CN110650772A - 可植入听觉假体的使用约束 - Google Patents
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Abstract
一种可植入听觉假体包括至少一个可植入声音传感器,该至少一个可植入声音传感器被配置成检测来自接受者内的声音信号,并且使用这些内部检测到的声音信号以用于刺激该接受者。该可植入听觉假体还被配置成从外部声源接收声音信号,并且使用该外部检测到的声音信号以用于刺激该接受者。该可植入听觉假体使用从该外部声源接收到的该声音信号来刺激该接受者,同时在该外部声源不存在/无法将声音信号提供给该可植入听觉假体时约束使用在该可植入声音传感器处检测到的声音信号。
Description
技术领域
本发明总体上涉及可植入听觉假体。
背景技术
可能由于多种不同原因引起的听力损失大体上为两种类型:传导性和/或感觉神经性。当外耳和/或中耳的正常机械通路例如由于听骨链或耳道的损伤而受到阻碍时,会发生传导性听力损失。当内耳或从内耳到大脑的神经通路受损时,会发生感觉神经性听力损失。
因为耳蜗中的毛细胞未受损,所以患有传导性听力损失的个体通常有某种形式的残余听力。由此,患有传导性听力损失的个体通常接受生成耳蜗液体的运动的听觉假体。这种听觉假体例如包括声学助听器、骨传导设备和直接声学刺激器。
然而,在许多严重失聪的人中,其失聪的原因是感觉神经性听力损失。患有一些形式的感觉神经性听力损失的人无法从生成耳蜗液体的机械运动的听觉假体获得适当的益处。这种个体可以从可植入听觉假体中受益,该可植入听觉假体以其他方式(例如电、光学等)刺激接受者的听觉系统的神经细胞。在感觉神经性听力损失由于将声学信号变换为神经脉冲的耳蜗毛细胞的不存在或破坏而导致时,通常建议耳蜗植入物。听觉脑干刺激器是另一种类型的刺激听觉假体,在接受者由于听觉神经受损而经历感觉神经性听力丧失时,也可能提出该听觉脑干刺激器。
发明内容
在一个方面,提供了一种听力假体系统的完全可植入部件。完全可植入部件包括:可植入麦克风;可植入电池;刺激器单元,被配置成在完全可植入部件与听力假体系统的外部部件进行通信时,刺激完全可植入部件的接受者以唤起听力感知;以及控制器,被配置成在完全可植入部件不与外部部件进行通信时,与可植入电池中的电荷水平无关地限制接受者的刺激。
在另一方面,提供了一种适配系统。适配系统包括:设备接口,用于与植入接受者中的可植入听觉假体进行通信,其中该可植入听觉假体包括可植入麦克风和刺激器单元;用户接口,被配置成在可植入听觉假体不与任何外部声源进行通信时,从用户接收约束可植入听觉假体的操作的输入;以及一个或多个处理器,被配置成处理输入以生成一个或多个指令,其中在可植入听觉假体不与任何外部声源进行通信时,指令表示对可植入听觉假体的操作的一个或多个约束,并且一个或多个处理器被配置成将该一个或多个指令发送到可植入听觉假体以用于该一个或多个指令的实例化。
在另一方面,提供了一种可植入接受者中的可植入听觉假体。可植入听觉假体包括:至少一个可植入声音传感器,被配置成检测来自接受者内的内部声音信号;刺激器单元,可操作以生成刺激信号以用于递送至听觉假体的接受者;以及控制器,被配置成在可植入听觉假体不能与至少一个外部声源进行通信时,约束内部声音信号在用于递送至接受者的刺激信号的生成中的使用。
附图说明
本文中结合附图描述了本发明的实施例,其中:
图1A是图示根据本文中呈现的某些实施例的完全可植入耳蜗植入物的示意图;
图1B是图1A的完全可植入耳蜗植入物的框图;
图2是根据本文中呈现的某些实施例的适配系统的框图;
图3是根据本文中呈现的某些实施例的方法的流程图;
图4A是图示根据本文中呈现的某些实施例的完全可植入声学植入物的示意图;以及
图4B是图4A的完全可植入声学植入物的框图。
具体实施方式
某些听觉假体称为“完全可植入”,意思是所有部件都植入接受者中,并且假体能够在没有任何外部设备的情况下操作至少有限的时间段。这些完全可植入假体总体上包括一个或多个内部/可植入声音传感器,该一个或多个内部/可植入声音传感器用于检测/接收来自接受者内的声音信号。这些听觉假体还被配置成处理从接受者内检测到的声音信号,并且生成刺激信号以用于递送到接受者来唤起对声音信号的感知。
仅为了便于说明,主要参照一种类型的可植入听觉假体(即完全可植入耳蜗植入物)来描述本文中呈现的技术。然而,应当了解,本文中呈现的技术可以用于其他可植入听觉假体,诸如完全可植入声学植入物、听觉脑干刺激器等。
图1A是被配置成实现本发明的实施例的示例性完全耳蜗植入物100的示意图,而图1B是完全可植入耳蜗植入物100的框图。为了便于描述,将一起描述图1A和图1B。因为耳蜗植入物的所有部件都配置成植入接受者的皮肤/组织115之下,所以耳蜗植入物100称为“完全可植入”的耳蜗植入物。因为完全植入耳蜗植入物100的所有部件都是可植入的,所以该耳蜗植入物在无需外部设备的情况下操作至少有限的时间段。
图1A中所示出的是接受者的外耳101、中耳102和内耳103。在全功能的人类听力解剖学中,外耳101包括耳廓105和耳道106。声音信号107(在本文中有时称为声学声音或声波)由耳廓105收集,并且被引导到耳道106中并通过该耳道。跨耳道106的远端设置有鼓膜104,该鼓膜104响应于声音信号(即声波)107振动。这个振动通过中耳102的三个骨骼(统称为听骨链或听小骨111,并且包括锤骨112、砧骨113和镫骨114)而被耦合到椭圆形窗口或卵圆窗110。中耳102的听小骨111用于过滤和放大声音信号107,从而使得椭圆形窗口110振动。这种振动在耳蜗116内建立了流体运动波,继而激活了排列在耳蜗116内部的毛细胞(未示出)。这些毛细胞的激活引起适当的神经脉冲通过螺旋神经节细胞和听觉神经118而被传递到大脑(未示出),在大脑处这些神经脉冲被感知为声音。
如上文所提及,感觉神经性听力损失可能是由于将声学信号变换为神经脉冲的耳蜗毛细胞的不存在或破坏而引起的。用于这种感觉神经性听力损失的一种治疗是耳蜗植入物,诸如图1A和图1B中所示出的完全可植入耳蜗植入物100,该完全可植入耳蜗植入物100绕过耳蜗毛细胞并且直接将刺激(例如电刺激)递送到耳蜗神经细胞。
在图1A和图1B的实施例中,耳蜗植入物100包括植入物主体(主模块)120、前导区域122和细长耳蜗内刺激组件124。植入物主体120包括气密密封的外壳129,在该外壳129中设置了射频(RF)接口电路系统132(有时称为收发器单元)、至少一个可再充电电池134、声音处理器136、刺激器单元138以及至少一个植入物控制器/处理器150。植入物主体120还包括内部/可植入线圈130(其总体上设置在外壳129的外部)以及至少一个可植入声音传感器/换能器140(例如可植入麦克风),该至少一个可植入声音传感器/换能器可以位于外壳129内或在外壳129外部。由此,尽管为了便于说明而将可植入声音传感器140示出为在外壳129内,但应当理解,耳蜗植入物100可以包括具有其他植入定位/位置的可植入声音传感器。
RF接口电路系统132连接到可植入线圈130,并且磁体(未示出)相对于可植入线圈130被固定。可植入线圈130通常是由多匝电绝缘的单股或多股铂或金线组成的线天线线圈。通过柔性模制(例如,硅树脂模制)来提供可植入线圈130的电绝缘,该柔性模制在图1B中省略。可植入线圈130和RF接口电路系统132使得功率和/或数据能够从外部设备传递到耳蜗植入物100。然而,应当了解,可以使用各种类型的能量传递(诸如红外(IR)、电磁、电容和感应传递)以将功率和/或数据从外部设备传递到耳蜗植入物100,并且由此,图1B仅图示了一种示例布置。
细长刺激组件124被配置成至少部分地植入耳蜗116中,并且包括多个纵向间隔开的耳蜗内电刺激触头(电触头)142,这些纵向间隔开的耳蜗内电刺激触头共同形成触头阵列144。刺激组件124延伸穿过耳蜗116中的开口(例如,耳蜗开窗145、椭圆形窗口110、圆形窗口113等),并且具有经由延伸穿过乳突骨119的前导区域122而连接到刺激器单元138的近端。前导区域122将刺激组件124耦合到植入物主体120,并且更具体地,耦合到刺激器单元138。
如上文所提及,耳蜗植入物100包括至少一个可植入声音传感器140,该至少一个可植入声音传感器140被配置成检测声音信号并且将检测到的声音信号转换为电信号。这些电信号由声音处理器136接收,该声音处理器被配置成执行声音处理和编码,以将电信号转换为表示检测到的声音信号的处理信号。然后,将处理信号提供给刺激器单元138,该刺激器单元138被配置成利用处理信号来生成电刺激信号,这些电刺激信号经由植入接受者的耳蜗116中的一个或多个电极142而被递送到接受者的耳蜗。以这种方式,耳蜗植入物100刺激了接受者的听觉神经细胞,从而绕过通常将声波振动变换为神经活动的不存在或有缺陷的毛细胞。
如上文所提及,耳蜗植入物100是完全可植入设备,其被配置成:(1)检测/接收来自接受者内的声音信号,(2)处理声音信号,以及(3)生成刺激信号以用于递送到接受者来唤起声音信号的感知。同样如上文所提及,经由一个或多个可植入声音传感器(例如,可植入麦克风140)来检测声音信号。当与在外部声音传感器处检测到的信号相比时,内部检测到的声音信号可能具有较低的信号质量。作为结果,针对一些类型的接受者和/或一些类型的听力环境,使用可植入声音传感器在一些情况下可能是不希望的并且可能是不可接受的。
为了解决这些问题,耳蜗植入物100被配置成:(1)与被配置成检测声音信号的外部设备(即,外部声源)一起操作,以及(2)约束/限制由可植入麦克风140检测到的声音信号在刺激接受者中的使用。也就是说,外部声源将声音信号提供给耳蜗植入物100,并且耳蜗植入物被配置成使用来自外部声源的那些信号来刺激接受者。然而,当外部设备不存在/无法向接受者提供声音信号时,耳蜗植入物100约束/限制在可植入麦克风140处检测到的声音信号的使用。
例如,完全可植入耳蜗植入物100被配置成与至少一个外部声源152一起操作。完全可植入耳蜗植入物100和外部声源152在本文中有时被统称为耳蜗植入物系统155。为了便于说明,图1A和图1B图示了呈耳后式(behind-the-ear,BTE)声音处理单元形式的外部声源152。然而,应当理解,根据本文中呈现的实施例的完全可植入耳蜗植入物可以与被配置成提供声音信号的各种设备中的任何设备一起使用,包括BTE单元、耳外头戴式耳机单元(即,按钮处理器单元)、入耳式(in-the-ear,ITE)设备、无线麦克风等。由此,根据本文中呈现的实施例的外部声源可以是被配置成向可植入听觉假体(诸如完全可植入耳蜗植入物)提供声音信号的任何外部设备。还应当理解,如本文中所使用,术语“声音信号”是指呈经处理或未经处理的形式的已经被转换成电信号的声学声音。另外,术语“外部声音信号”在本文中用于指代从外部声源(诸如BTE声音处理单元152)提供给耳蜗植入物100的任何声音信号。术语“内部声音信号”在本文中用于指代在耳蜗植入物100的(一个或多个)可植入声音传感器(例如,可植入麦克风140)处检测到/接收到的任何声音信号。
图1A和图1B中的BTE声音处理单元152包括外壳156,该外壳156被配置成佩戴在接受者的外耳105上。BTE声音处理单元152还包括一个或多个外部源,在图1A和图1B的示例中,该一个或多个外部源包括外部麦克风154和辅助输入(例如,拾音线圈(telecoil)、音频输入端口等)157。尽管图1B图示了外壳156内的外部麦克风,但应当理解,外部麦克风154也可以位于或者备选地位于外壳的外部。
BTE声音处理单元152进一步包括声音处理器158、电源160(例如,电池)和收发器单元(收发器)162。外部声源(例如,外部麦克风154和/或辅助输入157)被配置成检测/接收声音信号。在此示例中,声音处理器158被配置成处理由外部声音传感器生成的电信号,并且从该电信号生成经处理的声音信号。
收发器162经由例如电缆166而被电连接到外部线圈164。外部线圈164通常是由多匝电绝缘的单股铂或金线或者多股铂或金线组成的线天线线圈(wire antenna coil),并且被配置成感应地耦合至可植入线圈130。由此,收发器162被配置成使用外部线圈164将由声音处理器136生成的经处理的声音信号发送到耳蜗植入物100。在图1B中,从BTE声音处理单元152发送到耳蜗植入物100的经处理的声音信号由箭头165示意性地图示。
当BTE声音处理单元152能够将外部声音信号提供给耳蜗植入物100时,耳蜗植入物被配置使得(默认情况下)在“外部听力模式”下操作。在外部听力模式下,耳蜗植入物100使用从BTE声音处理单元152接收到的经处理的声音信号165(例如,外部声音信号)来刺激接受者。耳蜗植入物100可以单独使用经处理的声音信号165、或者将经处理的声音信号165与由可植入麦克风140检测到的内部声音信号组合使用。例如,在一种说明性布置中,刺激器单元138被配置成接收(由BTE声音处理单元152生成的)经处理的声音信号165以及由声音处理器136(即内部声音信号)生成的经处理的声音信号两者,并且刺激器单元138被配置成抑制在可植入麦克风140处检测到的任何内部声音信号(例如,植入控制器150配置刺激器单元138,以便仅使用由BTE声音处理单元152生成的经处理的声音信号165来生成刺激信号以用于递送给接受者)。在另一种布置中,声音处理器136可以从可植入麦克风140接收经处理的声音信号165以及内部声音信号两者,并且可以被配置成(例如,通过植入控制器150)抑制任何内部声音信号、或者将内部声音信号与经处理的声音信号165混合。应当理解,这些示例是说明性的,且耳蜗植入物100可以以多种不同的方式操作,以便使用外部声音信号来刺激接受者。
在BTE声音处理单元与耳蜗植入物100进行通信时,外部声源(诸如BTE声音处理单元152)能够将声音信号提供给耳蜗植入物100。此条件可以由耳蜗植入物100评估/确定。在某些示例中,耳蜗植入物100还可以评估/确定BTE声音处理单元152是否可操作以提供外部声音信号(例如,通电、完全操作等)。例如,在图1A和图1B的实施例中,耳蜗植入物100被配置成确定BTE声音处理单元152、更具体地外部线圈164何时被感应地耦合至可植入线圈130(从而指示BTE声音处理单元152与人工耳蜗植入物100进行通信)。使用感应耦合,耳蜗植入物100可以使用多种技术来确定BTE声音处理单元152是否通电和/或正常运行(从而指示BTE声音处理单元152可操作以提供外部声音信号)。
如所提及的,在耳蜗植入物100与BTE声音处理单元152通信和/或可操作以提供外部声音信号时,耳蜗植入物100在外部听力模式下操作(即,使用经处理的声音信号165)。根据本文中呈现的实施例,耳蜗植入物100被配置成当耳蜗植入物100不与BTE声音处理单元152(或另一外部声源)进行通信和/或BTE声音处理单元152以其他方式无法向耳蜗植入物提供外部声音信号时,以“受约束听力模式(restricted hearing mode)”操作。也就是说,在耳蜗植入物100确定BTE声音处理单元152无法提供外部声音信号时,植入控制器150被配置成约束/限制耳蜗植入物100的操作。
可植入听觉假体(诸如耳蜗植入物100)的受约束听力模式可以采取能够基于多种不同因素选择的多种不同形式。例如,在某些实施例中,在耳蜗植入物100进入受约束听力模式时,不管可植入电池134中的电荷水平如何,植入物控制器150被配置成基本上立即约束/限制(例如,禁用/阻止、抑制等)刺激递送至接受者。也就是说,在这些实施例中,植入物控制器150配置声音处理器136或刺激器单元138中的一个或多个,以便基于在可植入麦克风140处检测到的任何内部声音信号来限制刺激信号的生成。在一个备选实施例中,在耳蜗植入物100进入受约束听力模式时,植入物控制器150被配置成基本上立即限制耳蜗植入物的操作(例如,将耳蜗植入物断电)。在这些实施例中的每一个实施例中,植入物控制器150可以启动对看护者或其他用户的外部可听警报或视觉警报中的至少一个警报的生成,该外部听觉警报或视觉警报指示耳蜗植入物100不再向接受者递送刺激信号。
总体上,上面两个实施例说明了用于限制内部声音信号的使用的技术,这些内部声音信号用于生成刺激以供递送给接受者。考虑到耳蜗植入物100已经包括可植入麦克风140(该可植入麦克风使得耳蜗植入物能够在没有任何外部设备的情况下操作(即,可以隐形操作)),这些约束是反直觉的(counter-intuitive)。然而,如本文中其他地方所详述,由本文中所呈现的实施例添加的这些明确的约束提供了有意添加的机构,以通过限制“隐形听力”的使用来促进良好的听力和/或发展结果。
根据本文中呈现的实施例的耳蜗植入物的受约束听力模式被配置成总体上限制用于生成刺激以递送给接受者的内部信号的使用。然而,其他实施例可以启用附加操作,该附加操作当例如耳蜗植入物首先进入受约束模式时发生、在处于受约束听力模式时周期性地发生,等等。
例如,在一个实施例中,在耳蜗植入物100首先进入受约束听力模式时(例如,在植入物控制器150确定可植入线圈130与外部线圈164解耦和/或确定BTE声音处理单元152以其他方式无法提供外部声音信号时),植入物控制器150使得耳蜗植入物100能够使用内部声音信号在仅选择的时间段/有限的时间段内刺激接受者。也就是说,在确定BTE声音处理单元152无法提供外部声音信号之后的可配置/选择的有限时间段内,植入物控制器150使得声音处理器136能够处理由可植入麦克风140生成的信号,并且使得刺激器单元138能够使用声音处理器136输出的信号来生成刺激信号以用于递送给接受者。在一些情况下,到隐形听力的切换可能不是立即对接受者显而易见的(例如,当由于电池电量耗尽而停用声音处理器时)。耳蜗植入物100可以使用可听通知(例如,感知音量的突然减小)将改变的操作模式(即,切换到受约束听力)传达给接受者。在有限时间段结束时,植入物控制器150配置声音处理器136或刺激器单元138中的一个或多个,以便基于在可植入麦克风140处检测到的内部声音信号来限制刺激信号的进一步生成。在某些实施例中,一旦达到时间限制,植入物控制器150就可以启动针对接受者、看护者或其他用户的外部可听警报或视觉警报中的至少一个警报的生成,该外部可听警报或视觉警报指示耳蜗植入物100不再向接受者递送刺激信号或正在递送受抑制的刺激信号(诸如提供了环境意识但声音区分有限的显著衰减的信号)。
在某些实施例中,在耳蜗植入物100在受约束的听力模式下操作时,声音处理器136被配置成处理在可植入麦克风140处检测到的内部声音信号,并且植入物控制器150选择性地使得刺激能够基于内部声音信号的一个或多个属性(例如,在内部声音信号的一个或多个属性满足预定准则时)而递送到接受者。内部声音信号的一个或多个属性可以包括例如内部声音信号的内容(例如,声音信号的水平/响度)、接受者所处的声音/声学环境等。
例如,在一个这种实施例中,植入物控制器150被配置成确定内部声音信号何时包括响亮的声音,诸如警告、警报等。当内部声音信号的响度(水平)超过某个阈值时,植入物控制器150可以选择性地允许刺激器单元138使用由声音处理器136输出的信号来生成刺激信号以用于递送给接受者。因此,这些实施例扩展了受约束的听力模式,使得接受者能够感知响亮的声音,但是仍然不能依赖于可植入麦克风140作为主要的声音捕获机构。
在另一实施例中,植入物控制器150被配置成评估/分析内部声音信号,以确定声音信号的声音分类,并且基于该声音分离来选择性地使得刺激能够递送给接受者。也就是说,植入物控制器150可以被配置成使用内部声音信号来将接受者所处的周围声音环境“分类”为一个或多个声音类别(即,确定输入信号类型或对声音信号分类)。声音分类/类别可以包括但不限于“语音”、“噪声”、“语音+噪声”、“音乐”和“安静”。基于所确定的声音分类/类别,植入物控制器150可以选择性地允许刺激器单元138和声音处理器136使用在可植入麦克风140处检测到的内部声音信号来生成刺激信号以用于递送给接受者。因此,这些实施例扩展了受约束听力模式,使得接受者能够在例如低噪声环境(例如“安静”环境)中感知声音,但是仍然不能依赖于可植入麦克风140作为主要的声音捕获机构。
在另一实施例中,代替确定内部声音信号的声音分类,植入物控制器150可以直接分析/评估与内部声音信号相关联的噪声水平(例如,信噪比(SNR)),并且基于该噪声水平来选择性地使得刺激能够递送给接受者。也就是说,植入物控制器150可以被配置成确定内部声音信号的噪声水平是否大于(或备选地小于)选择的噪声阈值。如果噪声水平足够低(例如,低于噪声阈值),则植入物控制器150可以选择性地允许刺激器单元138使用由声音处理器136输出的信号来生成高保真度刺激信号以用于递送给接受者(即,允许对例如语音感知进行足够的声音区分的模拟信号)。在接受者在持续时间段内暴露于不可接受的噪声水平的情况下,耳蜗植入物100可以抑制从植入的传感器生成的刺激信号(诸如显著地衰减了提供环境意识但声音区分有限的信号)。因此,这些实施例扩展了受约束听力模式,使得接受者能够感知仅包括相对较低的噪声水平的内部声音信号。
在某些实施例中,在耳蜗植入物100在受约束听力模式下操作时(例如,在植入物控制器150确定可植入线圈130与外部线圈164解耦和/或确定BTE声音处理单元152以其他方式无法提供外部声音信号时),植入物控制器150可以被配置成使得刺激能够在每天的某些时间段期间递送给接受者。也就是说,植入物控制器150可以被配置成确定当前的一天中的时间(ToD),并且选择性地允许刺激器单元138和声音处理器136使用在可植入麦克风140处检测到的内部声音信号以生成刺激信号,以用于仅在一天的某些时间期间(例如,在接受者可能睡觉的晚上)递送给接受者。因此,这些实施例在每天的某些时间期间扩展了受约束听力模式。
尽管上文实施例基于ToD来选择性地允许刺激器单元138使用在可植入麦克风140处检测到的内部声音信号,但是在其他实施例中,这些操作可以由其他机构触发。例如,植入物控制器150可以被配置成检测/确定外部充电设备(例如,枕头充电器)的存在,并且当选择的外部充电设备存在时,选择性地允许声音处理器136和刺激器单元138使用在可植入麦克风140处检测到的内部声音信号来生成刺激信号以用于递送给接受者。
受约束听力模式的上文或其他实施例中的任何一个实施例可以单独地实施、以各种组合来实施,或者可以包括其他扩展/约束。另外,植入物控制器152总体上可以被配置成在控制器已经执行了各种动作时使耳蜗植入物100启动可听警报或视觉警报中的至少一个警报的生成。
还应当理解,在受约束听力模式下启用的特定操作可能取决于许多不同因素,并且对于单独的接受者可能不同。由此,可以由临床医生/听觉学家基于用户的需求来设置/编程植入物控制器150和耳蜗植入物100的其他部件在受约束听力模式期间以及在耳蜗植入物100进入受约束听力模式时的操作。也就是说,可植入听觉假体(诸如耳蜗植入物100)的受约束听力模式可以由临床医生在例如适配期期间进行配置/编程。
图2是图示了根据本文中呈现的实施例的适配系统170的示意图,该适配系统170可以用于编程/配置可植入听觉假体的受约束听力模式。为了便于说明,参照图1A和图1B的完全可植入耳蜗植入物100来描述适配系统170。
适配系统170总体上是包括多个接口/端口178(1)-178(N)、存储器180、处理器182和用户接口184的计算设备。存储器180中存储的是受约束听力配置软件(逻辑)181。接口178(1)-178(N)可以包括例如网络端口(例如,以太网端口)、无线网络接口、通用串行总线(USB)端口、电气和电子工程师协会(IEEE)1194接口、PS/2端口等的任意组合。接口178(1)可以直接连接到耳蜗植入物100或者连接到与耳蜗植入物100进行通信的设备(例如,远程控制设备、耳后处理单元等)。接口178(1)-178(N)可以被配置成经由有线或无线连接(例如,遥测、等)而发射/接收信号。Bluetooth是Bluetooth SIG,Inc.的注册商标。
用户接口184包括一个或多个输出设备,诸如液晶显示器(LCD)屏幕186和/或扬声器187,以用于向临床医生、听觉学家或其他用户呈现视觉或可听信息。用户接口184还可包括一个或多个输入设备188,其包括例如小键盘、键盘、鼠标、触摸屏等。
存储器180可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质设备、光学存储介质设备、闪速存储器设备、电、光学或其他物理/有形存储器存储设备。处理器182例如是执行用于受约束听力配置软件181的指令的微处理器或微控制器。因此,总体上,存储器180可以包括一个或多个有形(非暂时性)计算机可读存储介质(例如存储器设备),该计算机可读存储介质利用包括计算机可执行指令的软件来编码,并且当(由处理器182)执行软件时,该软件可操作以使得临床医生能够配置/设置耳蜗植入物100的受约束听力操作。
更具体地,根据本文中呈现的实施例,受约束听力配置软件181使得临床医生能够使用用户接口184来配置/设置当处于受约束听力模式时耳蜗植入物100如何操作。总体上,受约束听力配置软件181向临床医生提供了多种选择,以对受约束听力模式中的隐形听力的受限使用与外部听力模式的使用进行编程(例如,受限使用时间段、可接受的声音环境、声音水平、噪声水平或者其他声音属性水平或阈值、与上文中的所有内容相关的日志记录和监视使用的指令等)。也就是说,受约束听力配置软件181可以使得临床医生能够诸如在某些时间段期间、响应于不同的声音、基于不同的声音属性等设置植入物控制器150是否/如何选择性地使得刺激能够递送给接受者。受约束听力配置软件181还可以使得临床医生能够使用用户接口184来配置/设置耳蜗植入物100如何进入或退出受约束听力模式(即,如何通过植入物控制器150来检测和触发受约束听力模式)。受约束听力配置软件181可以被配置成视临床医生的需要或要求而生成并暴露许多适配功能中的任何功能。在一个示例实施例中,显示器屏幕186被配置成在耳蜗植入物无法与任何外部声源进行通信时,显示用于约束耳蜗植入物100的操作的多个可选选项,并且临床医生可以选择所显示选项中的一个以用于由受约束听力配置软件181实施。
总体上,受约束听力配置软件181作为更通用的耳蜗植入物适配/编程软件中的元件来操作,以便使得临床医生能够控制内部声音信号的使用,并且由此限制接受者在不存在外部声源的情况下听到声音的能力(即,限制接受者实现“隐形”听力的能力)。如上文所提及,对使用“隐形”听力的能力的这种限制对当前的耳蜗植入物操作而言是反直觉的,但是对于内部声音信号(即,在可植入声音传感器处检测到的声音)的使用可能会损害良好的发展结果的某些接收者而言是有用的。设想的是,随着特定接受者的听力发展的改善,可以完全减少或消除对受约束听觉模式的使用,使得接受者可以主要依靠他/她的可植入声音传感器而无需外部设备(即,最终主要在隐形听力模式下操作)。因此,根据本文中呈现的实施例,受约束听力配置软件181可以使得临床医生能够在随后的时间(例如,在初始适配期之后)重新配置或消除耳蜗植入物100的受约束听力操作。
图3是可以在图2的适配系统170处执行的适配方法190的流程图。适配方法190在191处开始,其中适配系统170在用户接口184处接收来自用户(临床医生)的输入,该输入指示在耳蜗植入物100与任何外部声源解耦时对耳蜗植入物100的操作的一个或多个约束。在192处,适配系统170(例如,执行受约束听力配置软件181的处理器182)处理输入,并且基于该输入为耳蜗植入物100生成一个或多个指令。总体上,指令表示在耳蜗植入物100与任何外部声源解耦时对耳蜗植入物100的操作的一个或多个约束。在193处,适配系统170将一个或多个指令发送到耳蜗植入物100,在耳蜗植入物100处指令被实例化以用于后续使用。在图3的一个示例中,在耳蜗植入物100与任何外部声源解耦时,用户接口184接收指示对耳蜗植入物100使用由可植入麦克风140检测到的声音信号来刺激接受者的能力的限制的输入。
上文已经主要参照完全可植入耳蜗植入物来描述了本发明的实施例。然而,如所提及的,本文中呈现的技术不限于在耳蜗植入物中的实施,而是可以在多种不同类型的可植入听觉假体中实施。例如,图4A是图示根据本文中呈现的实施例的完全可植入声学植入物400的示意图。示出了植入接受者的头部425中的完全可植入声学植入物400。图4B是完全可植入声学植入物400的框图。为了便于描述,将一起描述图4A和图4B。
图4A中所示出的是接受者425的外耳101、中耳102和内耳103。在具有传导性听力损失的接受者中,听力损失可能是由于阻碍了向耳蜗116中的毛细胞提供声音的正常机械通路。一种用于传导性听力损失的治疗是使用可植入声学植入物(诸如可植入声学植入物400),该可植入声学植入物被配置成将进入接受者的外耳101的声音信号转换为直接或间接传递到耳蜗116的机械振动,从而引起神经脉冲的生成,该神经脉冲导致对接收到的声音的感知。
完全可植入声学植入物400包括植入的声音传感器(麦克风)440、声音处理单元420和输出换能器(刺激器单元)424。声音传感器440、声音处理单元420和输出换能器424全部植入接受者的头部425中。声音传感器440和输出换能器424可以各自包括气密密封的外壳,为了便于说明,已经从图4A和图4B中省略了该外壳。
声音传感器440被机械耦合到接受者耳朵的响应于声音信号107的接收而振动的听觉元件,该听觉元件诸如为鼓膜104、听小骨111(例如,锤骨112、砧骨113和镫骨114中的一个或多个)、椭圆形窗口110、接受者的圆形窗口113、半规管117等。在图4A和图4B的说明性实施例中,声音传感器440经由耦合元件426而被机械地耦合到锤骨112。
在图4A和图4B的实施例中,外耳101是功能性的,并且如上文所提及,能够通过耳道106收集和引导声音信号107。声音信号107使鼓膜104振动,继而引起锤骨112的振动。如所提及的,声音传感器440经由耦合元件426而被机械地耦合到锤骨112,该耦合元件426将锤骨112的振动传达到声音传感器。声音传感器440被配置成将(借助于与锤骨112的机械耦合检测到的)锤骨112的振动转换成电信号,该电信号经由引线(例如,一根或多根气密密封的线)428而提供给声音处理单元420。图4B示意性地图示了声音传感器440基于(响应于)锤骨112的振动并且因此响应于接收到声音信号107而生成的电信号430。在图4A和图4B的实施例中,镫骨114从锤骨112和砧骨113脱离(分离)。
在某些实施例中,声音传感器440是压电(压电式)传感器。压电传感器是一种声音传感器,其包括感测振动(例如,经由耦合元件426的锤骨112的振动)的压电材料。压电材料生成与感测到的振动相对应的电信号。总体上,压电传感器是不需要电源来操作的无源部件。在其他实施例中,声音传感器440可以是皮下麦克风、管式麦克风、电磁麦克风等。
如图4B中所示出,声音处理单元420包括声音处理器436、至少一个可再充电电池434、无线通信接口439和植入物控制器450,所有这些都设置在气密密封的外壳429中。总体上,无线通信接口439包括一个或多个元件,该一个或多个元件使得完全可植入声学植入物能够与一个或多个外部设备(诸如外部声源)进行无线通信。至少一个可再充电电池434被配置成向完全可植入声学植入物400的其他部件供电。为了便于说明,已从图4B中省略了完全可植入声学植入物400的至少一个可再充电电池434与各种被供电部件之间的连接。
如上文所提及,完全可植入声学植入物400包括至少一个可植入声音传感器440,该至少一个可植入声音传感器440被配置成检测声音信号并且将检测到的声音信号转换为电信号。这些电信号由声音处理器436接收,该声音处理器436被配置成执行声音处理和编码,以将电信号转换为表示检测到的声音信号的经处理的信号。然后,将经处理的信号经由导线477而提供到输出换能器424。输出换能器424被配置成利用处理信号来机械地刺激接受者。也就是说,输出换能器424经由耦合元件446而被机械地耦合到镫骨114。由此,耦合元件446将由输出换能器424生成的振动传达到镫骨114,继而引起椭圆形窗口110振动。椭圆形窗口110的这种振动在耳蜗116内建立了流体运动波,继而激活了排列在耳蜗116内部的毛细胞(未示出)。这些毛细胞的激活使得适当神经脉冲通过螺旋神经节细胞和听觉神经118传递到大脑(未示出),在大脑处这些神经脉冲被感知为声音。如上文所提及的,在图4A和图4B的实施例中,镫骨114从锤骨112和砧骨113脱离。由此,响应于声音信号107在鼓膜104上的撞击,锤骨112和/或砧骨113的振动不会引起镫骨114的振动。类似地,由输出换能器424递送到镫骨114的振动不会引起锤骨112或砧骨113的振动。
如上文所详述的,完全可植入声学植入物400是完全可植入设备,其被配置成:(1)检测/接收来自接受者内的声音信号,(2)处理声音信号,以及(3)使用声音信号来生成刺激(即机械振动)以用于递送到接受者来唤起声音信号的感知。同样如上文所提及的,经由一个或多个可植入声音传感器(例如,可植入麦克风440)来检测声音信号。如上文参照图1A和图1B所描述,可能并不总是希望使得所有接受者都能使用可植入声音传感器。由此,根据本文中呈现的实施例,完全可植入声学植入物400可以被配置成:(1)与被配置成检测声音信号的外部设备(即外部声源)一起操作,以及(2)约束/限制由可植入声音传感器440检测到的声音信号在刺激接受者中的使用。更具体地,根据本文中呈现的实施例,外部声源向完全可植入声学植入物400提供声音信号,并且完全可植入声学植入物400被配置成使用来自外部声源的那些信号来刺激接受者。然而,在外部设备不存在/无法向接受者提供声音信号时,完全可植入声学植入物400约束/限制在可植入声音传感器440处检测到的声音信号的使用。
例如,完全可植入声学植入物400被配置成与至少一个外部声源452一起操作。有时在本文中将完全可植入声学植入物400和外部声源452统称为声学植入物系统455。为了便于说明,图4A和图4B图示了呈耳后(BTE)声音处理单元形式的外部声源452。然而,应当理解,根据本文中呈现的实施例的完全可植入耳蜗植入物可以与被配置成提供声音信号的多种设备中的任何设备一起使用,包括BTE单元、耳外头戴式耳机单元(即按钮处理器单元)、入耳式(ITE)设备、无线麦克风等。
图4A和图4B中的BTE声音处理单元452包括外壳456,该外壳456被配置成佩戴在接受者的外耳105上。BTE声音处理单元452还包括一个或多个外部源,在图4A和图4B的示例中,该一个或多个外部源包括外部麦克风454和辅助输入(例如,拾音线圈、音频输入端口等)457。尽管图4B图示了外壳456内的外部麦克风,但应当理解,外部麦克风454也可以位于或者备选地位于外壳的外部。
BTE声音处理单元452进一步包括声音处理器458、电源460(例如,电池)和无线通信接口462。外部声源(例如,外部麦克风454和/或辅助输入457)被配置成检测/接收声音信号。在此示例中,声音处理器458被配置成处理由外部声音传感器生成的电信号,并且从电信号生成经处理的声音信号。无线通信接口462被配置成将由声音处理器458生成的经处理的声音信号发送到完全可植入声学植入物400的无线通信接口439。也就是说,无线通信接口462包括使得BTE声音处理单元452能够与完全可植入声学植入物400进行无线通信的一个或多个元件。
当BTE声音处理单元452能够将外部声音信号提供给完全可植入声学植入物400时,完全可植入声学植入物被配置以便(默认情况下)以“外部听力模式”操作。在外部听力模式中,完全可植入声学植入物400使用从BTE声音处理单元452接收到的声音信号来刺激接受者。应当理解,完全可植入声学植入物400可以以多种不同的方式操作,以便使用外部声音信号来刺激接受者(例如,抑制任何内部声音信号、将内部声音与从BTE声音处理单元452接收到的声音信号混合等)。
根据本文中呈现的实施例,完全可植入声学植入物400被配置成在完全可植入声学植入物400不与BTE声音处理单元452(或另一外部声源)进行通信和/或BTE声音处理单元452以其他方式无法向耳蜗植入物提供外部声音信号时,以“受约束听力模式”操作。也就是说,在完全可植入声学植入物400确定BTE声音处理单元452无法提供外部声音信号时,植入物控制器450被配置成约束/限制完全可植入声学植入物400的操作。
完全可植入声学植入物400的受约束听力模式可以采取能够基于多种不同因素选择的多种不同形式。总体上,受约束听力模式可以类似于上文在图1A和图1B中参照耳蜗植入物100描述的受约束听力模式。例如,在某些实施例中,在完全可植入声学植入物400进入受约束听力模式时,不管可植入电池434中的电荷水平如何,植入物控制器450被配置成基本上立即限制(例如,禁用/阻止、抑制等)刺激递送至接受者。也就是说,在这些实施例中,植入物控制器450配置声音处理器436或输出换能器(刺激器单元)424中的一个或多个,以便基于在可植入麦克风440处检测到的任何内部声音信号来限制刺激信号的生成。在一个备选实施例中,在完全可植入声学植入物400进入受约束听力模式时,植入物控制器450被配置成基本上立即限制完全可植入声学植入物的操作(例如,将完全可植入声学植入物断电)。在这些实施例中的每一个实施例中,植入物控制器450可以启动对看护者或其他用户的外部听觉警报或视觉警报中的至少一个警报的生成,该外部可听警报或视觉警报指示完全可植入声学植入物400不再向接受者递送刺激信号。
如上文参照图1A和图1B所描述,根据本文中呈现的实施例的可植入听觉假体(诸如完全可植入声学植入物400)的受约束听力模式被配置成总体上限制内部声音信号的使用以生成用于递送给接受者的刺激。然而,其他实施例可以启用附加操作,该附加操作当例如完全可植入声学植入物400首先进入受约束模式时发生、在处于受约束听力模式时周期性地发生,等等。这些附加操作可以类似于上文参照图1A和图1B所描述的那些操作。例如,植入物控制器450可以被配置成使得完全可植入声学植入物400能够仅在选择/有限的时间段内使用内部声音信号来刺激接受者,选择性地使得刺激能够基于内部声音信号的一个或多个属性(例如,声音信号的水平/响度、接收者所处的声音/声学环境、噪声水平等)递送给接受者,选择性地使得刺激能够在每天的某些时间段期间递送给接受者等。受约束听力模式的上文或其他实施例中的任何一个可以单独地实施、以各种组合来实施,或者可以包括其他扩展/约束。另外,植入物控制器452总体上可以被配置成在控制器已经执行了各种动作时使完全可植入声学植入物400启动可听警报或视觉警报中的至少一个警报的生成。
应当理解,在完全可植入声学植入物400的受约束听力模式下启用的特定操作可能取决于许多不同因素,并且对于单独的接受者可能不同。由此,可以由临床医生/听力学家基于用户的需求来设置/编程植入物控制器450和完全可植入声学植入物400的其他部件在受约束听力模式期间以及在完全可植入声学植入物400进入受约束听力模式时的操作。也就是说,可植入听觉假体(诸如完全可植入声学植入物400)的受约束听力模式可以由临床医生在例如适配期期间进行配置/编程,如上文所描述的。
在与外部声音传感器(即,接受者身体外部的传感器)相比较时,可植入声音传感器可能提供较低信号质量。该较低信号质量可能是可以使用外部声音传感器所避免的许多不同因素的结果,诸如由接受者的皮肤/组织引起的声音弱化/衰减、噪声水平(例如,身体噪声)增加、传感器的位置和/或定向(例如,接受者的耳廓下方和/或后面)等。然而,可植入声音传感器为许多接受者提供可接受的信号质量,特别是具有熟练的语言技能的接受者、具有先前经验的接受者等。由此,可植入声音传感器的使用向接受者提供了具有真正“隐形”假体的能力(即,由于没有外部部件,所以其他人看不见假体)。
尽管许多用户并未受到(一个或多个)可植入声音传感器的较低信号质量的显著影响,但是该较低信号质量对于某些接收者(诸如小儿接受者、儿童接受者等)可能是有问题的。例如,(一个或多个)可植入声音传感器的较低信号质量可能会对小儿或儿童接受者的语音/语言技能的发展产生负面影响。因此,在一些情况下,对于这些类型的接受者而言使用可植入声音传感器可能是不希望的、并且可能是不可接受的,因为从语音发展的角度来看,这种使用可能对接受者有害。由此,可植入声音传感器的使用可以阻止在某些接受者体内植入完全可植入耳蜗植入物。
一旦被植入,耳蜗植入物和其他假体就可能不一定易于植入/移动以进行升级。由此,许多听觉假体总体上被认为是半永久性的或者至少是接受者的部分的长期投入。至少部分地由于长期投入,普遍期望利用最新技术来植入接受者,这些最新技术因此向接受者提供最大的灵活性和益处。因此,尽管对于某些接受者而言可能不期望使用可植入声音传感器,但是该因素必须与长期投入以及向接受者植入例如完全可植入听觉假体的期望(例如,耳蜗植入物、声学植入物等)相权衡。
如上文所详细描述的,本文中呈现的是在允许大多数接受者接收完全可植入耳蜗植入物、完全可植入声学植入物等的同时解决了使用可植入声音传感器可能对接受者产生负面影响的担忧的技术。更具体地,根据本文中呈现的实施例的可植入听觉假体(例如完全可植入耳蜗植入物、完全可植入声学植入物等)包括至少一个可植入声音传感器,该至少一个可植入声音传感器被配置成检测来自接受者体内的声音信号,并且使用这些内部检测到的声音信号以用于刺激接受者。然而,可植入听觉假体还可以被配置成从外部声源接收声音信号,并且使用外部检测到的声音信号以用于刺激接受者。本文中呈现的技术配置可植入听觉假体以使用从外部声源接收到的声音信号来刺激接受者,同时在外部声源不存在/无法将声音信号提供给可植入听觉假体时约束使用在可植入声音传感器处检测到的声音信号。
本文中呈现的技术使得临床医生能够选择性地限制、约束或以其他方式控制包括可植入声音传感器、声音处理器等的可植入听力假体的某些接受者对隐形听力的使用。目的在于当声音质量(使用外部麦克风)被认为更好时,在接受者对语言的理解发展的同时鼓励使用外部声音信号。因此,所呈现的技术可以确保在儿童或小儿接受者仍在发展语言技能的同时为其提供最佳的声音质量,并且向监护人/看护者提供使儿童获得最佳听力机会的舒适感。本文中呈现的技术还可以通过限制放电电压来延长被植入电池的循环寿命。
应当理解,本文中呈现的实施例不是互相排斥的,并且可以以各种方式组合。
本文中描述和要求保护的发明的范围不受本文中公开的特定优选实施例的限制,因为这些实施例旨在作为说明,而不是限制本发明的若干方面。任何等效实施例都旨在属于本发明的范围内。实际上,根据前述描述,除了本文中示出和描述的那些修改之外,本发明的各种修改对于本领域的技术人员将变得显而易见。这种修改也旨在落入所附权利要求的范围内。
Claims (20)
1.一种听力假体系统的完全可植入部件,其中所述完全可植入部件包括:
可植入麦克风;
可植入电池;
刺激器单元,被配置成:在所述完全可植入部件与所述听力假体系统的外部部件进行通信时,刺激所述完全可植入部件的接受者以唤起听力感知;以及
控制器,被配置成:在所述完全可植入部件不与所述外部部件进行通信时,与所述可植入电池中的电荷水平无关地限制对所述接受者的刺激。
2.根据权利要求1所述的完全可植入部件,其中所述控制器被配置成:在确定所述完全可植入部件不与所述外部部件进行通信之后,仅在有限的时间段内启用对所述接受者的刺激,然后限制对所述接受者的刺激。
3.根据权利要求1所述的完全可植入部件,其中所述控制器被配置成:分析在所述可植入麦克风处检测到的声音信号的一个或多个属性,以及在所述声音信号的所述一个或多个属性满足预定准则时,使用所述声音信号来选择性地重新启用对所述接受者的启用刺激。
4.根据权利要求3所述的完全可植入部件,其中所述一个或多个属性包括所述声音信号的声音分类。
5.根据权利要求3所述的完全可植入部件,其中所述一个或多个属性包括所述声音信号的水平。
6.根据权利要求1所述的完全可植入部件,其中所述控制器被配置成确定当前的一天中的时间,并且其中所述控制器被配置成仅在一天中的某些时间期间选择性地重新启用对所述接受者的启用刺激。
7.根据权利要求1所述的完全可植入部件,其中为了限制对所述接受者的刺激,所述控制器被配置成完全禁用所述完全可植入部件的操作。
8.根据权利要求1所述的完全可植入部件,其中所述控制器被配置成:在所述控制器限制对所述接受者的刺激时,使所述可植入听觉假体启动可听警报或视觉警报中的至少一个警报的生成。
9.根据权利要求1所述的可植入部件,其中所述可植入部件选自包括完全可植入耳蜗植入物和完全可植入声学植入物的群组。
10.一种可植入接受者中的可植入听觉假体,包括:
至少一个可植入声音传感器,被配置成检测来自所述接受者内的内部声音信号;
刺激器单元,可操作以生成刺激信号,以用于递送至所述听觉假体的接受者;以及
控制器,被配置成:在所述可植入听觉假体不能与至少一个外部声源进行通信时,约束所述内部声音信号在用于递送至所述接受者的刺激信号的所述生成中的使用。
11.根据权利要求10所述的可植入听觉假体,其中所述可植入听觉假体包括可植入线圈,所述可植入线圈被配置成感应地耦合至所述至少一个外部声源的外部线圈,并且其中所述控制器在所述可植入线圈与所述外部线圈感应地解耦时,确定所述可植入听觉假体不能与至少一个外部声源进行通信。
12.根据权利要求10所述的可植入听觉假体,其中为了约束所述内部声音信号在用于递送至所述接受者的刺激信号的所述生成中的使用,所述控制器被配置成限制所述刺激器单元基于所述内部声音信号来生成刺激信号。
13.根据权利要求12所述的可植入听觉假体,其中所述控制器被配置成:在确定所述可植入听觉假体不能与至少一个外部声源进行通信之后,使得所述刺激器单元仅在有限的时间段内能够在刺激信号的所述生成中使用所述内部声音信号,并且然后限制所述刺激器单元基于所述内部声音信号来生成刺激信号。
14.根据权利要求12所述的可植入听觉假体,其中所述控制器被配置成:分析所述声音信号的一个或多个属性,并且在所述可植入听觉假体不能与至少一个外部声源进行通信的情况下,当所述声音信号的所述一个或多个属性满足预定准则时,选择性地使得所述刺激器单元能够在刺激信号的所述生成中使用所述内部声音信号。
15.根据权利要求14所述的可植入听觉假体,其中所述一个或多个属性包括:所述内部声音信号的声音分类或者所述内部声音信号的响度中的至少一个。
16.根据权利要求10所述的可植入听觉假体,其中为了约束所述内部声音信号在用于递送至所述接受者的刺激信号的所述生成中的使用,所述控制器被配置成完全禁用所述可植入听觉假体的操作。
17.一种适配系统,包括:
设备接口,用于与植入接受者中的可植入听觉假体进行通信,其中所述可植入听觉假体包括可植入麦克风和刺激器单元;
用户接口,被配置成在所述可植入听觉假体不与任何外部声源进行通信时,从用户接收约束所述可植入听觉假体的操作的输入;以及
一个或多个处理器,被配置成:处理所述输入以生成一个或多个指令,其中所述指令表示在所述可植入听觉假体不与任何外部声源进行通信时、对所述可植入听觉假体的所述操作的所述一个或多个约束;以及将所述一个或多个指令发送给所述可植入听觉假体以用于所述一个或多个指令的实例化。
18.根据权利要求17所述的适配系统,其中所述一个或多个处理器被配置成生成指令,所述指令表示:在所述可植入听觉假体不与任何外部声源进行通信时,对所述可植入听觉假体使用由所述可植入麦克风接收到的声音信号以用于刺激所述接受者的能力的限制。
19.根据权利要求18所述的适配系统,其中所述一个或多个处理器被配置成生成指令,所述指令指示:在确定所述可植入听觉假体不与任何外部声源进行通信之后,使用由所述可植入麦克风接收到的声音信号对所述接受者的刺激仅在有限的时间段内被启用,然后所述刺激被禁用。
20.根据权利要求18所述的适配系统,其中所述一个或多个处理器被配置成生成指令,所述指令指示:使用由所述可植入麦克风接收到的声音信号对所述接受者的刺激仅在所述声音信号的一个或多个属性满足预定准则时被启用。
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