CN105877914B - 耳鸣治疗系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种供耳鸣患者使用的耳鸣掩蔽系统。所述系统包括：具有左耳级音频传送设备和右耳级音频传送设备的声音传送系统，所述声音传送系统被配置成通过音频传送设备，向所述患者传送掩蔽声音，使得掩蔽声音听起来发源于与患者感觉的耳鸣的声源在3D听觉空间中的空间位置大体对应的虚拟声源位置。所述掩蔽声音由左音频信号和右音频信号表示，所述左音频信号和右音频信号由相应的音频传送设备转换成能听得见的声音。

Description

耳鸣治疗系统和方法
本申请的是申请号为201080052680.1、申请日为2010年10月11日、发明名称为“耳鸣治疗系统和方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及耳鸣的治疗。更具体地说，本发明是可供耳鸣患者用于提供短期和/或长期缓解的耳鸣治疗系统和方法。
背景技术
耳鸣是在没有对应外部声源的情况下的声音感觉。可在一只或两只耳朵中，或者在头部中，或者在头部外感觉到耳鸣。耳鸣通常被描述成鸣震的噪声，不过也可呈其它形式，比如嘶嘶声、嗡嗡声或者轰鸣声。耳鸣可能是间歇性的，或者可能是连续的，这种情况下，耳鸣是使患者极度苦恼的原因。
耳鸣不是疾病，而是由各种可能的深层次原因引起的症状，所述各种可能的深层次原因例如包括耳朵感染、耳中的异物或者耳垢、鼻子过敏、与噪声相关的创伤、药物的副作用、或者其它不清楚的原因。目前，不存在耳鸣的手术治疗。不过，利用外部声音设备，例如掩蔽仪器，可以为患者提供临时缓解，因为耳鸣患者通常表明在有声音的情况下，他们的耳鸣不太听得见。
一般来说，掩蔽仪器利用噪声发生器向患者传送掩蔽声音，以掩蔽耳鸣。掩蔽仪器通常是定制的，因为通常使掩蔽声音的频率和强度和个体患者感觉的耳鸣的频率和强度匹配，这可由听觉病矫治专家利用各种测试评估。可通过耳级或非耳级声音发生设备提供掩蔽，所述声音发生设备例如包括桌面发生器、床旁掩蔽器、个人声音系统、听力正常患者使用的独立的耳级“掩蔽器”，和诸如与听力受损者用助听器结合的掩蔽器之类的组合设备。
耳鸣控制的另一种方法是利用耳鸣习服疗法(Tinnitus Retraining Therapy，TRT)的最新趋势。TRT是一种以耳鸣的神经生理学模型为基础的特殊临床方法。该方法目的在于耳鸣引起的习惯反应，随后习惯耳鸣感觉。一般来说，这种疗法涉及目的在于把耳鸣重新分类到一种类别的神经信号的咨询，和目的在于削弱与耳鸣相关的神经活动的声音疗法。实际上，TRT方法试图再训练患者的大脑，以致患者能够把其耳鸣视为与他们能够适应的自然声音类似。
本发明的目的是提供一种改进的耳鸣治疗系统和方法，或者至少向公众提供一种有益的选择。
发明内容
在第一方面，本发明在于一种掩蔽患者的耳鸣的方法，包括：通过左音频信号和右耳级音频传送设备向患者传送掩蔽声音，使得掩蔽声音听起来发源于与患者感觉的耳鸣的声源在3D听觉空间中的空间位置大体对应的虚拟声源位置。
在第二方面，本发明广泛地包括一种供受耳鸣困扰的患者使用的耳鸣掩蔽系统，包括：具有左耳级音频传送设备和右耳级音频传送设备的声音传送系统，所述声音传送系统被配置成通过所述音频传送设备，向所述患者传送掩蔽声音，使得掩蔽声音听起来发源于与患者感觉的耳鸣的声源在3D听觉空间中的空间位置大体对应的虚拟声源位置，所述掩蔽声音由左音频信号和右音频信号表示，所述左音频信号和右音频信号由相应的音频传送设备转换成能听得见的声音。
优选地，耳级音频传送设备是头戴式耳机、耳塞式耳机、助听器等。
优选地，声音传送系统还包括音频控制器该音频控制器可控制或触发向相应的音频传送设备同步传送左音频信号和右音频信号。
优选地，以保存在音频控制器中的存储器中的数字音频文件的形式，提供掩蔽声音，以便重放。另一方面，掩蔽声音的左音频信号和右音频信号由音频控制器的声音处理器实时生成。
在一种形式中，音频控制器部分或者完全集成于或板载在一个或两个音频传送设备上。在另一种形式中，音频控制器可以是通过有线连接或无线通信，向音频传送设备发送左音频信号和右音频信号的独立外部设备。
在第三方面，本发明在于一种确定患者感觉的耳鸣的空间性质的方法，包括以下步骤：从3D听觉空间中的一系列虚拟声源位置，向患者依次呈现测试声音；以及从患者接收关于与患者感觉的耳鸣的声源在3D听觉空间中的空间位置最密切对应的虚拟声源位置的反馈。
在第四方面，本发明广泛地包括一种用于确定患者感觉的耳鸣的空间性质的系统，包括：可操作以从3D听觉空间中的一系列虚拟声源位置，向患者呈现测试声音的声音生成系统；和反馈系统，所述反馈系统被布置成接收患者反馈，以及基于患者的反馈输出指示耳鸣的声源的空间位置的空间信息，所述患者反馈指示与患者感觉的耳鸣的声源在3D听觉空间中的空间位置最密切对应的虚拟声源位置。
在一种形式中，声音生成系统被配置成从一系列不同的虚拟声源位置，依次向患者呈现测试声音。在另一种形式中，声音生成系统可由用户操作，以从用户选择的虚拟声源位置呈现测试声音。
优选地，测试声音具有与感觉的患者的耳鸣的一个或多个声音属性大体对应或匹配的一个或多个声音属性。例如，声音属性可以包括以下任意一种或多种：音高、频率、带宽、时间性质、强度、响度或声音类型。
优选地，在相对于3D听觉空间参考系中的基准点的相应预定方位角和仰角范围内的不同方位角和仰角下，依次呈现测试声音。优选地，所述基准点是两耳之间的中线轴的中心。
优选地，方位角是向量关于水平延伸通过患者头部的中心的基准面中的基准点的角度，仰角是所述向量在基准面之上或之下的角度。
优选地，使测试声音连续扫过整个方位角范围和仰角范围。另一方面，在一系列离散的方位角和仰角，依次呈现测试声音。
在第五方面，本发明广泛地包括一种为耳鸣患者生成空间掩蔽声音的方法，包括以下步骤：接收掩蔽声音，接收表示患者感觉的耳鸣的声源在3D听觉空间中的空间位置的空间信息；根据空间信息修改掩蔽声音的空间重放性质，从而生成可通过左耳级音频传送设备和右耳级音频传送设备向患者播放的空间掩蔽声音，使得该声音听起来发源于与患者感觉的耳鸣的空间位置大体对应的虚拟声源位置。
在第六方面，本发明广泛地包括一种用于耳鸣患者的空间掩蔽声音生成系统，包括：声音处理器，所述声音处理器被布置成接收掩蔽声音和空间信息，所述空间信息表示患者感觉的耳鸣的声源在3D听觉空间中的空间位置，所述声音处理器还被配置成根据空间信息修改掩蔽声音的空间重放性质，从而生成可通过左耳级音频传送设备和右耳级音频传送设备向患者播放的空间掩蔽声音，使得该声音听起来发源于与患者感觉的耳鸣的声源的空间位置大体对应的虚拟声源位置。
优选地，空间掩蔽声音由左音频信号和右音频信号表示。更优选地，按照任何适当的音频格式或者其它声音记录格式(不论是数字的还是模拟的)，保存空间掩蔽声音或者将其编译成数字音频文件。
优选地，音频传送设备是头戴式耳机、耳塞式耳机、助听器、或者把音频信号转换成能听得见的声音的任何其它适当的音频转换器。
优选地，掩蔽声音具有被配置成与患者感觉的耳鸣的一个或多个声音属性大体对应的声音属性。例如，声音属性可以包括以下任意一种或多种：音高、频率、带宽、时间性质、强度、响度或声音类型。
在第七方面，本发明广泛地包括一种用于耳鸣患者的耳鸣掩蔽音频系统，包括：把相应的左音频输入信号和右音频输入信号转换成能听得见的声音的左耳级音频传送设备和右耳级音频传送设备，所述左音频输入信号和右音频输入信号表示在3D听觉空间中的虚拟声源位置与患者感觉的耳鸣的声源的空间位置大体对应的掩蔽声音；和音频控制器，该音频控制器可协调左音频信号和右音频信号通过其相应的音频传送设备的同步重放。
优选地，耳级音频传送设备是头戴式耳机、耳塞式耳机、助听器等。
优选地，以保存在音频控制器中的存储器中的数字音频文件的形式，提供掩蔽声音，以便重放。另一方面，掩蔽声音的左音频信号和右音频信号由音频控制器的声音处理器实时生成。
在一种形式中，音频控制器部分或者完全集成于或板载在一个或两个音频传送设备上。在另一种形式中，音频控制器可以是通过有线连接或无线通信，向音频传送设备发送左音频信号和右音频信号的独立外部设备。
在第八方面，本发明广泛地包括一种为耳鸣患者生成个性化的空间掩蔽声音的方法，包括：
评估患者感觉的耳鸣的一个或多个声音属性；
生成具有与感觉的患者的耳鸣的声音属性大体对应的一个或多个声音属性的掩蔽声音；
评估患者感觉的在3D听觉空间中的耳鸣声源的位置；和
根据评估的耳鸣声源位置，修改掩蔽声音的空间性质，从而生成可通过左耳级音频传送设备和右耳级音频传送设备向患者播放的空间掩蔽声音，使得该声音听起来发源于与患者感觉的耳鸣的声源的空间位置大体对应的虚拟声源位置。
优选地，评估患者感觉的耳鸣的一个或多个声音属性的步骤包括操作评估系统生成用于向患者重放的、具有可配置的声音属性的测试声音，所述评估系统由可操作的图形用户界面控制。更优选的，该步骤还包括接收对于被评估的每个声音属性，患者关于与其感觉的耳鸣最密切对应的测试声音的反馈。
另外或者另一方面，评估患者感觉的耳鸣的一个或多个声音属性包括测试以下任意一种或多种：音调匹配、响度匹配、耳鸣特有的度量、最小掩蔽水平、残余抑制、响度增长和不适。
优选地，所述方法还包括评估患者感觉的耳鸣在3D听觉空间中的耳鸣声源的位置处的强度，并根据评估的强度，进一步修改掩蔽声音的强度。
例如，声音属性可以包含以下任意一种或多种：音高、频率、带宽、时间性质、强度、响度或者声音类型。
优选地，评估患者感觉的耳鸣声源在3D听觉空间中的位置的步骤包括从3D听觉空间中的一系列虚拟声源位置，依次向该患者呈现测试声音；和从患者接收关于与患者感觉的耳鸣的声源在3D听觉空间中的空间位置最密切对应的虚拟声源位置的反馈。更优选地，测试声音是掩蔽声音。
优选地，修改掩蔽声音的空间性质包括采用基于ITD、ILD和HRTF中的任意一种或多种的声音定位处理技术和算法。
在说明书和权利要求书中使用的短语“耳级(ear-level)音频传送设备”意图覆盖可佩戴或置于人耳上或人耳中，并且可被驱动，从而产生能听得见的声音的任何种类的音频传送设备，不论是独立的音频组件还是与另一个电子设备或系统集成在一起，例如包括(但不限于)头戴式耳机、耳塞式耳机和助听器。
除非上下文另外所指，否则在说明书和权利要求书中使用的短语“3D听觉空间(auditory space)”意图表示按照人脑的声音定位处理，确定实际的或者感觉的声音发源于其的空间的体积，不论所述空间是在人体之外还是之内。
除非上下文另外所指，否则在说明书和权利要求书中使用的短语“掩蔽声音(masking sound)”意图表示可用于掩蔽(整体或部分)、遮盖患者感觉的耳鸣或对患者感觉的耳鸣脱敏，目的是随着时间的过去，使人免于耳鸣声音的困扰和/或使人对耳鸣声音脱敏的任何种类的声音，例如包括(但不限于)音乐、音效、背景噪声、白噪声或宽带噪声、或者这些声音的任意组合，或者适合于此用作的其它声音。
在说明书和权利要求书中使用用语“包括”意味“至少部分由…组成”。当解释说明书和权利要求书中的包括用语“包括”的每个语句时，也可存在除该用语引导的那些特征以外的特征。可按照相同的方式解释相关的用语，比如“包含”。
这里使用的用语“和/或”意味“和”、“或者”、或者这两者。
这里使用的在名词之前的“一个或多个”意味该名词的单数和/或复数形式。
本发明在于上面所述，还设想了下面仅仅举例说明的各种结构。
附图说明
下面参考附图，举例说明本发明的优选实施例，其中：
图1是表示按照本发明的一个实施例，为耳鸣患者生成空间掩蔽声音的方法的各个步骤的概况的流程图；
图2是表示按照本发明的一个实施例，图1中的各个步骤的更详细分解的流程图；
图3表示按照本发明的一个实施例，供校准之用的耳鸣诊断系统的听力计评估界面的图形用户界面的屏幕截图；
图4表示按照本发明的一个实施例的耳鸣诊断系统的音调/频带噪声音高匹配功能界面的图形用户界面的屏幕截图；
图5表示按照本发明的一个实施例的耳鸣诊断系统的音量功能界面的图形用户界面的屏幕截图；
图6表示按照本发明的一个实施例的耳鸣诊断系统的第一耳鸣声音匹配功能界面的图形用户界面的屏幕截图；
图7表示按照本发明的一个实施例的耳鸣诊断系统的第二耳鸣声音匹配功能界面的查找声音搜索特征的图形用户界面的屏幕截图；
图8表示按照本发明的一个实施例的耳鸣诊断系统的第二耳鸣声音匹配功能界面的格式化声音搜索特征的图形用户界面的屏幕截图；
图9表示按照本发明的一个实施例的耳鸣诊断系统的第二耳鸣声音匹配功能界面的声音播放器特征的图形用户界面的屏幕截图；
图10A是用于表征患者感觉的耳鸣声源的空间特性的角度数据的示意表示；
图10B是患者头部的中线剖面顶视图，示出了3D听觉空间参考系的X轴和Y轴；
图10C是图10B的患者头部的中线剖面正视图，示出了3D听觉空间参考系的X轴和Y轴；
图11表示按照本发明的一个实施例的耳鸣诊断系统的3D空间位置功能界面的图形用户界面的屏幕截图；
图12表示按照本发明的一个实施例的耳鸣诊断系统的耳鸣强度功能界面的图形用户界面的屏幕截图；
图13A表示按照本发明的一个实施例，调制空间掩蔽声音的强度的可配置斜坡结构的示图；
图13B表示按照本发明的一个实施例，调制空间掩蔽声音的强度的锯齿形斜坡曲线的例子；
图14是按照本发明的一个实施例，利用虚拟听觉空间技术，生成空间掩蔽声音的声音处理器系统的示意方框图；
图15a是表示按照本发明的一个实施例，具有由遥控器控制的第一种形式的助听器的耳鸣治疗系统的主要模块的示意方框图，所述第一种形式的助听器具有保存的空间掩蔽信号；
图15b是表示按照本发明的一个实施例，具有生成空间掩蔽信号，并且由遥控器控制的第二种形式的助听器的耳鸣治疗系统的主要模块的示意方框图；
图16是表示采用由按照图15A和15B的遥控器控制的同步的左助听器和右助听器的耳鸣治疗系统的硬件设备的示意图；
图17是表示具有由外部音频控制设备控制的助听器的耳鸣治疗系统的主要模块的示意方框图，所述外部音频控制设备被配置成为助听器生成空间掩蔽信号；
图18是表示可用于实现图17中所示的耳鸣治疗系统，尤其是采用由可由各种不同的音频控制设备驱动的同步的左助听器和右助听器的耳鸣治疗系统的各种硬件设备的例子的示意图；
图19是表示可用于实现图17中所示的耳鸣治疗系统，尤其是采用由外部音频控制设备同步驱动的左助听器和右助听器的耳鸣治疗系统的硬件设备的示意图；
图20是表示采用可由各种音频控制设备驱动的左和右立体声耳机的本发明的另一个实施例的耳鸣治疗系统的硬件实现的示意图。
具体实施方式
1.耳鸣治疗方法和系统的概况
本发明涉及一种基于掩蔽耳鸣和/或使患者对耳鸣不敏感的耳鸣治疗系统和方法。已确认与耳鸣相关的一些苦恼和耳鸣感觉违反正常的听觉场景分析(ASA)有关系。特别地，已确认形成耳鸣的神经活动十分不同于正常的声音活动，因为当形成完整的图像时，它会与真实声音的记忆冲突。换句话说，耳鸣不定位外部声源。不能定位声源是“不正常的”，并且违反基本的知觉过程。另外，已确认正是情境的缺乏，或者行为上相关的意图的缺乏迫使大脑过于重复或者强烈地留意耳鸣信号。例如，容易习惯于背景中的雨声。声音同样与下雨的视觉和触觉感受或者知觉记忆相关联。了解声音的环境，以致能够处理声音，和认为其不值得进一步关注而从心中摒除。不过，对不对应于真实听觉对象的耳鸣信号来说，不存在这种了解。
在一些实施例中，耳鸣治疗方法和系统采用定制的信息掩蔽和脱敏。信息掩蔽在一定的认知水平下起作用，限制大脑处理耳鸣的能力，而不是“淹没耳鸣”，这是一些传统的白噪声(能量)掩蔽器所尝试的。
耳鸣治疗系统和方法从3D听觉空间中的虚拟声源位置向患者呈现掩蔽声音，所述虚拟声源位置对应于患者感觉的耳鸣的源的空间位置。在一些实施例中，空间3D掩蔽声音还可包含被匹配，从而大体与患者感觉的耳鸣声音对应的其它信息掩蔽特征，比如频谱、时间和/或强度声音属性。所述系统和方法目的在于通过空间重叠感觉的耳鸣位置和掩蔽声音的空间表示(或者虚拟声源位置)，增强耳鸣掩蔽。
如下更详细所述，耳鸣治疗系统和方法采用虚拟声学技术，比如虚拟声学空间(VAS)技术或者虚拟环绕声处理向患者呈现或传送掩蔽声音，以便被感觉成发源于或来自预定方向和/或3D听觉空间中的位置(不论是在患者的头部中，还是在患者的头部之外)。一般来说，虚拟声学技术能够通过一对立体声(左和右)音频传送设备，例如(但不限于)患者佩戴的耳级设备，比如头戴式耳机、耳塞式耳机或助听器，传送空间掩蔽声音。
参见图1，图中表示了耳鸣治疗方法10的实施例的概况。图中举例表示了步骤的优选顺序，不过要理解在治疗方法的备选形式中，所述顺序可被变更或改变。另外，在治疗方法的其它形式中，一些步骤或阶段可以被省略。
第一步骤12涉及诊断患者的耳鸣特性，因为空间掩蔽声音是为每位患者定制的。在这个实施例中，耳鸣诊断步骤12包含5个主要阶段。首先，进行声音行为校准诊断62，以确定患者的个体绝对听力阈值(听力敏度图)和不舒服的响度级。其次，评估耳鸣声音属性14。为患者评估的耳鸣声音属性可以包含以下属性中的任何一个或多个：感知的声音特性(例如，声音类型，比如(但不限于)纯音、噪声、环境声音、或者任何其它声音)，带宽，时间性质，响度(强度)和音高。这样的声音属性或特征可由听觉病矫治专家或者临床医生利用各种音频测试来评估，如后详细所述。虽然不是必需的，不过理想的是评估患者感觉的耳鸣的声音属性，因为在一些实施例中，掩蔽声音可被配置成与感觉的耳鸣的一个或多个声音属性匹配。例如，在第三阶段中，可以生成与一个或多个评估的声音属性匹配的耳鸣合成声音15，供在接下来的评估阶段中使用。情况未必总是如此，因为在一些实施例中，可以向患者传送未更改的掩蔽声音，匹配的特性仅仅是空间特性，如下所述。
耳鸣诊断步骤12的第四阶段涉及评估患者感觉的耳鸣的声源位置在3D听觉空间中的空间位置16。例如，患者可把耳鸣声音感知成发源于单耳、双耳、其头部内、或者其头部之外。听觉病矫治专家或临床医生可以进行测试，以确定患者感觉的耳鸣的声源位置，如后更详细所述。在3D听觉空间中，可以用各种形式表示感觉的耳鸣声源的空间位置，不过在本实施例中，耳鸣的空间位置用3D方向向量表示，所述3D方向向量表示相对于基准点，比如患者头部的中心或者任何其它期望的基准，患者感觉到其耳鸣发源于的方向。在备选形式中，3D空间信息可以包含3D听觉空间中的3D方向向量，以及表示感觉的耳鸣声源位置和基准点之间的距离的相关幅度信息。在一些情况下，将为患者假定从基准点(例如，患者头部的中心)到感觉的耳鸣声源的预定距离。所述预定距离可以基于所使用的声音定位技术或算法。
耳鸣诊断步骤12的第五阶段涉及评估在3D听觉空间中的空间位置的耳鸣强度17。听觉病矫治专家或临床医生可以进行测试，以确定患者感觉的耳鸣的强度，如后详细所述。
在耳鸣诊断步骤12中确定的耳鸣声音属性信息，空间信息和耳鸣强度信息被用作之后的掩蔽声音参数设定步骤18和20的输入。首先，选择掩蔽声音，然后考虑到患者的耳鸣诊断结果，使选择的掩蔽声音的声音参数个人化。选择的掩蔽声音可以是例如任意声音录音或者噪声，比如音乐、白噪声、环境声音、自然声音、音效等等。可以配置掩蔽声音的一个或多个声音属性，以便与在耳鸣诊断步骤14中，患者感觉的耳鸣声音的对应参数匹配。另一方面，选择的掩蔽声音可以是在耳鸣诊断步骤14中，在15生成的合成声音。
随后可以配置各种可选的声音处理参数20，比如掩蔽声音播放时间，扩散声场，和任何期望的重放强度变化，比如斜坡化(ramping)。
一旦设定了期望的掩蔽声音参数，就在步骤22，利用虚拟声学技术对选择的掩蔽声音进行信号处理，以生成听起来发源于3D听觉空间中，和患者感觉的耳鸣声源位置相同的空间位置的空间掩蔽声音。另外，可以根据步骤18的期望的个性化设定，采用声音处理来修改一个或多个掩蔽声音属性，以匹配对应的耳鸣声音属性。
从步骤22输出的空间掩蔽声音可以呈适合于存储和重放的任何形式，包括任何模拟存储介质或者数字声音文件。在一些实施例中，空间掩蔽声音将用立体声音频信号表示，可以用不论是模拟还是数字的各种音频格式(例如包括wav或mp3文件格式)提供。另外，要认识到空间掩蔽声音可被保存在不论是模拟还是数字的任何适当介质上，包括磁带，诸如CD或DVD之类的光学存储介质，或者诸如硬盘、记忆棒(不论是独立的还是作为另一个介质的一部分)、通信装置或娱乐装置之类的可读存储装置。如下更详细所述，在优选实施例中，空间掩蔽声音生成方法主要用于生成供通过患者佩戴的助听器或者头戴式耳机重放的掩蔽声音。在助听器的情况下，助听器可以具有板载声音存储和/或生成系统，或者可以与外部声音存储和/或生成系统或设备通信。在其中声音生成系统板载在音频传送设备(例如，助听器)或者音频控制器上的实施例中，空间掩蔽声音输出格式可被配置成适合音频传送设备输入信号要求。
治疗方法中的最后步骤24是通过声音传送系统，向患者重放空间掩蔽声音。可以操作声音传送系统，以便按照治疗计划，向患者播放空间掩蔽声音。例如，可以指示患者在一天中的特定时间，或者当耳鸣最使人苦恼时，播放空间掩蔽声音，可以存在取决于每位患者的要求和耳鸣苦恼状况，为他们提出定制的治疗计划。
在一些实施例中，以能够通过左和右音频传送设备，比如耳级的头戴式耳机或助听器传送或呈现给患者的立体声音频信号的形式，提供空间掩蔽声音。
立体声音频信号可以通过具有声音处理和重放能力的任何适当种类的音频控制设备，比如个人计算机、PDA、蜂窝电话机或便携式音频播放器(例如，iPod或mp3播放器)，被传给音频传送设备。另一方面，音频传送设备和保存和控制空间掩蔽系统的重放的音频控制设备可以是独立的一体化治疗设备，或者音频控制设备可被集成到助听器等中。
2.耳鸣治疗方法和系统的一个例证实施例
参见图2，参考前面提供的概况，更详细地说明耳鸣治疗方法的一个例证实施例。
耳鸣诊断用评估工具
利用生成个人耳鸣的声音属性的概貌的常规听力评估技术和系统，和保存或记录这种信息(不论是电子地还是以其它方式)的常规方法，可以进行治疗方法中的以下耳鸣诊断评估。另外或者另一方面，可以利用呈运行于主计算机系统上的软件形式的定制的电子耳鸣诊断系统，进行一种或多种耳鸣诊断评估，所述主计算机系统可以是具有处理器、存储器、数据存储器、用户接口、显示器、和音频输出接口的个人计算机，所述音频输出接口用于驱动扬声器、头戴式耳机、助听器或者把评估界面生成的测试声音传给被评估患者的其它可连接的音频传送设备。
如下进一步举例所述，耳鸣诊断系统软件可以包含帮助听觉病矫治专家或者临床医生在与声音属性14，3D空间位置16和耳鸣强度17任意之一相关的信息方面，对患者的主观耳鸣体验作概要描述的一个或多个评估界面或功能。每个评估界面包含可操作的图形用户界面(GUI)，所述图形用户界面可由临床医生和/或患者操作，以评估患者的耳鸣的一种或多种声音属性。一些评估界面的工作流程可以是自动化或者半自动化的，或者完全受操作者控制。利用各个评估界面获得的评估信息可以电子地保存在一个或多个计算机文件中，所述计算机文件包含表示患者的主观耳鸣表征的信息。各个评估界面可以彼此相互作用，以致来自一个界面的评估信息被送入其它界面中的一个或多个界面。也可视情况控制各个界面的操作顺序，以致对于每位患者的耳鸣评估遵循逐步协议，以精确地表征患者的耳鸣。在患者佩戴测试音的音频传送设备的情况下，系统可以由临床医生操作，或者另一方面，可以作为自我评估工具，由患者操作。如下参考图3-9，11和12所述，耳鸣诊断系统的总体GUI可用独立的可访问选项卡的形式，提供各个评估界面，当被选择时，所述选项卡显示该评估界面的可操作GUI。
例如，在耳鸣诊断系统的一个实施例中，使用的声音格式可以是采样速率为44100的16比特。可以使用非立体声声音来生成立体声空间声音。系统可以支持任何声音格式，包括(但是不限于)以下格式：.wav、.mp3、.wma、.pcm。
校准
首先，可以行为校准的形式，进行患者校准评估62，以确定患者的绝对听力阈值和不舒服的响度水平(听力敏度图)。利用患者佩戴的音频传送设备，比如头戴式耳机或助听器进行这种校准评估。在一些实施例中，可以根据患者的临床听力敏度图，确定这样的信息。在一些实施例中，将应用绝对听力阈值的校准，以在另外的阶段补偿听力，于是，将依据阈值，用声级(sound level)(dB SL)控制响度。
参见图3，在所述方法的一个实施例中，可以利用耳鸣诊断系统的听力计评估界面150进行校准评估。操作中，听力计评估界面提供各种频率范围的听力阈值的测量工具。例如，可测量的频率可以是125Hz、250Hz、500Hz、750Hz、1000Hz、1500Hz、2000Hz、3000Hz、4000Hz、5000Hz、6000Hz、7000Hz、8000Hz、9000Hz、10000Hz、11000Hz、12000HZ、13000Hz、14000Hz、15000Hz和16000Hz，不过要认识到可以酌情变更这些频率。
对于新的测试，可在文件名框153输入保存听力敏度图信息的文件名。随后，可以操作主控制面板154，以便顺序为左侧或右侧生成期望频率和增益的测试声音。启动按钮155启动向患者重放选择的测试声音，保存按钮156依据患者的反馈，保存对测试声音频率的阈值结果。在测试和保存每个频率之后，在图形显示157中画出听力敏度图结果。可操作保存按钮158，以把所有阈值结果保存到在文件名框153中输入的期望文件中。
另一方面，通过在文件名框153中输入相关的文件名，随后操作确定按钮159，以载入以前的结果，可以载入患者在系统上进行的以前的听力敏度图，随后可以关于所有频率或者选择的频率，更新以前的结果。
耳鸣声音属性
治疗方法随后涉及确定患者的感知耳鸣声音属性14，即表征患者的耳鸣。在本例中，由听觉病矫治专家或临床医生测试和记录患者感觉的耳鸣的带宽、时间性质、响度和音高特性。听力学领域的技术人员已知，这样的测试一般呈现具有变化的属性的一系列的声音，来查找患者关于与他们感觉的耳鸣的声音属性最匹配的属性的反馈。例如，可以采用的这种听力学技术包括音高匹配和响度匹配。也可以采取了解患者的耳鸣同其它环境声音比较起来如何的耳鸣特有度量，以找出耳鸣声音匹配。
参见图4，在所述方法的一个实施例中，可以利用耳鸣诊断系统的音调/频带噪声音高匹配功能界面160，进行音高匹配评估。该功能通过2AFC(两者选一强迫选择)使用音调或频带噪声刺激方法来确定耳鸣音高匹配。它允许修改各种参数，比如带宽和中心频率，以促进和耳鸣感觉的密切匹配。可以操作测试耳选择面板163，以选择测试左耳、右耳或双耳。可以操作刺激选择面板164，以选择用于测试声音重放的刺激的种类，例如，均匀白(白噪声)或者正弦(音调)。可以调整强度滑动标尺165，以设定测试声音的目标强度。开始按钮166的操作可以启动向患者重放测试声音，以了解患者对相对于其耳鸣的音高匹配的反馈。取决于患者的反馈，可以调整刺激的中心频率167和/或带宽168，以生成新的测试声音，从而能够实现更紧密的音调匹配。重复该过程，直到获得最紧密的音高匹配为止。测试声音的声谱被显示在频谱图形显示169中。可以操作保存按钮170，以把音高匹配结果保存在新的或者选择的数据文件中。还设置停止按钮171，以暂停该界面。所述界面补偿在听力计评估界面150中确定的任何听力损失。
参见图5，在所述方法的一个实施例中，通过利用耳鸣诊断系统的音量功能界面180，可以进行响度匹配评估。当初始化时，该界面自动向患者播放噪声。根据听力计评估界面150的结果，生成的噪声对任何听力损失进行补偿。用户随后可操作主控制面板182，以调整音量滑动标尺，以把噪声的音量调整到舒适并且易于听见的水平。另外，可以在耳鸣音高下的NBN(窄带噪声)，或者BBN(宽带噪声)之间选择声音的种类。例如，耳鸣音高下的NBN提供更高的增益，而不存在削峰(peak-clipping)，尤其是在大坡度、高频听力损失的情况下。如果借助滑动标尺的调整音量可能引入削峰，那么设置削峰指示器183。设置暂停按钮184，以暂停该界面。可操作确定按钮185，把用户调整的音量设定保存在数据文件中，从而可被后续各个界面使用。
参见图6，在所述方法的一个实施例中，利用耳鸣诊断系统的第一耳鸣声音匹配功能界面190，可以进行耳鸣声音匹配评估。该界面的目的是允许患者借助声音库表征其主观耳鸣感觉，以帮助从环境声音中识别耳鸣声音匹配。听觉病矫治专家或临床医生可要求患者描述患者的耳鸣，随后着手向患者播放任何适当匹配的声音，以了解患者对匹配的反馈。要认识到另一方面，如果需要的话，作为自我评估工具，界面本身可被配置成自动引导患者完成该过程。在191处提供主声音库面板，其包含声音类别选项卡192和每个类别的一个或多个声音按钮193，所述声音按钮193是可操作的，以重放在该按钮上指示的那种声音，从而了解患者对与其耳鸣的匹配的反馈。设置音量/强度呈现水平滑动标尺194，用于调整测试声音的呈现音量。默认的音量水平是按照由听力计界面150获得的听力测定阈值自动设定的。通过根据患者的主观耳鸣印象，利用标尺194，可以把音量水平调整得更轻声或者更大声。可以操作均衡器按钮195，以调整测试声音的声音频率分量，从而改善音质(如果需要的话)。可以在196，向用户显示所选声音按钮在声音库中的声音文件路径。不同种类的声音文件的声音库可以本地位于主计算机系统上的数据存储器中，或者位于可访问的外部存储数据库中。随后可以为该患者记录最接近的环境声音匹配，或者可以把最接近的环境声音匹配保存在与患者相关的数据文件中。
参见图7-9，在所述方法的一个实施例中，利用耳鸣诊断系统的第二耳鸣声音匹配功能界面200，可以进行耳鸣声音匹配评估。第二界面200可以用作第一界面190的替代，如果患者需要从中访问耳鸣声音匹配的环境声音的更大声音库的话。在这个实施例中，界面200具有3个主要的子界面，即，查找声音界面203，格式化声音界面204和声音播放器界面205。
参见图7，查找声音子界面203提供搜索界面，用于搜索因特网以获得供重放的环境声音。通过在URL栏206中输入网站地址，可以载入网站搜索界面。当操作载入按钮208时，网站可被载入搜索面板207中。网站地址可以是例如搜索因特网、企业内部网或者其它数据库，以查找匹配一个或多个描述关键字和/或声音文件参数的声音文件，或者声音生成网站的声音搜索界面。随后向患者播放找到的声音文件，以找出与患者的耳鸣最接近的匹配。随后也可从声音文件链接，下载和保存最接近的耳鸣声音匹配文件。
参见图8，格式化声音子界面204被配置成把从在文件路径界面212中选择的来自查找声音子界面203的任何下载的声音文件转换成供在耳鸣诊断系统中使用的适当格式。例如，格式化声音子界面可被配置成把声音文件转换成单声道的采样速率44100的16比特格式，或者任何其它期望的声音格式，并且保存格式化的声音文件。设置成功指示器213和错误指示器214，以指示所选文件是否被成功格式化。还可操作斜坡按钮215，以对声音文件应用斜坡功能，从而消除任何听得见的爆裂声、滴答声或失真(如果需要的话)。
参见图9，声音播放器子界面205被配置成重放通过查找声音子界面203找到的，并且患者觉得表征或描述其耳鸣感受的声音的预览的音频工具。可利用文件选择面板216，选择待预览的声音文件，通过操作声音开始按钮217，可以向患者或用户播放声音。通过操作滑动标尺218，可以实现音量调整，以使声音的呈现更轻声或更大声。该界面被配置成最初默认于与在听力计界面205中评估的阈值对应的呈现水平。另外设置可操作的均衡器按钮219，用于调整声音频率分量，从而改善音质。设置停止按钮220，以暂停重放。
耳鸣合成声音的生成
返回图2，在进行一个或多个评估62，14之后(不论是通过耳鸣诊断系统界面还是以其它方式)，临床医生根据在评估期间获得的信息，生成最密切匹配患者感觉的耳鸣的至少一个，不过最好所有声音属性的耳鸣合成声音15。如果使用耳鸣诊断系统，那么来自各个界面的所有评估信息可被保存在与患者相关的一个或多个可访问的数据文件中，所述数据文件概要描述患者的耳鸣的表征。例如，生成的合成声音15可以是音调、噪声或环境声音，所述音调、噪声或环境声音被进一步信号处理，以便在带宽、时间性质、响度(强度)、音高或者任何其它评估的声音属性方面，与患者的耳鸣的表征匹配。合成声音15可用作接下来的耳鸣空间信息评估步骤16中的测试声音。
耳鸣位置
下一个步骤16涉及临床医生评估与患者感知的耳鸣对应的空间信息。在本实施例中，临床医生确定患者所感觉的耳鸣声音听起来发源于的3D听觉空间中的3D方向向量。在本实施例中，用相对于基准点或参考系的方位角θA和仰角θE表示3D方向向量。要认识到如果需要的话，可以用任何其它适当形式的坐标系表示与感觉的耳鸣声源方向或位置相关的空间信息。另外，要认识到空间信息可以包含到感觉的声源位置的3D方向向量和大小，以致当生成空间掩蔽声音时，可以使用到所述位置的距离及方向。
参见图10A，图中表示了到感觉的耳鸣声源位置100的3D方向向量106的例子。在本例中，基准点102表示患者头部的中心，圆形基准平面104平行于人体解剖学的横平面定位，即，当直立时，它从头部的背面水平延伸到头部的正面。在一种形式中，基准点可以是患者左耳和右耳之间的中线轴的中心。到感觉的耳鸣声源位置的3D方向向量106用方位角θA和仰角θE表示，所述方位角θA表示3D方向向量106相对于圆形基准平面104中的基准向量108的方位角，所述仰角θE表示3D方向向量106相对于圆形基准平面104的仰角，它可以介于90°和-90°之间，在圆形基准平面104之上或之下。方位角θA可以在0～359°之间的任意位置。
如下更详细所述，声音生成系统采用虚拟声学技术来生成听起来发源于3D听觉空间中，与期望的方位角和仰角对应的方向的测试声音。
在一个实施例中，声音生成系统被配置成顺序生成一系列空间声音，所述一系列空间声音被呈现为源于圆形基准平面104中，从0°一直到359°(仰角＝0°)的各个方位角，以便匹配耳鸣方位角。当在方位角范围内从头至尾顺序播放一系列测试声音(例如，耳鸣合成声音30)时，从患者接收关于和感觉其耳鸣发源于的空间位置或方向最密切对应的测试声音的反馈。一旦耳鸣方位角被确定，就在该特定方位角下呈现发源于从-90°一直到90°仰角的仰角范围的空间声音，然后从患者接收关于与患者感觉的耳鸣声源位置最密切对应的仰角的反馈。在一种形式中，可以使测试声音连续扫过方位角范围和仰角范围。在另一种形式中，可以酌情按照方位角范围和仰角范围中的离散等间隔方位角和仰角，或者按照方位角范围和仰角范围中的非等间隔方位角和仰角，顺序呈现测试声音。
要认识到另一方面，可以利用其它测试处理来评估耳鸣方位角和仰角。例如，如果需要的话，可以在方位角之前评估仰角。另一种备选方案涉及同时在方位角和仰角范围中呈现测试声音，即，在每个方位角呈现仰角范围，或者反之亦然。除了检测感觉的耳鸣声源的方向之外，也可改变测试声音的强度，以便能够评估感觉的耳鸣声源位置相对于基准点的距离。
在另一个实施例中，耳鸣诊断系统可以由临床医生或患者操作和控制，以便酌情手动改变测试声音的3D空间位置(方位角和仰角)，从而找到位置匹配。例如，声音生成系统可以构成耳鸣诊断系统的一部分。参见图11，可以操作耳鸣诊断系统的3D空间位置界面功能250，以向用户呈现测试声音，以致测试声音听起来发源于期望的3D空间位置。利用文件选择面板251，可以选择供在期望位置重放的测试声音文件。声音文件可以是在步骤15生成的合成声音文件，或者任何其它期望的测试声音。用户可以利用选择选项251，252，选择听者的耳廓大小，例如标准耳廓或者大耳廓，这将把系统配置成利用虚拟声学技术，为用户更精确地在虚拟3D空间定位测试声音。取决于已选择的测试声音的种类，可以操作扩散声场(diffuse field)按钮253以使声音信号更加干净(clean)。操作开始声音按钮254会启动向患者重放测试声音。
界面250被配置成提供显示网格258，显示网格258表示在参考系中呈现的测试声音相对于示于C的患者头部的相对位置255。测试声音的空间位置的笛卡尔坐标被显示在256，仰角和方位角显示在界面257。临床医生或患者可以在GUT的显示网格内拖放光标255，以变更呈现的测试声音的空间位置，以便找到与患者感觉的耳鸣位置的最密切匹配。每次把光标放在新位置时，测试声音的空间重放性质被变更，以对应于该新位置。在本实施例中，显示网格258表示测试声音位置的方位角，用户可以通过把光标255置于网格上表示他们是否发觉其耳鸣将发源于的位置，首先配置方位角。例如，网格的顶部表示头部的正面，网格的底部表示头部的背面，网格的左右两侧分别表示头部的左右两侧。一旦确定了感觉的耳鸣位置的方位角，用户随后可以找出感觉的耳鸣位置相对于其两耳之间的中线轴的仰角，即，患者是否感觉其耳鸣发源于位于中线的平面中(0°仰角)，或者在中线之上或之下的平面中。为了调整仰角，用户可以利用滑动标尺259调整呈现的测试声音的仰角。一旦用户把测试声音定位在与他们感觉的耳鸣位置最密切匹配的位置，用户就可操作保存按钮260，把该空间信息保存在数据文件中。还设置暂停按钮261，用于酌情暂停该界面。
感觉的耳鸣声源位置不一定必须利用相对于基准点的方位角和仰角，表示在3D听觉空间中。在另一种形式中，可以用3轴笛卡尔坐标(X，Y，Z)表示3D听觉空间，如图10B和10C中所示。例如，3轴正交参考系的原点可以同样是患者两耳之间的中线轴的中心，所述中线轴可以是X轴。Y轴正交于X轴，在头部的正面和背面之间水平延伸，如3D空间位置界面功能250的显示网格258中所示。Z轴正交于X-Y平面，在头部的顶部和底部之间垂直延伸。根据这种参考系，患者感觉的耳鸣位置，比如3D方向向量可以用3轴X，Y，Z坐标定义。X，Y，Z轴可以延伸到患者头部之外。
在3D位置的耳鸣强度
返回图2，下一个阶段17是估计在位置评估16中确定的空间位置处的患者感觉的测试声音的一个或多个强度水平。可以确定以下强度水平：能够检测到在感觉的耳鸣位置的声音的阈值水平(THL)，为了掩蔽或遮盖患者的耳鸣感觉，对该声音来说需要的最低强度量(MML-最小掩蔽水平)，和与患者的主观耳鸣感觉的响度相同的强度量(LVL)。可以采用感应水平方法来确定MML。可以进行在呈现掩蔽声音之后，确定个人的耳鸣的临时(部分或完全)抑制的出现的后效抑制(residual inhibition)试验。可以响度感觉的标准化测量的方式，进行响度增长和不适试验。
参见图12，在一个实施例中，耳鸣诊断系统提供耳鸣强度评估界面270，用户可以操作所述耳鸣强度评估界面270，以确定强度水平MML、THL和LVL中的一个或多个。可以操作界面270，以各种强度在与患者感觉的耳鸣对应的空间位置，呈现测试声音，比如生成的合成声音15等，以评估阈值。可在文件选择界面271选择测试声音文件。可在面板272选择进行的测试或评估的种类，比如MML、THL或LVL。声音文件的重放由该界面启动，并且可被重复在273选择的期望的重复次数，同时剩余的重放时间显示在274。在重放期间，用户可以调整音量滑动标尺275，把强度水平调整为适合所评估的水平，即，MML、THL、LVL。一旦为每个测试水平调整了音量，通过操作保存按钮276，就可把结果或强度水平信息保存到数据文件。还设置暂停按钮277，以酌情在任何时刻暂停该界面。
设定个人化掩蔽声音参数
一旦完成耳鸣诊断阶段12，与患者感觉的耳鸣相关的声音属性信息，空间信息和强度水平信息就被用作设定个人化掩蔽声音参数18的下一个步骤的输入。如前所述，评估信息可以保存在一个或多个可访问的电子数据文件中，或者以任何其它适当的形式记录。首先，在步骤36可以创建新的掩蔽声音，或者选择以前保存的掩蔽声音，以便载入处理的剩余部分中。如果选择以前的掩蔽声音，那么将考虑到来自耳鸣诊断阶段的信息，针对该患者使该掩蔽声音的声音参数个人化。如果要创建新的掩蔽声音，那么需要从掩蔽声音库中选择刺激，然后考虑到来自耳鸣诊断阶段的信息，使所述刺激的声音参数个人化。掩蔽声音库可包括例如(但不限于)白噪声、低频噪声、零碎声音、伪随机变频音调(例如，钢琴音调和音符)、自然声音(例如，雨声)、或者任何其它适当的治疗声音。另一方面，可以为接下来的掩蔽参数设定阶段18载入在耳鸣诊断阶段12中生成的耳鸣合成声音15。
掩蔽声音的个人化中的下一个步骤38是通过选择目标方位角和仰角，定位3D空间掩蔽声音的空间位置。这些角度被配置成对应或者匹配在耳鸣诊断步骤中评估的空间信息的方位角和仰角。
下一个步骤42包含通过调谐各种声音属性参数，比如带宽、时间性质、响度和音高，修改新的掩蔽声音或者预先保存的掩蔽声音的所选刺激(stimulus)。在一些实施例中，一个或多个声音属性可被调谐，以致大体对应于在诊断步骤12中确定的感觉的耳鸣的一个或多个对应参数。就响度调谐来说，这也可用于匹配在校准阶段62中评估的个体患者的在虚拟3D声源位置的空间掩蔽声音的最小掩蔽水平(MML)，最小有效掩蔽水下(MEML)和目标掩蔽水平(DML)。MML表示为了遮盖耳鸣，使之听不见而需要的声音的最小水平。MEML表示听者感到可有效降低耳鸣可听度的声音的最小水平。DML表示听者优选用于掩蔽其耳鸣的声音的水平。
设定另外的声音处理参数
在配置掩蔽声音的个人化之后，可以配置另外的可选声音处理参数20。这些步骤是可选的，取决于患者期望的空间掩蔽声音和采用的耳鸣治疗计划。例如，可以设定掩蔽声音文件的播放时间60，可以配置空间掩蔽声音的扩散声场46，以匹配期望的分布。例如，扩散声场可被配置成以致从虚拟3D耳鸣声源位置，声能的流动在所有各个方面大体相同，或者另一方面，扩散声场可被配置成把声能聚集在一个或多个特殊方向或区域。
可选的是，可以按照斜坡曲线，调制掩蔽声音的强度。例如，可以设定斜坡参数或曲线48，并应用于掩蔽声音，以便按照预定曲线，随着时间改变声音的强度或响度。图13A表示带有可配置参数的可能的周期性斜坡结构，所述可配置参数可以应用于掩蔽声音，以在重放期间改变掩蔽声音的强度/音量。如图所示，斜坡曲线可包含一系列周期性重复的相同斜坡(只在R1，R2表示了两个斜坡)。斜坡首先在上升时间段282内，相对于未斜坡化的原始信号电平281逐渐增长280，以致增大速率可调。在初始增长结束时，可以持续稳态时段284使斜坡保存在高电平283，直到如在285所示，在下降时段286内逐渐降低回到未斜坡化的原始信号电平281为止，以致降低速率可调。斜坡的总持续时间可调并且在287示出。斜坡之间的间隔时段288也可调，在一些斜坡曲线中，可能不存在间隔，以致掩蔽声音的音量的斜坡调制是连续的。
要认识到，上面概述的斜坡曲线的所有参数都可被调整，以生成适用于掩蔽声音，从而调制掩蔽声音的强度的期望斜坡曲线。例如，图13B以锯齿形曲线的形式，表示了斜坡曲线的一种可能例子，所述锯齿形曲线可应用于掩蔽声音，从而随着时间改变掩蔽声音的强度水平。如图所示，该斜坡曲线具有锯齿形图案，所述锯齿形图案包含强度水平方面的一系列交替的逐渐递增和快速递减。在锯齿形曲线中，在连续的斜坡之间没有间隔。强度上升时间290长而缓和，之后是短而陡峭的强度下降时间291。在本例中，在强度增大时期和强度降低时期之间，不存在稳态时期284。强度的交替逐渐递增和快速递减可随着时间增强和保持人对声音的留意，这有助于患者留意有利于其耳鸣的掩蔽声音。通过把声音调制成其中强度增长较小并且渐增，而刺激减退较大并且急剧的一系列刺激斜坡，斜坡曲线可保持注意力。要认识到可以应用备选的强度曲线或图案。例如，另一方面，所述图案可以呈与锯齿形相反的弧形，或者任何其它周期性或者重复的斜坡曲线。
空间掩蔽声音的生成
在声音处理参数的配置之后的下一个阶段22包含按照在个人化步骤18和声音处理步骤20中设定的参数，利用音频处理系统(例如包括助听器和/或头戴式耳机中的板载音频处理系统)和/或软件，生成定制的3D空间掩蔽声音54。在一个实施例中，利用虚拟声学声音定位算法和技术，变更合成耳鸣声音15(其一个或多个声音属性与患者耳鸣的对应感知声音属性匹配)的空间重放性质，以致在通过左和右耳级音频传送设备重放期间，所述合成耳鸣声音15听起来起源于患者感觉的耳鸣声源位置。也可按照配置参数，为掩蔽声音配置重放时间、扩散声场和任何斜坡曲线。另外要认识到生成的3D空间掩蔽声音54可以是按照在步骤18和20中设定的参数，被信号处理和修改的任何刺激声音。可以播放生成的掩蔽声音54的测试重放56，以借助可编程衰减器和头戴式耳机缓冲器，用头戴式耳机监控。如果在判定点58，重放结果有利，那么把空间掩蔽声音编译成数字或电子声音文件64，或者其它声音录音，以便存储在能够被声音传送系统访问和播放的适当介质上。在一些实施例中，以供通过左和右耳级音频传送设备重放的立体声左和右耳音频信号的形式，表示3D空间掩蔽声音。如果重放结果不利，那么可酌情重新配置个人化和声音处理参数，从而重新生成掩蔽声音。
下面更详细地说明虚拟声学技术和用于生成和/或重放空间掩蔽声音的硬件系统的例子。
3.虚拟声学处理技术-声音定位
在耳鸣位置诊断步骤16和空间掩蔽声音生成处理步骤54中采用的虚拟声学技术利用声音定位技术。已知变更声音在3D听觉空间中的感觉位置的各种技术，包括组合或者单独地利用以下任意一种或多种：双耳时间差(Interaural Time Difference，ITD)，双耳声强差(Interaural Level Differences，ILD)和与头部相关的传递函数(Head-relatedTransfer Functions，HRTF)。ITD和ILD往往用于沿着人的双耳之间的中线轴，改变感觉的声音的横向位置，而HRTF使声音能够被定位于头部之外和在任何期望的仰角。
在音频和声音技术领域，已知把HRTF用于创建虚拟声学空间。HRTF描述在声音到达鼓膜和内耳的传导机构之前，给定声波(用频率和声源位置参数化)是如何被头部、耳廓和躯干的衍射和反射性质过滤的。简言之，HRTF定义头部和外耳如何过滤到来的声音。声音技术领域的技术人员已知，通过把微探头麦克风放入患者耳中，并记录从空间中的多个方向的范围向受实验者呈现的宽带声音的一组脉冲响应，可以测量HRTF。
按时间对脉冲响应采样，可用脉冲响应的傅里叶变换明确表达一组相关的HRTF。对于测试的每个声音方向，存在两个与头部相关的传递函数HRTF_L，HRTF_R(一个关于左耳，一个关于右耳)。HRTF把在每只耳朵的相位和幅度响应描述成与如果没有听者的情况下会在头部的中心收到的声音有关的频率的函数。
随后可以使用关于各个声音位置的一组HRTF在虚拟3D声学空间中的特定位置生成声音。通过利用与期望的虚拟位置相关的左耳和右耳HRTF的逆变换(inverse)，过滤或卷积单耳信号，可以用单声道声源信号创建听起来发源于3D听觉空间中的虚拟声源位置的空间声音信号，例如双耳或立体声音频信号。例如借助头戴式耳机，直接在双耳中重放双耳音频信号可引起声音发源于虚拟声源位置的错觉。
HRTF因人而异，于是有益的是利用从个体患者测量的一组定制的HRTF。不过，已知平均的或者理想的HRTF，因而可以代替定制的HRTF，利用平均的或者理想的HRTF。
参见图14，图中表示了虚拟声学技术硬件设置的例子。通过与斜坡信号302进行调制，输入的声音信号，比如单耳信号300可具有由斜坡模块301施加的任何期望的斜坡曲线，不过这是可选的。随后借从关于确定的耳鸣声源方向(方位角和仰角)的左耳和右耳HRTF的逆傅里叶变换获得的左耳和右耳脉冲响应，对斜坡信号滤波。换言之，斜坡数字输入信号与304a和304b的左耳和右耳HRTF的逆傅里叶变换进行卷积。随后酌情通过扩散声场均衡器306a，306b和衰减器308a，308b对左信号和右信号滤波。扩散声场均衡器306a，306b可以根据在阶段46中设定的参数来配置。扩散声场可被配置成以致从虚拟3D耳鸣声源位置，在所有各个方向上，声能的流动都大体相等，或者另一方面，扩散声场可被配置成把声能集中在一个或多个特殊的方向或区域。衰减器308a，308b可以根据在校准62期间获得的听力计评估信息来配置。随后通过立体声音频设备，比如双耳助听器、头戴式耳机或耳机等，向患者播放最后得到的左输出信号310a和右输出信号310b。
4.耳鸣治疗系统的硬件实现的例证实施例
可以采用各种声音传送系统和设备向患者传送或呈现3D空间掩蔽声音。下面参考图15a-20，举例说明实现该功能的系统和设备的一些可能例子。
4.1利用助听器设备的耳鸣治疗系统
板载(onboard)声音存储和/或生成
在一个实施例中，向患者呈现空间掩蔽声音的声音传送系统可包含由公共的外部音频控制器驱动并且具有保存和/或生成空间掩蔽声音的板载电路的左和右助听器。
参见图15a，图中表示助听器电路400的第一种形式。在该耳鸣治疗系统中，采用了相似的左和右助听器电路，不过为了清楚起见，只表示了一个助听器电路。每个助听器电路包含刺激存储模块402，刺激存储模块402被安排成接收和保存例如从外部设备，比如个人计算机404等上传到助听器的空间掩蔽声音文件。助听器电路包括与外部的音频遥控器408通信的控制单元406。在这种形式的系统中，控制单元406与遥控器408无线通信，不过另一方面，可以使用有线连接。
操作中，存在同时与左和右助听器电路通信的单个遥控器408形式的用户接口。患者可以操作遥控器，以通过向各个相应的控制单元发送触发信号410，启动空间掩蔽声音的重放。当收到触发信号410时，控制单元406被安排成向包含掩蔽声音文件的刺激存储模块402发送触发信号412，从而开始重放。在这种形式的系统中，左助听器电路的刺激存储模块402保持立体声空间掩蔽声音的左通道音频信号，右助听器电路的刺激存储模块保持右通道音频信号。
在本实施例中，每个助听器电路中的斜坡单元或模块416是可配置的，以借助斜坡信号417对空间掩蔽声音信号应用斜坡曲线，从而按照期望的斜坡曲线，调制重放的强度或响度，如前所述。要认识到如果不施加任何斜坡调制，那么斜坡单元416可以被停用。
在其相应电路中，乘以任何期望的斜坡信号417之后的左和右音频信号414被电路的助听器处理器420接收，在助听器处理器420，所述音频信号414被缓存和放大，然后被传送给助听器扬声器422，以便分别在患者的左耳和右耳中重放音频声音。
左和右助听器电路被同步，以致它们各自的表示空间掩蔽声音的左和右音频信号的重放产生听起来发源于和患者感觉的耳鸣声源位置大体对应的虚拟声源位置的掩蔽声音的重放。
参见图15b，图中表示在耳鸣治疗系统中可以采用的助听器电路的第二种形式，这种形式的助听器电路包含由遥控器同步控制的左右助听器。与板载保存空间掩蔽声音的相应的左和右音频信号，以便重放的第一种形式的助听器电路相反，第二种形式的助听器电路500包含板载声音处理器，比如3D合成器502，所述声音处理器被安排成实时生成左和右音频信号，以便传送给患者。
和第一种优选形式的助听器电路一样，单个遥控器504被安排成与左和右助听器电路中的每一个通信，控制表示空间掩蔽声音的左和右音频信号的同步生成。例如，遥控器被安排成通过无线或有线连接，向每个相应助听器电路的3D合成器电路502发送触发信号510。响应该触发，噪声发生器508生成单耳掩蔽声音506，单耳掩蔽声音506随后经历声音处理，从而产生当最终用左和右助听器电路进行传送时，掩蔽声音的所需空间和其它声音属性性质。
例如，噪声发生器506生成的单耳声音信号可以选自各种刺激，包括白噪声、音乐、音调、背景噪声、音效等。在开始生成单耳声音信号时，发送同时触发信号512，以启动被安排成修改单耳信号506的斜坡信号519和HRTF信号516。特别地，斜坡模块518生成按照期望的斜坡曲线，调制单耳信号506的斜坡信号519。每个电路的HRTF模块520被安排成生成HRTF脉冲响应信号516，使HRTF脉冲响应信号516与斜坡单耳信号卷积，以便产生相应左和右音频信号的空间性质，从而当被传送给患者时，所述左和右音频信号组合呈现听起来发源于大体与患者感觉的3D空间位置对应的虚拟声源位置的掩蔽声音。如前所述，如果不需要掩蔽声音的斜坡化，那么可以停用斜坡模块518。
修改后的左和右信号522(分别来自左和右助听器电路)随后一起表示空间掩蔽声音。每个电路的助听器处理器524再次用于放大和缓存相应修改的左和右信号，以便发送给每个助听器的扬声器526，从而把声音传送给患者。在一种备选形式中，3D合成器可以在助听器处理器524中实现，或者可以并入助听器处理器524中。
图16表示可用于实现参考图15A和15B说明的两种形式的助听器电路任意之一的耳鸣治疗系统的硬件设备。例如，表示了供患者佩戴的左助听器610a和右助听器610b。通过助听器的空间掩蔽信号的重放由外部遥控器600同步控制，遥控器600利用例如近场磁感应(NFMI)、蓝牙、FM、红外或者任何其它无线传输方式，向助听器无线发送相应控制信号612a，612b。另一方面，遥控器可通过电缆硬连线到助听器(如果需要的话)。
外部声音存储和/或生成
在另一个实施例中，向患者呈现空间掩蔽声音的声音传送系统可包含由公共的外部音频控制设备驱动的常规左和右助听器，所述公共的外部音频控制设备被安排成保存、生成和/或向助听器发送表示空间掩蔽声音的左和右音频信号，以便重放。
参见图17，耳鸣治疗系统的这个实施例包括外部音频控制设备700，外部音频控制设备700被安排成向相应的左和右助听器电路702(为了清楚起见，只表示了一个助听器电路)发送左和右音频信号，以便重放。在一种形式中，音频控制设备702可以包含保存空间掩蔽声音，和/或用于生成空间掩蔽声音的刺激声音的存储器模块704。这种刺激声音可包括配置成与一种或多种患者感觉的耳鸣声音属性匹配的声音。设置诸如3D合成器之类的声音处理器模块706，以利用对来自存储器704的刺激声音的实时虚拟声学空间处理，生成表示空间掩蔽声音的左和右音频信号。通过变更刺激声音的空间性质，以生成与感觉的耳鸣声源位置对应的虚拟声源位置，该3D合成器可按照与关于图15b的3D合成器描述的相似方式工作。
可以用可编程硬件设备，比如数字信号处理器(DSP)或者任何其它可编程微处理器的形式，提供声音处理器模块706。除了实现生成实时空间掩蔽声音的3D合成器功能之外，声音处理器模块还可被布置成音频播放器。音频播放器可以具备用户接口，该用户接口可操作，以控制掩蔽声音的传送(例如，重放)，例如开始、停止和暂停功能，和诸如音量之类的其它典型音频参数。
声音处理器模块706的音频播放器可被配置成控制3D合成器进行的掩蔽声音的生成，和相对于音频传送设备的声音的呈现/传送，和/或可被配置成载入和控制被预先载入或保存在存储器模块704中，或者通过下面说明的输入/输出端口708接收的掩蔽声音音频文件的重放。在其它实施例中，声音处理器模块706不一定需要包括生成掩蔽声音的3D合成器，可以仅仅被安排成控制保存在存储器704中，或者从输入/输出端口708接收的掩蔽声音文件的重放的音频播放器。
设置输入/输出端口708，用于接收声音文件，和控制声音处理参数和配置，以生成期望的空间掩蔽声音用于重放。还可提供用于控制空间掩蔽声音的生成和重放的用户接口。所述用户接口可以和音频控制设备700，或者通过输入/输出端口708与控制设备通信的外部设备集成。可以任何适当的电子用户接口的形式，提供所述用户接口，包括(但不限于)按钮、转盘、开关、触摸屏或者它们的任意组合。设置输入/输出传输模块710，以便能够与各个左和右助听器设备实现无线或有线连接和通信。
当操作音频控制设备700的用户启动空间掩蔽声音的重放时，3D合成器生成的和/或从存储器模块704提供的左和右音频信号711被同时并且同步地发送给相应助听器电路(如果硬连线到音频控制设备)的相应音频输入模块712，或者被同时并且同步地发送给相应的无线接收器模块714(如果采用无线通信的话)。音频信号711随后被它们各自的助听器处理器716接收和处理，例如，它们可被缓存和放大，随后被发送给相应的左和右助听器扬声器718，以便向用户重放。
图18和19表示可用于实现图17的耳鸣治疗系统的各种硬件设备。如上所述，系统包含呈由一个或多个音频控制设备802控制的左和右助听器形式的左和右音频传送设备。可以具有不同能力的各种形式，提供音频控制设备。例如，在一些形式中，音频控制设备仅仅保存、传送和控制空间掩蔽声音的重放，而在其它形式中，音频控制设备可以具有声音处理能力，以致它还可以生成和修改空间掩蔽声音。另外要认识到这些功能可以散布在多个互连或者通信的设备中。
在一种形式804中，掩蔽声音保存在传送和控制通过助听器设备800的重放的远程设备806中。
在另一种形式808中，音频控制设备可以包含具有这种功能的任何适当的普通声音或音频播放器或设备，比如被安排成生成、保存和/或控制空间掩蔽声音的重放的个人计算机810、便携式音频播放器812、PDA 814等。音频播放器可以把表示空间掩蔽声音的左和右音频信号直接地，或者通过其它中间传输或控制设备间接地发送给助听器816。例如，这种中间控制设备可包含遥控设备818或无线传输设备820。要认识到音频播放器和任何中间控制设备之间的连接和通信可以是无线的，例如利用NFMI、蓝牙、FM、红外或任何其它无线通信协议，或者通过有线电缆，或者这两者的组合。
在另一种形式830中，音频控制设备820可以呈被安排成通过与助听器800的无线通信来保存、传送和控制空间掩蔽声音的重放的无线传输设备的形式。在这种形式中，空间掩蔽信号可以数字声音文件的形式，上传到音频控制设备820，以便通过板载音频播放器重放，所述板载音频播放器能够处理声音文件以及生成供传输给助听器设备800的音频信号。
4.2利用头戴式耳机的耳鸣治疗系统
在图20中所示的另一个实施例中，声音传送系统可以包含呈由用户佩戴，从中播放表示空间掩蔽声音的左和右音频信号的标准左和右头戴式耳机900、耳塞式耳机或耳机形式的音频传送设备。
要认识到可以从能够保存、生成和/或控制空间掩蔽声音的重放的任何适当的音频控制设备向头戴式耳机900传送音频信号。例如，音频控制设备902可以呈个人计算机、便携式音频播放器、PDA、蜂窝电话机或者任何其它适当设备的形式。另一方面，可以使用无线耳机，在这种情况下，可以采用与音频控制设备904集成或者在音频控制设备904外部的无线发射设备906向耳机传送音频信号，以便重放。
4.3耳鸣治疗系统-集成的或者独立的声音传送系统
在其它实施例中，声音传送系统可以包括与一个或多个板载音频控制设备集成，而不是具有外部音频控制设备的左和右音频传送设备。板载音频控制设备可以保存供重放的掩蔽声音文件，或者实时生成掩蔽声音，并且可通过用户界面操作，以控制通过相应的左和右音频传送设备的左和右音频信号的同步重放，从而为患者生成听得见的空间掩蔽声音。在一种形式中，声音传送系统可以是独立的治疗系统。在另一种形式中，声音传送系统可被集成到另一个设备中，或者扩展另一个设备的功能。例如，声音传送系统可被集成到具有用于空间掩蔽声音重放的板载音频控制的成对左和右助听器系统中。左和右助听器可无线通信，以协调表示空间掩蔽声音的左和右音频信号的同步重放。
总之，各种声音传送系统实施例都是可能的，音频控制设备可以完全或者部分与音频传送设备集成，或者是完全分离和在外部的。
本发明的上述说明包括本发明的优选形式。可以对其做同各种修改，而不脱离由附加权利要求限制的本发明的范围。

Claims (12)

1.一种用于确定患者感觉的耳鸣的空间性质的系统，包括：
可操作以在相对于3D听觉空间参考系中的基准点的不同方位角和仰角下从3D听觉空间中的一系列虚拟声源位置向患者呈现测试声音的声音生成系统；和
反馈系统，所述反馈系统被布置成：
接收患者反馈，所述患者反馈指示与患者感觉的耳鸣的声源在3D听觉空间中的空间位置最密切对应的虚拟声源位置；以及
基于患者的反馈输出指示耳鸣的声源的空间位置的空间信息，其中所述空间信息包括指示3D方向向量的数据，所述3D方向向量表示3D听觉空间中与患者感觉的耳鸣的声源的空间位置对应的方向。
2.按照权利要求1所述的系统，其中声音生成系统被配置成从一系列不同的虚拟声源位置依次向患者呈现测试声音。
3.按照权利要求1所述的系统，其中声音生成系统可由用户操作，以从用户选择的虚拟声源位置呈现测试声音。
4.按照权利要求1-3任意之一所述的系统，其中测试声音具有与患者的耳鸣的一个或多个感觉的声音属性大体对应或匹配的一个或多个声音属性。
5.按照权利要求4所述的系统，其中声音属性包括以下任意一种或多种：音高、频率、带宽、时间性质、强度、响度和声音类型。
6.按照权利要求1-3任意之一所述的系统，其中声音生成系统被配置成在相对于3D听觉空间参考系中的所述基准点的相应预定方位角和仰角范围内的不同方位角和仰角下，依次向患者呈现测试声音。
7.按照权利要求6所述的系统，其中所述基准点是两耳之间的中线轴的中心。
8.按照权利要求6所述的系统，其中声音生成系统被配置成通过连续扫过整个方位角范围和仰角范围来呈现测试声音。
9.按照权利要求6所述的系统，其中声音生成系统被配置成在一系列离散的方位角和仰角依次呈现测试声音。
10.按照权利要求1-3任意之一所述的系统，其中所述空间信息还包括表示基准点至患者感觉的耳鸣的声源的空间位置的距离的大小。
11.一种确定患者感觉的耳鸣的空间性质的方法，包括以下步骤：
在相对于3D听觉空间参考系中的基准点的不同方位角和仰角下从3D听觉空间中的一系列虚拟声源位置向患者依次呈现测试声音；
从患者接收关于与患者感觉的耳鸣的声源在3D听觉空间中的空间位置最密切对应的虚拟声源位置的反馈；以及
根据指示3D方向向量的数据，输出虚拟声源位置，所述3D方向向量表示3D听觉空间中与患者感觉的耳鸣的声源的空间位置对应的方向。
12.按照权利要求11所述的方法，其中输出虚拟声源位置还包括指示大小的数据，所述大小表示3D听觉空间中从基准点至患者感觉的耳鸣的声源的空间位置的距离。
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