CN107693937A - 一种可穿戴式人工耳蜗系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可穿戴式人工耳蜗系统，包括植入体、言语处理器、移动设备和终端服务器，植入体与言语处理器通过电感耦合连接，移动设备与言语处理器通过无线蓝牙通信连接，移动设备与终端服务器通过通用无线网络通信连接；所述植入体将状态信息发送给言语处理器，言语处理器通过无线蓝牙通信将植入体和言语处理器的状态以及其他事件信息发送并储存于移动设备，移动设备定期将这些信息传送给终端服务器储存并进行大数据处理。本发明将人工耳蜗植入者通过可穿戴式技术与终端服务器连接起来，能够实现遥控操作，记录用户的使用状态，提高使用效果和康复质量，降低服务成本，提高服务质量。

Description

一种可穿戴式人工耳蜗系统
技术领域
本发明属于医疗器械领域，特别涉及一种人工耳蜗系统。
背景技术
对于重度或极重度耳聋，电子耳蜗是目前世界公认的唯一有效的帮助聋残病人恢复听觉的装置。目前传统的电子耳蜗还需要通过按键等方式进行操作，使病患特别是儿童病患的家长操作极为不方便。病患接打电话也只能通过手机或电话扬声器或者磁感线圈来进行接听，在嘈杂环境下严重影响通话效果。病患特别是儿童病患出现故障也仅通过闪灯等方式体现，显示信息不仅有限而且也不容易被发现。特别的，当植入体出现故障信息时，病患无法在正常使用中获得明确信息。
随着无线通信和无线传输等技术的发展，可穿戴式设备技术及其相关应用也逐渐成熟。无线蓝牙技术和Wifi/3G/4G等通用无线通信技术作为可穿戴式技术的核心，使上述问题的解决成为了可能。更重要的，可穿戴式技术将患者与电子耳蜗生产销售方通过终端服务器紧密联系在一起，使电子耳蜗生产销售方很容易掌握病患使用状态，提供及时可定制的服务，患者也可以很容易的联系到电子耳蜗生产销售方，获得快速明确的信息。
发明内容
本发明要解决的技术问题是设计一套结合移动设备、终端服务器和传统人工耳蜗设备，方便人工耳蜗使用者实现遥控操作，接打电话，用户的使用情况分析，在线调整言语处理器参数，在线固件程序升级更新，系统不正常报警，在线服务等功能的可穿戴式人工耳蜗系统。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种可穿戴式人工耳蜗系统，包括植入体、言语处理器、移动设备和终端服务器，其中，
所述植入体，包括植入体线圈、刺激控制模块、植入体监测模块和刺激电极，其中，
所述植入体线圈与所述刺激控制模块和所述植入体监测模块连接，将从所述言语处理器接收到的声音编码信号传送给刺激控制模块；
所述刺激控制模块与所述植入体监测模块和所述刺激电极分别连接，将所述植入体线圈接收到的声音编码信号进行解调以及解码，并转化为电信号向所述刺激电极传输，所述刺激电极输出电信号；
所述植入体监测模块与所述植入体线圈、刺激控制模块和刺激电极分别连接，用于监测植入体的工作电压、湿度状态和电极工作情况，当所述植入体出现工作电压异常，湿度状态异常或电极工作异常状态时，通过植入体线圈将状态信息发送给所述言语处理器；
所述言语处理器，包括处理器线圈和信号处理单元，其中，所述处理器线圈与所述植入体线圈通过无线方式连接，向植入体传输能量，与植入体之间双向传输信号；所述信号处理单元与所述处理器线圈连接，与所述移动设备通过无线方式连接；所述移动设备与所述终端服务器通过无线方式连接。
优选地，所述处理器线圈，包括发射线圈、射频调制模块、射频解调模块和功率放大模块，其中，
所述发射线圈与所述植入体线圈对心无线连接，将所述功率放大模块的声音编码信号发送给植入体线圈，所述发射线圈通过无线感应方式接收所述植入体状态信号；
所述射频调制模块与所述信号处理单元相连，将所述信号处理单元发出的声音编码信号在基频上进行调制，并传输给功率放大模块；
所述射频解调模块与所述发射线圈相连，将所述发射线圈感应到的所述植入体状态信号进行解调和数字化，并将该信号传输给所述信号处理单元。
优选地，所述信号处理单元包括音频输入模块、信号处理模块、中央控制模块和耳蜗蓝牙模块，其中，
所述音频输入模块与所述中央控制模块和所述耳蜗蓝牙模块分别相连，所述中央控制模块还与信号处理模块相连，所述音频输入模块用于将输入信号切换为麦克风音频输入，蓝牙音频输入和外部直接音频输入；
所述信号处理模块与射频调制模块相连，将输入的音频信号进行信号处理，转化为调制编码，用于发送给植入体刺激信息；
所述中央控制模块还与耳蜗蓝牙模块相连，进行双向数据通信，所述中央控制模块还与射频解调模块相连，将解调后的数字信号进行处理后传送给耳蜗蓝牙模块，通过蓝牙无线信号发出；
所述耳蜗蓝牙模块与移动设备进行数据和音频通信，通过与音频输入模块相连进行音频双向传输，通过与中央控制模块相连进行数据双向传输。
优选地，所述移动设备，包括中央处理单元、设备存储器、触摸显示屏、设备蓝牙模块和通用网络模块，其中，
所述设备蓝牙模块一端与中央处理单元有线连接，另一端与所述耳蜗蓝牙模块通过无线蓝牙方式连接，用于双向将数据信号和音频信号在耳蜗蓝牙模块和中央处理单元之间传输；
所述通用网络模块一端与中央处理单元有线连接，另一端与所述终端服务器通过无线方式连接，用于将数据信号和音频信号在中央处理单元和终端服务器之间传输；
所述中央处理单元还与设备存储器和触摸显示屏相连，将从设备蓝牙模块发送来的数据信号存储在设备存储器中，并显示在触摸显示屏上，所述中央处理单元按预设时间，定期将设备储存器中保存的数据通过通用网络模块传输给所述终端服务器，中央处理单元将通过通用网络模块发送过来的数据信号存储在设备存储器中，并将处理后的提示信息显示在触摸显示屏上，通过触摸显示屏确认后，中央处理单元将设备存储器中的数据信息通过设备蓝牙模块发送给言语处理器；
所述触摸显示屏上的操作信息通过中央处理单元根据不同用途发送给设备蓝牙模块和通用网络模块。
优选地，所述终端服务器，包括相连接的终端存储器和终端数据处理单元，其中，
所述终端数据处理单元，用于响应各个移动设备的数据传输请求，对从各个移动设备传输的数据进行分类整理，并保存到终端存储器中，根据移动设备的操作命令调取终端存储器中的用户信息数据进行分析，并将结果发送给移动设备；
所述终端存储器，用于存储在线康复资料、产品生产与临床测试信息和升级固件信息，存储终端数据处理单元传输的实时数据信息。
优选地，所述植入体监测模块将植入体的故障信息通过植入体线圈传输给信号处理单元，信号处理单元的耳蜗蓝牙模块再传输给移动设备，移动设备的触摸显示屏设置报警模块，由报警模块显示报警信息。
本发明的有益效果在于：
极大提高人工耳蜗用户使用的方便性，提高生活质量，提升康复效果。能够实时监控植入体和言语处理器工作状态，确保用户使用安全性。易于言语处理器硬件程序和移动设备软件升级。终端服务器提供大数据平台，能够降低设备生产商售后服务成本，提高服务质量，并通过对用户信息的及时收集，及时了解客户需求。
附图说明
图1为本发明一具体实施例的可穿戴式人工耳蜗系统的结构框图；
图2为本发明又一具体实施例的可穿戴式人工耳蜗系统的结构框图；
图3为本发明一具体实施例的可穿戴式人工耳蜗系统的结构示意图；
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
参见图1-图2，为可穿戴式人工耳蜗系统一具体实施例和又一具体实施例的结构框图，包括植入体10、言语处理器20、移动设备30和终端服务器40，其中，
所述植入体10，包括植入体线圈110、刺激控制模块120、植入体监测模块130和刺激电极140，其中，
所述植入体线圈110与所述刺激控制模块120和所述植入体监测模块130连接，将从所述言语处理器20接收到的声音编码信号传送给刺激控制模块120，并通过改变谐振的方法将植入体监测模块130的信号调制在基频上，使言语处理器20侦测到植入体监测模块130信号，从而实现从植入体10向言语处理器20方向信号传输；
所述刺激控制模块120与所述刺激电极140连接，将所述植入体线圈110接收到的声音编码信号进行解调以及解码，并转化为电信号向所述刺激电极140传输，所述刺激电极140将该电信号作用在耳蜗听神经上，形成听声反应；
所述植入体监测模块130监测植入体10的工作电压，湿度状态和电极工作情况，当所述植入体10出现工作电压异常，湿度状态异常或电极工作异常状态时，通过植入体线圈110将状态信息发送给所述言语处理器20；
所述言语处理器20，包括处理器线圈210和信号处理单元220，其中，
所述处理器线圈210，包括发射线圈211、射频调制模块212、射频解调模块213和功率放大模块214，其中，
所述发射线圈211与所述植入体线圈110对心连接，将所述功率放大模块214的声音编码信号发送给植入体线圈110，并通过感应方式接收所述植入体10状态信号；
所述射频调制模块212与所述信号处理单元220相连，将所述信号处理单元220发出的声音编码信号在基频上进行调制，并传输给功率放大模块214；
所述射频解调模块213与所述发射线圈211相连，将所述发射线圈211感应到的所述植入体10状态信号进行解调及数字化，并将该信号传输给所述信号处理单元220；
所述信号处理单元220包括音频输入模块221、信号处理模块222、中央控制模块223和耳蜗蓝牙模块224，其中，
所述音频输入模块221与信号处理模块222相连，输入信号可以切换为麦克风音频输入，蓝牙音频输入和外部直接音频输入；
所述信号处理模块222与射频调制模块212相连，将输入的音频信号进行信号处理，转化为调制编码，用于发送给植入体10刺激信息；
所述中央控制模块223一端与耳蜗蓝牙模块224相连，可以进行双向数据通信，另一端与射频解调模块213相连，将解调后的数字信号进行处理后传送给耳蜗蓝牙模块224，通过蓝牙无线信号发出；
所述耳蜗蓝牙模块224可以与移动设备30进行数据和音频通信，通过与音频输入模块221相连进行音频双向传输，通过与中央控制模块223相连进行数据双向传输；
所述移动设备30，包括中央处理单元310、设备存储器320、触摸显示屏330、设备蓝牙模块340和通用网络模块350，其中
所述设备蓝牙模块340一端与中央处理单元310有线连接，另一端与所述耳蜗蓝牙模块224通过无线蓝牙技术连接，能够双向将数据信号和音频信号在耳蜗蓝牙模块224和中央处理单元310之间传输，特别的，在数据传输时，两个蓝牙模块进入BLE(Bluetooth LowEnergy)模式，从而进一步降低功耗；
所述通用网络模块350一端与中央处理单元310有线连接，另一端与所述终端服务器40通过通用无线通信技术比如Wifi或3G/4G通信等连接，能够将数据信号和音频信号在中央处理单元310和终端服务器之40间传输；
所述中央处理单元310与设备存储器320和触摸显示屏330相连，将从设备蓝牙模块340发送来的数据信号存储在设备存储器中320，并显示在触摸显示屏330上，定期地所述中央处理单元310将设备储存器320中保存的数据通过通用网络模块传350输给所述终端服务器40，同样的，中央处理单元310将通过通用网络模块350发送过来的数据信号存储在设备存储器320中，并将处理后的提示信息显示在触摸显示屏330上，当用户通过触摸显示屏330确认后，将中央处理单元310将设备存储器320中的数据信息通过设备蓝牙模块340发送给言语处理器20；
所述触摸显示屏330上的操作信息通过中央处理单元310根据不同用途发送给设备蓝牙模块340或通用网络模块350，从而实现对言语处理器20控制操作或与终端服务器40进行联系；
所述终端服务器40，包括终端存储器410和终端数据处理单元420，其中
所述终端数据处理单元420，响应各个移动设备30的数据传输请求，对从各个移动设备30传输的数据进行分类整理，并保存到终端存储器410中，根据移动设备30的操作命令调取终端存储器410中的用户信息数据进行分析，并将结果发送给移动设备30；
所述终端存储器410存储在线康复资料、产品生产和临床测试信息和升级固件信息等固有信息，同时存储终端数据处理单元420传输的实时数据信息。
参见图3，表明了可穿戴式人工耳蜗系统的结构示意图，信号处理单元220直接钩于耳后，移动设备30可在一定距离内与信号处理单元220无线蓝牙通信，移动设备与终端服务器通过Wifi/4G/3G等通用无线通信方式连接，处理器线圈210与信号处理单元220连接，信号处理单元220将音频信号进行处理后转化为植入体10刺激信息，进行编码后，传送给处理器线圈210，处理器线圈210与植入体线圈110中间的隔板150模拟人体的皮肤，植入体线圈110将接收到声音编码信号传输到刺激控制模块120进行解码，并转化为电信号向所述刺激电极140传输，最后由刺激电极140直接对耳蜗中的听觉神经细胞进行电刺激，同时植入体监测模块130将植入体的状态信息通过植入体线圈发送给处理器线圈210，并最终传送给移动设备30和终端服务器40。
在具体实施例中，植入体10或者言语处理器20出现故障时，故障信息通过耳蜗蓝牙模块224发送给移动设备30，并在触摸显示屏330上报警。植入体10或者言语处理器20开关机操作、电池使用时间、故障事件、声音环境变化信息、MAP调节信息和音量调节信息作为用户使用信息保存在移动设备30中，并定期发送给终端服务器40。言语处理器20直接通过无线蓝牙进行传输与移动设备30音频信号双向传输实现电话拨打与接听，并在信号处理单元220直接处理，转化为声音编码信息发送给植入体10形成刺激。终端服务器40有可更新的固件程序时，发送升级信息给移动设备30，移动设备30通过触摸显示屏330显示该信息，用户通过点触触摸显示屏330接受固件升级后，终端服务器40将新的固件程序发送给移动设备30，并通过耳蜗蓝牙模块224和设备蓝牙模块340实现在言语处理器20上的在线固件升级。用户可以通过点触所述触摸显示屏330选择查看用户使用状态信息及在线言语处理器20优化，移动设备30将命令发送给终端服务器40，终端服务器40通过调取终端存储器410中的数据并在终端数据处理单元420进行数据分析后，将用户使用总结报表和用户言语处理器优化参数发送给移动设备30，移动设备30将用户使用总结报表在触摸显示屏330上显示，并将优化后的用户言语处理器参数通过无线蓝牙传送给言语处理器20，实现言语处理器根据用户使用习惯进行优化。用户可以通过点触触摸显示屏330选择命令信息，移动设备30将相关命令信息传送给言语处理器20，实现开关机，调节MAP信息，调节音量等操作。用户可以通过点触触摸显示屏330选择在线服务信息，移动设备30可以与终端服务器40双向传输音频和数据信号，实现康复训练，故障报修，疑问解答等功能。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.一种可穿戴式人工耳蜗系统，其特征在于，包括植入体、言语处理器、移动设备和终端服务器，其中，
所述植入体，包括植入体线圈、刺激控制模块、植入体监测模块和刺激电极，其中，
所述植入体线圈与所述刺激控制模块和所述植入体监测模块连接，将从所述言语处理器接收到的声音编码信号传送给刺激控制模块；
所述刺激控制模块与所述植入体监测模块和所述刺激电极分别连接，将所述植入体线圈接收到的声音编码信号进行解调以及解码，并转化为电信号向所述刺激电极传输，所述刺激电极输出电信号；
所述植入体监测模块与所述植入体线圈、刺激控制模块和刺激电极分别连接，用于监测植入体的工作电压、湿度状态和电极工作情况，当所述植入体出现工作电压异常，湿度状态异常或电极工作异常状态时，通过植入体线圈将状态信息发送给所述言语处理器；
所述言语处理器，包括处理器线圈和信号处理单元，其中，所述处理器线圈与所述植入体线圈通过无线方式连接，向植入体传输能量，与植入体之间双向传输信号；所述信号处理单元与所述处理器线圈连接，与所述移动设备通过无线方式连接；所述移动设备与所述终端服务器通过无线方式连接。
2.根据权利要求1所述的可穿戴式人工耳蜗系统，其特征在于，所述处理器线圈，包括发射线圈、射频调制模块、射频解调模块和功率放大模块，其中，
所述发射线圈与所述植入体线圈对心无线连接，将所述功率放大模块的声音编码信号发送给植入体线圈，所述发射线圈通过无线感应方式接收所述植入体状态信号；
所述射频调制模块与所述信号处理单元相连，将所述信号处理单元发出的声音编码信号在基频上进行调制，并传输给功率放大模块；
所述射频解调模块与所述发射线圈相连，将所述发射线圈感应到的所述植入体状态信号进行解调和数字化，并将该信号传输给所述信号处理单元。
3.根据权利要求2所述的可穿戴式人工耳蜗系统，其特征在于，所述信号处理单元包括音频输入模块、信号处理模块、中央控制模块和耳蜗蓝牙模块，其中，
所述音频输入模块与所述中央控制模块和所述耳蜗蓝牙模块分别相连，所述中央控制模块还与信号处理模块相连，所述音频输入模块用于将输入信号切换为麦克风音频输入，蓝牙音频输入和外部直接音频输入；
所述信号处理模块与射频调制模块相连，将输入的音频信号进行信号处理，转化为调制编码，用于发送给植入体刺激信息；
所述中央控制模块还与耳蜗蓝牙模块相连，进行双向数据通信，所述中央控制模块还与射频解调模块相连，将解调后的数字信号进行处理后传送给耳蜗蓝牙模块，通过蓝牙无线信号发出；
所述耳蜗蓝牙模块与移动设备进行数据和音频通信，通过与音频输入模块相连进行音频双向传输，通过与中央控制模块相连进行数据双向传输。
4.根据权利要求3所述的可穿戴式人工耳蜗系统，其特征在于，所述移动设备，包括中央处理单元、设备存储器、触摸显示屏、设备蓝牙模块和通用网络模块，其中，
所述设备蓝牙模块一端与中央处理单元有线连接，另一端与所述耳蜗蓝牙模块通过无线蓝牙方式连接，用于双向将数据信号和音频信号在耳蜗蓝牙模块和中央处理单元之间传输；
所述通用网络模块一端与中央处理单元有线连接，另一端与所述终端服务器通过无线方式连接，用于将数据信号和音频信号在中央处理单元和终端服务器之间传输；
所述中央处理单元还与设备存储器和触摸显示屏相连，将从设备蓝牙模块发送来的数据信号存储在设备存储器中，并显示在触摸显示屏上，所述中央处理单元按预设时间，定期将设备储存器中保存的数据通过通用网络模块传输给所述终端服务器，中央处理单元将通过通用网络模块发送过来的数据信号存储在设备存储器中，并将处理后的提示信息显示在触摸显示屏上，通过触摸显示屏确认后，中央处理单元将设备存储器中的数据信息通过设备蓝牙模块发送给言语处理器；
所述触摸显示屏上的操作信息通过中央处理单元根据不同用途发送给设备蓝牙模块和通用网络模块。
5.根据权利要求4所述的可穿戴式人工耳蜗系统，其特征在于，所述终端服务器，包括相连接的终端存储器和终端数据处理单元，其中，
所述终端数据处理单元，用于响应各个移动设备的数据传输请求，对从各个移动设备传输的数据进行分类整理，并保存到终端存储器中，根据移动设备的操作命令调取终端存储器中的用户信息数据进行分析，并将结果发送给移动设备；
所述终端存储器，用于存储在线康复资料、产品生产与临床测试信息和升级固件信息，存储终端数据处理单元传输的实时数据信息。
6.根据权利要求5所述的可穿戴式人工耳蜗系统，其特征在于，所述植入体监测模块将植入体的故障信息通过植入体线圈传输给信号处理单元，信号处理单元的耳蜗蓝牙模块再传输给移动设备，移动设备的触摸显示屏设置报警模块，由报警模块显示报警信息。
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