CN105377146A - 用于传送骨传导刺激并用于测量内耳的重力感受器功能的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本文公开了用于传送骨传导刺激以用于测量内耳的重力感受器功能的设备和方法。在一些实施方式中，设备包括：(i)可操作地联接至布置在外壳内的导向器的冲击器；以及(ii)包括在外壳内的电驱动致动器。电驱动致动器可以被配置成使冲击器：(i)行进至撞击点，以传送用于传输至颅骨的机械骨传导刺激；以及(ii)在传送刺激的阶段之前可控地减速。

Description

用于传送骨传导刺激并用于测量内耳的重力感受器功能的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年5月13日提交的标题为“APPARATUSANDMETHODFORDELIVERINGBONE-CONDUCTIONSTIMULITOANDFORMEASURINGGRAVITATIONRECEPTORFUNCTIONSOFTHEINNEREAR”的美国临时专利申请号61/822,694的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开内容涉及用于对内耳进行测试的系统和方法，并且更具体地涉及用于传送骨传导刺激并用于测量内耳的重力感受器功能的系统和方法。

背景技术

内耳是耳的最内侧的部分。如图1A和图1B所示，声音由耳廓102通过耳道104被传递至鼓膜106。鼓膜106使中耳108的骨移动，以使耳蜗振动。耳蜗产生与声音相关的电脉冲，并且将这些电脉冲发送至大脑。内耳还包括平衡感测系统110，其被称为前庭系统。前庭系统110通常包括三个半规管112和两对耳石器官(每对耳石器官位于头部的不同侧)。每对耳石器官包括椭圆囊116和球囊118。包含内淋巴的内淋巴管位于半规管112内部并且围绕耳石器官。多个壶腹120也布置在内耳中。半规管112可以被表征为提供三个旋转感受器(壶腹120)和两个重力感受器(耳石器官116、118)。内耳中的半规管112和耳石器官116、118包含毛细胞转导机构，其可以例如有助于：(i)为大脑提供空间定向提示；(ii)在头部运动时保持眼睛聚焦在目标上；以及(iii)保持平衡。具体地，半规管112的壶腹120与旋转对应，而耳石器官116、118感测线性加速度、减速度和倾斜。因此，正常耳石器官(具体为椭圆囊116和球囊118)的刺激可以产生以下响应：(i)眼部肌肉中的响应，以允许眼睛保持注视(ii)引起头部移动的肌肉中的响应。

重力感受器的不对称性产生头晕、运动感、倾斜感、被推的感觉、被拉的感觉或坠落感；而旋转感受器的不对称性产生真正的旋转性眩晕。九千万美国人由于眩晕、头晕或平衡问题而就医。这是在医生的办公室中听到的第二大常见疾病，并且全国人口的70％在其一生中的某个时刻会发生这个问题。老年人的意外死亡的50％由跌倒造成，并且跌倒中的10％导致住院。每15秒就有老年人由于跌倒而在急诊室中接受治疗；每29分钟就有成年人在跌倒后死亡。研究已经指出，据估计到2020年每年跌倒相关损伤的直接和非直接费用高达549亿美元，并且症状性(即被报告头晕)的患有前庭功能障碍的参与者单独使跌倒的机率增加超过12倍。研究还已经指出了年龄的增加与前庭功能障碍的发病率增加相关联。也存在以下军事方面的考虑：导致与前庭相关的问题范围的由战斗引起的伤害以及军用飞机损失和其它财产损失。

已知到头部的骨传导刺激以及听觉刺激会刺激耳石器官116、118。由于该刺激，在胸锁乳突肌(引起头部的运动的颈部肌肉)和眼外肌(允许眼睛移动和聚焦的眼部肌肉)处产生响应(例如，动作电位)。此外，响应于两个耳石器官的触发，在其它肌肉(例如肱三头肌或头夹肌)处产生抑制性动作电位或刺激性动作电位。肌肉响应可以被表征为或被测量为从大脑到肌肉的电脉冲。具体地，已经发现在胸锁乳突肌处测量的与球囊118的触发对应的颈性前庭诱发肌源性电位(cVEMP)响应是抑制性电位。此外，在下斜肌(控制眼睛的具体运动的眼外肌)处测量的与椭圆囊116的触发对应的眼性前庭诱发肌源性电位(oVEMP)响应是刺激性动作电位。眼外肌包括六块肌肉，其包括：下斜肌、上斜肌、内直肌、上直肌、下直肌和外直肌。通过观察cVEMP响应和oVEMP响应，通常已知的是：可以观察影响人的前庭系统和平衡感测系统的疾病、失调和病况。

除了产生听觉刺激以外，现有技术中的一些人已经开发出将骨传导刺激传送颅骨的某些部位(例如额骨、顶骨、枕骨)以测试内耳的重力感受器功能的各种类型的设备。例如，现有技术中的一些人已经采用机电装置和微型振动器设备。已经发现这样的设备产生的刺激的大小不足以诱发稳健的响应。现有技术中的一些人还采用了螺线管致动器。包括螺线管致动器的现有装置可以产生足够大的刺激，但是对于某些患者还可能产生耳石器官的其它刺激。一些人使用了反射锤。在这些常规方法中，反射锤轻敲前额可以产生最稳健的cVEMP响应和oVEMP响应，但是没有使刺激归一化和对刺激进行校准的机构。

可以在头部的各种位置上施加骨传导刺激，例如在前额的前方沿中线处。图1C和图1D示出了用于传送骨传导刺激的示例电极布置图。可以在不同测试中以及不同患者中的相同位置处(例如“Fz”位置120处)施加骨传导刺激，以便改进测试的可重复性。

附图说明

结合附图通过参照下面的详细描述可以更容易地理解实施方式的前述特征，在附图中：

图1A和图1B示出了与人类耳和内耳相关的各种解剖结构；

图1C和图1D示出了用于传送骨传导刺激的示例电极布置图；

图2示出了根据各种实施方式的用于测量内耳的重力感受器功能的系统；

图3示出了根据各种实施方式的电驱动致动器；

图4A至图4G示出了图3的电驱动致动器的各种实施方式；

图5A和图5B示出了根据各种实施方式的手持式电驱动致动器；

图6A和图6B示出了根据各种实施方式的电驱动致动器；

图7A至图7D示出了根据各种实施方式的用于测量重力感受器功能的示例测试序列；

图7E至图7G示出了根据各种实施方式的采用图7A至图7D中示出的测试序列中的一个测试序列的测试的示例输出；

图8示出了根据各种实施方式的用于测量眼性前庭诱发肌源性电位(oVEMP)响应的设备；

图9示出了根据各种实施方式的用于测量oVEMP响应的设备；

图10A至图10C示出了根据各种实施方式的用于测量颈性前庭诱发肌源性电位(cVEMP)响应和oVEMP响应的设备的若干视图；

图11示出了根据各种实施方式的用于测量患者响应的设备；

图12A至图12C示出了根据各种实施方式的用于观看患者响应的图形用户界面；以及

图13A至图13C示出了根据各种实施方式的手持式电驱动致动器。

具体实施方式

如本文中所使用的，术语“重力感受器功能”可以指代前庭系统的操作，如提供重力、加速、减速、定向、平衡和移动的感知和监控。术语还指代由于前庭系统的刺激产生的生理响应，如颈性前庭诱发肌源性电位(cVEMP)或眼性前庭诱发肌源性电位(oVEMP)。

如本文中所使用的，术语“刺激”可以指代施加给人以测量或测试人的内耳的重力感受器功能的一系列独立的力或脉冲。可以由施加给人(例如患者)的颅骨的机械冲击来产生每个力，并且可以通过颅骨将每个力传导至内耳，以诱发人的前庭系统的生理响应。具有仅一个力的刺激的子集是单个刺激。

如本文中所使用的，术语“患者”可以指代接受骨传导刺激或者他或她的内耳的重力感受器功能正在被测量的任何人。

如本文中所使用的，术语“颈性前庭诱发肌源性电位”(其缩写为“cVEMP”)可以指代在胸锁乳突肌处测量的、对应于球囊的触发的抑制性响应。

如本文中所使用的，术语“眼性前庭诱发肌源性电位”(其缩写为“oVEMP”)可以指代在眼外肌(例如下斜肌)处测量的、对应于椭圆囊的触发的刺激性响应。

如本文中所使用的，术语“颅骨”可以指代头部的骨的子集，其包括额骨、顶骨和枕骨。

在示例性实施方式中，方法和设备可以以不污染或干扰所产生的人的前庭系统的生理响应(即重力感受器功能)的测量的方式来向颅骨提供刺激。为了提供这样的测量，可以以不产生耳的听觉响应的方式来产生刺激。在本文中，本公开内容的各种实施方式意识到，相对于现有技术中已知的传统噪声屏蔽和噪声归一化技术，(在不进行听觉刺激的情况下进行的)骨传导刺激可以产生更稳健的内耳中的重力感受器的响应。具体地，本公开内容的各种实施方式认识到，听觉系统的刺激可以产生内耳中的重力感受器的响应，其会干扰和/或污染由骨传导刺激产生的响应。这个听觉系统的刺激可以被称为“空气传导刺激”，并且是刺激鼓膜的声波(即“空气传导”刺激)的结果，而不是通过颅骨被传导至内耳的由对颅骨的机械冲击产生的力的结果。为了避免在骨传导刺激过程中触发耳的听觉响应，本文中所公开的设备的实施方式可以以基本上无声的方式操作。除了基本上无声以外，各种实施方式可以被配置成以可伸缩冲击强度传送更多冲击(比现有技术中已知的系统多高达500％)，从而实现比之前可实现的更高保真度的测量。因此，本文中所公开的实施方式可以有利于测试内耳中的人类平衡感测感受器，并且更具体地有利于测试耳石响应。

本文中所公开的设备的各种实施方式可以是便携式的，并且可以被配置用于快速部署。在现场测试中，已经发现的是，与传统的声学cVEMP和oVEMP系统相比，可以更快地执行设备的各种实施方式。除了提供基本上无干扰或无污染的测量以外，各种实施方式可以使重力感受器足够饱和而使得耳间差异更准确和一致，从而减少了测试之间的可变性。在P.A.Wackym等人的RapidcVEMPandoVEMPResponsesElicitedbyaNovelHeadStrikerandRecordingDevice,33OTOL.NEUROTOL.1392-1400(2012)中已经描述了这样的饱和，其内容通过引用合并于此。

在一些实施方式中，本文中所公开的方法和设备可以提供oVEMP响应和cVEMP响应的一致的且可快速部署的测量。具体地，各种实施方式可以被部署用于在相对于传统方案较少的时间内进行测量(或一系列测量)。

一方面，方法和设备可以提供眼外肌的动作电位(例如，oVEMP)的一致和可快速部署的测量。为了实现这样的测量，设备可以适于快速地并且容易地座落在患者的面部的至少一部分之上(类似于面罩)。电极(或多个电极)可以从设备延伸并且可以被设置在至少一只眼睛的眼外肌的至少一部分之上。在一些实施方式中，其它传感器(例如加速度计)可以被耦接至设备，并且可以提供对如下面所讨论的归一化和/或反馈有用的数据。设备和电极可以既不撞击眼球或眼外肌，也不限制眼球的运动，并且因此可以提供与传统方法相比更清晰和更稳健的oVEMP响应的测量。

另一方面，方法和设备可以提供胸锁乳突肌的动作电位(例如cVEMP)的一致的且可快速部署的测量。为了实现这样的测量，设备可以提供在使患者前倾(即倾斜或弯腰)时用于患者下颚的放置区域。在这样做的情况下，设备可以使患者以使胸锁乳突肌的一部分收缩的方式弯曲他或她的颈部。cVEMP响应是抑制性响应，并且因此胸锁乳突肌应在测量或测试过程中收缩以检测抑制。通过提供帮助和/或支撑以减小测量过程中的应力，尤其对于某些患者(即受损或受伤的患者)，这样的实施方式可以实现强烈并且一致的测量。

现有方案通常需要患者仰卧，同时弯曲他或她的颈部，并且抵抗阻力而旋转他或她的头部。对于某些患者(例如年老患者，或患有脊柱后凸的患者)而言，这个方案非常不适。这样的患者可能不具有身体耐力，以在测试或测量的持续过程中保持他们的颈部的悬挂和弯曲。另外，由于在患者抵抗阻力而旋转他或她的头部时施加给关节的过大的力，这样的方案可能会使诸如颞下颌关节功能障碍之类的疾病加重。本实施方式减轻了这样的应力，并且通过允许胸锁乳突肌在不对颞下颌关节和/或颈部和脊柱施加应力的情况下收缩，为患者提供了更舒适的测试位置。

在另一示例性实施方式中，方法和系统可以提供新的测量方法，如重力感受器功能的输入输出功能的测量以及具有归一化响应的测量。可以有利地在临床方案或研究方案中采用归一化响应测量，以确定重力感受器的微小缺陷及其差异。先前没有研究过重力感受器的输入输出功能。这些设备还可以提供与通过传统方法可实现的刺激传送相比更频繁的传送刺激的能力。

图2示出了根据各种实施方式的用于测量内耳的重力感受器功能的系统200。系统200包括电驱动致动器202(示出为“致动器202”)，其将骨传导刺激203(或其序列)传送到患者201的头部的位置216，并且因此到患者201的颅骨。系统200可以包括用于致动电驱动致动器202的控制器204。在一些实施方式中，控制器204和电驱动致动器202可以形成电驱动致动器系统。在一些实施方式中，电驱动致动器系统还可以包括接口单元210(在下面进行讨论)。电驱动致动器202可以适于以基本上仅诱导骨传导刺激并且不诱导实质性听觉刺激的方式来传送骨传导刺激203。听觉刺激可以具有可忽略的幅度，以不污染或干扰所测量的由骨传导刺激产生的响应。这样，与现有技术中使用的传统致动器装置(例如，传统的螺线管致动器装置)相比，电驱动致动器202可以在以基本上无声的方式操作的同时，使重力感受器足够饱和以用于不同的冲击和/或测试之间的更一致的测量。具体地，已经发现传统的螺线管致动器装置产生70分贝听力级(dBHL)至80分贝听力级的范围内的声音。电驱动致动器202可以产生显著降低的29.2dBHL至50dBHL之间的声音水平。可以另外使用噪声抑制耳塞和/或耳盖来进一步降低来自听觉刺激的干扰和污染。如本文中所讨论的，电驱动致动器202还可以比传统的螺线管更频繁地传送刺激，从而加强了使响应平均化和降低噪声的影响的能力，并且还可以被配置成传送可缩放刺激，使得可以计算输入输出功能或确定触发阈值(例如，诱发电位阈值；实现最大响应所需的力和加速度的量)。

控制器204可以是操作被配置成控制电驱动致动器202的操作的测量软件的计算机系统。例如，控制器204可以是现成的数据采集系统(如由NationalInstruments,INC.(Austin，TX)生产的数据采集系统)的一部分。

系统200可以包括多个传感器206。在一些实施方式中，一个或更多个传感器206可以被配置成测量与患者201对骨传导刺激203的响应对应的信号207。所测量的信号207可以是对应于物理现象的信号的任意表示，其包括从电极拾取或感测的信号，和/或包括由信号处理电路和/或数据处理器对所测量的信号进行的任何转化、数字化、转换和/或滤波(例如，如下文参照接口单元210所描述的)。例如，在一些实施方式中，接口电路210可以包括线性电流放大器，相对于标准开关放大器，线性电流放大器可以使输出力的可变性降低90％以上。可以通过有线或无线通信通道在系统200的不同部件之间传送任何信号。在一些实施方式中，可以使用诸如蓝牙之类的短程无线通信协议来实现无线通信。

一个或更多个传感器206可以被配置成座落在至少一只眼睛的眼外肌的一部分和/或胸锁乳突肌之一的一部分的之上。在一些实施方式中，当至少一块肌肉对一个和/或多个骨传导刺激做出响应时，所测量的信号207可以与该至少一块肌肉的动作电位相对应。在一些实施方式中，传感器206可以被包括在适于座落在患者201的面部的至少一部分之上的面罩209中。传感器206可以包括一个或更多个前置放大电极。可以包括在传感器206中的表面前置放大电极的示例是由MotionLabSystems,Inc.(BatonRouge,LA)生产的Z03EMG前置放大电极。在一些应用中，前置放大可重复使用电极可能会出现由于拾取额外的电伪迹而面临挑战。在这样的应用中，可重复使用电极的使用和记录数据之前增大的信号放大可以补救该问题。

可以适于包括传感器206的面罩209的示例是由BSNSports(Dallas,TX)生产的型号为1720xxxx的护目镜。面罩209的另一示例可以适于来自计算机辅助设计和定制3D打印。在一些实施方式中，传感器206可以安装在铰接式臂上。合适的铰接式臂的示例可以包括定位器，如由Tektronix,Inc.(Beaverton,OR)生产的产品编号为PPM100的铰接式臂。铰接式臂可以被耦接至基座，并且提供至少三轴自由度的移动。可以使用各种类型的铰接式臂，其可以是手动操作或计算机操作。在一些实施方式中，传感器206可以安装在其上的铰接式臂的另一示例是由MoffattProducts,Inc.(Watertown,SD)生产的型号为96130的臂。

在一些实施方式中，传感器206可以包括一个或更多个传感器，其被配置成向接口单元210和控制器204提供与冲击相关的反馈。例如，传感器206可以包括布置在患者201的头部上的一个或更多个加速度计。这些加速度计可以被配置成检测靠近加速度计的头部的部分的加速度，并且将该加速度数据发送回控制器204和/或接口单元210。控制器204或接口单元210可以根据已知的物理原理而使用加速度数据来确定冲击过程中由患者201所经受的力。在一些实施方式中，控制器204或接口单元210可以使用加速度数据来使响应信号207归一化(例如，使得可以正确地将对较高力的冲击的响应与对较低力的冲击的响应进行比较)。在一些实施方式中，控制器204可以使用加速度计数据来调节随后的冲击，以实现期望的力(例如，如在本领域中所理解的，在反馈环路中)。在一些实施方式中，一个或更多个加速度计可以安装在颞骨乳突部中的每一个上，以生成表示传送到颞骨的力的数据。

系统200可以包括从传感器206接收信号207的记录器208(示出为控制器204的一部分)。传感器206可以通过接口单元210来与控制器204进行接口，接口单元210可以包括被配置成处理和/或增强所测量的信号207的信号处理电路和/或放大器。接口单元210可以是定制单元或市售部件。可以适用于一些实施方式的接口单元210的示例是多功能数据采集系统(DAQ)，如由NationalInstruments,Inc.(Austin,TX)生产的型号为NIUSB-6009的多功能DAQ，其具有八个14位模拟输入通道，每个通道每秒能够记录48,000个样本等特征。接口单元210可以包括按钮、旋钮、显示器以及可以由系统200的操作员操作和/或观看以观察所做出的测量或改变由系统200传送的刺激的特性的其它用户接口元件。例如，接口单元210上的旋钮或滑块可以与控制器204耦接，使得旋钮的旋转或滑块的平移可以使所传送的刺激的力增大或减小。

系统200可以包括启动电驱动致动器202以传送骨传导刺激203的触发器212。在实施方式中，触发器212可以是可操作地安装在致动器202上的电开关。开关可以联接至控制器204，以在被致动时触发到控制器204的信号。此外或者作为替代，触发器212可操作地安装在致动器202上，触发器212可以是控制器204的用户接口的一部分。例如，触发器212可以包括控制台或键盘上的有形按钮或者在显示器214上示出的以图形方式显示的按钮。在另一实施方式中，触发器212可以是适于由操作员的四肢致动的远程开关的一部分。远程开关可以位于地板上来作为脚踏板，或者位于桌面上来作为手控制台的一部分。这样，可以由操作员的手或脚来操作触发器212。操作员可以是使用系统200来执行或者帮助进行重力感受器功能的测量或测试的任何人。在另一实施方式中，触发器212可以是具有麦克风和语音处理系统以允许进行语音致动触发的语音识别系统的一部分。各种语音识别系统和语音致动触发通常在现有技术中已知，并且可以用在各种实施方式中。麦克风可以向语音处理系统提供音频信号。语音处理系统可以是控制器204的一部分。语音处理系统可以包括处理器，其被配置成分析音频信号，以确定与触发器212的致动对应的命令的存在。当确定已经发出语音命令以触发致动器时，处理器可以使触发信号致动电驱动致动器202。触发信号可以被提供给控制器204。

在一些实施方式中，系统200可以包括传感器，其布置在电驱动致动器202上或者靠近电驱动致动器202，以在耦接至电驱动致动器202的冲击器靠近撞击点时将电信号输出到控制器204。电信号可以由控制器204接收，并且可以触发患者201处的动作电位的记录，动作电位与患者201的内耳的重力感受器对应。

系统200可以包括呈现所测量的响应的显示器214。显示器214可以包括电容式传感器或其它触觉传感器，并且因此可以接收操作员输入(例如，如下文所讨论的选择各种波形的形状和幅值)。下面讨论各种显示器的示例。

系统200可以被配置成允许对每个内耳中的两个重力感受器进行快速的现场测试。可以在一侧单独或同时测试两个重力感受器(即球囊和椭圆囊)中的每一个。替选地，可以同时对双侧的全部四个感受器进行测试。可以采用同时测试来进行定量评估，并且可以采用双侧测试来进行外周重力感受器功能的快速测试，同时进行外周重力感受器功能的筛查。这样可以针对头的一侧或双侧同时或者顺序地测量cVEMP响应、oVEMP响应或二者。

在示例性实施方式中，致动器202可以是手持装置的一部分，其被包含在外壳中，以允许进行容易的操作和骨传导刺激203的传送。刺激203可以是预定的力和/或冲力。在致动器202具有纵向轴的实施方式中，可以沿着关于致动器202的纵向轴平行或成角度的轴或者沿弧形路径来施加刺激203的力。在一些实施方式中，致动器202可以耦接至被配置成在骨传导刺激203的传送过程中对准或支撑致动器202的头带。在一些实施方式中，致动器202可以被容纳在可通过铰链安装至结构体如椅子、桌子或地板的机械联接的机架内，使得可以在不使用手持式致动装置的情况下传送所产生的刺激。

系统200的一些实施方式的可以表征为能够传送多个骨传导刺激203的快速的、计算机控制的以及经校准的手持式装置。已经设想了系统200的若干应用。注意：所描述的应用仅是示意性的，并且也可应用与内耳的临床筛查、测试和诊断相关的其它应用。本文中所公开的系统的应用的示例包括但不限于：进行筛查，以监测在医院中或在移动性设施(例如化疗室)中所施用的耳毒性药物；对于入院的患者进行筛查，以确定任一重力感受器以及内耳之间的重力感受器的异常情况(其可以用作医院跌倒的预测器)。已经使用VEMP进行研究并且可以将系统200应用到其中的病理状况的综述在下述文献中呈现：K.D.Nguyen等人的Test-retestReliabilityandAge-relatedCharacteristicsoftheOcularandCervicalVestibularEvokedMyogenicPotentialTests,31(5)OTOLNEUROTOL.793-802(2010)；P.A.Wackym等人的RapidcVEMPandoVEMPResponsesElicitedbyaNovelHeadStrikerandRecordingDevice,33OTOLNEUROTOL.1392-1400(2012)；以及P.A.Wackym的Responseto:RapidcVEMPandoVEMPResponsesElicitedbyaNovelHeadStrikerandRecordingDevice,34(4)OTOLNEUROTOL.779-780(2013)。

此外，认识到重力感受器响应的时间方面的评估(例如，所测量的信号与刺激之间的时延)可以用作诊断一些类型的内耳前庭失调的预报器。例如，发现在患有一些类型的内耳前庭失调的一些患者中，在疾病活动时存在的波形形态在手术干预后衰退并返回正常。在具有某些听觉失调的听觉脑干诱发响应中可以看到波形形态的类似的中断。然而，对于传统的刺激技术而言，检测这样的形态是挑战。本文中所公开系统的各种实施方式可以以与通过声学刺激可实现的检测相比更易于检测的方式来实现基于骨传导刺激的VEMP的改变的波形形态的检测。如上面提到的，改变的波形形态可以是内耳疾病的标记物，并且与传统技术相比，通过本文中公开的系统的各种实施方式可以更容易地对其进行检测。类似地，还发现cVEMP响应的较短的时延可以存在于手术前的上半规管裂患者中，并且该时延在手术校正后可以返回正常。已经报道当在手术前和手术后进行记录时，cVEMP和oVEMP响应发生变化。因此，本文中所公开的系统的各种实施方式可以实现对cVEMP响应的较短时延的检测，并且因此实现对上半规管裂的检测。此外，本文中所公开的系统的各种实施方式可以作为诊断工具应用在任何听力学、耳科学/神经耳科学以及神经内科学或耳鼻喉科学实践中。

图3示出了根据各种实施方式的电驱动致动器202的示例。电驱动致动器202可以包括例如通过轴305来耦接至冲击器204的致动元件302。在一些实施方式中，致动元件302可以刚性地耦接至冲击器304。致动元件302可以被设置在外壳314中。

在使用中，冲击器304可以通过冲击患者201的颅骨来将力传送到患者201的颅骨306。在一些实施方式中，冲击器304可以是带缓冲的或可延展的，并且可以充当“锤”。在使用过程中，最靠近颅骨的冲击器304的端部可以被形成为例如垫。冲击器304可以包括缓冲材料，如适当的聚合物或毡制品。

致动元件302被配置成：使冲击器304在从开始位置308到撞击位置310的方向307上加速，以传送预定义的力或冲力312。预定义的力或冲力302可以具有足够的大小，以使患者201的颅骨中的重力感受器饱和。例如，在一些实施方式中，预定义的力312的大小可以在1牛顿(N)至500牛顿(N)之间。致动元件302可以适于在使冲击器304加速时以接近无声(例如，低于50dBHL)的方式操作。在一种实施方式中，致动元件302可以是音圈线性致动器。在一些实施方式中，可以包括在致动元件302中的音圈线性致动器的示例是由H2WTechnologies,Inc.(SantaClara,CA)制造的型号为NCC14-15-023-1PBS的非通信DC音圈线性致动器。音圈线性致动器可以包括永磁体以及适于在线圈被供电时相对于彼此而移动的音圈。磁体和音圈可以位于轴承系统中。在一些实施方式中，致动元件302可以包括作为阵列来操作以增大可以被传送的峰值力的多个音圈线性致动器。音圈机构使用电场与磁场之间的关系来引起与驱动电流成比例的轴向力，并且可以有利地具有通过传统的气动骨传导系统无法传送的较低的摩擦力和高频率负载。在整个行程长度中使轴承摩擦最小化并且保持基本上线性的电压与力之间的关系可以改善性能。

撞击位置310(也被称为“撞击点”)指代当冲击器304冲击头部时冲击器304的位置。开始位置308(也被称为“开始点”)通常指代在经受致动元件302的致动之前冲击器304的位置。撞击位置310可以位于开始位置308与冲击器304的最大延伸位置(即在朝向撞击位置310的方向上沿着冲击器的行进路径距离开始位置308最远的点)之间。在一些实施方式中，致动元件302可以适于在冲击器304接近撞击位置310时使冲击器304减速311，以减小由冲击产生的声音。

图4A至图4G示出了根据各种实施方式的示例致动元件302的各个方面。

致动元件302可以包括存储要在刺激的传送过程中释放的势能的能量存储元件。能量存储元件可以是例如电能存储元件(例如电容器)或机械存储元件(例如一个或更多个弹簧)。图4A示出了根据各种实施方式的适于使冲击器304(未示出)在方向350上加速的示例致动元件302。图4A的致动元件302包括布置成使块状件406加速的弹簧组件404和电致动组件402(如螺线管或音圈)。弹簧组件404包括可以安装至外壳314的至少一个弹簧(或一系列弹簧)。块状件406可以耦接至冲击器304，使得块状件406的加速导致冲击器304的加速。例如，块状件406可以通过轴305而刚性地耦接至冲击器304。致动元件302可以具有(在最远离撞击位置310的致动元件302的行进点与最接近撞击位置310的致动元件302的行进点之间测量的)行进长度，其中致动元件302可以在该行进长度上行进，以在传送刺激时向块状件406(以及耦接至块状件406的其它物体)提供预定义的冲力(例如具有预定义的速度)。为了使块状件406加速，可以使用具有第一极性的电位来激励电致动组件402，以使块状件406在负方向408(即远离撞击位置310)上移动，以加载弹簧组件404(例如，将包括在弹簧组件404中的一个或更多个弹簧置于压缩状态)。随后，可以使用具有(与第一极性相反的)第二极性的电位来激励电致动组件402，以使块状件406在正方向410(即朝向撞击位置310的方向)上移动，以卸载弹簧组件404。在卸载过程中，作为应用第二极性的电位的结果，弹簧组件404使由电致动组件402提供的方向410上的力增大。所产生的力可以由下面示出的等式1来表示，在等式1中，F_total是施加在块状件406上的总的力，F_{electrically-actuatedassembly}是由施加给电致动组件402的电能产生的力，而F_spring是由弹簧组件404的卸载产生的力。

F_total＝F_{electrically-actuatedassembly}+F_spring(1)

如在现有技术中所理解的，F_spring可以表示为1/2kx²，其中k是弹簧组件404的弹性常量，而x是负方向408上的位移。

替选地，致动元件302可以适配有弹簧组件404，其通过被置于拉伸状态来加载。图4B中示出了这样的实施方式的示例。

为了提供第一极性或第二极性的电位，电致动组件402可以从控制器204(未示出)接收变化的电压和电流的波形。例如，波形可以是正弦波形、三角波形、阶梯状波形、偏斜波形或复合波形(例如小波)。图4C示出了施加给电致动组件402的各种类型的波形的示例。子图(1)至子图(5)示出了各种波形，其包括正弦波形、三角波形、阶梯状波形、偏斜波形和方波波形。X轴的一侧的波形的部分可以具有第一极性，而X轴的另一侧的波形的部分可以具有第二极性。具体地，每个波形可以包括具有第一极性的第一电位414以及具有与第一极性相反的第二极性的第二电位416。以第一极性或第二极性施加的峰值电压或峰值电流也可以不同，图4C的子图(6)和子图(7)示出了其示例。可以使用不同的峰值电压或峰值电流来改变骨传导刺激的大小。可以由本文中所公开的系统的操作员来调节峰值电压或峰值电流，以调节冲击器304与患者201之间的冲击的大小(例如峰值力或峰值冲力)，从而提供可缩放的冲击。不同的峰值、形状、平均值等可以提供测量或测试中的灵活性，并且可以允许从业者来选择测量的参数以进行可以适用于不同类型的患者和/或病况的不同类型的测试。例如，操作员可以根据患者的舒适程度或者根据其它临床指南来缩放冲击。在一些实施方式中，提供给电致动组件402的波形可以是模拟波形。在一些实施方式中，可以由控制器204以数字形式生成由控制器204生成并且被提供给电致动组件402的波形，然后使用合适的模数(A/D)转换器来将其转换成模拟形式。

在一些实施方式中，电致动组件402可以从控制器204接收变化的电压和电流的波形，以在正向地使块状件406朝向撞击位置310加速以及在冲击前可控地使块状件406减速两个方面起辅助作用。例如，波形可以包括在具有第二电位的部分之后的具有第三电位的部分，其具有第一极性。其示例在图4C的子图(8)中示出，在子图(8)中，在具有第一极性的第一方波部分(例如第一电位414)之后，继之以具有第二极性的第二方波部分(例如第二电位416)，以及其中第二方波部分416之后继之以具有第一极性的第三方波部分412。

返回参照图3，电驱动致动器202可以包括外壳314，在该外壳314中可以设置致动元件302。冲击器304可以设置在外壳314内部或外部。

外壳314可以包括导向器316，以维持冲击器304相对于致动元件302的定向和对准。在一些实施方式中，导向器316可以是线性导向器，其可以被定向成关于电驱动致动器202的纵向轴线平行或成角度。例如图4A和图4B示出了可以采用以下形式的导向器316：套管、套筒轴承、轴颈轴承或其它合适的导向器机构。在一些实施方式中，导向器316可以采用围绕铰链旋转的轴的形式。例如，图4D描绘了其中冲击器304与轴418耦接的实施方式，其中轴418围绕铰链420旋转，直到冲击器304接触患者201为止。在另一实施方式中，导向器316可以允许围绕旋转轴线进行成角度的移动。例如，图4E描绘了导向器316作为保持块状件406处于槽424中的轮轴的实施方式。冲击器304可以与块状件406的面耦接(例如，如图4E所示的)。

电驱动致动器302可以包括减速元件，其适用于在冲击器304和患者201冲击之前可控地使块状件406减速，从而允许接近无声的操作。图4F和图4G各自示出了包括一个或更多个减速元件的电驱动致动器302的实施方式的一部分。减速元件可以结合上述电致动组件402的减速功能联来操作。如在图4F和图4G所示的，减速元件可以包括弹簧426(或者一系列弹簧)，其适用于在冲击器304接近撞击位置310时从冲击器304(例如，以压缩或拉伸的方式)移除能量并且存储能量。如图4F和图4G所示，减速元件可以包括适用于将任何移动部件与非移动部件隔离的缓冲元件428，例如弹性或可变形挡块。例如，如图4F的示例所示，缓冲元件428可以被定位成：使块状件406免于与外壳314或贴附至块状件406的静止部件直接接触。作为另一示例，如图4G的示例所示，缓冲元件428可以被定位成隔离处于电致动组件402内的移动部件。在图4G的实施方式中，缓冲元件428可以采用位于电致动组件402的静止部件430与非静止部件432之间的挡块的形式。减速元件318可以采用这些形式中的任何形式，并且可以有助于块状件406的可控减速。

在一些实施方式中，本文所公开的电驱动致动器202可以采用手持式致动器的形式。图5A和图5B示出了根据各种实施方式的被实例化为手持式致动器500的电驱动致动器202。图5A示出了手持式致动器500的拆卸图，而图5B示出了在组装时的手持式致动器500的轮廓图。如在图5A的拆卸图中所示的，手持式致动器500包括主要构成手持式致动器500的本体的外壳314。音圈线性致动器组件501被设置为致动元件302。音圈线性致动器组件501可以包括永久磁铁502、音圈504、聚合物挡块506、撞击弹簧508、套管510和轴512。手持式致动器500还可以包括冲击垫514(例如冲击器304)和接触力弹簧516。

在装配时以及在静止(例如，未通电)时，音圈线性致动器组件501可以基本上被固定至外壳314内。锁定螺丝(未示出)或其它机构可以用于保持与外壳314有关的音圈线性致动器组件501。音圈504和轴512被截面而彼此抵靠。音圈504可以被设置在永久磁铁502中，其中撞击弹簧508和聚合物挡块506设置在音圈504和永久磁铁502之间。音圈504可以被布置成相对于永久磁铁502可移动。永久磁铁502可以具有内孔，其可以与套管510纵向对准。轴512可以被设置在套管510中，并且可以延伸超出永久磁体502，以基本上永久地连接至冲击垫514。轴512可以具有细长区域和端部区域518。端部区域518可以被布置成抵靠接触力弹簧516，其位于音圈线性致动器组件501与外壳314之间。外壳314可以包括线缆组件520，其允许线缆(未示出)连接音圈504和控制器204(未示出)。线缆可以包括电力和接地信号通路。线缆中可以包括其它信号通路，以允许进行来自位于手持式致动器500中的板上电子部件(如未示出的触发开关)和传感器(未示出)的数据信号和传感器的通信。在一些实施方式中，可以使用包括在发送和接收设备中的合适的硬件(例如蓝牙硬件)以无线的方式来传输手持式致动器500与控制器204或其它部件之间传输的数据。在一些实施方式中，手持式致动器500(或本文所公开的任何致动器)可以由电池供电。

在操作(例如，骨传导刺激的传送)期间，手持式致动器500可以被定位成使得冲击垫514接近患者201的颅骨。特别地，手持式致动器500可以被定位成使得撞击位置310接近患者201的颅骨上的期望冲击点(即起始位置308)。冲击垫514可以被定位成在施加撞击之前以预定加载力来抵靠患者的头皮。在一些实施方式中，预定加载力可以为约1.5千克。

可以通过线缆以第一电压极性(例如正极)(例如，从控制器204)向音圈504施加电力。由于以第一电压极性施加电力而使音圈504可以利用永久磁铁502产生排斥力，从而使音圈504在加载方向522上远离撞击位置310而移动。在这样做时，音圈504可以推动(布置成抵靠音圈504的)轴512的端部区域518，使其也在加载方向522上移动，从而使接触力弹簧516压缩。音圈504和永久磁铁502可以被认为是被配置成在加载弹簧组件404(例如接触力弹簧516)时使块状件406加速(例如音圈504和轴512)的电致动组件402(如图4A和图4B所示的)。以第一电压极性施加的电力可以被认为是第一电位414(例如，如图4C所示的)。例如，通过在放大器上设置的硬件编码限制可以将致动器电力限制至安全且有效的水平。在一些实施方式中，为了冗余，还可以包括软件编码电力限制。

在以第一电压极性施加电力之后，可以向音圈504施加相反极性的电压。以第二电压极性施加的电力可以被认为是第二电位416(例如，如图4C所示)。作为响应，音圈504可以利用永久磁铁502生成吸引力，从而使音圈504在冲击方向524上朝向撞击位置310移动。利用移除的排斥力，接触力弹簧516可以从其压缩状态伸展，从而辅助或增大由永久磁铁502和音圈504响应于以第二电压极性施加的电力而生成的吸引力提供的力。可以如以上参照等式1所讨论的来表征所得的力。

当轴512在冲击方向524上移动时，冲击垫514可以朝向撞击位置310移动。当冲击垫514接近撞击位置310时，音圈504可以开始压缩撞击弹簧508。因此撞击弹簧508可以充当图4F和图4G所示的减速弹簧426，并且可以可控地使块状件406(例如，音圈504和轴512)减速。这种受控的减速可以防止由手持式致动器500的两个部件的高速碰撞而产生的声学噪声，从而允许手持式致动器500相对于常规致动器进行接近无声的操作。聚合物挡块506可以位于音圈504与永久磁铁502之间，并且可以充当缓冲元件428(例如，如图4F和图4G所示的)，从而协助块状件406的受控减速(例如，音圈504和轴512)。与加速时间相比，该减速时间可以较短，从而对冲击能量的影响最小。可听见的撞击噪声也可能会在反弹过程中出现。块状件406(例如，音圈504和轴512)可以被布置成推压接触力弹簧516，这可以起到防止反弹撞击的作用。

本领域技术人员应当理解的是，在一些实施方式中，音圈504和永久磁铁502可以进行操作，以在其间产生吸引力来加载接触力弹簧516，然后在其间产生推斥力以朝向撞击点310使冲击垫514加速。本领域技术人员还应当理解的是，还可以采用具有静止音圈和移动永久磁铁的音圈致动器，而不是采用具有(如图5A和5B说明性示出的)静止永久磁体和移动音圈的音圈致动器。

音圈504和轴512可以被认为是悬挂在两个相对的弹簧(即接触力弹簧516和撞击弹簧508)之间。这种悬挂通过允许在每个骨传导刺激之间的平滑和快速转换来有助于手持式致动器500的无声或接近无声的操作。聚合物挡块506可以提供移动部件之间的进一步缓冲，然而，部件可以处于分开位置，使得它们在骨传导刺激的每个传送不接触彼此。冲击垫514可以被配置成有助于手持式致动器500的无声或接近无声的操作。例如，在一些实施方式中，冲击垫514可以包括用于冲击的宽大表面积(最高达或大于手持式致动器500的外壳314的横截面)。正因为如此，来自手持式致动器500的能量可以均匀地分布到颅骨上。包括在冲击垫514上的缓冲还可以减小声学噪声。

如本文所讨论的，手持式致动器500的一些实施方式可以使实现以下骨传导刺激的传送：该骨传导刺激在功能上无声、在力或撞击上可变并且有意地形成为调制脉冲。正因为如此，骨传导刺激可以与动作电位记录同步，从而允许进行综合数据分析，例如用于提取响应和所测量的响应的其它特征之间的延迟信息的分析。据观察，手持式致动器500的一些实施方式可以以4至10赫兹(Hz)进行操作，其可以比常规的基于螺线管的锥体传导系统快很多。正因为如此，手持式致动器500可以在给定时段内实现更多的骨传导刺激传送，从而允许较短的测试方案以及用于处理所测量的信号(例如，使其平均化)以提高测量的信噪比的机会。例如，在一些实施方式中，可以十分钟内或更短时间内完成使用手持式致动器500的测试，相对于可能需要三十分钟或更长时间的常规方法大幅减小。较短的测试方案还可以使握持手持式致动器500的操作者更容易在不偏移的情况下将手持式致动器500的位置维持在患者的颅骨上的撞击位置上。

在替选实施方式中，两个相对弹簧(接触力弹簧516和撞击弹簧508)中的任一个可以被“预加载”(即，当手持式致动器500被断电时处于压缩性或排斥性负载下)。可以采用预加载来使弹簧倾斜，以增加或减小可以由手持式致动器500传送的峰值冲击力。例如，音圈线性致动器组件501可以适用于相对于外壳314移动，以沿着外壳314以预定义增量来预加载接触力弹簧516。在一些实施方式中，预加载还可以在静止期间将块状件406保持在预定义起始位置308处。正因为如此，在音圈线性致动器组件501被通电以加载接触力弹簧516的情况下，当接触力弹簧516被卸载时可以释放更大的力。

其它实施方式可以以无声或近乎无声的方式来传送骨传导刺激。图6A和图6B示出了根据各种实施方式的在两个不同位置处的电驱动致动器202。冲击器304可以可移动地耦接至致动元件302，而不是被刚性地耦接在一起(例如，如以上参考图5A和图5B的实施方式所讨论的)。致动元件302仍可以适用于将冲击器304从起始位置308加速至撞击位置310，以传送预定义的力或动量。然而，致动元件302可以使中间部件602(例如，撞锤)加速，该中间部件602可以将致动元件302的动能传递至冲击器304。例如，图6A描绘了处于“缩回”位置的中间部件602，而图6B描绘了处于“延伸”位置的中间部件602，中间部件602可以通过该“延伸”位置来接触冲击器304，并且将致动部件302的动能传递至冲击器304。正因为如此，冲击器304可以被建模成相对于致动元件302而独立的移动系统。

作为手持式致动器500传送在力方面是可变的并且(例如通过允许操作者经由接口单元210来选择波形和幅度)有意形成为调制脉冲的骨传导刺激的可控性的结果，手持式致动器500可以实现自动的具有供在测量和测试中使用的变化的波形形状、时序和/或幅度的刺激的序列。图7A至图7D示出了根据各种实施方式的可用于测量重力感受器功能的示例测试序列。

在一些实施方式中，测序序列可以包括一致的峰值幅度的刺激。例如，图7A示出了具有一致峰值、形状和持续时间的不同刺激(被称为“测试信号”)702的测试序列700的(具有表示时间x轴724和表示传送的力的y轴726的)曲线图。每个测试信号702可以是电力波形的产物(例如，在图3C所描绘的波形)。

在一些实施方式中，测试序列可以是逐渐变化例如斜坡的刺激序列(例如具有增加的或减小的幅度和持续时间的刺激)。例如，图7B示出了具有逐渐减小的幅度的测试信号的测试序列704的(具有表示时间的x轴724以及表示传送的力的y轴726的)曲线图。例如，第二测试信号706跟随第一测试信号708并且具有较低的峰值或平均幅度。类似地，后续的测试信号可以具有逐渐增大或减小的幅度。例如，在每个相继测试信号之间，每个测试信号的峰值、平均值或其它代表性统计可以相差至少20％。当然，可以使用其它变量。在一个实施方式中，序列700可以包括固定数目n的测试信号。在另一实施方式中，测试序列700可以是自适应的，其中施加减小的幅度的测试信号，直到无法观察到所测量的响应(例如，cVEMP和/或oVEMP)为止。测试序列700可以包括最后的测试信号710，其可以是超大刺激(即，其强度显著高于对于激活与(例如，包括在多个传感器206中的)一个或更多个电极接触的所有神经或肌肉纤维所需的强度)。在一些实施方式中，测试序列可以包括逐渐增加的(例如，如由测试信号峰值或平均值进行量化的)强度的测试信号序列，以确定超大刺激的强度。

如图7A和图7B所示出的，测试序列可以形成连续的波形。替选地，如图7C和图7D所示，测试序列在每个测试信号之间可以包括预定义的持续时间712。如图7C中的持续时间712a所示，预定义的持续时间712在测试序列中的测试信号之间是一致的。如图7D所示(如持续时间712b、712c、712d和712e)，在每个测试信号之间预定义持续时间712可以变化。

图7E至图7G说明性地示出了患者的重力感受器响应于施加图7A至图7D的测试序列的测试的假想输出。具体地，图7E示出了(例如，响应于图7A的图案)从电极206测量的一个或更多个信号的显示714。在一些实施方式中，显示714可以包括cVEMP714a、oVEMP714b或二者的表示。显示714可以指示所施加的测试刺激的各种特征，例如：(a)所施加的动量716和/或峰值力；(b)所施加的刺激数；(c)测试序列的类型(例如，未示出的斜坡、自适应等)。显示714可以指示传送的开始时间732以及开始时间732与观察到的峰值测量响应之间的时间718(被称为延迟时间)。例如，oVEMPn10电位可以被识别为刺激后在oVEMP波形714b中的第一独特且重复的峰值，并且oVEMPn10电位通常可能在刺激后约8至12毫秒处出现。oVEMPp16电位可以被识别为oVEMP波形714b中跟随峰值n10的第一独特且重复的波谷，并且oVEMPp16电位通常可能在刺激后约16毫秒处出现。cVEMPP13电位可以被识别为刺激后在cVEMP波形714a中的第一独特且重复的波谷，并且cVEMPP13电位通常可能在刺激后约10至14毫秒处出现。cVEMPn23电位可以被识别为刺激后在cVEMP波形714a中的第一独特且重复的峰值，并且cVEMPN23电位通常可能在刺激后约19至23毫秒处出现。所显示的信号可以是信号的平均值(例如窗内平均值)。显示714可以包括统计信息，如分布、幅度和/或延迟的最大范围(例如归一化为刺激强度)、幅度和/或延迟的最小范围(例如归一化为刺激强度)等。

oVEMP波形714b可以包括左侧oVEMP波形750和右侧oVEMP波形75。cVEMP波形714a可以包括左侧cVEMP波形754和右侧cVEMP波形756。如所示出的，系统200可以记录初始撞击的时间和至初始峰值的时间，并且随后计算时间差；在图7E的示例中，这些时间差是9.5毫秒(右侧oVEMP波形752)、9.9毫秒(左侧oVEMP波形750)、13.2毫秒(左侧cVEMP波形754)和13.7毫秒(右侧cVEMP波形756)。

图7F和图7G分别示出了根据各种实施方式的输入输出测试的假想显示720和722。其中刺激变化的冲击图案(例如，图7B至图7D中所示的图案)可以用于执行输入输出测试。图7F示出了对照x轴728上的(例如，由峰值力、平均力、峰值动量、平均动量等表征的)刺激(如“F1”至“Fn”所示的)来绘制的y轴上的cVEMP测量信号724和oVEMP测量信号726的(例如，由峰值幅度、平均幅度等表征的)幅度。例如，系统200可以获得响应于在8Hz下以给定力传送的1秒的冲击的八个测量信号，并且可以在总共十秒的测试和/或测量内以十种不同力中的每种力执行一组这样的测量。可以利用正被显示的峰值或平均信息对针对每种给定力的每次测量求平均。图7G示出了对照x轴728上的(例如，由峰值力、平均力、峰值动量、平均动量等表征的)刺激来绘制的y轴上的cVEMP测量信号730和oVEMP测量信号732的延迟(例如，图7E所示出的时间718)。当然，可以采用不同的组数以及每组不同的的测量信号数。临床医生可以检查这些曲线，以识别与以下关联的特有图案：美尼尔氏病、重力感受器功能的遗传损失、在施用抗生素或化疗期间耳毒性的发展、上半规管骨裂或其它状况。

在一些实施方式中，系统200可以被配置成用于新型测量方案和数据分析。例如，在一些实施方式中，系统200可以计算并显示重力感受器功能的输入输出比较。输入输出比较可以基于两个或更多个冲击图案，每个冲击图案具有不同的幅度和/或频率。输入输出比较可以分析对两个冲击图案的患者响应之间的差异，并且呈现作为冲击图案差异的函数的响应差异。在一些这样的比较中的焦点可能在于两个响应的幅度或其它特征的相对差异，而不是响应的绝对幅度或其它特征。这样的比较先前尚未被研究，并且可以产生有价值的临床数据。

在另一示例中，系统200可以计算并显示对各种冲击图案的归一化患者响应(例如，归一化至冲击图案中的冲击力的平均或最大幅度)。可以在临床或研究方案中采用归一化响应，以确定重力感受器的细微缺陷及其差异。

在本文所公开的一些实施方式中的另一方面中，各种方法和装置可以提供对oVEMP的一致和快速可部署的测量。装置可以适用于快速且容易地安置(如掩盖)在患者面部的至少一部分之上。一个或更多个电极可以从装置延伸，并且可以位于至少一只眼睛的包括下斜肌的眼外肌的至少一部分之上。装置和电极可以不撞击眼球或眼外肌，也不限制眼球的运动，从而提供对oVEMP响应的更清楚且更稳健的测量。商业泳镜可能导致眼球包封，并且因此可能对于测量目的而言在功能上是无用的。

图8示出了根据各种实施方式的用于测量oVEMP响应的面罩209。如本文所使用的，“面罩”是指在使用中安置在人的面部的一部分之上而不向眼球和眼外肌施加相当大的压力的眼镜防护。面罩可以是遮蔽物、保护目镜、眼镜等。本文所公开的面罩实施方式中的各种面罩可以允许在患者的床边执行测试，而非需要患者前往指定检测位置。

面罩209可以包括框架802，并且被配置成安置在患者201的面部的一部分之上。例如，框架802可以座落在患者201的耳朵804和鼻子806上。在替选实施方式中，框架802可以座落在脸颊808上。在又一实施方式中，框架802可以从完全或部分围绕头缠绕的带状物(未示出)延伸或悬挂。

面罩209可以包括至少一个传感器206，其适用于在面罩209被放置在患者201的头部上时安置在至少一块眼外肌的一部分之上。传感器206可以是表面电极，例如前置放大电极。在一些实施方式中，传感器206可以经由桥部810从框架802延伸出来，以与框架802刚性地连接。在另一实施方式中，桥部810可以是铰接臂，其可以延伸、枢转、弯曲和/或旋转，以允许传感器206相对于患者202的面部进行调整。可适用于一些实施方式的铰接臂的示例包括由MoffattProducts,Inc.(Watertown,SD)制造的型号96130的臂。相对于被动表面电极，使用前置放大表面电极作为传感器206可以使能够检测由减小的刺激强度导致的诱发响应。框架802可以具有在使用时布置在眼睛的前方的周界部812，并且可以围绕玻璃或塑料镜片或者可以不包括镜片。

在一些实施方式中，图8的面罩209可以包括一个或更多个其它传感器，例如加速度计。这些其它传感器可以包括在框架802中、可以包括在弹性带中，或者可以经由一个或更多个导线与面罩209耦接。如以上所讨论的，这些其它传感器可以提供对归一化和/或反馈有用的数据。

图9示出了用于测量oVEMP响应的面罩209的另一实施方式。面罩209可以包括用于安置在患者的鼻子之上的框架802。框架802可以连接至适用于围绕患者201的头部缠绕的可拉伸带902。

如以上所讨论的，一些方法和装置可以提供对cVEMP和/或oVEMP的一致且快速可部署的测量。为了提供这样的测量，装置的一些实施方式可以提供在使患者向前倾斜(即侧倾或弯曲)时用于患者下颚的座落区域。在这样做时，装置可以使患者以以下方式弯曲他或她的颈部：在不拉伤颞下颌关节和/或颈部和脊柱的情况下，使胸锁乳突肌的至少一部分收缩。

图10A至图10C示出了根据各种实施方式的用于测量cVEMP响应和oVEMP响应的装置100的若干视图。具体地，图10A示出了透视图，图10B示出了前视图，而图10C示出了侧视图。装置1000可以安装在桌面1002上。桌面1002可以被机动化以调整至用于患者201的合适高度(沿z方向)。可适用于一些实施方式的机动化桌子的示例是由Woodlyn,Inc.(ArlingtonHeights,IL)制造的型号01-TBL001。患者201可以靠近桌面1002坐着或站着。装置1000可以包括下颚支架1004，其可以在z方向上可调。在一些实施方式中，下颚支架1004可以在包括x方向和y方向的其它方向上可调。装置1000可以包括作为手支架的手柄1006。在一些实施方式中，装置1000可以与现有的气导VEMP系统或将来要开发的VEMP传送和记录系统一起使用。

装置1000可以被配置成允许患者201抵靠下颚支架1004的对称颈部前屈。下颚支架1004可以包括压力传感器1008，以测量由患者201施加至下颚支架1004的压力(例如力)。所测得的压力可以被存储作为cVEMP响应的一部分，以对cVEMP测量信号进行归一化。所测得的压力还可以用于对cVEMP测量信号进行归一化。装置1000可以包括激光引导装置以在表面上提供图案或者可以包括具有LED灯的棒，患者201可以将他的/她的注意力集中在该LED灯上以用于测量和/或oVEMP测试。当然，可以使用其它导向器，例如墙上的标记等。

装置1000可以包括铰接臂1010，以支持放置在胸锁乳突肌之上用于测量cVEMP响应的传感器206a和/或放置在下斜肌之上用于测量oVEMP响应的传感器206b。铰接臂1010可以采用本文所描述的铰接臂中的任何合适的一个铰接臂的形式。传感器206a和206b可以包括前置放大表面肌电图(EMG)电极。在一些实施方式中，可以在传感器206a之上施加软带，以维持传感器处于胸锁乳突肌上。

图11示出了根据各种实施方式的用于测量患者响应的面罩209的另一实施方式。面罩209可以包括框架802，并且面罩209被配置成安置在患者201的面部的一部分之上。特别地，框架可以包括用于座落在患者201的鼻子上的鼻支架1102以及用于座落在患者201的耳朵上的耳支架1106。

图11的面罩209可以包括至少一个传感器206，其适用于在面罩209被定位在患者201的头部时安置在至少一块眼外肌的一部分之上。如图11所示，面罩209可以包括两个传感器206。如以上所讨论的，每个传感器206可以是表面电极，例如前置放大电极。在一些实施方式中，传感器206可以是可重复使用的；在其它实施方式中，传感器206可以是一次性的，并且可以被置换出以及在患者之间互换。传感器206可以经由桥部810(例如铰接臂)与框架802耦接。桥部810可以包括接合点，其允许在从内到外方向(由“A”表示的)、从上到下方向(由“B”表示的)以及从前到后方向上调整传感器206的位置，以容纳患者201的物理特征，并且调整传感器206相对于患者201的面部的位置。在一些实施方式中，面罩209可以设置有一次性弹性卷，以保持电极处于胸锁乳突肌之上。一次性弹性卷可以是例如如常用于包扎应用的自附着粘合卷。在一些实施方式中，图11的面罩209可以包括一个或更多个其它传感器，例如加速度计。这些其它传感器可以包括在框架802中，可以包括在弹性带中或者可以经由一个或更多个导线与面罩209耦接。如以上所讨论的，这些其它传感器可以提供对归一化和/或反馈有用的数据。

图12A至图12C示出了根据各种实施方式的用于查看患者响应的图形用户界面。具体地，图12A描绘了可以被布置作为显示的左栏的第一部分，图12B描绘了可以被布置作为显示的中心栏的第二部分，而图12C描绘了可以被布置作为显示的右栏的第三部分。左栏可以包括作为时间的函数的每个撞击的幅度的显示。下面的下拉菜单可以允许操作者定制所使用的测试参数。具体地，下拉菜单可以允许以下选择：撞击的幅度、每秒的撞击数的选择；关于对数据进行记录、分析和显示的方式的选择；以及刺激传递的图案的选择。例如，经缩放的传送幅度在固定刺激传送间隔内可以是上升、下降或随机的。替选地，可以以固定的幅度来传送刺激。

中心栏和右栏的顶部四个显示分别绘制了用于左右cVEMP响应和oVEMP响应的诱发电位。中心面板和右面板的底部显示显示了幅度差异和延迟差异，使得可以测量输入输出功能。在一些实施方式中，可以针对左右cVEMP响应和oVEMP响应来捕获和计算数据。第一栏可以包括作为时间的函数的每个单独撞击的幅度的显示。在一些实施方式中，仅图12A至图12C中所示的图形用户界面的部分的子集可以一起被包括在显示中，而其它可以通过选择各种屏幕上的选项来访问或者可以完全不将其包括在内。

图13A至图13C示出了根据各种实施方式的手持式电驱动致动器1300。具体地，图13A是手持式电驱动致动器1300的透视图，图3B是手持式电驱动致动器1300的截面图，而图13C是手持式电动致动器1300的分解图。可以通过3D打印来形成手持式电驱动致动器1300中的一些部件或所有部件。如所示出的，部件1是主要机头，其可以被刚性地固定至部件2。这可以允许撞击部件在组装期间被放置并且固定在机头内。注意：可以放置定制制造的单个弹簧，使得在施加1.5kg负载时，允许部件2向下压在部件4上，从而准备要部署的设备。致动器1302(例如音圈电动机)可以被刚性地固定在部件3与部件5之间的位置。撞击器轴可以冲击部件4，其可以被刚性地固定至部件3，从而在被放置在例如Fz位置时向患者的头部传送骨传导刺激。弹簧1304在被压缩时可以在刺激传送之前产生一致负载，该弹簧1304可以是定制制造的。

上述实施方式意在仅是示例性的；各种变型和修改对于本领域技术人员而言将是明显的。所有这样的变型和修改意在被包括在由任何所述权利要求限定的本公开内容的范围内。

本领域技术人员应当认识到：可以在视频处理环境中执行前述方法，并且该环境可以包括用于处理代表前述方法的计算机代码的一个或更多个处理器。计算机代码可以被实施在非暂态计算机可读介质上。例如，计算机代码可以被实施在计算机程序产品中。另外，本文所讨论的方法的功能可以被分布在多个处理器(彼此是本地的或远程的)之间。

本文所公开的系统和方法可以以许多不同的形式来实施，包括但决不限于：供处理器(例如微处理器、微控制器、数字信号处理器或通用计算机)使用的计算机程序逻辑、供可编程逻辑设备(例如，现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑设备(PLD))使用的可程序逻辑、分立部件、集成电路(例如应用专用集成电路(ASIC))或者包括其任意组合的任何其它装置。

实现本文先前所描述的全部功能或部分功能的计算机程序逻辑可以以各种形式来实现，但决不限于：源代码形式、计算机可执行形式和各种中间形式(例如，由汇编器、编译器、网络使用者或定位程序生成的形式)。源代码可以包括供各种操作系统或操作环境使用的以各种编程语言(例如，对象代码、汇编语言或者高级语言如Fortran、C、C++、JAVA或HTML)中的任何编程语实现的一系列计算机程序指令。源代码可以定义和使用各种数据结构和通信消息。(例如经由解释器)源代码可以具有计算机可执行形式或者源代码可以(例如经由翻译器、汇编器或编译器)被转换成计算机可执行形式。

计算机程序可以以任何形式(例如，源代码形式、计算机可执行形式或中间形式)被永久地或暂时地固定在有形存储介质中，有形存储介质例如以下：半导体存储器设备(例如RAM、ROM、PROM、EEPROM或闪存可编程RAM)、磁存储器设备(例如磁盘或固定磁盘)、光学存储器设备(例如CD-ROM)、PC卡(例如PCMCIA卡)或其它存储器设备。计算机程序可以以任何形式被固定在可使用各种通信技术中的任何通信技术而传送至计算机的信号中，通信技术包括但决不限于：模拟技术、数字技术、光学技术、无线技术、网络技术和互联网络技术。计算机程序可以以任何形式分布作为带有印刷或电子文档的可移除存储介质(例如收缩包装软件或磁带)，可以利用计算机系统(例如系统ROM或固定盘)进行预加载或者经由通信系统(例如因特网或万维网)从服务器或电子公告板分布。

实现本文先前所描述的所有功能或一部分功能的硬件逻辑(其包括供可编程逻辑设备使用的可程序逻辑)可以使用传统的手动方法对其进行设计，或者可以使用各种工具以电子的方式对其进行设计、捕获、模拟或记录，各种工具例如：计算机辅助设计(CAD)、硬件描述语言(例如VHDL或AHDL)或PLD编程语言(例如PALASM、ABEL或CUPL)。

无线通信可以包括作为在包括红外线和无线电的电磁波谱的任何一部分的信号的信息传输。信息传输可以是具有定义的一组协议(即，IEEE802.11、Zigbee、WPAN和蓝牙)的无线网络的一部分。

本文所公开的骨传导系统和技术的各种实施方式可以通过以下中的一个或更多个来提供大量社会效益：较低的生产成本，从而为使更多的医院、诊所和临床医生的办公室来购买和使用这些系统创造了更大的机会；缩短的测试时间，从而允许更有效地筛查耳毒性和医院跌倒风险，并且允许对目前不能耐受测试的群体(例如儿童、老人和具有传导性听力损失的那些人)进行测试；对内耳的战后损伤的更准确评估；以及对产生重力感受器功能障碍的内耳疾病更准确的诊断。

一些实施方式可以允许对测试新型刺激范例、确定特定的电位的阈值、确定最大的囊状或囊形响应所必需的骨传导刺激的更精度控制，以及能够计算输入输出功能。相比之下，市售的气导VEMP系统仅可以确定事件阈值，并且因为这些系统不具有FDA许可或批准，所以制造商指示临床医生不要使用它们的设备来执行VEMP临床研究。

Claims (20)

1.一种设备，包括：

外壳，其具有撞击端部；

冲击器，其被布置成靠近所述撞击端部，所述冲击器可操作地联接至布置在所述外壳内的导向器，所述冲击器被配置成从开始点和撞击点行进，所述撞击点与所述开始点间隔开预定距离，其中，所述撞击点被布置在所述开始点与所述冲击器的最大延伸点之间；以及

电驱动致动器系统，其至少部分地封装在所述外壳内，所述电驱动致动器系统被配置成使所述冲击器从所述开始点行进至所述撞击点，从而传送用于传输至颅骨的机械刺激；

其中，所述电驱动致动器系统被配置成：在所述冲击器到达撞击点之前，可控地使所述冲击器减速。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述外壳是纵向的，并且在远离所述撞击端部的非撞击端部处形成手柄。

3.根据权利要求1所述的设备，还包括：

第一弹簧，其被布置在所述外壳中，并且被设置成：在所述电驱动致动器系统的运动使所述冲击器行进至所述开始点时存储能量。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电驱动致动器系统包括通过惯性块状件连接至所述冲击器的电驱动致动器，所述惯性块状件悬挂在固定至所述外壳的两个相对的弹簧之间。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电驱动致动器系统被配置成使所述冲击器沿线性导向器加速。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电驱动致动器系统被配置成使所述冲击器沿成角度的导向器加速。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，

所述电驱动致动器系统被配置成：当所述冲击器从所述开始点朝向所述撞击点移动时，通过加载弹簧，在所述冲击器到达所述撞击点之前可控地使所述冲击器减速。

8.根据权利要求1所述的设备，其中，当所述冲击器传送所述机械刺激时，产生小于50分贝听力级的声音。

9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电驱动致动器系统被配置成传送用于传输至所述颅骨的多个机械刺激，并且所述多个机械刺激在小于一秒的时间跨度中包括至少四个机械刺激。

10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电驱动致动器系统包括所述外壳内的电驱动致动器，并且所述外壳是手持式物体。

11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述电驱动致动器系统包括耦接至所述电驱动致动器的控制器，并且其中所述设备还包括安装在所述手持式物体上的开关，所述开关耦接至所述控制器，并且被配置成将触发信号输出至所述控制器以启动所述冲击器的移动。

12.根据权利要求10所述的设备，其中，所述电驱动致动器系统包括耦接至所述电驱动致动器的控制器，并且其中所述设备还包括远离所述外壳的开关，所述开关通信上耦接至所述控制器，并且被配置成将触发信号输出至所述控制器以启动所述冲击器的移动。

13.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电驱动致动器系统包括耦接至所述电驱动致动器的控制器，并且其中所述设备还包括被配置成在所述冲击器靠近所述撞击点时将电信号输出到所述控制器的传感器。

14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述电信号触发患者处的动作电位的记录，所述动作电位与所述患者的内耳的重力感受器相对应。

15.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电驱动致动器系统包括耦接至所述电驱动致动器的控制器，其中，所述电驱动致动器系统被配置成传送用于传输到所述颅骨的多个机械刺激，并且其中，所述控制器指示所述电驱动致动器来传送多个刺激，直到测量到零响应动作电位为止。

16.根据权利要求1所述的设备，还包括：

框架，其被配置成座落在所述患者的面部的一部分之上；以及

多个感测构件，每个构件包括至少一个电极，其固定地附接至从所述框架延伸的臂，所述电极被配置成座落在包括眼下斜肌的一部分在内的眼外肌的一部分之上，以检测其上的动作电位。

17.根据权利要求16所述的设备，其中，所述框架与所述眼外肌和眼球形成预定间隙，以不在其上施加压力。

18.根据权利要求16所述的设备，其中，所述臂适于铰接，并且可调节地定位所述电极，以接触所述眼外肌之上的皮肤。

19.根据权利要求16所述的设备，其中，所述电极是前置放大电极。

20.根据权利要求1所述的设备，还包括：

竖直结构构件；

垂直可调节的下颚托架，其固定地安装至所述竖直结构构件，所述下颚托架被布置在位置下方，所述位置使患者前倾并且以使所述患者的胸锁乳突肌的一部分收缩的方式弯曲他或她的颈部；

从所述竖直结构构件延伸以座落在所述胸锁乳突肌的一部分之上的传感器；以及

从所述竖直结构构件延伸以座落在所述下斜肌的一部分之上的传感器。