CN105898660B - 听觉辅助装置与听觉辅助运作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种听觉辅助装置，用以辅助一听觉障碍人士获得听觉信息。这种听觉辅助装置包括骨传导收发器、接收器与驱动器。骨传导收发器将一声音原始数据转换成一对应骨传导信号。接收器安装在听觉障碍人士的内耳部分，接收器接收骨传导信号，并将骨传导信号转换成一声音还原信号。驱动器则根据声音还原信号，发出一物理信号，以使得听觉障碍人士获得听觉信号。
Description
技术领域
本发明有关于一种听觉辅助装置与听觉辅助运作方法，特别是关于通过部分组件可安装在内耳的听觉辅助装置与听觉辅助运作方法。
背景技术
有很多人出生就因为各种听觉器官异常或因为外伤、疾病导致听觉丧失。对于出生就没有听觉的小孩来说，连学习讲话都有很大的困难。因此，如何对于听不到的人提供听觉重建是一件非常具有价值的工作。
发明内容
为了解决听觉重建的需求，本发明提出一种听觉辅助装置以及一种听觉辅助运作方法，用于协助重建听觉。
根据本发明第一实施例，提供一种听觉辅助装置，用以辅助一听觉障碍人士获得听觉信息。这种听觉辅助装置包括骨传导收发器、接收器与驱动器。骨传导收发器将一声音原始数据转换成一对应骨传导信号。接收器安装在听觉障碍人士的内耳部分，接收器接收骨传导信号，并将骨传导信号转换成一声音还原信号。驱动器则根据声音还原信号，发出一物理信号，以使得听觉障碍人士获得听觉信号。
根据其中一个实施例，接收器以及/或驱动器可安装在听觉障碍人士的耳膜孔洞，并通过耳膜空洞支撑接收器以及/或驱动器。
在其中一个实施例，驱动器安装在听觉障碍人士的耳蜗内，并且驱动器具有多数电极，用以刺激耳蜗对应到不同频率的位置。
此外，为了增加讯号质量，骨传导信号可经过压缩跟错误更正码的处理。并且，由于每个人的头颅电特性，骨传导收发器还可包含一参数调整器，通过参数调整器，可针对听觉障碍人士的颅部电特性做优化处理。这个调整可以通过使用者或是医师与助理的协助进行微调。
相较于过去的做法，直接利用骨传导的震动刺激耳膜、听小鼓等听觉器官，本发明的做法可以针对骨传导的信号进行加工处理，以产生适合的还原信号。举例来说，对于完全听不到的人来说，由于传统的骨传导方式并不会直接造成听觉的产生，这时候可以通过接收器对于骨传导信号进行解析，转换成对应的还原信号。这时候，这个还原信号可以用来驱动安装到用户耳蜗内的驱动器，例如耳蜗植入电极，通过微小电流对于耳蜗听神经的直接刺激，来让使用者脑中产生听觉。
在另一个例子中，使用者的耳膜或是听小鼓等听觉器官仍然可以运作，只是听觉相对不良。这时候可以把接收器以及/驱动器安装在耳膜的孔洞，并由耳膜孔洞壁加以支撑。当接收器接收到骨传导信号并加以解译还原成还原信号，将还原信号根据用户的听力，以适当的大小产生空气震动的声音信号，刺激用户的听觉器官，以让使用者产生听觉。
骨传感接收器有很多接收声音信息的方式，例如直接配备麦克风接收声音。另外，也可以通过各种无线或有线方式接收声音信号源，例如从手机、外接麦克风或是各种媒体播放器接收声音原始数据。此外，由于使用者本身也有可能说话，所发出的声音也可以通过骨传感接收器予以接收。并且，接收器本身也可以直接设计成可搜集使用者本身在说话的时候通过骨传导带来的骨传感信号。
另一种做法是，骨传导收发器的参数调整器发出一测试信号到接收器，并且骨传导收发器接收来自接收器的一测试结果，并且骨传导收发器根据测试结果，调整骨传导信号。
骨传感收发器可安装在一眼镜，供听觉障碍人士以眼镜方式穿戴。替代做法也可以在头皮内植入一金属片，并且骨传导收发器可通过磁力附着与听觉障碍人士的头皮外侧。
由于人类可通过两耳听到声音的微小差异，来建立起对于三维空间的感知。因此，上述的骨传感收发器可具有第一收发组件与第二收发组件，第一收发组件与第二收发组件分别对应到听觉障碍人士的两耳。并且，避免第一收发组件与第二收发组件传递信号发生互相干扰，第一收发组件与第二收发组件可错开传送骨传导信号时间，例如以分时多任务的方式传送信号。
另一种做法中，骨传导收发器具有第一收发组件与一第二收发组件，第一收发组件与第二收发组件分别对应到听觉障碍人士的两耳，并且第一收发组件与第二收发组件可采用不同信号样态，以避免第一收发组件与第二收发组件传递信号发生互相干扰。举例来说，第一收发组件与第二收发组件使用不同频率的载波用来承载骨传导信号，通过不同的信号样态安排，也可以达成避免信号之间的互相干扰。
骨传导是一种声音传导方式，即通过将声音转化为不同频率的机械振动，通过人的颅骨、骨迷路、内耳淋巴液传递、螺旋器、听神经、听觉中枢来传递声波。相对于通过振膜产生声波的经典声音传导方式，骨传导省去了许多声波传递的步骤，能在吵杂的环境中实现清晰的声音还原，而且声波也不会因为在空气中扩散而影响到他人。
骨传导技术分为骨传导扬声器技术和骨传导麦克风技术。
骨传导扬声器技术用于受话，受话即听取声音。气导扬声器是把电信号转化为的声波（振动信号传至听神经。而骨传导扬声器则是电信号转化的声波（振动信号）直接通过骨头传至听神经。声波（振动信号）的传递介质不同。
骨传导麦克风技术用于送话，送话即收集声音。气导送话是声波通过空气传至麦克风，而骨传导送话则直接通过骨头传递。
具体来说，上述的实施例子可以实作成外挂电子耳装置，用在一人工耳系统。这个外挂电子装置包括一壳体、一外挂磁铁、一麦克风、一处理电路，以及一无线电路。
外挂磁铁，安装在壳体的预定位置，用来跟安装在一使用者头皮内侧的一接收器磁铁感应，使壳体可吸附在使用者的头皮对应外侧，接受器磁铁属于一植入人工耳装置。麦克风，安装在壳体的一预定位置，用以接受一外界声音，产生对应的声音信号。麦克风可以是各种指向性或非指向性的收音装置，可以将外界声音转换成对应的声音信号。麦克风可以是一个，也可以是多个麦克风的组合。处理电路，安装在壳体，用以将声音信号转换成骨传感信号。处理电路可以包括微控制器，或是特制应用的芯片（Application SpecificIntegrated Circuit, ASIC），可以全部为硬件电路逻辑，或是可以部份硬件电路，搭配对应的软件逻辑。这个骨传感信号传给植入人工耳装置，植入人工耳装置将电极驱动信号转成多个电极电流，也就是一个以上的电极电流。通过对应的多个电极，在耳蜗神经传导部份产生多个电刺激，使所述使用者产生对应于外界声音的一听觉。
在实作上，这个壳体具有一外壳形状，所述外壳形状可针对用户的头部贴附位置量身订做，具有与头部贴服位置实质相似的颜色与形状，使得外壳形状不易被察觉。
此外，壳体外也可附加假发，使得外壳形状更不易被察觉。
附图说明
图1为本发明第一实施例的听觉辅助装置的示意图。
图2为本发明第一实施例中，接收驱动模块的电路方块图。
图3为本发明第二实施例的种听觉辅助装置的示意图。
图4为本发明一实施例的听觉辅助装置的架构图。
图5为本发明一实施例的流程图。
图6为本发明另一实施例的流程图。
图7为本发明另一实施例的示意图。
主要组件符号说明：
101 接收驱动模块
101a 接收器
101b 驱动器
102 电池模块
121 耳膜
122 耳蜗
123 听小鼓
125 骨传导收发器
222 耳蜗
225 骨传导收发器
230 驱动器
31 骨传导收发器
32 植入装置
61 骨传导收发器
62 骨传导收发模块
621 第一收发组件
622 第二收发组件。
具体实施方式
请参考图1，图1为本发明第一实施例的听觉辅助装置的示意图。在这个实施例中，包括一个骨传导收发器125以及一接收驱动模块101。
如图1与图2所示，骨传导收发器125接收声音原始数据，并且将其转换成骨传导信号，通过骨传导（bone conduct）原理将骨传导信号传送给接收驱动模块101。
如图2所示，驱动接收模块101包含一接收器101a及一驱动器101b。接收驱动模块101以其接受器101a接收骨传导信号并将其转换成对应的声音还原信号，再驱动对应的驱动器101b根据声音还原信号产生声音物理信号，让用户的听觉器官受到物理信号刺激而获得听觉信号，产生对应的听觉。
接收驱动模块101另外跟电池模块102链接在一起以取得电力。充电模块(图中未示)置在比较靠近耳外的一侧，以便在电池模块102没电的时候，通过另一有线或无线充电装置(图中未示)对其进行充电。
在这个例子中，接收驱动模块101安置在耳膜121的孔洞上。具体来说，其接收器101a可做成柱状，并且在耳膜上121上用手术打开一个孔洞，而接收器101a安装在耳膜121的孔洞。由于耳膜的细胞特性会相当快复原进行密合。因此，在密合过程中，会对于安置的柱状接收器101a进行固定并提供支持。
由于接收驱动模块101相当靠近听小鼓、且直接位在耳膜上，接收驱动模块101只要发出微小的声波震动作为物理信号就能影响对应的听觉器官获得听觉信号，例如耳膜121、听小鼓123跟耳蜗122，产生听觉的连锁反应。
请参考图3，其为本发明第二实施例的种听觉辅助装置的示意图。在这个实施例中，驱动器230可安装在听觉障碍人士的耳蜗222内，并且接收驱动器230具有多数电极，用以产生电击作为物理信号，以刺激耳蜗222对应到不同频率的位置，而获得听觉信号以产生听觉。骨传导收发器225将声音原始数据转换成骨传导信号，通过骨传导至接收驱动模块230后，接收驱动模块230再将接收到的骨传导信号转换成对应的信号，又驱动耳蜗222内的接收驱动模块230产生听觉。
请参考图4，其举例说明根据本发明实施例的一个架构图。在图4中，骨传导收发器31接收并将声音原始数据转换成骨传导信号，骨传导信号可以是经过压缩跟错误更正码的信号。通过骨传导方式，骨传导收发器31将骨传导信号传送给植入装置32。植入装置32可包括例如上述的接收器、驱动器与其它相关组件。植入装置32置在内耳位置，接收并将接收到的骨传导信号经过转译，放大成对应的声波震动，或是输出对应的电流信号，触发放在耳蜗内的对应电极。
此外，骨传导收发器31还可包含一参数调整器，通过参数调整器，可针对听觉障碍人士的颅部电特性做优化处理。或者是，参数调整器发出一测试信号到接收器（如图2的接收器101a），并且骨传导收发器接收来自接收器的一测试结果，骨传导收发器根据测试结果，调整骨传导信号，使得骨传导信号被优化。
图5是根据本发明的一个听觉辅助运作方法的一个实施例的流程图。在这个例子中，首先通过如上述的骨传导收发器接收声音信号（步骤401）。这个接收到的声音信号被作为声音原始数据，骨传导收发器将此一声音原始数据转换成对应的骨传导信号（步骤402），以便进行传输。当安装在听觉障碍人士的内耳部的接收器接收到这个骨传导信号，会将骨传导信号转换成一声音还原信号，然后再通过根据声音还原信号，通过一驱动器，可以产生对应的耳蜗电极驱动电流作为一物理信号（步骤403）。进而，这样的驱动电流就可以作为物理信号刺激耳蜗内的听觉神经产生听觉，以使得听觉障碍人士获得听觉信号（步骤404）。
图6是根据本发明的另一个听觉辅助运作方法的实施例的流程图。在这个实施例中，首先通过如上述的骨传导收发器接收声音信号（步骤501）。这个接收到的声音信号被作为声音原始数据，骨传导收发器将此一声音原始数据转换成对应的骨传导信号（步骤502），以便进行传输。当安装在听觉障碍人士的内耳部的接收器接收到这个骨传导信号，，会将骨传导信号转换成一声音还原信号，然后再通过根据声音还原信号，通过一驱动器产生放大成对应的声波震动信号作为一物理信号（步骤503）。进而，这样的声波震动信号就可以作为物理信号影响内耳的器官等听觉接收器，以使得听觉障碍人士获得听觉信号而产生听觉（步骤504）。
图7举例说明骨传导收发器61可以做成眼镜形状或是做成一个骨传导收发模块62安置在眼镜上，供听觉障碍人士以眼镜方式穿戴。骨传导收发模块62紧靠耳朵附近的皮肤，经由触发对应的微小骨传导震动，将骨传导信号传到安置在内耳的接收器跟驱动器以产生听觉。
由于人类可通过两耳听到声音的微小差异，来建立起对于三维空间的感知。因此，上述的骨传感收发器62可具有第一收发组件621与第二收发组件622，第一收发组件621与第二收发组件622分别对应到听觉障碍人士的两耳。并且，避免第一收发组件621与第二收发组件622传递信号发生互相干扰，第一收发组件621与第二收发组件622可错开传送骨传导信号时间，例如以分时多任务的方式传送信号。
另一种做法中，骨传导收发器62具有第一收发组件621与一第二收发组件622，第一收发组件621与第二收发组件622分别对应到听觉障碍人士的两耳，并且第一收发组件621与第二收发组件622可采用不同信号样态，以避免第一收发组件621与第二收发组件622传递信号发生互相干扰。举例来说，第一收发组件621与第二收发组件622使用不同频率的载波用来承载骨传导信号，通过不同的信号样态安排，也可以达成避免信号之间的互相干扰。
另一种取代眼镜穿戴的方法是，将一个磁铁附加到骨传导收发器62的收发组件（或是第一收发组件621、第二收发组件622），另一个磁铁受过手术方式植入听觉障碍人士的头皮之下，通过磁力使得骨传导收发器62或其收发组件附着于听觉障碍人士的头皮。
骨传导是一种声音传导方式，即通过将声音转化为不同频率的机械振动，通过人的颅骨、骨迷路、内耳淋巴液传递、螺旋器、听神经、听觉中枢来传递声波。相对于通过振膜产生声波的经典声音传导方式，骨传导省去了许多声波传递的步骤，能在吵杂的环境中实现清晰的声音还原，而且声波也不会因为在空气中扩散而影响到他人。
骨传导技术分为骨传导扬声器技术和骨传导麦克风技术。
骨传导扬声器技术用于受话，受话即听取声音。气导扬声器是把电信号转化为的声波（振动信号传至听神经。而骨传导扬声器则是电信号转化的声波（振动信号）直接通过骨头传至听神经。声波（振动信号）的传递介质不同。
骨传导麦克风技术用于送话，送话即收集声音。气导送话是声波通过空气传至麦克风，而骨传导送话则直接通过骨头传递。
具体来说，上述的实施例子可以实作成外挂电子耳装置，用于一人工耳系统。这个外挂电子装置包括一壳体、一外挂磁铁、一麦克风、一处理电路，以及一无线电路。
外挂磁铁，安装在壳体的预定位置，用来跟安装在一使用者头皮内侧的一接收器磁铁感应，使壳体可吸附在使用者的头皮对应外侧，接受器磁铁属于一植入人工耳装置。麦克风，安装在壳体的一预定位置，用以接受一外界声音，产生对应的声音信号。麦克风可以是各种指向性或非指向性的收音装置，可以将外界声音转换成对应的声音信号。麦克风可以是一个，也可以是多个麦克风的组合。处理电路，安装在壳体，用以将声音信号转换成骨传感信号。处理电路可以包括微控制器，或是特制应用的芯片（Application SpecificIntegrated Circuit, ASIC），可以全部为硬件电路逻辑，或是可以部份硬件电路，搭配对应的软件逻辑。这个骨传感信号传给植入人工耳装置，植入人工耳装置将电极驱动信号转成多个电极电流，也就是一个以上的电极电流。通过对应的多个电极，在耳蜗神经传导部份产生多个电刺激，使所述使用者产生对应于外界声音的一听觉。
在实作上，这个壳体具有一外壳形状，所述外壳形状可针对用户的头部贴附位置量身订做，具有与头部贴服位置实质相似的颜色与形状，使得外壳形状不易被察觉。
此外，壳体外也可附加假发，使得外壳形状更不易被察觉。
Claims (18)
1.一种听觉辅助装置，用以辅助一听觉障碍人士获得听觉信息，其特征在于，所述听觉辅助装置包含：
一骨传导收发器，将一声音原始数据转换成一骨传导信号；
一接收器，安装在所述听觉障碍人士的内耳部分，用以接收所述骨传导信号，并将所述骨传导信号转换成一声音还原信号；以及
一驱动器，根据所述声音还原信号，发出一物理信号，以使得所述听觉障碍人士获得听觉信号，所述骨传导收发器具有一第一收发组件与一第二收发组件，所述第一收发组件与所述第二收发组件分别对应到所述听觉障碍人士的两耳，并且所述第一收发组件与所述第二收发组件错开传送所述骨传导信号时间，以避免所述第一收发组件与所述第二收发组件传递信号发生互相干扰。
2.根据权利要求1所述的听觉辅助装置，其特征在于，所述接收器安装在所述听觉障碍人士的耳膜孔洞。
3.根据权利要求1所述的听觉辅助装置，其特征在于，所述驱动器安装在所述听觉障碍人士的耳蜗。
4.根据权利要求1所述的听觉辅助装置，其特征在于，所述骨传导信号为经过压缩跟错误更正码的信号。
5.根据权利要求1所述的听觉辅助装置，其特征在于，所述骨传导收发器还包含一参数调整器，通过所述参数调整器，可针对所述听觉障碍人士的颅部电特性做优化处理。
6.根据权利要求1所述的听觉辅助装置，其特征在于，所述骨传导收发器还包含一参数调整器，所述参数调整器发出一测试信号到所述接收器，并且所述骨传导收发器接收来自所述接收器的一测试结果，并且所述骨传导收发器根据所述测试结果，调整所述骨传导信号。
7.根据权利要求1所述的听觉辅助装置，其特征在于，所述骨传感收发器安装在一眼镜，供所述听觉障碍人士以眼镜方式穿戴。
8.根据权利要求1所述的听觉辅助装置，其特征在于，所述骨传导收发器通过磁力附着在所述听觉障碍人士的头皮。
9.一种听觉辅助运作方法，以辅助一听觉障碍人士获得听觉信息，其特征在于，所述听觉辅助运作方法包含以下步骤：
通过一骨传导收发器，将一声音原始数据转换成一骨传导信号；
通过安装在所述听觉障碍人士的内耳部的一接收器接收所述骨传导信号，并将所述骨传导信号转换成一声音还原信号；以及
根据所述声音还原信号，通过一驱动器发出一物理信号，以使得所述听觉障碍人士获得听觉信号，所述骨传导收发器具有一第一收发组件与一第二收发组件，所述第一收发组件与所述第二收发组件分别对应到所述听觉障碍人士的两耳，并且所述第一收发组件与所述第二收发组件错开传送所述骨传导信号时间，以避免所述第一收发组件与所述第二收发组件传递信号发生互相干扰。
10.根据权利要求9所述的听觉辅助运作方法，其特征在于，所述接收器安装在所述听觉障碍人士的耳膜孔洞。
11.根据权利要求9所述的听觉辅助运作方法，其特征在于，所述驱动器安装在所述听觉障碍人士的耳蜗。
12.根据权利要求9所述的听觉辅助运作方法，其特征在于，还包括对于所述骨传导信号进行压缩跟错误更正码的处理。
13.根据权利要求9所述的听觉辅助运作方法，其特征在于，还包括针对所述听觉障碍人士的颅部电特性做优化处理，以调整对应的参数。
14.根据权利要求9所述的听觉辅助运作方法，其特征在于，还包括发出一测试信号到所述接收器，并且接收来自所述接收器的一测试结果，并且根据所述测试结果，调整所述骨传导信号。
15.根据权利要求9所述的听觉辅助运作方法，其特征在于，所述骨传感收发器安装在一眼镜，供所述听觉障碍人士以眼镜方式穿戴。
16.根据权利要求9所述的听觉辅助运作方法，其特征在于，所述骨传导收发器通过磁力附着在所述听觉障碍人士的头皮。
17.一种听觉辅助装置，用以辅助一听觉障碍人士获得听觉信息，其特征在于，所述听觉辅助装置包含：
一骨传导收发器，将一声音原始数据转换成一骨传导信号；
一接收器，安装在所述听觉障碍人士的内耳部分，用以接收所述骨传导信号，并将所述骨传导信号转换成一声音还原信号；以及
一驱动器，根据所述声音还原信号，发出一物理信号，以使得所述听觉障碍人士获得听觉信号，所述骨传导收发器具有一第一收发组件与一第二收发组件，所述第一收发组件与所述第二收发组件分别对应到所述听觉障碍人士的两耳，并且所述第一收发组件与所述第二收发组件采用不同信号样态，以避免所述第一收发组件与所述第二收发组件传递信号发生互相干扰。
18.一种听觉辅助运作方法，以辅助一听觉障碍人士获得听觉信息，其特征在于，所述听觉辅助运作方法包含以下步骤：
通过一骨传导收发器，将一声音原始数据转换成一骨传导信号；
通过安装在所述听觉障碍人士的内耳部的一接收器接收所述骨传导信号，并将所述骨传导信号转换成一声音还原信号；以及
根据所述声音还原信号，通过一驱动器发出一物理信号，以使得所述听觉障碍人士获得听觉信号，所述骨传导收发器具有一第一收发组件与一第二收发组件，所述第一收发组件与所述第二收发组件分别对应到所述听觉障碍人士的两耳，并且所述第一收发组件与所述第二收发组件采用不同信号样态，以避免所述第一收发组件与所述第二收发组件传递信号发生互相干扰。
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