DE102017106361A1

DE102017106361A1 - Ohrimplantat und Stimulationselektrode für ein Ohrimplantat

Info

Publication number: DE102017106361A1
Application number: DE102017106361.7A
Authority: DE
Inventors: Ralf Salomon; Kevin Struwe
Original assignee: Universitaet Rostock
Current assignee: Universitaet Rostock
Priority date: 2017-03-24
Filing date: 2017-03-24
Publication date: 2018-09-27
Anticipated expiration: 2037-03-25
Also published as: DE102017106361B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ohrimplantat und eine Stimulationselektrode für ein Ohrimplantat.Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ohrimplantat und eine Stimulationselektrode für ein Ohrimplantat anzugeben, die eine ungewollte Verschiebung der Frequenzen von Anregungszentren und Rezeptoren trotz ungenauer Positionierung der Stimulationselektrode in der Hörschnecke verhindern und somit einen vorteilhafter Höreindruck ermöglichen kann.Dazu ist eine Stimulationselektrode (1) eines Ohrimplantats in einem ersten Modus ausgebildet ist, die Stimulationselemente (8) einer ersten Gruppe (G1) der Stimulationselemente (8) jeweils mit unterschiedlichen Anregungsfrequenzen anzuregen, wobei die Stimulationselektrode (1) in einem zweiten Modus ausgebildet ist, eine zweite Gruppe (G2) von Stimulationselementen (8) mit unterschiedlichen Anregungsfrequenzen anzuregen, wobei die Anzahl der Stimulationselemente (8) der ersten Gruppe (G1) größer als die Anzahl der Stimulationselemente (8) der zweiten Gruppe (G2) ist, und wobei ein einem ersten Abschnitt (21) nächstgelegenes Stimulationselement (8) der zweiten Gruppe (G2) mit einer höheren Frequenz als ein dem zweiten Abschnitt (22) nächstgelegenes Stimulationselement (8) der zweiten Gruppe (G2) angeregt wird, und wobei sich das dem ersten Abschnitt (21) nächstgelegene Stimulationselement (8) der ersten Gruppe (G1) von dem dem zweiten Abschnitt (22) nächstgelegenen Stimulationselement (8) der zweiten Gruppe (G2) unterscheidet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ohrimplantat, eine Stimulationselektrode für ein Ohrimplantat.
Stand der Technik
Ohrimplantate unterstützen das Hörempfinden regelmäßig durch akustische Verstärkung oder durch elektrische Stimulation.
Im herkömmlichen Sinne wird unter Hörgeräten die Reizung des Innenohres über gewandelten Luft- oder Substratschall, also eine akustische Verstärkung verstanden. Im Gegensatz dazu zählen die sog. Cochleaimplantate streng genommen nicht zu den Hörgeräten, da die Reizung des Innenohres nicht akustisch, sondern elektrisch durch implantierte Elektroden stattfindet. Es sind mittlerweile aber auch Cochleaimplantate bekannt, bei denen die Reizung des Innenohres akustisch erfolgt.
Das konventionelle Cochleaimplantat ist eine Hörprothese für Gehörlose, deren Hörnerv noch funktioniert. Das vollständige Cochleaimplantat-System besteht aus einem Mikrofon, einem digitalen Sprachprozessor, einer Sendeeinheit, beispielsweise einer Sendespule mit Magnet, und dem eigentlichen Implantat, das sich aus einer Empfangseinheit, beispielsweise einer Empfangsspule mit einem weiteren Magneten, dem Stimulator, und dem Elektrodenträger mit den Stimulationselektroden zusammensetzt. Der Elektrodenträger mit den darauf angebrachten Stimulationselektroden wird in die Hörschnecke (lat. Cochlea) eingebracht, um den mit einem Mikrofon aufgenommenen Schall mit Hilfe eines (digitalen) Signalprozessors über elektrische Pulse direkt an den Hörnerv weiterzugeben. Die elektrischen Reize in der Hörschnecke erzeugen beim Träger Hörempfindungen unterschiedlichster Art. Die Höreindrücke unterscheiden sich deutlich von denen eines voll funktionsfähigen Ohres, da die wahrgenommene spektrale Auflösung durch die Zahl der Elektroden stark eingeschränkt ist. Der neurologische Mechanismus für die Verarbeitung von akustischen Reizen ist jedoch so flexibel, dass bei vielen Patienten eine schnelle Anpassung an die vom Cochleaimplantat verursachten Hörempfindungen stattfindet.
Es ist beispielsweise aus DE 10 2007 026 631 A1 bekannt, ein Cochleaimplantat nicht nur für eine elektrische Anregung des Hörnervs, sondern für eine kombinierte elektrische und (akustische) mechanische Anregung zu verwenden. Dadurch kann eine zusätzliche Anregung des Hörnervs über mindestens partiell intakte Haarzellen erfolgen, die zu einem verbesserten Hörempfinden führen kann. Insbesondere ist eine solche Stimulationselektrode für Patienten geeignet, deren Haarzellen zwar schon so weitgehend degeneriert sind, so dass herkömmliche Hörgeräte mit rein akustischer Verstärkung nicht mehr ausreichen, jedoch einige Haarzellen noch derart funktionsfähig sind, dass der Höreindruck durch die zusätzliche mechanische Anregung (Schallwellen) verbessert bzw. vorteilhaft ergänzt werden kann.
Zur Verwendung eines Cochleaimplantats muss die Stimulationselektrode bzw. die Stimulationselektroden - unabhängig davon, ob die Anregung elektrisch, mechanisch, kombiniert elektrisch/ mechanisch oder auf sonstige Weise erfolgt - in die Hörschnecke eingebracht werden.
Basilarmembran und Schneckenkanal wirken als mechanisches Resonatorsystem. Da die Breite der Basilarmembran vom ovalen Fenster zum Helicotrema hin auf Kosten der Lamina spiralis ossea zunimmt, der Durchmesser des knöchernen Schneckenkanals jedoch abnimmt, ändern sich die mechanischen Eigenschaften (Massenbelag, Steife, Dämpfung) und damit auch die Schwingungseigenschaften des Systems in Abhängigkeit vom Abstand zum Helicotrema. In der Nähe des ovalen Fensters ist die Basilarmembran steif und deshalb resonant mit hohen Frequenzen, in der Nähe des Helicotrema ist sie nachgiebig und resonant mit niedrigen Frequenzen. Umgekehrt ist die Flüssigkeit im Schneckenkanal durch ihre Massenträgheit für hohe Frequenzen steif und für niedrige zunehmend nachgiebig. Mit abnehmender Frequenz können Wellen immer tiefer in den Schneckenkanal eindringen. Die einzelnen Frequenzen eines auf diese Weise zerlegten Klangs reizen die auf die jeweiligen Frequenzen spezialisierten inneren Haarzellen. Der Reiz löst ein elektrisches Signal in den Haarzellen aus (mechano-elektrische Transduktion). Diese geben ein chemisches Signal (Transmitter Glutamat) an eine Hörnervenfaser (Transformation), wodurch jede Hörnervenfaser die Frequenzselektion ihrer angeschlossenen inneren Haarzelle weitergibt.
Die inneren Haarzellen sind daher entlang der Hörschnecke für unterschiedliche Frequenzen empfindlich, wobei die inneren Haarzellen in der Nähe des ovalen Fensters für hohe Frequenzen und die inneren Haarzellen nahe dem Helicotrema für niedrigere Frequenzen ausgelegt sind.
Um einen möglichst realistischen Höreindruck zu ermöglichen, weisen herkömmliche Stimulationselektroden entlang ihrer Längsachse unterschiedliche Abschnitte auf, die eine Anregung mit unterschiedlichen Frequenzen realisieren, die jeweils auf die Frequenzempfindlichkeit der an diesen Abschnitten angeordneten inneren Haarzellen abgestimmt sind.
Ein Problem ist jedoch, dass die Stimulationselektrode in diesem Fall sehr genau in der Hörschnecke positioniert werden muss, damit die unterschiedlichen Anregungsfrequenzen tatsächlich auch in denjenigen Abschnitten der Hörschnecke wirken, in denen sie mit maximaler Empfindlichkeit registriert werden können.
Sobald eine Stimulationselektrode nicht korrekt positioniert ist, verändert sich der Höreindruck nachteilig. Insbesondere in Fallen, in denen die Stimulationselektrode nicht vollständig in die Hörschnecke eingeschoben werden kann, kommt es zu einer ungewollten Verschiebung der Frequenzen von Anregungszentren und Rezeptoren.
Ein weiteres Problem besteht darin, dass der Höreindruck einiger Patienten bei der Verwendung von Cochleaimplantaten derart schlecht ist, dass diese wenig Sprache verstehen. Es ist bekannt, die Tonhöhe eines (durch ein Mikrophon erzeugten) Eingangssignals an den Patienten anzupassen.
Die Tonhöhe ist keine Frequenz, wird jedoch vom Menschen als eine solche wahrgenommen. Die wahrgenommene Frequenz wird als Grundfrequenz f0 bezeichnet und meist als Synonym für die Tonhöhe verwendet. Außerdem ist f0 die Größe, die man mit technischen Mitteln bestimmen kann. Die wahrgenommene Tonhöhe resultiert aus dem Vorhandensein harmonischer Frequenzen im Signal. Harmonische Frequenzen betragen immer ganze vielfache der Grundfrequenz. Ein Beispiel für f₀ = 220 Hz ist f_1-4 = [440, 660, 880, 1100] Hz. Das Frequenzspektrum gibt die Energien bestimmter Frequenzen in einem Signal wieder.
Die sog. Komfort-Frequenz kann für jeden Patienten experimentell festgestellt werden. Hierzu werden dem Patienten Stimmen verschiedener Tonhöhen vorgespielt, wobei die Spracherkennungswerte aufgenommen werden. Die Tonhöhe mit dem besten Wert (oder die niedrigste Tonhöhe, falls Ergebnisse äquivalent sind) wird dann im Implantat abgespeichert. Dieser Wert dient, bis zur erneuten Überprüfung, als Richtwert für die beste Tonhöhe für diesen Patienten. Der Algorithmus erstellt dann das Ausgangssignal angepasst auf diesen Wert.
Da die Tonhöhe nicht nur eine einfache Frequenz ist, sondern durch das Verhältnis der Harmonischen zueinander und zur Grundfrequenz bestimmt wird, ist das Verschieben der Tonhöhe ohne zeitliche Verkürzung bzw. zeitliche Ausdehnung des Signals als solches nicht trivial. Eine Verschiebung der Tonhöhe kann erzeugt werden, indem ein Signal schneller oder langsamer abgespielt wird. Ist es schneller, verschiebt sich die Tonhöhe nach oben, jedoch wird das Signal kürzer in der Abspielzeit. Wird das das Signal in der Länge gestreckt, sinkt die Tonhöhe. Dieses Verfahren wird als Resampling bezeichnet. Das Problem ist offensichtlich: Die Länge des resultierenden Signals ist nicht konstant.
Eine Lösung dieses Problems wird durch den sog. Phase Vocoder Algorithmus bereitgestellt. Dieser erlaubt es, die Zeitdauer eines Signals zu ändern, ohne die Tonhöhe zu verändern. Dabei wird das Eingangssignal zunächst in sich überlappenden Zeitintervalle unterteilt und daraus jeweils eine Vielzahl von Frequenzspektren generiert (durch Transformation, z.B. STFT), wobei diese Frequenzspektren in Abhängigkeit einer Synthesesprungweite bearbeitet werden. Die Synthesesprungweite wird dabei in Abhängigkeit der Länge der Zeitintervalle gewählt. Nachfolgend werden aus den bearbeiteten Frequenzspektren zeitlich veränderliche Ausgangssignale (Teilsignal) erzeugt (durch Rücktransformation) und diese zu einem Ausgangssignal zusammengesetzt.
In Kombination mit dem Resampling, kann somit ein System zum Verändern von Tonhöhen ohne zeitliche Verkürzung / Ausdehnung des Signals etabliert werden.
Nachteilig an der Verwendung eines Phase Vocoder ist jedoch, dass aus der Rücktransformation aufgrund der dort verwendeten konstanten Synthesesprungweite insbesondere bei Cochleaimplantat-Anwendungen ein unvollständiges Ausgangssignal resultiert, da die aus der Synthesesprungweite resultierende Überlappungsweite größer als die Länge der Teilsignale ist. Dies führt nachteilhafterweise zu einem verschlechterten Höreindruck, weil zwar die tatsächliche Tonhöhe der wahrgenommenen Tonhöhe entspricht, jedoch das Eingangssignal nur bruchstückhaft in das Ausgangssignal übernommen worden ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ohrimplantat und eine Stimulationselektrode für ein Ohrimplantat anzugeben, die die Nachteile des Standes der Technik überwinden und einen verbesserten Höreindruck ermöglichen.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Die Idee der Erfindung besteht gemäß einem ersten Aspekt darin, eine Stimulationselektrode und ein Ohrimplantat mit einer solchen Stimulationselektrode bereitzustellen, deren Stimulationselemente in unterschiedlichen Modi unterschiedliche Regionen in der Hörschnecke jeweils mit einem Frequenzspektrum anregen können. Dabei ist eine Vielzahl von Stimulationselementen entlang einer Längsachse der Stimulationselektrode angeordnet und die Stimulationselemente erstrecken sich von einem ersten proximalen Abschnitt zu einem zweiten distalen Abschnitt. Die Stimulationselemente können eine elektrische Anregung des Hörnervs, oder auch für eine kombinierte elektrische und (akustische) mechanische Anregung realisieren.
Für den Fall, dass die Stimulationselektrode vollständig in die Hörschnecke eingebracht werden kann, ist die Stimulationselektrode in einem ersten Modus ausgebildet, die Stimulationselemente einer ersten Gruppe der Stimulationselemente jeweils mit unterschiedlichen Anregungsfrequenzen anzuregen, wobei ein dem ersten Abschnitt nächstgelegenes Stimulationselement der ersten Gruppe mit einer höheren Frequenz als ein dem zweiten Abschnitt nächstgelegenes Stimulationselement der ersten Gruppe angeregt wird. Mit anderen Worten kann die Stimulationselektrode für den Fall ihrer korrekten Positionierung die unterschiedlichen Frequenzen mittels aller Stimulationselemente anregen.
Für den Fall, dass die Stimulationselektrode nicht vollständig in die Hörschnecke eingebracht werden kann, ist die Stimulationselektrode in einem zweiten Modus ausgebildet, eine zweite Gruppe von Stimulationselementen mit unterschiedlichen Anregungsfrequenzen anzuregen, wobei die Anzahl der Stimulationselemente der ersten Gruppe größer als die Anzahl der Stimulationselemente der zweiten Gruppe ist, und wobei ein dem ersten Abschnitt nächstgelegenes Stimulationselement der zweiten Gruppe mit einer höheren Frequenz als ein dem zweiten Abschnitt nächstgelegenes Stimulationselement der zweiten Gruppe angeregt wird, und wobei sich das dem ersten Abschnitt nächstgelegene Stimulationselement der ersten Gruppe von dem dem zweiten Abschnitt nächstgelegenen Stimulationselement der zweiten Gruppe unterscheidet.
Mit anderen Worten kann die Stimulationselektrode für den Fall, dass sie nur teilweise in die Hörschnecke eingeschoben werden kann, die unterschiedlichen Frequenzen trotzdem in den jeweils für diese Frequenzen empfindlichsten Bereichen der Hörschnecke anregen, wobei die falsche Positionierung in der Hörschnecke durch eine Verschiebung Anregungszentren kompensiert wird. Daher wird das anzuregende Frequenzspektrum im zweiten Modus über einen Teil der Stimulationselemente realisiert. Die übrigen Stimulationselemente, die de facto außerhalb des empfindlichen Bereichs innerhalb der Hörschnecke positioniert sind, werden vorzugsweise abgeschaltet, wodurch Energie gespart werden kann.
Die Steuerung, die die unterschiedliche Beschaltung der Stimulationselemente in ersten und zweiten Modus vornimmt, kann entweder auf der Stimulationselektrode oder anderweitig im Ohrimplantat angeregt werden.
Ein besondere Vorteil besteht darin, dass die Stimulationselemente nach (operativer) Einbringung der Stimulationselemente in die Hörschnecke derart angesteuert werden können, dass die jeweiligen Stimulationselemente die mit ihnen in Wirkverbindung stehenden Bereiche der Hörschnecke tatsächlich mit denjenigen Frequenzen anregen, für die diese Bereiche empfindlich sind. Da die genaue Position, in der die Stimulationselektrode in der Hörschnecke nach deren Einbringung fixiert wird, nicht genau vorhersagbar ist, kann mit der erfindungsgemäßen Stimulationselektrode eine Abweichung der Ist-Position von der Soll-Position kompensiert werden, da die jeweiligen Frequenzen der Stimulationselemente an ihre tatsächliche Position in der Hörschnecke angepasst werden.
Vorzugsweise die Stimulationselektrode im zweiten Modus ausgebildet, Stimulationselemente der zweiten Gruppe mit unterschiedlichen Anregungsfrequenzen anzuregen, während diejenigen Stimulationselemente der ersten Gruppe, die nicht der zweiten Gruppe angehören, nicht angeregt werden.
Vorzugsweise sind die Stimulationselemente der ersten Gruppe durch eine Vielzahl jeweils benachbarter Stimulationselemente gebildet. Mit anderen Worten wird eine Gruppe von Stimulationselementen vorzugsweise als eine Vielzahl benachbarter, räumlich zusammenhängender Stimulationselemente verstanden. Gleiches gilt analog für die zweite Gruppe, so dass die Stimulationselemente der zweiten Gruppe vorzugsweise durch eine Vielzahl jeweils benachbarter Stimulationselemente gebildet ist.
Vorzugsweise ist die Stimulationselektrode ausgebildet, die Anzahl der Stimulationselemente der zweiten Gruppe nach Einbringen der Stimulationselektrode in die Hörschnecke anzupassen. Dies kann vorzugsweise durch drahtlose Ansteuerung des Controllers (Steuerung) erfolgen. Dabei ist es bevorzugt, nach Einbringen der Stimulationselektrode in die Hörschnecke einen Hörtest vorzunehmen, anhand dessen ermittelt wird, in welchen Bereichen der Patient auf welche Frequenzen anspricht, und die jeweiligen Frequenzen den Stimulationselementen der zweiten Gruppe zuzuordnen.
Vorzugsweise bilden die Stimulationselemente der zweiten Gruppe eine Teilmenge der Stimulationselemente der ersten Gruppe.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante beträgt das Verhältnis zwischen einer ersten Frequenzdifferenz und einer zweiten Frequenzdifferenz zwischen 0,5 und 2, wobei die erste Frequenzdifferenz aus einer ersten Frequenz, mit der im ersten Modus das dem ersten Abschnitt nächstgelegene Stimulationselement der ersten Gruppe angeregt wird und einer zweiten Frequenz, mit der im ersten Modus das dem zweiten Abschnitt nächstgelegene Stimulationselement der ersten Gruppe angeregt wird, gebildet ist und die zweite Frequenzdifferenz aus einer dritten Frequenz, mit der im zweiten Modus das dem ersten Abschnitt nächstgelegene Stimulationselement der zweiten Gruppe angeregt wird und einer vierten Frequenz, mit der im zweiten Modus das dem zweiten Abschnitt nächstgelegene Stimulationselement der zweiten Gruppe angeregt wird, gebildet ist (Frequenzen in Hz).
Hierdurch wird gewährleistet, dass auch im Falle einer Deplatzierung der Stimulationselemente in der Hörschnecke das vollständige oder nahezu vollständige Spektrum der hörbaren Frequenzen angeregt werden und nicht nur derjenige Teil, dessen Stimulationselemente noch innerhalb des empfindlichen Bereichs der Hörschnecke liegen.
Besonders bevorzugt beträgt das Verhältnis zwischen der ersten Frequenzdifferenz und der zweiten Frequenzdifferenz zwischen 0,9 und 1,1.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist die Stimulationselektrode bzw. das die Stimulationselektrode umfassende Ohrimplantat ausgebildet, eine Vielzahl von Modi zu umfassen, wobei die Stimulationselemente der n-ten Gruppe jeweils eine Teilmenge der Stimulationselemente der (n-1)-ten Gruppe bilden (n ist eine natürliche Zahl größer oder gleich 2). Besonders bevorzugt ist n>2, bevorzugter n>3 und noch bevorzugter n>5. Dadurch kann verschiedenen Abstände der Deplatzierung der Stimulationselektrode in der Hörschnecke von der Idealposition simuliert werden, so dass nach Einbringung der Stimulationselektrode in die Hörschnecke lediglich das Maß der der Deplatzierung bestimmt und der passende Modus eingestellt werden müssen, wodurch ein anschließender zusätzlicher (langwieriger) Hörtest zur Ermittlung der Position der Stimulationselektrode vermieden werden kann.
Vorzugsweise weist die Stimulationselektrode mindestens ein elektrisches Stimulationselement auf, welches auf der Oberfläche der Stimulationselektrode angeordnet ist, wobei jedem Stimulationselement eine Leiterbahn zur elektrischen Verbindung des Stimulationselements mit einer Treiberelektronik zugeordnet ist und wobei das Stimulationselement auf einem flexiblen, länglichen, streifenförmigen Trägerelement angeordnet ist.
Vorzugsweise ist das Trägerelement aus einer flexiblen Folie mit einem rechteckförmigen Querschnitt geformt. Vorzugsweise besteht die flexible Folie aus Polyimid, Polysulfon oder Poly-Ether-Ether-Keton. In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist das Trägerelement einlagig bzw. einstückig, also als Monolayer ausgebildet.
Die an der Oberfläche der Trägerelemente angeordneten Stimulationselemente (nachfolgend auch als Elektroden bezeichnet) bestehen vorzugsweise aus Gold, Platin, Iridium oder einer Legierung aus mindestens zwei der vorgenannten Materialien.
Vorzugsweise ist ein erstes Ende der Leiterbahn mit dem Stimulationselement verbunden und bis zu einem zweiten Ende innerhalb des Trägerelements geführt. In einer bevorzugten Ausführungsvariante sind die Leiterbahnen vollständig innerhalb der jeweiligen Trägerelemente eingebettet und somit von Leiterbahnen benachbarter Trägerelemente elektrisch isoliert. Die Leiterbahnen bestehen vorzugsweise aus einem hochleitfähigen Material.
Der Querschnitt der Trägerelemente ist vorzugsweise rechteckförmig. Der Querschnitt der Leiterbahnen ist vorzugsweise ebenfalls rechteckförmig. Das Verhältnis der Fläche des Querschnitts einer Leiterbahn zur Fläche des Querschnitts des dazugehörigen Trägerelements beträgt vorzugsweise kleiner als 0,5, bevorzugter kleiner als 0,4, noch bevorzugter kleiner als 0,3 und bevorzugter kleiner als 0,2.
Vorzugsweise weist das mindestens eine Stimulationselement eine fraktale Oberfläche auf. Unter einer fraktalen Oberfläche wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Oberfläche verstanden, die eine Makrostruktur und/oder eine Mikrostruktur aufweist. Die Makrostruktur weist vorzugsweise eine regelmäßige oder unregelmäßige kraterförmige, konusförmige oder säulenförmige Oberflächenstruktur im Bereich von 1 bis 500 µm auf. Die Mikrostruktur weist vorzugsweise eine regelmäßige oder unregelmäßige kraterförmige, konusförmige oder säulenförmige Oberflächenstruktur im Bereich von 1 bis 1000 nm auf.
Vorzugsweise ist das mindestens eine Stimulationselement ringförmig ausgebildet ist, wodurch eine günstige elektrische Anregung erreicht werden kann. Besonders bevorzugt ist das Stimulationselement durch eine Vielzahl konzentrischer Ringe ausgebildet, wodurch eine Fokussierung des elektrischen Feldes und somit ein hoher Wirkungsgrad erreicht wird.
Alternativ können die elektrischen Stimulationselemente eine ovale und/oder längliche Form aufweisen. Auch runde oder annähernd runde Ausgestaltungen der Stimulationselemente sind erfindungsgemäß mit umfasst. Die Länge (bzw. der Durchmesser) der Stimulationselemente liegt insbesondere im Bereich von 0,02 bis 2mm, vorzugsweise im Bereich von 0,2 bis 1,5mm, weiter bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 1mm. Die Stimulationselemente sind vorzugsweise auf dem Trägerelement aufgesetzt und weisen demnach eine Höhe auf. Die Höhe der Stimulationselemente liegt vorzugsweise im Bereich von 0,05 bis 0,5mm, vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 0,1mm und besonders bevorzugt im Bereich von 0,005 bis 0,01mm. Vorzugsweise weist die Stimulationselektrode einen flexiblen Grundkörper auf, der als Trägersubstrat dient. Vorzugsweise weist der längliche Grundkörper eine axiale Biegesteifigkeit von 1mNmm² bis 100mNmm² auf.
Vorzugweise ist der Querschnitt des länglichen Grundkörpers kreisförmig, halbkreisförmig oder sichelförmig oder im Wesentlichen kreisförmig, im Wesentlichen halbkreisförmig oder im Wesentlichen sichelförmig ausgebildet. Alternativ kann der Querschnitt des länglichen Grundkörpers ebenfalls rechteckförmig oder im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet. Die maximale Ausdehnung des Querschnitts des länglichen Grundkörpers beträgt vorzugsweise zwischen 0,2mm und 1mm.
Der Grundkörper ist vorzugsweise aus Polyurethan geformt.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist eine Vielzahl von übereinander geschichteten Trägerelementen vorgesehen, wobei jedes Trägerelement mindestens ein elektrisches Stimulationselement und eine innerhalb des Trägerelements geführte Leiterbahn aufweist. Dabei bilden jeweils ein Trägerelement, mindestens eine in das Trägerelement eingebettete Leiterbahn und die daran angeschlossenen auf der Oberfläche des Trägerelements freiliegenden Elektroden (Stimulationselemente) ein Funktionselement des Schichtenstapels aus.
Dies hat den Vorteil, dass die Stimulationselemente jedes Trägerelements oder sogar jedes Stimulationselement (durch eine geeignete Elektronik) separat angesteuert werden können. Dies ist vorteilhaft, da hierdurch eine bevorzugte Charakteristik des elektrischen Feldes erzeugt werden kann. Insbesondere ist es möglich, benachbarte Elektroden (Stimulationselemente) phasenverschoben anzusteuern, wodurch wahlweise eine Fokussierung, Defokussierung und Wanderung des elektrischen Feldes (entlang der Cochlea) realisiert werden kann.
Die maximale Breite der Stimulationselektrode beträgt vorzugsweise 500 µm. Die maximale Dicke der Stimulationselektrode (mit allen übereinander geschichteten Trägerelementen mit ihren Elektroden) beträgt vorzugsweise 300 µm. Durch die erfindungsgemäße Stimulationselektrode kann ein für die endosteale Applikation optimales Ausbreitungsverhalten des elektrischen Feldes in Richtung des Cortischen Organs und der Pars cochlearis erreicht werden.
Vorzugsweise ist das Verhältnis der maximalen Breite einer Leiterbahn zur minimalen Breite der Leiterbahn kleiner als 5, noch bevorzugter kleiner als 2. Vorzugsweise sind alle Leiterbahnen gleich breit.
Vorzugsweise ist das Verhältnis der maximalen Breite eines Trägerelements zur minimalen Breite des Trägerelements kleiner als 5, noch bevorzugter kleiner als 2. Vorzugsweise sind alle Trägerelemente gleich breit.
Vorzugsweise sind sämtliche Trägerelemente und Leiterbahnen parallel zueinander, jeweils übereinander geschichtet. Vorzugsweise ist die Breite der Trägerelemente uniform, d.h. über ihre Längserstreckung gleichbleibend. Vorzugsweise ist Breite der Leiterbahnen ebenfalls uniform.
Vorzugsweise weist die Stimulationselektrode einen Führungskopf zur atraumatischen Implantation auf. Der Führungskopf ist vorzugsweise kugelförmig oder ellipsoidförmig ausgebildet. Vorzugsweise ist der Führungskopf am distalen Ende der Stimulationselektrode angeordnet. Vorzugsweise ist der maximale Querschnitt des kugelförmigen bzw. ellipsoidförmigen Führungskopfes größer als der maximale Querschnitt der übrigen Stimulationselektrode, d.h. des Schichtenstapels ggf. mit Grundkörper. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis des maximalen Querschnitts des Führungskopfes zum maximalen Querschnitt der übrigen Stimulationselektrode zwischen 1,01 und 5, bevorzugter zwischen 1,1 und 1,5. Vorzugsweise weist der Führungskopf auf seiner Oberfläche mindestens eine drehbar gelagerte Kugel auf. Vorzugsweise weist der Führungskopf auf seiner Oberfläche mehrere, umlaufend angeordnete, jeweils drehbar gelagerte Kugeln auf. Vorzugsweise ist der maximale Querschnitt des Führungskopfes größer als der maximale Querschnitt der Kugeln. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis des maximalen Querschnitts des Führungskopfes zum maximalen Querschnitt der Kugeln zwischen 3 und 50, bevorzugter zwischen 5 und 15.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Ohrimplantat offenbart, welches einen verbesserten Höreindruck mittels eines verbesserten Phase Vocoder Algorithmus ermöglicht.
Die Idee dieses erfindungsgemäßen Aspekts besteht darin, den Phase Vocoder Algorithmus zur Veränderung der Tonhöhe bei Cochleaimplantaten dahingehend weiterzuentwickeln, dass eine Synthesesprungweite zur Erzeugung von Frequenzspektren in Abhängigkeit der wahrgenommenen Tonhöhe variiert wird. Hierdurch ist es vorteilhafterweise möglich, den Algorithmus kontinuierliche an die Tonhöhe anzupassen und somit den Höreindruck zu verbessern.
Dazu umfasst ein erfindungsgemäßes Ohrimplantat ein Mikrophon zur Erzeugung eines Eingangssignals, eine einen Signalprozessor aufweisende Treiberelektronik, und eine mit dem Signalprozessor in Wirkverbindung stehende Stimulationselektrode, wobei die Stimulationselektrode eine Vielzahl von Stimulationselementen umfasst, die entlang der Stimulationselektrode angeordnet sind, wobei sich die Stimulationselemente von einem ersten Abschnitt zu einem zweiten Abschnitt der Stimulationselektrode erstrecken, wobei der Signalprozessor ausgebildet ist,

- ein akustisches, zeitlich veränderliches Eingangssignal zu detektieren,
- eine wahrgenommene Tonhöhe des Eingangssignals zu bestimmen,
- das detektierte Signal in eine Vielzahl von sich überlappenden Zeitintervallen zu unterteilen,
- aus der Vielzahl der unterteilten Signale jeweils ein Frequenzspektrum zu erzeugen, um dadurch eine Vielzahl erster Frequenzspektren zu generieren,
- aus ersten Frequenzspektren zeitlich benachbarter, sich überlappender Zeitintervalle jeweils ein zweites Frequenzspektrum zu erzeugen, um dadurch eine Vielzahl zweiter Frequenzspektren zu generieren,
- wobei eine Synthesesprungweite zur Erzeugung der zweiten Frequenzspektren in Abhängigkeit der wahrgenommenen Tonhöhe variiert wird,
- eine Vielzahl von Teilsignalen aus der Vielzahl von ersten und zweiten Frequenzspektren zu erzeugen,
- ein zeitlich veränderlichen Ausgangssignals aus der Vielzahl von Teilsignalen zu erzeugen, und
- mindestens einen Teil der Stimulationselemente der Stimulationselektrode mit dem erzeugten Ausgangssignal anzusteuern.

Figurenliste
Die Erfindung soll nachstehend anhand von zumindest teilweise in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Diese Erläuterungen sollen aber keinesfalls einschränkend verstanden werden.
Es zeigen:

1 ein erfindungsgemäßes Ohrimplantat in schematischer, geschnittener Darstellung,
2 eine Stimulationselektrode gemäß einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung in schematischer, geschnittener Darstellung,
3 eine schematische Darstellung der Signalverarbeitung des Eingangssignals in einem Ohrimplantat gemäß einer zweiten Ausführungsvariante der Erfindung,
4 eine schematische Darstellung der Signalverarbeitung des Eingangssignals in einem Ohrimplantat gemäß einer dritten Ausführungsvariante der Erfindung,
5 die Transformation des Eingangssignals während der Signalverarbeitung,
6 die Vielzahl der Frequenzspektren nach der Transformation des Eingangssignals,
7 das Zusammensetzen des zeitlich veränderlichen Ausgangssignals aus der Vielzahl von Teilsignalen, und
8 das Konzept der kontinuierlichen Anpassung der Tonhöhe.

Detaillierte Beschreibung der Abbildungen
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Ohrimplantat in schematischer, geschnittener Darstellung. Das erfindungsgemäße Ohrimplantat ist zweiteilig aufgebaut und besteht aus einer Sendeeinheit mit einem Mikrofon 2, einem digitalen Signalprozessor 3, einer Sendespule 4 sowie einer Empfangseinheit, die sich aus der erfindungsgemäßen Stimulationselektrode 1 und der damit verbundenen Empfangsspule 6 zusammensetzt. Im Ausführungsbeispiel sind Mikrofon 2 und Signalprozessor 3 zu einer integralen Einheit gebildet, jedoch können diese Komponenten alternativ auch separat ausgebildet sein. Sendeeinheit und Empfangseinheit können wie ein herkömmliches Cochleaimplantat implantiert werden.
Die Stimulationselektrode 1 des erfindungsgemäßen Ohrimplantats wird - wie auch bei herkömmlichen Cochleaimplantaten - in die Hörschnecke 5 (Cochlea) eingeführt, um den mit dem Mikrofon 2 aufgenommenen Schall mit Hilfe eines (digitalen) Signalprozessors 3 elektrisch an den Hörnerv weiterzugeben, also den aufgenommenen Schall über ein elektrisches Feld zu imitieren.
Die Empfangsspule 6 wird zusammen mit einem Magneten hinter dem Ohr unter der Haut implantiert und dient als Schnittstelle zwischen der Stimulationselektrode 1 und dem Signalprozessor 3. Die Signalübermittlung erfolgt durch die Kopfhaut mittels elektromagnetischer Induktion. Die Sendespule 4 des Prozessors 3 haftet mit Hilfe des Magneten auf der Kopfhaut. Der Signalprozessor 3 wird auch Sprachprozessor genannt, da er die Laute einer Lautsprache in geeignete Signale für die Stimulationselektrode 1 umwandelt.
Die Stimulationselektrode 1 ist im Bereich ihres ersten (proximalen) Endes mit der Empfangsspule 6 verbunden und überträgt die dort empfangenen Signale bis zu einem aktiven Bereich, der sich vorzugsweise im Bereich des zweiten (distalen) Endes der Stimulationselektrode 1 befindet. Dieser Bereich ist derart bemessen, dass er sich innerhalb der Cochlea 5 erstreckt; mit anderen Worten erstreckt sich der passive Bereich, der lediglich zum Signaltransport dient, von der Empfangsspule 6 (bei in die Cochlea 5 eingeschobener Stimulationselektrode 1) bis zum Eingang in die Cochlea 5 und der aktive Bereich, der zur Anregung des Hörnervs dient, erstreckt sich vom Eingang in die Cochlea 5 bis zum zweiten, distalen Ende der Stimulationselektrode 1. Vorzugsweise besitzt der aktive Bereich eine Länge zwischen 1 und 10mm und erstreckt sich vom ersten Ende der Stimulationselektrode 1 aus gesehen in einer Entfernung zwischen 70% und 100% der Gesamtlänge Stimulationselektrode 1.
2 zeigt eine Stimulationselektrode gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung in schematischer, geschnittener Darstellung.
Die Stimulationselektrode 1 weist einen ersten, proximalen Abschnitt 21 und einen zweiten, distalen Abschnitt 22 auf, zwischen denen die Stimulationselemente 8 äquidistant angeordnet sind. Die Verlängerung der Stimulationselektrode 1 über den proximalen Abschnitt 21 hinaus führt dann zur Empfangsspule 6 (1), die mit dem Signalprozessor 3 wirkverbunden ist. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass der Signalprozessor 3 direkt auf der Stimulationselektrode 1 angeordnet ist.
Die Vielzahl der Stimulationselemente 8 wird in einem ersten Modus derart beschaltet, dass alle auf der Stimulationselektrode 1 vorhandenen Stimulationselemente 8 mit unterschiedlichen Frequenzen anregen. Dies ermöglicht eine Anregung eines Frequenz(Hör-)Spektrums über die Hörschnecke.
Wenn die Stimulationselektrode 1 jedoch nicht vollständig in die Hörschnecke eingeführt werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, die Stimulationselemente 8 ebenfalls mit den unterschiedlichen Frequenzen des Frequenz(Hör-)Spektrums anzuregen, jedoch lediglich diejenigen Stimulationselemente 8 der zweiten Gruppe G2, die im sensitiven Bereich der Hörschnecke positioniert sind, entsprechend anzuregen.
Mit anderen Worten wird das anzuregende Spektrum im zweiten Modus nicht mehr auf alle Stimulationselemente 8 verteilt, sondern nur noch auf eine Untergruppe. Dies bedeutet zwar, dass weniger Stimulationselemente 8 zur Anregung der unterschiedlichen Frequenzen des Hörspektrums zur Verfügung stehen, jedoch sind diese vorteilhafterweise in der Hörschnecke an den jeweils empfindlichen Stellen positioniert. Damit dem Patient nach wie vor das gesamte Hörspektrum zur Verfügung steht, unterscheiden sich die niedrigsten Frequenzen und die höchsten Frequenzen im ersten und im zweiten Modus um höchstens 10%. Während das dem zweiten Abschnitt 22 nächstgelegene Stimulationselement 8 sowohl im ersten Modus als auch im zweiten Modus vorzugsweise die gleich Frequenz anregt, unterscheiden sich ansonsten die Frequenzen der Mehrheit der übrigen Stimulationselemente 8. Insbesondere ist für den zweiten Modus kennzeichnend, dass mindestens das dem ersten Abschnitt 21 nächstgelegene Stimulationselement 8, ggf. mehrere dem ersten Abschnitt 21 nächstgelegene Stimulationselemente 8 zur Anregung der Hörnerven nicht beitragen, da diese aufgrund des nicht vollständigen Einführens der Stimulationselektrode 1 in die Hörschnecke nicht in den sensitiven Bereichen liegen.
3 bis 8 zeigen die Signalverarbeitung des Eingangssignals in einem Ohrimplantat gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung.
Der Aufbau eines Phase Vocoder Systems zur Tonhöhenverschiebung ist auf in den 3 und 4 dargestellt. Das Eingangssignal wird zunächst in seine Frequenzanteile aufgeteilt, also in den Frequenzbereich transformiert. Hierzu wird zunächst das Gesamt-signal S₀(t) in überlappende Ausschnitte xi der Länge N unterteilt. Die Überlappung besitzt die Länge h_a (Analyse-Hop), die nachfolgend auch als Synthesesprungweite bezeichnet wird.
Jeder Ausschnitt x_i wird dann mit einer sog. Fenster-Funktion w multipliziert, um sog. Leakage Fehler im Frequenzspektrum zu vermeiden. Im Anschluss wird eine FourierTransformation angewandt, welche das Signal auf die enthaltenen Frequenzen untersucht. Dieser Algorithmus wird als Short Time Fourier Transform (STFT) bezeichnet und ist zur Veranschaulichung in 5 dargestellt. Als Ergebnis wird ein Spektrogramm erzeugt, welches aus vielen aneinander gereihten Spektren (sog. Frames) besteht, wie aus 6 ersichtlich ist.
Für den erfindungsgemäßen Algorithmus werden jeweils zwei benachbarte Ausschnitte x_i und x_i+1 genutzt. Nach der Transformation werden deren Spektren/Frames F_i, F_i+1 genutzt, um ein einzelnes modifiziertes Spektrum F_i' zu erzeugen. Dieses ist angepasst an eine Verlängerung des Signals um den Koeffizienten k (oder auch Verkürzung). F_i' besitzt allerdings noch immer die Länge N. Die eigentliche Veränderung der Länge des Signals erfolgt erst nach der Rücktransformation in den Zeitbereich.
Die Rücktransformation erfolgt invers zur Hin-Transformation. Zunächst wird also die inverse Fourier Transformation ausgeführt. Damit erhält man wieder ein Zeitsignal y_i. Dieses wird dann erneut mit der Fensterfunktion w multipliziert. Der resultierende Ausschnitt wird dann also (unter Betrachtung der STFT), doppelt mit w, also mit w² multipliziert.
Nun muss das Signal wieder zusammengesetzt werden. Durch geeignete Wahl der Fensterfunktion kann mit einer geeigneten neuer Überlappungsweite h_s die Länge des resultierenden Signals verändert werden (7). Dies ist möglich, da unter bestimmten Bedingungen die überlappte Überlagerung von Fensterfunktionen exakt 1 ergibt, was als sog. Overlap Add (OLA) bezeichnet wird.
Im konventionellen Ohrimplantat funktioniert dieses Vorgehen allerdings nicht ausreichend gut, da die notwendige Überlappung je nach gewählter Synthesesprungweite Ha früher oder später nicht mehr ausreicht.
In Phase Vocodern konventioneller Ohrimplantate beträgt die Synthesesprungweite hs = N/4. Damit können Koeffizienten von 0.5 bis 2 abgedeckt werden, jedoch sind größere Werte nicht möglich, obwohl diese für die Anwendung in Cochleaimplantaten zum Zweck der Tonhöhenanpassung notwendig sind.
Erfindungsgemäß wird das Konzept der Zwischenframes weitergeführt.
Die Anzahl der Zwischenframes berechnet sich dann aus [k]-1. Die neue Länge wird nach hs' = k/[k] berechnet (8, wobei [x] ein Aufrunden von x zur nächsten ganzen Zahl bedeutet). Dies ermöglicht sowohl die Nutzung von fast beliebigen Koeffizienten k, hauptsächlich begrenzt durch die spektrale Auflösung des Gehörs (die Tonhöhe wird regelmäßig im Bereich 50-500 Hz liegen). Außerdem kann durch diese Anpassung die Tonhöhenverschiebung auf Basis von Framepaaren statt nur für das gesamte Signal ausgeführt werden. Dies erlaubt vorteilhafterweise eine kontinuierliche Anpassung der Tonhöhe.
Das erfindungsgemäße Konzept der Zwischenframes erlaubt es somit, die Frequenzen (und damit das Signal) über einen größeren Bereich hin zu verschieben, ohne dabei die Dauer zu verändern, was insbesondere bei in Cochleaimplantaten zum Zweck der Tonhöhenanpassung vorteilhaft ist.

Nachfolgend wird die Signalverarbeitung in einem erfindungsgemäßen Ohrimplantat anhand eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei werden die verwendeten Größen/Parameter wie folgt zugeordnet.

Ein- /Ausgangssignal	S(t)/S₀(t)
Teilsignal	x_i(t)
Fensterfunktion	w(t)
Länge Teilsignal	/
Frame (Spektrum d. Teilsignals)	F_i= FFT(x_i(t) · w(t))
Zwischenframe	F'_i
Amplituden	A_i= \|F_i\|
Phasen	ϕ_i= < F_i
Kumulative Phase	ϕ_c
Phasen Inkrement	Δϕ
(Weiterwandern der Phase der Mittenfrequenz jedes FFT-Bins pro Analyse-Hop)
Interpolationskoeffizient	α
Grundfrequenz eines Teilsignals	fⁱ ₀
Komfort-Frequenz	f_c
Transpositionsfaktor	k_i = f_c/fⁱ ₀
Anzahl Zwischenframes	n_i= k (aufgerundet auf die nächstgrößere natürlich Zahl von k)
Analyse-Hop	ha
Synthese-Hop je Zwischenframe	hⁱ _s = k_i/n_i * h_a

Folgende Schritte werden gemäß dem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel durchgeführt.

1. Zerlegung des Eingangssignals in Teilsignale
2. Transformation der Teilsignale in Frames (Spektren)
3. Initialisierung von kumulativen Phase mit der Phase des ersten Frames $(ϕ_{c} = ϕ_{i}) .$
4. Berechnung von Transpositionsfaktoren
5. Berechnung des Synthese-Hops
6. Berechnung der Phasen Differenz (δϕ_i= ϕ_i+1 - ϕ_i - Δϕ) (vorzugsweise zzgl. „Phase-unwrapping“)
7. Erstellung der Zwischenframes (α = 0):
1. a) Berechnung der Synthese-Amplituden (interpoliert) $A'_{i} = α \cdot A_{i + 1} + (1 - α) \cdot A_{i}$
2. b) Berechnung des Zwischenframes F'_i = A'_i·e^-Φ
  c
3. c) Aktualisieren der kumulativen Phase ϕ_c= ϕ_c+k/n_i · (Δϕ + δϕ_i)
4. d) Aktualisieren des Interpolationskoeffizienten α = α + 1/n_i
8. Berechnung der Rücktransformation in Teilsignale $x'_{i} = I F F T (F'_{i} \cdot w (t))$
9. Berechnung des Ausgangssignals durch Überlappung unter Berücksichtigung der Synthesesprungweite
10. Resampling des Ausgangssignals in korrekter Weise (Frame-by-Frame, nicht alles zusammen).

Bezugszeichenliste

1: Stimulationselektrode
2: Mikrophon
3: Signalprozessor
4: Sendespule
5: Cochlea
6: Empfangsspule
8: Elektrode / Stimulationselement
21: Anfangsabschnitt
22: Endabschnitt
G1: erste Gruppe von Stimulationselementen
G2: zweite Gruppe von Stimulationselementen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007026631 A1 [0005]

Claims

Stimulationselektrode (1) für ein Ohrimplantat, aufweisend: eine Vielzahl von Stimulationselementen (8), die entlang einer Längsachse der Stimulationselektrode (1) angeordnet ist, wobei sich die Stimulationselemente (8) von einem ersten Abschnitt (21) zu einem zweiten Abschnitt (22) der Stimulationselektrode (1) erstrecken, wobei die Stimulationselektrode (1) in einem ersten Modus ausgebildet ist, die Stimulationselemente (8) einer ersten Gruppe (G1) der Stimulationselemente (8) jeweils mit unterschiedlichen Anregungsfrequenzen anzuregen, wobei ein dem ersten Abschnitt (21) nächstgelegenes Stimulationselement (8) der ersten Gruppe mit einer höheren Frequenz als ein dem zweiten Abschnitt (22) nächstgelegenes Stimulationselement (8) der ersten Gruppe (G1) angeregt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Stimulationselektrode (1) in einem zweiten Modus ausgebildet ist, eine zweite Gruppe (G2) von Stimulationselementen (8) mit unterschiedlichen Anregungsfrequenzen anzuregen, wobei die Anzahl der Stimulationselemente (8) der ersten Gruppe (G1) größer als die Anzahl der Stimulationselemente (8) der zweiten Gruppe (G2) ist, und wobei ein dem ersten Abschnitt (21) nächstgelegenes Stimulationselement (8) der zweiten Gruppe (G2) mit einer höheren Frequenz als ein dem zweiten Abschnitt (22) nächstgelegenes Stimulationselement (8) der zweiten Gruppe (G2) angeregt wird, und wobei sich das dem ersten Abschnitt (21) nächstgelegene Stimulationselement (8) der ersten Gruppe (G1) von dem dem zweiten Abschnitt (22) nächstgelegenen Stimulationselement (8) der zweiten Gruppe (G2) unterscheidet.
Stimulationselektrode (1) nach Anspruch 1, wobei die Stimulationselektrode (1) im zweiten Modus ausgebildet ist, Stimulationselemente (8) der zweiten Gruppe (G2) mit unterschiedlichen Anregungsfrequenzen anzuregen, während diejenigen Stimulationselemente (8) der ersten Gruppe (G1), die nicht der zweiten Gruppe (G2) angehören, nicht angeregt werden.
Stimulationselektrode (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stimulationselemente (8) der ersten Gruppe (G1) durch eine Vielzahl jeweils benachbarter Stimulationselemente (8) gebildet ist und/oder die Stimulationselemente (8) der zweiten Gruppe (G2) durch eine Vielzahl jeweils benachbarter Stimulationselemente (8) gebildet ist.
Stimulationselektrode (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stimulationselemente (8) der zweiten Gruppe (G2) eine Teilmenge der Stimulationselemente (8) der ersten Gruppe (G1) sind.
Stimulationselektrode (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Verhältnis zwischen einer ersten Frequenzdifferenz und einer zweiten Frequenzdifferenz zwischen 0,5 und 2 beträgt, wobei die erste Frequenzdifferenz aus einer ersten Frequenz, mit der im ersten Modus das dem ersten Abschnitt (21) nächstgelegene Stimulationselement (8) der ersten Gruppe (G1) angeregt wird und einer zweiten Frequenz, mit der im ersten Modus das dem zweiten Abschnitt (22) nächstgelegene Stimulationselement (8) der ersten Gruppe (G1) angeregt wird, gebildet ist und die zweite Frequenzdifferenz aus einer dritten Frequenz, mit der im zweiten Modus das dem ersten Abschnitt (21) nächstgelegene Stimulationselement (8) der zweiten Gruppe (G2) angeregt wird und einer vierten Frequenz, mit der im zweiten Modus das dem zweiten Abschnitt (22) nächstgelegene Stimulationselement (8) der zweiten Gruppe (G2) angeregt wird, gebildet ist.
Stimulationselektrode (1) nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis zwischen der ersten Frequenzdifferenz und der zweiten Frequenzdifferenz zwischen 0,9 und 1,1 beträgt.
Ohrimplantat, aufweisend: ein Mikrophon (2) zur Erzeugung eines Eingangssignals, eine einen Signalprozessor (3) aufweisende Treiberelektronik, und eine mit dem Signalprozessor (3) in Wirkverbindung stehende Stimulationselektrode (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stimulationselektrode (1) eine Vielzahl von Stimulationselementen (8) umfasst, die entlang einer Längsachse der Stimulationselektrode (1) angeordnet sind, wobei sich die Stimulationselemente (8) von einem ersten Abschnitt (21) zu einem zweiten Abschnitt (22) der Stimulationselektrode (1) erstrecken, das Ohrimplantat ausgebildet ist, a) ein akustisches, zeitlich veränderliches Eingangssignal zu detektieren, b) eine wahrgenommene Tonhöhe des Eingangssignals zu bestimmen, c) das detektierte Signal in eine Vielzahl von sich überlappenden Zeitintervallen zu unterteilen, d) aus der Vielzahl der unterteilten Signale jeweils ein Frequenzspektrum zu erzeugen, um dadurch eine Vielzahl erster Frequenzspektren zu generieren, e) aus ersten Frequenzspektren zeitlich benachbarter, sich überlappender Zeitintervalle jeweils ein zweites Frequenzspektrum zu erzeugen, um dadurch eine Vielzahl zweiter Frequenzspektren zu generieren, f) wobei eine Synthesesprungweite zur Erzeugung der zweiten Frequenzspektren in Abhängigkeit der wahrgenommenen Tonhöhe variiert wird, g) eine Vielzahl von Teilsignalen aus der Vielzahl von ersten und zweiten Frequenzspektren zu erzeugen, h) ein zeitlich veränderlichen Ausgangssignals aus der Vielzahl von Teilsignalen zu erzeugen, und i) mindestens einen Teil der Stimulationselemente (8) der Stimulationselektrode (1) mit dem erzeugten Ausgangssignal anzusteuern.
Ohrimplantat nach Anspruch 7, wobei die Stimulationselektrode (1) ein Trägerelement aus einer flexiblen Folie mit einem rechteckförmigen Querschnitt umfasst.
Ohrimplantat nach einem der Ansprüche 7 und 8, wobei das Trägerelement Polyimid, Polysulfon oder Poly-Ether-Ether-Keton umfasst.