CN110740778A - 组织刺激假体中的干扰抑制 - Google Patents

Abstract

本文提出用于抑制由可植入医疗装置的输出通道和输入通道之间的反馈路径引起的电干扰的技术。特别地，输出通道运载刺激信号，所述刺激信号可以穿过反馈路径并出现在输入通道中，由此引起对输入通道所运载的任何输入信号的干扰。可植入医疗装置配置成确定反馈的特性，并且随后使用该反馈特性来生成应用于输入通道的反馈补偿信号。

Description

组织刺激假体中的干扰抑制

技术领域

本发明总体上涉及组织刺激假体中的干扰抑制。

背景技术

包括一种或多种可植入部件的可植入医疗装置系统在最近几十年中已为接受者提供了广泛的治疗益处。多年来，可植入医疗装置系统的类型和所执行的功能范围有所增加。例如，现在许多可植入医疗装置系统通常包括永久或临时植入接受者的一个或多个仪器、装置、传感器、处理器、控制器或其它功能性机械或电部件。这些功能性部件执行疾病或损伤或其症状的诊断、预防、监测、治疗或管理，或者研究、替换或修改解剖结构或生理过程。

有几种类型的可植入医疗装置，其通过向接受者的神经、肌肉或其它组织纤维传递电刺激(电流刺激)来工作。这些可植入医疗装置，有时在本文中称为可植入组织刺激假体，通常传递电流刺激以补偿接受者的不足。例如，当接受者由于例如将听觉信号转化为神经冲动时的耳蜗毛细胞的缺失或破坏而经历感觉神经性听力丧失时或当接受者由于听觉神经受损而经历感觉神经性听力丧失时，通常会提出组织刺激听觉/听力假体。

发明内容

在一方面，提供了一种方法。所述方法包括：检测可植入医疗装置的输出通道和输入通道之间的一个或多个反馈路径的存在，其中所述一个或多个反馈路径使得反馈能够出现在所述输入通道中，所述反馈包括在所述输出通道上的刺激信号的一部分；确定与所述一个或多个反馈路径关联的反馈传递函数；以及基于所述反馈传递函数，消除响应于经由所述输出通道的刺激信号的输送而出现在所述输入通道中的反馈。

在一方面，提供了一种方法。所述方法包括：检测可植入医疗装置的输出通道和输入通道之间的至少一个反馈路径的存在；生成所述至少一个反馈路径的模型；经由所述输出通道将刺激信号输送到所述可植入医疗装置的接受者，其中以刺激频率输送刺激信号；以及使用所述刺激信号的刺激频率和所述一个或多个反馈路径的模型来识别响应于刺激信号的输送而出现在所述输入通道处的反馈。

在另一方面，提供了一种组织刺激假体。所述组织刺激假体包括：至少一个输入通道，所述至少一个输入通道包括可植入传感器和一个或多个关联导体；至少一个输出通道，所述至少一个输出通道包括刺激部件和一个或多个关联导体；以及干扰抑制模块，所述干扰抑制模块配置成：在所述至少一个输入通道上检测经由至少一个反馈路径由所述至少一个输出通道生成的反馈，以及确定应用于所述至少一个输入通道处的实时反馈补偿，其中所述实时反馈补偿的应用配置成消除所述至少一个输入通道处的反馈。

在另一方面，提供了一种可植入医疗装置方法。所述可植入医疗装置包括配置成分别运载输入信号和刺激信号的至少一个输入通道和至少一个输出通道，并且所述方法包括：在所述至少一个输入通道处检测经由一个或多个反馈路径来自所述至少一个输出通道的反馈，其中所述反馈包括刺激信号的一部分；确定应用于所述至少一个输入通道处的反馈补偿，其中所述反馈补偿的应用配置成消除来自所述一个或多个输出通道中的至少一个的反馈；以及在所述至少一个输入通道处应用所述反馈补偿。

附图说明

在本文中结合附图描述本发明的实施例，其中：

图1A是示出根据本文提出的某些实施例的耳蜗植入物的示意图；

图1B是图1A的耳蜗植入物的框图；

图2A是示出根据本文提出的某些实施例的耳蜗植入物的干扰抑制操作的示意图；

图2B是示出根据本文提出的某些实施例的耳蜗植入物的干扰抑制操作的示意图；

图3是示出根据本文提出的某些实施例的补偿滤波器权重的确定的示意图；

图4A是根据本文提出的某些实施例的干扰抑制方法的流程图；以及

图4B是根据本文提出的某些实施例的另一种干扰抑制方法的流程图。

具体实施方式

本发明的实施例总体上涉及用于抑制由可植入医疗装置的输出通道和输入通道之间的反馈路径引起的干扰的技术。特别地，输出通道运载刺激信号，所述刺激信号可以穿过反馈路径并作为反馈(即，输入通道处的干扰)出现在输入通道中。可植入医疗装置配置成确定反馈的特性，并且随后使用该反馈特性来生成应用于输入通道的反馈补偿信号。

仅为了便于说明，主要参考一种类型的可植入组织刺激假体(即耳蜗植入物)来描述本文中提出的技术。然而，应当理解，本文提出的技术可以用于其它可植入组织刺激假体，其包括例如听觉脑干刺激器、可植入起搏器、除颤器、功能性电刺激装置、止痛刺激器、视觉假体、其它神经或神经肌肉刺激剂等。

图1A是配置成实现本发明的实施例的示例性耳蜗植入物100的示意图，而图1B是耳蜗植入物100的框图。为了便于说明，将一起描述图1A和1B。

在图1A中示出了接受者的外耳101、中耳102和内耳103。在全功能的人类听力解剖结构中，外耳101包括耳廓105和耳道106。声信号107(有时在本文中称为声音或声波)由耳廓105收集，并被引导进入并通过耳道106。跨耳道106的远端布置有鼓膜104，鼓膜响应于声信号(即，声波)107而振动。该振动通过中耳102的三个骨(统称为小骨链或小骨111并包括锤骨112、砧骨113和镫骨114)耦联到卵圆窗或椭圆窗110。中耳102的小骨111用于过滤和放大声信号107，使卵圆窗110振动。这样的振动在耳蜗116内产生流体运动波，其继而激活排列在耳蜗116内部的毛细胞(未示出)。这些毛细胞的激活导致适当的神经冲动通过螺旋神经节细胞和听觉神经118传递到大脑(未示出)，在大脑处被感知为声音。

如上所述，感觉神经性听力损失可能是由于将声信号转化为神经冲动的耳蜗毛细胞的缺失或破坏。用于这种听力损失的一种治疗是耳蜗植入物，例如图1A和1B中所示的耳蜗植入物100，其绕过耳蜗毛细胞并直接将刺激(例如，电刺激)输送到耳蜗神经细胞。

在图1A和1B的说明性实施例中，耳蜗植入物100是完全可植入耳蜗植入物，意味着耳蜗植入物的所有部件配置成植入接受者的皮肤/组织115下方。由于耳蜗植入物100的所有部件都是可植入的，因此耳蜗植入物在至少有限的时间段内操作，而不需要外部装置。外部装置可以用于例如为耳蜗植入物100的内部电源(电池)充电。

耳蜗植入物100包括植入物主体或主模块120、引线区域122和细长的耳蜗内刺激组件124。植入物主体120包括密封壳体129，射频(RF)接口电路132(有时被称为收发器单元)、至少一个可再充电电池134、干扰抑制模块135、信号处理器136和刺激器单元138布置在所述壳体中。壳体129用作壳体内的电部件(例如，RF接口电路132，电池134等)和接受者的组织和体液之间的保护屏障。为了便于说明，在图1B中省略了壳体129内的部件之间的电连接。

植入物主体120还包括位于壳体129外侧(外部)的一个或多个电部件。位于壳体129外部的电部件包括内部/可植入线圈130、可植入传感器/换能器140(A)和140(B)、以及细长的耳蜗内刺激组件124。

RF接口电路132连接到可植入线圈130，并且通常，磁体(未示出)相对于可植入线圈130固定。可植入线圈130通常是由多匝电绝缘单股或多股铂或金丝组成的金属丝天线线圈。通常，可植入线圈130和RF接口电路132使得能够将电力和/或数据从外部装置传输到耳蜗植入物100。然而，应当理解，各种类型的能量传输，例如红外(IR)、电磁、电容和电感传输，可以用于将电力和/或数据从外部装置传输到耳蜗植入物100，并且因此，图1B仅示出了一种示例性布置。

细长的刺激组件124配置成至少部分地植入耳蜗116中，并且延伸通过耳蜗116中的开口(例如，耳蜗造口146、卵圆窗110、圆窗113等)。刺激组件124具有近端，所述近端经由延伸通过乳突骨119的引线区域122连接到刺激器单元138。引线区域122将刺激组件124耦联到植入物主体120，并且更特别地，耦联到刺激器单元138。

刺激组件124包括多个纵向间隔的耳蜗内电刺激触头(电极)142，其可以选择性地用于将电流输送至耳蜗116。刺激触头142共同形成耳蜗内触头/电极阵列144，在图1B的示例中其包括二十二(22)个刺激触头，标记为触头142(1)-142(22)。尽管图1B示出了二十二个刺激触头的使用，但是应当理解，在替代实施例中可以使用不同数量、布置等的耳蜗内触头。

在图1A和1B中也示出了两个参考触头142(23)和142(24)。参考触头142(23)和142(24)位于耳蜗116的外部，并且还可以用于将电流输送到接受者。由于参考触头142(23)和142(24)位于耳蜗116的外部，因此有时将参考触头称为耳蜗外电极(ECE)。

如上所述，耳蜗植入物100包括两个可植入传感器140(A)和140(B)。在图1B的说明性实施例中，可植入传感器140(A)是主要配置成检测/接收外部声音的“声音”传感器/换能器(例如，可植入麦克风)，而可植入传感器140(B)是主要配置成检测/接收体内噪声的“振动”传感器(例如，另一种可植入麦克风或加速度计，其配置成对身体噪声比对外部声信号更敏感)。如本文所用，身体噪声(BN)是主要作为振动传播的身体产生的非期望声音，例如呼吸、抓挠、摩擦、与头部运动相关的噪声、咀嚼等。自身语音(OV)(即当接受者说话时)是身体噪音的一种特殊的情况，原因是声音是通过空气传导和骨骼传导(即颅骨振动)传递的。在某些自身语音实例中，这些声音中的大多数通过颅骨传播，并在可植入传感器处产生加速度。为了便于描述，将主要参考使用可植入麦克风140(A)作为声音传感器并且使用加速度计140(B)作为振动传感器来描述本文中提出的实施例。然而，应当理解，这些具体实施方式是非限制性的，并且本发明的实施例可以与不同类型的可植入传感器一起使用。

为了便于说明，在本文中一般参考麦克风140(A)和加速度计140(B)来描述所提出的技术。然而，应当理解，可植入组织刺激假体还可以包括其它类型的传感器，例如拾音线圈、用于拾取神经信号的传感器(例如，脑电图(EEG))等。因而，麦克风140(A)和加速度计140(B)仅是可能受来自输出通道的反馈影响的多种不同类型的可植入传感器的示例，如本文别处所述。

在操作中，麦克风140(A)和加速度计140(B)检测输入(声音/振动)信号(例如，外部声音和/或身体噪声)，并将检测到的输入信号转换为电信号。这些电信号由信号处理器136接收，所述信号处理器配置成执行信号处理和编码以将电信号转换为代表检测信号的处理信号。然后将处理信号提供给刺激器单元138，所述刺激器单元配置成利用处理信号来生成电刺激信号，所述电刺激信号经由植入接受者的耳蜗116中的耳蜗内刺激触头142(1)-142(22)中的一个或多个传输到接受者的耳蜗。以该方式，耳蜗植入物100刺激接受者的听觉神经细胞，绕过通常将声振动转化为神经活动的缺失或有缺陷的毛细胞。

如上所述，耳蜗植入物100包括位于密封壳体129中的一个或多个电部件，以及位于密封壳体129外部的一个或多个电部件。需要能够实现密封壳体129外部的各种部件和壳体129内的各种部件之间的电连接。因而，耳蜗植入物100包括提供物理电连接的密封馈通150，其用于在密封壳体129外部的电部件和密封壳体129内的电部件之间传递信号。在图1B中，导体152从密封馈通150延伸到内部线圈130、麦克风140(A)、加速度计140(B)、参考触头142(23)、参考触头142(24)、并且延伸到每个耳蜗内刺激触头142(1)-142(22)。为了便于说明，图1B仅示出了耳蜗内刺激触头142(1)-142(22)的子集，并且相应地，仅示出了延伸到耳蜗内刺激触头142(1)-142(22)的导体152的子集。

术语“输入通道”在本文中用于指代声音输入部件/装置和将声音输入部件连接到另一部件(例如，馈通线)的关联导体的组合。在图1A和1B的实施例中，麦克风140(A)和加速度计140(B)是声音输入部件，其均与一个或多个导体152关联。因而，耳蜗植入物100包括两个输入通道，称为输入通道156(1)和输入通道156(2)。输入通道156(1)包括麦克风140(A)和关联导体152，并且输入通道156(2)包括加速度计140(B)和关联导体152。如上所述，根据本文提出的实施例的组织刺激假体可以包括附加或替代的输入通道，其包括例如远距线圈、用于拾取神经信号的传感器等。因而，输入通道156(1)和156(2)仅仅是可能受来自输出通道的反馈影响的多种不同类型的可植入通道的示例，如本文别处所述。

术语“输出通道”在本文中用于指代刺激部件/装置和将刺激部件连接到另一部件(例如，馈通线)的关联导体的组合。在图1A和1B的实施例中，耳蜗内刺激触头142(1)-142(22)、参考触头142(23)和参考触头142(24)是均与一个或多个导体152关联的刺激部件。因而，耳蜗植入物100包括二十四(24)个输出通道158(1)-158(24)。耳蜗植入物100还包括二十四(24)个输出，即，耳蜗内触头142(1)-142(22)和耳蜗外触头142(23)-142(24)。因而，耳蜗植入物100包括二十四个输出通道158(1)-158(24)，其中每个输出通道由对应的触头142(1)-142(24)和一个或多个关联导体152形成。

在植入之前，壳体129、内部线圈130、馈通150以及靠近馈通150的导体152的至少一部分可以用硅树脂弹性体包覆模制/封装以产生适合植入的均匀顺应性表面。为了便于说明从图1A和1B省略的该封装大体上将内部线圈130和靠近馈通150的导体152彼此隔离并且与植入环境隔离。也就是说，该封装大体上抵抗体液的进入并且具有电隔离每个导体152和内部线圈130的材料特性。

密封馈通(例如密封馈通150)可能是可植入医疗装置中最复杂的机械结构之一并且难以正确地形成。密封馈通150包括绝缘体154(例如，由陶瓷形成)和延伸通过绝缘体的一个或多个导体153(例如，由铂形成)。由于制造工艺的要求，延伸通过绝缘体154的导体153是非绝缘的，并且可以包括或连接到导体152。因此，在密封馈通150的外表面处，只有施加的封装隔离导体152或153。

如上详细所述，耳蜗植入物100既包括植入的声音输入部件(例如，麦克风140(A)和加速度计140(B))，也包括植入的刺激部件(例如，耳蜗内触头142(1)-142(22)和参考触头142(23)-142(24))。声音输入部件用于捕获输入信号(例如，声音、身体噪声等)，而输入信号又被耳蜗植入物100用来生成可由刺激部件用来刺激接受者的刺激信号。也就是说，耳蜗植入物100是完全可植入的装置，其配置成：(1)从接受者内检测/接收声音，(2)处理声音，以及(3)生成刺激信号以输送到接受者以唤起声信号的感知。因而，可植入声音输入部件的使用为接受者提供具有真正“不可见”假体的能力(即，由于没有外部部件，因此假体对于他人是不可见的)。

尽管使用植入的声音输入部件促进了植入物的完全可植入性质，但是本申请人已发现在输出通道和输入通道之间存在产生反馈路径的可能，其中“反馈”(即，刺激信号的一部分)将出现在输入通道中。例如，可以在刺激部件本身(例如，触头142(1)-142(24))和声音输入部件本身(例如，麦克风140(A)和加速度计140(B))之间经由接受者的组织/流体产生反馈路径。在其它示例中，流体进入(泄漏)到馈通150处的封装中可以导致在连接到声音输入部件的导体152/153和连接到刺激部件的导体152/153之间产生传导路径(即，硅树脂封装提供导线之间的高阻抗绝缘，但是随着时间，体液会泄漏到馈通外部的硅树脂下方，并在刺激器导线和麦克风/加速度计导线之间产生轻微传导路径)。通常，输出通道上的刺激信号具有的幅度明显大于输入通道上的输入信号的幅度。也就是说，输出通道运载高压刺激信号(例如，高达10伏的量级)，而输入通道运载低压输入信号线(例如，约几伏的量级)。由于该电压差，反馈(即，通过反馈路径到达一个或多个输入通道的高压刺激信号的一部分)将在一个或多个输入通道内引起电干扰。在某些实施例中，该电干扰可以被接受者感知为可听噪声。

在某些示例中，可能无法消除输入和输出通道之间的反馈。然而，本申请人还发现，由于反馈以及由此产生的电干扰是由耳蜗植入物100生成的刺激信号的结果，因此刺激信号的知识可以用于抑制电干扰。

更具体地，在图1A和1B的实施例中，耳蜗植入物100包括干扰抑制模块135(图1B)。干扰抑制模块135配置成确定在至少一个输出通道158(1)-158(24)和至少一个输入通道156(1)-156(2)之间存在至少一个反馈路径。对于存在反馈路径的每个输出-输入通道组合，干扰抑制模块135配置成确定“反馈传递函数”，所述“传递传递函数”表征在相应的输出和输入通道之间传递的反馈的传播。干扰抑制模块135配置成随后使用反馈传递函数来生成用于应用到输入通道的反馈补偿信号。如下面进一步所述，在某些实施例中，反馈传递函数用于确定补偿滤波器的权重，其被应用到相应的输出通道以生成用于应用到输入通道的补偿信号。

图1B示出了在输出通道158(22)和输入通道156(1)之间存在任何数量的反馈路径162。如上所述，干扰抑制模块135配置成确定反馈路径162的存在并且确定反馈路径162的反馈传递函数(即，对于由输出通道158(22)和输入通道156(1)组成的输出-输入通道组合)。使用反馈传递函数(即，反馈路径162的确定特性)，干扰抑制模块135配置成计算“反馈补偿滤波器”的权重，其可以用于随后在输入通道156(1)处生成反馈补偿。也就是说，一旦知道反馈路径162的特性，干扰抑制模块135就可以实时生成从输出通道158(22)传递到输入通道156(1)的反馈的估计。给定该估计，干扰抑制模块135可以确定用于在输入通道156(1)处应用的反馈补偿，其中当在输入通道156(1)处应用时，反馈补偿将抵消从输出通道158(22)传递到输入通道156(1)的反馈。

图2A和2B是简化示意性框图，示出了根据本文提出的示例的分别称为耳蜗植入物200(A)和200(B)的两个耳蜗植入物的部分，其配置成执行干扰抑制操作。为了便于描述，图2A和2B示出了包括单个输入通道256和单个输出通道258的类似布置。然而，如本文别处所述，本发明的某些实施例可以用更多数量的输入通道和/或输出通道实现。

输入通道256包括可植入麦克风240，所述可植入麦克风经由包括导体252(1)的电路径电连接到模数转换器(ADC)260。可植入麦克风240生成代表检测到的声信号的模拟信号，并且ADC 260将模拟信号转换成数字域以供数字信号处理器236使用。输出通道258包括刺激触头242，所述刺激触头经由包括导体252(2)的电路径连接到刺激器单元238。通常，输出通道258运载来自刺激器单元238的刺激信号以经由刺激触头242输送到接受者。

如上所述，存在经由例如接受者的组织、馈通处的泄漏(例如，由于流体进入封装而在导体252(1)和252(2)之间产生的导电路径)等在输出通道258和输入通道256之间产生任何数量的反馈路径262的可能。也就是说，经由输出通道258发送到刺激触头262的刺激信号的一部分将穿过反馈路径262，并且因此将出现在输入通道256上的麦克风信号内。穿过反馈路径262的刺激信号的部分在本文中称为“输出反馈”或更简单地称为“反馈”。穿过反馈路径262的反馈可能会在输入通道256处产生电干扰。

如上所述，耳蜗植入物200(A)和200(B)均包括ADC 260，所述ADC配置成经由输入通道256接收模拟麦克风信号。ADC 260配置成将模拟麦克风信号转换为由数字信号处理器236处理的数字麦克风信号。图2A示出了在模拟域中执行干扰抑制的示例，而图2B示出了在数字域中执行干扰抑制的示例。

首先参考图2A的具体实施例，提供了干扰抑制模块235(A)以抑制由反馈路径262引起的干扰。干扰抑制模块235(A)配置成确定反馈路径262的存在，并且确定用于反馈路径262的反馈传递函数267(即，确定输出通道258和输入通道256之间的输出-输入传递函数)。反馈传递函数267表示反馈路径262的特性(例如，幅度和相位)。

使用反馈传递函数267，干扰抑制模块235(A)配置成产生模拟补偿滤波器265(A)，所述模拟补偿滤波器响应于电流刺激而对反馈路径电压进行建模。模拟补偿滤波器265(A)配置成向输入通道256中的模拟麦克风信号应用模拟补偿(例如，电压信号)，所述模拟补偿配置成抵消穿过反馈路径262并且出现在输入通道中的刺激信号的部分。因而，干扰抑制模块235(A)和/或模拟补偿滤波器265(A)包括硬件(例如，电阻器、缓冲器、放大器等)，其生成与模拟麦克风信号组合(例如，减去或加上)的电压。如图所示，在模拟域中(即，在ADC 260之前)应用模拟补偿。

接下来参考图2B的具体实施例，提供了干扰抑制模块235(B)以抑制由反馈路径262引起的干扰。类似于图2A的实施例，干扰抑制模块235(B)配置成确定反馈路径262的存在并且确定用于反馈路径262的反馈传递函数267。使用反馈传递函数267，干扰抑制模块235(B)配置成产生数字补偿滤波器265(B)，所述数字补偿滤波器响应于电流刺激对反馈路径电压进行建模。数字补偿滤波器265(B)配置成向输入通道256中的数字麦克风信号应用数字补偿，所述数字补偿配置成抵消穿过反馈路径262并且出现在输入通道中的刺激信号的部分。在图2B中，数字补偿由数字信号处理器236在数字域中(即，在ADC 260之后)应用。

总体上，图2A和2B示出了用于应用反馈补偿的两种不同技术，其配置成抵消穿过反馈路径262(即，在模拟或数字域中)的刺激信号的部分。然而，在图2A和2B的两个示例中，基于反馈传递函数267生成反馈补偿，所述反馈传递函数大体上表示反馈路径262的一个或多个特性，以及在输出通道258上运载/输送的刺激信号。

更具体地，信号处理器236配置成执行信号处理和编码以将从麦克风240接收的电信号转换为大体上表示由可植入麦克风240检测的目标声音的处理信号268。刺激器单元238配置成从信号处理器236接收处理信号268并利用处理信号268生成电刺激信号，所述电刺激信号经由输出通道258(即，经由导线252(2)和触头242)输送到接受者的耳蜗。

在图2A和2B的示例中，处理信号268不仅输送到刺激器单元238，而且还输送到干扰抑制模块235(A)和235(B)。干扰抑制模块235(A)和235(B)可以使用包括在处理信号268中的信息以及反馈传递函数267来确定实时反馈补偿，以便经由滤波器265(A)或265(B)应用于输入通道256。

反馈传递函数267可以以多种不同的方式产生/生成，下面具体参考图2B的布置来描述其几个示例。在某些示例中，当没有来自麦克风240的音频信号时，基于输入通道256处的一个或多个测量来生成反馈传递函数267。更具体地，在一个示例中，干扰抑制模块235(B)识别输入通道256处的低输入时段(例如，可植入麦克风240被关闭的时段和/或声/振动输入为低的时段)。在低输入时段期间，干扰抑制模块235(B)使测试刺激经由输出通道258输送到接受者。在某些示例中，为了减少对接受者的干扰，测试刺激可以低于接受者听力阈值(例如，在不会引起接受者的听觉感知的水平)输送到接受者。

当输送测试刺激时，干扰抑制模块235(B)在输入通道256处执行一个或多个测量以确定输入通道中的反馈信号(例如，电压)。如上所述，由于在低声/振动输入的时段期间输送测试刺激，因此输入通道处的信号可以归因于穿过反馈路径262的反馈。干扰抑制模块235(B)知道测试刺激的属性(例如，频率)，并且在知道这一点的情况下，干扰抑制模块235(B)可以确定反馈传递函数267。如上所述，反馈传递函数267大体上表示由于反馈路径262出现的幅度和相位变化，其可以在刺激频率上变化。

应当理解，用于确定反馈传递函数267的上述技术是说明性的，并且根据本文提出的实施例可以利用其它技术。例如，在附加实施例中，可以通过在一段时间内监测输入通道256而不等待静默期来确定反馈传递函数267。

在这样的实施例中，可以鉴于在该时段期间经由输出通道258输送的刺激信号来分析在该时段内从输入通道256获得的输入通道数据以确定刺激信号在该时段期间如何影响输入。也就是说，该时段期间的刺激信号的知识可以用于确定输入通道256如何受到来自输出通道258的反馈的影响。这可以被确定是因为反馈固有地与刺激速率有关，而不与输入信号有关，并且因此可以检测。具有相同特性的声输入信号也不太可能与反馈信号共存。

另外，反馈传递函数267可以周期性地、连续地等进行估计和更新。然而，在实践中，很可能周期将被限制为已知信号与反馈有关的时间，而不是与类似的实际输入信号混合。

一旦反馈传递函数267由干扰抑制模块235(B)计算，则干扰抑制模块235(B)可以实时使用反馈传递函数267来补偿穿过反馈路径262的反馈。也就是说，反馈补偿滤波器265(B)表示反馈的预定特征，其可以与刺激信号的属性(例如，刺激信号的频率)的知识一起用于生成和输送补偿信号。

以上说明了用于计算反馈传递函数267和相关补偿滤波器设计的几种技术。在某些实施例中，可以基于在输入通道256处接收的反馈的迭代测量来调节反馈传递函数267和相关数字补偿滤波器265(B)。这可以使用例如自适应最小均方(LMS)技术来实现。这种布置的示例在图3中示出。

更具体地，图3是示出在输出通道258和输入通道256之间的反馈的测量期间耳蜗植入物200(B)的操作的示意图。在该示例中，用于滤波器265(B)的传递函数估计(H')使用例如上述技术。如图所示，在该示例中，干扰抑制模块235(B)包括自适应LMS滤波器274，所述自适应LMS滤波器用于在测量过程期间更新反馈传递函数267(H')。通过最小化信号的均方误差(e)来调节反馈传递函数267。通过最小化信号的均方误差(e)，自适应LMS滤波器274估计信号Y和信号X之间的传递函数，其是反馈路径262的反馈加上刺激器单元238处的数模电流转换。

应当理解，LMS的使用是用于更新补偿滤波器权重的一种示例技术，并且可以根据本文提出的实施例来实现用于估计反馈路径传递函数的许多其它过程。

为了便于说明，已参考图2A的干扰抑制模块235(A)主要描述了以上示例。应当理解，可以在干扰抑制模块235(B)处实现类似的操作以生成用于反馈补偿滤波器265(B)的权重。然而，由于图2A和2B分别示出了模拟和数字补偿，还应当理解，反馈补偿滤波器265(A)和265(B)可以不同地实现，并且相应的补偿方式在每个模拟和数字示例中可以不同。

另外，同样为了便于说明，已参考单个输出-输入通道组合描述了以上示例。在实践中，可植入听觉假体或其它可植入医疗装置可以包括多个输出通道和多个输入通道，并且因此包括多个输出-输入通道组合。在某些实施例中，如上所述，对于每个输出-输入通道组合或至少对于存在一个或多个反馈路径的每个输出-输入通道组合，可以生成不同的补偿滤波器，每个补偿滤波器不同地操作。

例如，返回参考图1A和1B的布置，耳蜗植入物100包括两个输入，即麦克风140(A)和加速度计140(B)，两者都被植入接受者中并且经由导线152连接到馈通。因而，耳蜗植入物100包括两个输入通道156(1)和156(2)。耳蜗植入物100还包括二十四(24)个输出，即，耳蜗内触头142(1)-142(22)和耳蜗外触头142(23)-142(24)。因而，耳蜗植入物100包括二十四个输出通道158(1)-158(24)，其中每个输出通道由对应的触头142(1)-142(24)和导线152形成。

有可能可以在二十四个输出通道158(1)-158(24)中的任何一个与输入通道156(1)和156(2)中的任何一个之间产生反馈路径，因此可能导致最多四十八(48)个输出-输入通道组合，以及因此，可能最多四十八个反馈路径传递函数。干扰抑制模块135可以执行以上参考图2A、2B和/或3描述的操作以为四十八个输出-输入通道组合的全部或子集生成反馈传递函数和补偿滤波器。在某些示例中，用于多个输出-输入通道组合的每一个的反馈传递函数和滤波器的生成可以是如上所述的顺序(逐通道)处理。

在某些实施例中，用于多个输出-输入通道组合的补偿滤波器可以均不同且特定于关联的输出-输入通道组合。然而，在其它实施例中，干扰抑制模块135可以确定四十八个输出-输入通道组合中的多个(例如，子集或全部)可以具有带有相似反馈传递函数的相似反馈路径。也就是说，通过测量过程，干扰抑制模块135确定多个输出-输入通道组合的每一个在相应的输入通道处产生相似量的反馈。在这些实施例中，由于对于每个输出-输入通道组合而言反馈是相似的，因此干扰抑制模块135可以使用相同的补偿滤波器来为所有多个输出-输入通道组合生成补偿信号。

如本文别处所述，可植入听觉假体或其它可植入医疗装置中的输出通道和输入通道之间的反馈路径可能是多种不同原因中的任何一种的结果(例如，经由接受者的组织/流体、流体进入装置的封装等、或其组合)。然而，也可能存在可植入的输入和输出通道，而在它们之间不存在反馈路径。因而，在某些实施例中，仅在在相应的输入通道处检测到反馈之后，才可以发生用于输出-输入通道组合的反馈补偿滤波器的实例化。例如，再次参考图1A和1B的示例，干扰抑制模块135、信号处理器136和/或耳蜗植入物100的另一元件可以配置成(例如，周期性地)监测输入通道156(1)和156(2)以获得可能的反馈。来自输出通道158(1)-158(24)的反馈会产生干扰，在某些示例中，所述干扰可以被识别为输入通道中的预定/已知噪声模式。因此，在某些实施例中，耳蜗植入物100配置成(例如，周期性地)监测输入通道156(1)和156(2)中的噪声，所述噪声可能归因于(即，由于)来自输出通道158(1)-158(24)中的一个或多个的反馈。

在其它实施例中，耳蜗植入物100可以配置成周期性地(例如，例如每天一次，每周一次等)启动反馈评估过程以确定在任何输出-输入通道组合之间是否存在反馈。在这些实施例中，耳蜗植入物100可以(例如，顺序地)评估四十八个输出-输入通道组合的每一个以确定是否存在反馈(例如，耳蜗植入物100可以执行以上参考图2A、2B和/或3所述的操作以测量给定输入通道156(1)或156(2)处的反馈，所述反馈由给定输出通道158(1)-158(24)导致)。

一旦耳蜗植入物100确定在输入通道156(1)或156(2)的一个或多个输入通道处可能存在反馈，耳蜗植入物100可以启动一个过程以确定哪个输出通道158(1)-158(24)是反馈的来源，并且因此确定用于特定输出-输入通道组合的反馈传递函数，所述反馈传递函数又可以用作特定输出-输入通道组合的反馈补偿滤波器的一部分。

一旦针对输出-输入通道组合实例化补偿滤波器，就可以根据需要周期性地重新评估和调节滤波器。该过程可以类似于参考图2A、2B和/或3针对确定初始滤波器权重描述的过程。在某些实施例中，可以定期(例如每天一次、每周一次等)执行滤波器重新评估过程。在其它实施例中，可以响应于触发事件(例如，检测输入通道156(1)-156(2)处的附加电干扰(例如，噪声))执行滤波器重新评估过程。

在利用LMS自适应滤波器的一个示例性实施例中，即使在声输入的条件下，LMS也可以连续更新。这可以被调节并且仅在条件有利于这样做的情况下才允许自适应(例如，低声音输入水平)。在某些这样的示例中，一方面是确定信号是由于反馈还是由于另一声音输入。如上所述，这可以被确定是因为反馈固有地与刺激速率有关，而不是与输入信号有关，因此可以检测。具有相同特性的声输入信号也不太可能与反馈信号共存。

图4A是根据本文提出的实施例的方法480的流程图。方法480在482处开始，其中可植入医疗装置检测可植入医疗装置的输出通道和输入通道之间的一个或多个反馈路径的存在，其中一个或多个反馈路径使得反馈能够出现在输入通道中，所述反馈包括输出通道上的刺激信号的一部分。在484处，可植入医疗装置确定与一个或多个反馈路径关联的反馈传递函数。在486处，基于反馈传递函数，可植入医疗装置消除响应于经由输出通道的刺激信号的输送而出现在输入通道中的反馈。

图4B是根据本文提出的实施例的方法490的流程图。方法490在492处开始，其中可植入医疗装置检测可植入医疗装置的输出通道和输入通道之间的至少一个反馈路径的存在。在494处，可植入医疗装置生成至少一个反馈路径的模型。在496处，可植入医疗装置经由输出通道将刺激信号输送到可植入医疗装置的接受者，其中以刺激频率输送刺激信号。在498处，可植入医疗装置使用刺激信号的刺激频率和一个或多个反馈路径的模型来识别响应于刺激信号的输送而出现在输入通道处的反馈。

应当理解，本文提出的实施例不是互相排斥的。

本文描述和要求保护的发明在范围上不受本文公开的具体优选实施例的限制，原因是这些实施例旨在作为举例说明，而不是限制本发明的几个方面。任何等同的实施例都意图在本发明的范围内。实际上，除了本文中示出和描述的那些之外，根据前述描述，本发明的各种修改对于本领域技术人员将变得显而易见。这样的修改也意图落入所附权利要求的范围内。

Claims (29)

1.一种方法，其包括：

检测可植入医疗装置的输出通道和输入通道之间的一个或多个反馈路径的存在，其中所述一个或多个反馈路径使得反馈能够出现在所述输入通道中，所述反馈包括在所述输出通道上的刺激信号的一部分；

确定与所述一个或多个反馈路径关联的反馈传递函数；以及

基于所述反馈传递函数，消除响应于经由所述输出通道的刺激信号的输送而出现在所述输入通道中的反馈。

2.根据权利要求1所述的方法，其还包括：

经由所述输出通道输送第一组刺激信号；以及

确定所述刺激信号的频率；

其中消除响应于经由所述输出通道的刺激信号的输送而出现在所述输入通道中的反馈包括：

使用所述刺激频率生成用于所述输入通道的一个或多个反馈补偿；以及

应用所述一个或多个反馈补偿以从所述输入通道消除可能由于所述第一组刺激信号而存在于所述输入通道中的反馈。

3.根据权利要求1所述的方法，其中确定与所述一个或多个反馈路径关联的反馈传递函数包括：

在所述输入通道处的低输入时段期间经由所述输出通道输送测试刺激；以及

响应于经由所述输出通道输送测试刺激，在所述输入通道处执行至少一个测量。

4.根据权利要求3所述的方法，其还包括：

经由所述输出通道迭代地输送多组测试刺激；

响应于经由所述输出通道输送每组迭代的测试刺激，在所述输入通道处执行附加的至少一个测量；以及

响应于每个附加的至少一个测量，迭代地更新所述反馈传递函数。

5.根据权利要求1所述的方法，其中确定与所述一个或多个反馈路径关联的反馈传递函数包括：

监测所述输入通道一段时间以捕获输入通道数据；以及

鉴于所述一段时间时期经由所述输出通道输送的刺激信号，分析所述一段时间内捕获的输入通道数据。

6.根据权利要求1所述的方法，其中检测所述输出通道和所述输入通道之间的一个或多个反馈路径的存在包括：

监测所述输入通道是否有可能归因于来自所述输出通道的反馈的噪声。

7.根据权利要求6所述的方法，其中监测所述输入通道是否有可能归因于来自所述输出通道的反馈的噪声包括：

监测所述输入通道是否存在一个或多个预定噪声模式。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述可植入医疗装置包括多个输出通道和多个输入通道，并且其中所述方法还包括：

检测多个输入通道均受到从所述多个输出通道中的一个或多个延伸的一个或多个反馈路径的组影响；以及

确定影响所述多个输入通道中的一个的每组反馈路径的反馈传递函数。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述可植入医疗装置是可植入听觉假体，并且其中所述输入通道包括声音输入部件和一个或多个关联导体，并且所述输出通道包括刺激部件和一个或多个关联导体。

10.一种方法，其包括：

检测可植入医疗装置的输出通道和输入通道之间的至少一个反馈路径的存在；

生成所述至少一个反馈路径的模型；

经由所述输出通道将刺激信号输送到所述可植入医疗装置的接受者，其中以刺激频率输送刺激信号；以及

使用所述刺激信号的刺激频率和所述一个或多个反馈路径的模型来识别响应于刺激信号的输送而出现在所述输入通道处的反馈。

11.根据权利要求10所述的方法，其还包括：

确定应用于至少一个输入通道处的实时反馈补偿，其中所述实时反馈补偿的应用配置成消除所述至少一个输入通道处的识别反馈。

12.根据权利要求10所述的方法，其中生成所述至少一个反馈路径的模型包括：

在所述输入通道处的低输入时段期间经由所述输出通道输送测试刺激；以及

响应于经由所述输出通道输送测试刺激，在所述输入通道处执行至少一个测量。

13.根据权利要求12所述的方法，其还包括：

经由所述输出通道迭代地输送多组测试刺激；

响应于经由所述输出通道输送每组迭代的测试刺激，在所述输入通道处执行附加的至少一个测量；以及

响应于每个附加的至少一个测量，迭代地更新所述至少一个反馈路径的模型。

14.根据权利要求10所述的方法，其中生成所述至少一个反馈路径的模型包括：

监测所述输入通道一段时间以捕获输入通道数据；以及

鉴于所述一段时间时期经由所述输出通道输送的刺激信号，分析所述一段时间内捕获的输入通道数据。

15.一种组织刺激假体，其包括：

至少一个输入通道，所述至少一个输入通道包括可植入传感器和一个或多个关联导体；

至少一个输出通道，所述至少一个输出通道包括刺激部件和一个或多个关联导体；以及

干扰抑制模块，所述干扰抑制模块配置成：

在所述至少一个输入通道上检测经由至少一个反馈路径由所述至少一个输出通道生成的反馈，以及

确定应用于所述至少一个输入通道处的实时反馈补偿，其中所述实时反馈补偿的应用配置成消除所述至少一个输入通道处的反馈。

16.根据权利要求15所述的组织刺激假体，其中所述干扰抑制模块配置成确定所述至少一个反馈路径的一个或多个特性，并且其中所述干扰抑制模块配置成基于将输送到所述至少一个输出通道的刺激信号的一个或多个属性并且基于所述至少一个反馈路径的一个或多个特性确定所述实时反馈补偿。

17.根据权利要求16所述的组织刺激假体，其中所述干扰抑制模块配置成使用所述至少一个反馈路径的一个或多个特性实时生成响应于经由所述输出通道的刺激信号的输送从所述至少一个输出通道传递到所述至少一个输入通道的反馈的估计。

18.根据权利要求16所述的组织刺激假体，其中为了确定所述至少一个反馈路径的一个或多个特性，所述干扰抑制模块配置成：

在所述至少一个输入通道处的低输入时段期间经由所述至少一个输出通道输送测试刺激；以及

响应于经由所述至少一个输出通道输送测试刺激，在所述输入通道处执行至少一个测量。

19.根据权利要求18所述的组织刺激假体，其中所述干扰抑制模块配置成：

经由所述至少一个输出通道迭代地输送多组测试刺激；

响应于经由所述输出通道输送每组迭代的测试刺激，在所述输入通道处执行附加的至少一个测量；以及

响应于每个附加的至少一个测量，迭代地更新所述至少一个反馈路径的一个或多个特性。

20.根据权利要求16所述的组织刺激假体，其中为了确定所述至少一个反馈路径的一个或多个特性，所述干扰抑制模块配置成：

监测所述输入通道一段时间以捕获输入通道数据；以及

鉴于所述一段时间时期经由所述输出通道输送的刺激信号，分析所述一段时间内捕获的输入通道数据。

21.根据权利要求15所述的组织刺激假体，其中所述刺激部件包括配置成将电刺激输送到接受者的刺激触头。

22.根据权利要求15所述的组织刺激假体，其中所述可植入传感器包括可植入麦克风。

23.一种可植入医疗装置方法，其中所述可植入医疗装置包括配置成分别运载输入信号和刺激信号的至少一个输入通道和至少一个输出通道，所述方法包括：

在所述至少一个输入通道处检测经由一个或多个反馈路径来自所述至少一个输出通道的反馈，其中所述反馈包括刺激信号的一部分；

确定应用于所述至少一个输入通道处的反馈补偿，其中所述反馈补偿的应用配置成消除来自所述一个或多个输出通道中的至少一个的反馈；以及

在所述至少一个输入通道处应用所述反馈补偿。

24.根据权利要求23所述的可植入医疗装置方法，其还包括：

确定与所述一个或多个反馈路径关联的反馈传递函数；以及

基于所述反馈传递函数和刺激信号的一个或多个属性确定所述反馈补偿。

25.根据权利要求24所述的可植入医疗装置方法，其中确定与所述一个或多个反馈路径关联的反馈传递函数包括：

在所述输入通道处的低输入时段期间经由所述输出通道输送测试刺激；以及

响应于经由所述输出通道输送测试刺激，在所述输入通道处执行至少一个测量。

26.根据权利要求25所述的方法，其还包括：

经由所述输出通道迭代地输送多组测试刺激；

响应于经由所述输出通道输送每组迭代的测试刺激，在所述输入通道处执行附加的至少一个测量；以及

响应于每个附加的至少一个测量，迭代地更新所述反馈传递函数。

27.根据权利要求24所述的方法，其中确定与所述一个或多个反馈路径关联的反馈传递函数包括：

监测所述输入通道一段时间以捕获输入通道数据；以及

鉴于所述一段时间时期经由所述输出通道输送的刺激信号，分析所述一段时间内捕获的输入通道数据。

28.根据权利要求23所述的方法，其中检测经由所述一个或多个反馈路径来自所述至少一个输出通道的反馈包括：

监测所述输入通道是否有可能归因于来自所述输出通道的反馈的噪声。

29.根据权利要求28所述的方法，其中监测所述输入通道是否有可能归因于来自所述输出通道的反馈的噪声包括：

监测所述输入通道是否存在一个或多个预定噪声模式。

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