针对给定通道引起声觉的刺激电流的最低水平。听力学家或者临床医师通常通过经听力假体向接受者播放刺激、同时反复地增大或者减小刺激强度来判定阈值输出水平。声音强度被反复地增大或者减小，两次通过接受者的听力阈值输出水平。听力学家或者临床医师观察接受者的反应，例如在成人的情况下指示手势，或者在儿童的情况下观察行为反应。阈值输出水平将对应于接受者能够检测的最低振幅的刺激。

舒适水平针对每个电极通道设置最大允许刺激水平。对于耳蜗植入体而言，舒适水平对应于接受者感觉舒适的最大刺激电流水平。在设置和建立舒适水平时，听力学家或者临床医师通常可以在缓慢增加特定通道的刺激的同时指导接受者指示“与长时间感觉舒适一样大声”的水平。与阈值输出水平相比，舒适水平在语音对接受者而言听起来如何的方面可能影响更大，因为大多数声学语音信号通常可以被映射到阈值输出水平和舒适水平范围的大约前20％上去。

虽然术语可能是特定于设备的，但是阈值输出水平和舒适水平的通常目的是通过定义每个刺激通道的最低刺激水平(阈值输出水平)和最高可接受刺激水平(舒适水平)来配置耳蜗植入体的动态操作范围。

在一些实施例中，输出水平可以基于听力假体的操作模式来调节。例如，当听力假体以声音意识模式进行操作时，可能期望增大一个或多个通道的输出水平。通过在以声音意识模式进行操作时增大整体输出水平，听力假体增大了由听力假体产生的至少一些信号的音量。这有助于改善接受者听到与声学信号相关联的音频的能力。

例如，当耳蜗植入体结合从正常操作模式到声音意识模式的切换而增大一个或多个通道的阈值输出水平时，耳蜗植入体将增大经由电极阵列施加到耳蜗的电刺激信号的最小振幅。类似地，在(输出为扬声器的)声学助听器中，增大阈值输出水平对应于扬声器输出的声压水平(dB SPL)的增大。在行业中，一般将耳蜗植入体中的电极阵列的电输出称作具有带有相关联的dB SPL的输出。电极阵列的dB SPL输出是入射声压水平到电极阵列的电输出的映射。同样，在基于振动的听力假体中，增大阈值输出水平对应于听力假体施加到假体接受者的头骨或者面骨的振动的振幅的增大。

dB SPL的测量是相对于在20μPa均方根(RMS)的空气中的参考声压的测量，该参考声压通常被认为是人类听力的阈值。听力学家或者临床医师可以使用输出电压和电流与在音频假体在原来位置使用时产生的相关联的SPL的相关来对刺激器单元304编程。

刺激器单元304的输出被连接至耳蜗植入体的电极配件160。但是如这里所描述的，输出电路可以根据听力假体101的配置而采用不同的形式。例如，输出电路105在假体是声学助听器时可以与声学换能器或扬声器相关联。类似地，输出电路105在假体是基于振动的听力假体时可以与骨传导驱动器相关联。而且，输出电路105在假体是耳蜗植入体时可以与在植入体接受者的耳蜗中植入的电极阵列相关联。

虽然耳蜗植入体300的元件被示出为以特定顺序连接，但是其它连接也是可能的。根据假体配置以及接受者的特定需求，可以增加或者省略一些元件。

3.声音意识系统概述

图4是这里所提出的声音意识方法的一个实施例的流程图。方法400的一些示例可以由图3所示的示例耳蜗植入体300或者其它听力假体来执行。虽然以连续的顺序图示了各块，但是这些块还可以并行地以及/或者以不同于这里描述的那些顺序的顺序来执行。而且，各个块可以被组合为较少的块，被划分为另外的块，以及/或者基于所期望的实施方式而被去除。

方法400可以在块401开始，其中假体使用声学检测器(即，次换能器)检测与声学信号相关联的信号。在一些实施例中，声学检测器可以位于听力假体的接受者的体内。例如，声学检测器可以处于耳蜗植入设备的内部部分的外壳之内。当声学检测器位于接受者的体内时，声学信号在其被检测之前不得不通过接受者的身体传播。此外，声学检测器可以位于已经被植入假体接受者内的外壳之内。该外壳还将衰减声学信号。

在许多实施例中，所检测的信号是声波。在其它实施例中，所检测的信号可以是与声学信号相关联的振动或者与声学信号相关联的移动。例如，与响亮声音相关联的声波可以具有大到足以让振动传感器检测到的振幅。振动传感器可以被配置为检测具有人类可听频率范围内的频率的振动。因此，声音可以产生振动并且被振动传感器所检测。

声学检测器可以根据要检测的信号的类型而不同。如果正在检测声波，则检测器可以是麦克风。如果信号是振动或者移动，则可以使用诸如加速计之类的不同类型的检测器。振动检测器可以能够检测与声学信号相关联的压缩波或者移动。

此外，位于接受者体内的检测器将检测接受者体内产生的内部声音。例如，血流、心跳、呼吸和咀嚼都在接受者体内产生声音。在一些实施例中，可能期望检测器耦合至滤波器，以去除在接受者体内生成的内部声音。如果接受者的内部声音并未从次换能器的输出去除，则该系统可能令人不期望地基于该内部声音产生刺激信号并且将其施加到接受者的耳蜗。

块401随后可以是块402，其中使用声学检测器检测的信号的振幅与阈值检测水平值比较。该振幅可以被设置在对应于高于阈值检测水平的声音的水平。块402还可以是更智能的块，其不是单纯基于阈值检测水平值，而是基于所检测的声音的整个特征。该特征可以包括诸如调制指数、频率图案、信噪比估计等声音分量。因此，块304检测所接收的信号的方面并且将该方面与特定于每个相应方面的阈值进行比较。本公开关注于阈值检测，然而，所接收的信号的其它方面也可以被用来触发声音意识模式。

阈值检测水平还可以基于声学检测器的位置来设置。例如，声学检测器可以安装在耳蜗植入体的内部部分之内。在植入体和外部世界之间的接受者的身体组织将在声学信号到达声学检测器之前衰减该声学信号。此外，植入体外壳的厚度能够增大声学信号的衰减。表1示出了在植入体被置于接受者体内之后的四种示例耳蜗植入体外壳厚度和相关联的衰减。为了确定声学信号的强度，该系统应当被配置为补偿由接受者的身体组织和植入体外壳造成的衰减。例如，表1示出了如由位于植入接受者体内的外壳之中的声学检测器在考虑接受者的身体组织和不同外壳厚度的衰减时所测量的95dB的火警的视在音量(apparent volume)。

表1

因为由外壳的厚度和接受者的身体组织引起的衰减可以因假体的位置而不同，所以阈值检测水平可能需要基于特定的接受者来调整。例如，如果外壳为0.7mm厚，则95dB SPL的火警将由于由接受者的身体组织和外壳引起的72dB的衰减而被测量为具有23dBSPL。然而，如果外壳为1.3mm厚，则95dB SPL的火警将由于由接受者的身体组织和外壳引起的88dB的衰减而被测量为具有7dBSPL。因此，当外壳为1.3mm厚时，可能期望在检测到4dB SPL的信号时触发的阈值检测水平，并且当外壳为0.7mm厚时，可能期望在检测到20dB SPL的信号时触发的阈值检测水平。

在包括衰减时，该阈值检测水平可以被设置为稍低于要检测的声音的估计音量。在以上所给出的示例中，阈值检测水平被设置为低于如在检测器处测量的火警的近似音量3dB。因此，可以检测到比警报稍显安静的一些声音，但是像火警一样响亮的信号应当被可靠地检测。

在一些实施例中，该听力假体还可以具有校准模式。在校准模式中，能够设置阈值检测水平。接受者能够在受控环境中被暴露给校准声音。校准声音可以被控制并且保持在对应于阈值检测水平的音量。在校准后，任何如校准声音一样响亮或者比其更响亮的噪声都会触发阈值检测水平。此外，校准模式还可以被用来识别来自接受者的体内的内部噪声。例如，接受者能够将听力假体设置为校准模式并且执行若干任务，诸如在接受者的体内产生声音的咀嚼、大声呼吸和锻炼。这将允许听力假体特征化与人体内部相关联的声音并且将它们过滤掉。

校准模式还可以允许假体接受者调节与由听力假体生成的信号相关联的输出水平和舒适水平。例如，接受者可能想要在以声音意识模式进行操作时产生的声音与正常操作模式中的声音相比具有更高的相关联信号水平。因此，在校准期间，声音意识模式的输出水平从正常操作中的阈值输出水平增加了接受者所期望的某一数量。

此外，校准模式可以允许持续时间被控制。在一些实施例中，对于触发器而言，可能期望要求声音超出阈值强度以及阈值持续时间。例如，跌落的书可以制造与火警相同强度的噪声，但是具有更短的持续时间。因此，在校准期间，也可以设置持续时间参数。示例持续时间参数可以是半秒。该持续时间将允许声音意识模式忽略瞬态脉冲类型的声音，但是仍然警告用户具有长的持续时间的响亮声音。在一些实施例中，可以定义多于一个的触发器。例如，所有高于105dB SPL的声音可以触发声音意识模式，并且高于90dB SPL、持续时间超过1秒的声音可以触发声音意识模式。

块304之后可以是块304，其中响应于所检测的信号超出阈值检测水平而生成警告信号。该警告通知接受者声学信号的存在。在一些实施例中，该警告信号可以是音调。例如，当超出阈值检测水平时，接受者可以听到听起来像哔哔声的音调。在一些实施例中，该警告信号基于信号超出阈值检测水平多少而变化。如果声音比阈值检测水平稍大，则警告信号可以是可以作为单个哔哔声播放的音调。如果阈值检测水平被超出较大数量，则警告信号可以是作为两个哔哔声播放的音调。哔哔声的数量可以作为声学信号超出阈值检测水平多少的函数而增加。

在其它实施例中，警告信号可以不同。警告信号可以是人类声音，警告信号可以是模拟噪声，或者警告信号可以是所检测的声学信号的再现。在一些实施例中，听力假体检测生成声学信号的声音的类型并且基于所检测的声学信号来改变警告信号。例如，如果检测到火警，则警告信号可以是说“警惕火灾”的模拟人类声音。如果所检测的声音是人的谈话或者未知来源，则警告信号可以是一系列哔哔声。

在一些实施例中，次信号处理器106可以测量所检测的声音的特征。该特征可以包括诸如调制指数、频率图案、信噪比估计等声音分量。基于该特征，可以识别出声音的来源。例如，特定火警可以发出在其特征中具有特定频率分量的声音。所识别的特征可以触发要被播放的特定警告声音。

警告信号可以警告接受者大的噪声，并且可能期望附接听力假体的外部部分。在一些实施例中，警告信号通知接受者听力假体的外部部分已经出故障以及假体正以声音意识模式进行操作。

在一些实施例中，假体接受者可以定制警告信号。例如，接受者可以选择当超出阈值检测水平时由假体产生的声音。此外，接受者可以选择警告信号的相关联的信号水平。由于个人偏好，一些接受者可能期望更响亮的或者更柔和的警告信号。

图5是用于随这里所提出的声音意识系统一起使用的算法的一个实施例的流程图。虽然以连续顺序图示了各块，但是这些块还可以并行地以及/或者以不同于这里所描述的那些顺序的顺序来执行。而且，不同的块可以被组合成较少的块，被划分为另外的块，以及/或者基于所期望的实施方式而被去除。

算法500可以在块502开始。在块504，对于声音处理器是否作为听力假体的一部分而存在做出判定。该声音处理器可以容纳在耳蜗植入体听力假体的外部部分之中。耳蜗植入体听力假体的外部部分还可以具有主换能器。在一些实施例中，主换能器可以存在，但是信号处理设备可能不存在。如果存在声音处理器，则该算法可以进行至块510。

用来判定听力假体的外部部分的存在的传感器可以类似于以上所描述的传感器。该传感器可以根据听力假体的内部部分的硬件而不同。在一些实施例中，可以有多于一个的传感器。在其它实施例中，可以仅有一个传感器。例如，内部部分可以具有磁性传感器。该磁性传感器在外部部分邻近患者的头部放置时检测外部部分中磁体的存在。

另外的实施例可以具有检测从外部部分传送到内部部分的信号的传感器。在一些实施例中，所检测的信号是外部部分发送至内部部分的“保持活动”信号。该“保持活动”信号被用来传输听力假体的状态。例如，在听力假体的操作期间，“保持活动”信号被传送以确保内部部分保持通电(power on)。如果在预定时间段内没有接收到“保持活动”，则内部部分可以进入声音意识模式。在其它实施例中，该传感器可以感测来自外部部分的、包含声学信息的信号。如果在预定时间段内没有接收到具有音频数据的信号，则内部部分可以进入声音意识模式。

在块510，对于声音处理器是否正确地工作做出判定。在一些实施例中，声音处理器可以包含用于执行自测试的指令。在其它实施例中，听力假体可以能够判定处理器何时可能出现故障。此外，块510可以判定外部处理单元是否正确地耦合至内部处理单元。如果声音处理器未正确地工作，则该算法可以进行到块512。如果步骤510判定处理器正确地工作，则听力假体可以在块514切换为以正常操作模式来操作。此外，作为块514的一部分，算法500可以连续地重复步骤504和510，以确保处理器存在并且正确地工作。

该判定可以以各种方式来做出。在一个实施例中，外部部分150可以具有由声音处理器104执行的自测试模式。例如，在自测试模式中，外部部分150可以能够发出声音并且使用主换能器102感测所发出的声音。如果主换能器102未感测到声音，则外部部分可能未正确地操作。此外，外部部分150和内部部分175在初次耦合时可以进行电子握手。该握手可以是确认每个模块正确地工作的信号。

如果在块504判定声音处理器不存在，则该算法可以前进至块512。类似地，如果在块510判定声音处理器未正确地工作，则该算法可以前进至块512。在块512，听力假体可以切换为以声音意识模式来操作，其中该假体可以执行类似于方法500的方法。该方法可以使用声学检测器检测与声学信号相关联的信号。使用声学检测器检测的信号的振幅可以与阈值检测水平值比较。如果使用声学检测器检测的信号的振幅满足或者超出阈值检测水平值，则可以生成警告信号。

块512还可以是更智能的块，其不是单纯基于阈值检测水平值，而是基于所检测的声音的整体特征。该特征可以包括诸如调制指数、频率图案、信噪比估计等声音分量。因此，块512可以检测所接收的信号的方面，并且将该方面与特定于每个相应方面的阈值进行比较。本公开关注于阈值检测，然而，所接收信号的其它方面也可以被用来触发声音意识模式。

在一些实施例中，块504和块510可以与块512并行地来执行。例如，如果听力假体以声音意识模式进行操作，并且听力假体的外部单元耦合至该假体，则该假体可以返回到正常操作模式。

虽然这里已经公开了各个方面和实施例，但是其它方面和实施例对于本领域技术人员而言将是显而易见的。这里所公开的各个方面和实施例是出于说明的目的而并非意在限制性的，实际的范围和精神由以下权利要求来指示。

Claims (30)

1.一种操作声学警报系统的方法，包括：

判定涉及与听力假体相关联的主声音处理系统的故障，其中所述主声音处理系统对具有落入第一范围内的信号方面的声音进行响应；并且

响应于所述判定，激活与所述听力假体相关联的次声音处理系统，其中次声音处理系统可操作为检测具有高于所述第一范围内的阈值的信号方面的声音。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括所述次声音处理系统使用检测器检测声学信号，其中所述检测器被植入所述听力假体的接受者中。

3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括所述次声音处理系统将所检测的信号的一个或多个方面与一个或多个对应的方面的阈值进行比较。

4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：响应于判定(i)至少一个信号方面超出对应的信号方面的阈值以及(ii)没有从与所述听力假体相关联的主声音处理器接收到输入信号，基于所检测的信号生成输出信号。

5.根据权利要求3所述的方法，其中所检测的信号的所述一个或多个方面包括以下各项中的至少一项：(i)响度、(ii)频率、(iii)频率图案、(iv)调制指数以及(v)信噪比估计。

6.根据权利要求1所述的方法，其中听力假体具有外部部分和内部部分，其中所述外部部分位于所述假体接受者的身体之外，其中所述内部部分被植入所述假体接受者的身体内，并且其中所述主声音处理器是所述听力假体的所述外部部分的组件。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述听力假体的所述外部部分在物理上从所述假体接受者的身体脱离致使无法从所述主声音处理器接收到所述输入信号。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述主声音处理器的故障致使无法从所述主声音处理器接收到所述输入信号。

9.根据权利要求4所述的方法，其中所述输出信号是所检测的信号的表示。

10.根据权利要求4所述的方法，其中所述输出信号不包含所检测的信号的表示。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所判定的故障是所述主声音处理系统已经从所述次声音处理系统解耦合。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所判定的故障是所述主声音处理系统中的电池故障。

13.一种医学植入体，包括：

换能器，被植入所述医学植入体的接受者中并且被配置为检测声音；以及

处理器，被植入所述接受者中并且被配置为将所检测的声音的一个或多个方面与一个或多个对应的方面的阈值进行比较，其中所述医学植入体被配置为当至少一个信号方面超出对应的信号方面的阈值时，使用警告信号刺激所述接受者。

14.根据权利要求13所述的医学植入体，其中所述听力假体包括被配置用于在所述接受者的身体外部的操作的外部部分，并且其中所述外部部分包括主声音处理器和主换能器。

15.根据权利要求13所述的医学植入体，进一步包括被配置为生成输出信号以施加到所述听力假体的接受者的输出电路。

16.根据权利要求15所述的医学植入体，其中所述输出信号是基于从主声音处理器接收的输入信号，其中所述输入信号是基于由主换能器检测的声音。

17.根据权利要求16所述的医学植入体，其中植入所述接受者中的所述换能器对所述输出信号没有贡献。

18.根据权利要求13所述的医学植入体，进一步包括被配置为判定所述输出电路是否正在从所述主声音处理器接收所述输入信号的检测电路。

19.根据权利要求14所述的医学植入体，其中当没有从与所述听力假体相关联的主声音处理器接收到输入信号时，基于由植入所述接受者中的所述换能器检测的声音来生成输出。

20.根据权利要求13所述的医学植入体，进一步包括被植入所述医学植入体的接受者中的电池。

21.根据权利要求14所述的医学植入体，其中所述输出电路在所述外部部分从所述接受者的身体断开时不从所述主声音处理器接收所述输入信号。

22.根据权利要求13所述的医学植入体，其中所述输出电路在所述主声音处理器出现故障时不从所述主声音处理器接收所述输入信号。

23.根据权利要求13所述的医学植入体，其中所述主换能器或者次换能器中的至少一个换能器是以下各项中的至少一项：麦克风、振动检测器和加速计。

24.根据权利要求13所述的医学植入体，其中所述警告信号是以下各项中的至少一项：机械振动信号、电刺激信号和音频信号。

25.一种听力假体，包括：

用于判定声音的强度水平的器件；

用于将所判定的强度水平与阈值强度水平相比较的器件；以及

用于响应于(i)所述用于比较的器件判定至少一个信号方面超出对应的信号方面的阈值以及(ii)用于生成输出的器件判定没有从与所述听力假体相关联的主声音处理器件接收到输入信号而基于所检测的信号生成输出信号的器件。

26.根据权利要求27所述的听力假体，其中所述输出信号被配置为警告所述听力假体的接受者在所述主声音处理器不可用的同时已经检测到超出阈值强度水平的声音。

27.根据权利要求30所述的听力假体，进一步包括用于基于从与所述听力假体相关联的所述主声音处理器件接收的所述输入信号而生成输出信号的器件。

28.一种医学植入体，包括：

电路板；

安装在所述电路板上的麦克风，其中所述麦克风被配置为检测声音；

包含所述电路板的外壳，其中所述外壳被配置为植入接受者内；以及

安装在所述电路板上的处理器，其中所述处理器被配置为将所检测的声音的一个或多个方面与一个或多个对应的方面的阈值进行比较，其中所述医学植入体被配置为当至少一个信号方面超出对应的信号方面的阈值时使用警告信号来刺激所述接受者。

29.根据权利要求28所述的医学植入体，其中所述麦克风占据小于4立方毫米的体积。

30.根据权利要求28所述的医学植入体，其中所述麦克风是硅麦克风。