JP5063853B2 - 電力効率のよい電気刺激 - Google Patents

Description

【０００１】
発明の属する技術分野
本発明は、神経刺激の装置及び方法に関し、特に、本発明は聴覚プロテーゼに限らない。
【０００２】
従来の技術
蓄電型の電源に依存する装着型の医療装置は、共通の動力を共有する。ありうる及び望まれる装置の機能が改良されるにつれて、電源に対する要求も一般に増してくる。その結果、一回の充電又は一つの電池毎の寿命が短くなり、それにより、使用者の費用効果が悪くなるだけでなく、不都合な時に装置が動力低下する危険を増大させてしまう。
【０００３】
蝸牛刺激インプラントデバイスの分野において、上記問題は、耳の背後の一つのユニットとなる傾向、すなわち、かつて頭装着型ユニットであったものと身体に装着された別個の音声処理装置ユニットを交換することによって悪化させられる。それゆえ、電池に対する利用可能な体積及び重量は減少する。機能を改良するために電力の必要量が増大することにより、電池寿命を最大にするために、音声処理スキーム及び刺激の組の効率を考慮する必要が生じている。
【０００４】
本発明の目的は、特に聴覚プロテーゼなどの神経刺激システムにおける電力消費と性能をより良好に釣り合わせるために改良した処理方法及び装置を提供することである。
【０００５】
発明の概要
本発明は、どの刺激が実際に患者へ搬送されているかを判定する時に遮蔽効果を考慮する、スキームについて広く提供している。これは種々の方法で実施することができる。一つのアプローチでは、一組の刺激の指示を生成した後、その組を探索表と対照して検査する。この探索表は、その患者が遮蔽効果を表示するために以前から臨床的に決定された、刺激の組み合わせを含んでいる。この場合、第二の刺激はなくされる。
【０００６】
別のアプローチでは、探索表に加えて又は探索表に代えて遮蔽の理論モデルを使用することができる。
【０００７】
本発明は、一態様によれば、刺激は刺激発生装置によって生成する連続した刺激が一つ以上の電極を有する電極アレイ上に供給するタイプの神経刺激方法において、一つ以上の期間について刺激の組を決定する段階と、ありそうな遮蔽効果を示す要素を検出するために採用される予め定めた指示の組を使用して、提案された刺激の組の各々を分析する段階と、遮蔽効果が検出された場合において前記期間の中の一つ以上の期間について前記刺激の組を変える段階と、前記電極アレイを介して神経構造へ供給する段階とを備えた神経刺激方法に関する。
【０００８】
本発明は、別の態様によれば、一つ以上の期間について刺激の組を発生させる刺激発生装置を有し、前記刺激の組は、刺激を神経構造へ機能的に供給するために電極アレイに搬送することが意図されている、神経刺激装置において、予め定めた指示の組を実施する処理手段をさらに有し、前記処理手段は、ありそうな遮蔽効果を示す要素を検出するために、前記予め定めた指示の組を用いて刺激の組の各々を分析し、遮蔽効果がありそうであると判定された場合に前記刺激の組を変える、神経刺激装置を提供する。
【０００９】
刺激の組は一つの刺激のみを有してもよく、この場合、刺激のタイプに関する可変パラメータのみを特定する必要がある。適切な装置において、これには、必要に応じて、タイミング、波形、周波数、電流、電圧、位相、振幅、電極位置、又はさらなる要素が含まれうる。この場合、指示の組は、遮蔽効果がありそうであるか否かを判定する時に以前に搬送された刺激を考慮するのが好ましい。
【００１０】
あるいは、刺激の組は、前述のように、変数を有する複数の刺激を有してもよい。この場合には、以前の刺激の組に加えて又は代えて、指示の組は、好ましくは、互いに関して種々の刺激を分析する。
【００１１】
刺激発生装置は、一体でも、物理的に別個の部分からなってもよい。例えば、聴覚インプラントの場合には、これは、外部の音声処理装置及び移植されたデバイスの両方を有することができ、音声処理装置のみ又は移植されたデバイスのみが所望位置の処理容量に依存する。指示の組は、別個の手順として移植されうる、又は、刺激の組を発生させる処理装置内に一体とされる。
【００１２】
好適な形態において、分析により遮蔽の可能性が示される場合、遮蔽される刺激は簡単に削除される。しかしながら、刺激が複数の電極上に供給される、聴覚インプラントなどのシステムにおいて、例えば異なる電極上などの別の刺激が代用される。例えば、二番目に最大の重要な音のチャンネルが、刺激についての基礎として選択されうる。
【００１３】
蝸牛内インプラントの場合、特定の複数の刺激が同時に又は近くに連続して搬送される時、これらの刺激は、第一の刺激のみが搬送される時と著しく異なる患者の知覚対象を生み出さないということが観察されている。例えば、従来の複数の電極の聴覚内の電極アレイについて考えてみる。もし大きな振幅の刺激が隣りの電極に搬送され、多くの場合において、使用者が、比較的に小さな刺激が搬送されたか否かを知覚することができないならば、比較的に大きな刺激によって遮蔽されたと言われる。他の環境も種々の神経知覚を遮蔽しうる。この遮蔽現象は、技術文献において説明されている。
【００１４】
本発明は、刺激が患者へ供給されているにもかかわらず、患者は、刺激の結果として何もさらに多く知覚しないので、遮蔽効果は刺激電力の浪費であると考えることができるという認識の上に立っている。したがって、一定比の刺激エネルギが簡単に浪費される。
【００１５】
発明の実施の形態
本発明の実施例について添付図面を参照してここに記載する。本発明について、蝸牛インプラントシステム用の音声処理装置を特に参照して記載する。しかしながら、本発明は、遮蔽現象に関連する他の神経刺激システムにも適用されるということが認められるであろう。
【００１６】
図１を参照すると、典型的な蝸牛インプラントデバイスが示されている。外部の構成要素は、音声処理装置１とマイクロホン２とを有する。この例において、音声処理装置１は、外耳１１の背後に装着できるように構成されかつ配置されている。音声処理装置１にトランスミッターコイル３が取り付けられている。このトランスミッターコイル３は、電気信号をＲＦリンク４を介してインプラントユニット５へ送信する。
【００１７】
インプラントコンポーネント５は、トランスミッターコイル３からのパワー及びデータを受け取るためのレシーバーコイル６を含んでいる。ケーブル７は、移植されたデバイス５から蝸牛１２へ延びており、電極アレイ１０で終わっている。したがって、受信された信号は、電極アレイ１０によって基底膜８へ与えられ、それにより、聴神経を刺激する。図１に示すデバイスの作動は、例えば米国特許第４５３２９３０号に記載されている。
【００１８】
このように、音声処理装置１によって作動されるＲＦリンクは、パワー及びデータを移植デバイス６に供給する。音声処理装置は、移植されたデバイス６への刺激についての適当な指示を送るように、マイクロホン２によって受信された音響信号を処理する。音声処理の正確な詳細は、本発明を理解するためには必ずしも必要ではなく、いずれにせよ、当業者にはよく理解される。本発明と関連して任意の適切な音声処理ストラテジーを使用することができる。
【００１９】
図２のブロック図は本発明の一実施例を略図的に示している。
【００２０】
音声信号は、マイクロホン２０によって検出されてフィルタ２１によって予め定めた数の周波数チャンネルに処理される。フィルタ２１の出力は、チャンネル当りの一組の信号振幅である。簡単に言うと、処理装置２３は、この振幅又は他の要素に基づいて、刺激についての基礎として特定のチャンネルを選択する。それにより、移植されたレシーバーユニット２８についての一組の刺激の指示を生成する。
【００２１】
これらの指示には、刺激を与える電極と、与えられる刺激の振幅とが少なくとも含まれる。これまでの処理は従来通りである。
【００２２】
遮蔽検査では、連続する二つ以上の刺激が探索表２６内の予め定めた遮蔽の原則と一致するか否かを判定するために、連続する二つ以上の刺激の各々を探索表とを比較することが必要である。
【００２３】
以下の表は、一組の最小の遮蔽されないレベル、すなわち、一つの電極ｎについて、以前の期間内で他の電極に供給される刺激レベルの関数である、遮蔽されないレベルについて示している。電極欄は、Ｎｍａｘ個のアレイの電極において電極を一覧にしている。各項目Ｍは、最小刺激レベル（振幅）を電極ｎに与える。それにより、閾値（Ｔ）と最大快適（ｃ）レベルの間の値として表現される、関連電極への刺激の直後の応答を顕在化している。Ｔ及びＣのレベルは、音声処理装置の準備中において従来通りに判定されるということが認められる。
最小の遮蔽されないレベル
電極
【表１】

【００２４】
このように、遮蔽検査出力は、遮蔽された刺激が除外された刺激の組である。この出力は、例えば、ＲＦリンクを介して、従来通りに作動する移植された受信器／刺激器ユニットに従来通りに送信される。
【００２５】
本発明の広範な範囲内において変形及び追加することは当業者に明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 蝸牛内インプラントシステムの略図である。
【図２】 本発明の一実施例の作用を示すブロック図である。

Claims (7)

1. 刺激の組を発生させる刺激発生装置を有し、
   前記刺激の組は、刺激を刺激構造に機能的に供給するために電極アレイに送るためのものであり、前記刺激の組の各々は、一つ以上の刺激期間中において送るためのものであり、
   予め定められた命令セットを用いて、刺激の各組を分析して遮蔽効果発生の可能性を示す要素を検出し、遮蔽効果発生の可能性があると判断されるときに前記刺激の組を変更する、処理手段をさらに有する、
   蝸牛刺激装置。
2. 前記処理手段は、遮蔽効果を示す要素を検出するために、一つ又は複数の以前の刺激期間における刺激の組にさらに応答する請求項１に記載の装置。
3. 前記刺激の組は、刺激が送られる前記電極アレイ内の一つ又はそれより多い電極を有しており、前記処理手段は、遮蔽効果を示す要素を検出するために、前記刺激の組によって確定される電極に応答する請求項１又は２に記載の装置。
4. 刺激が遮蔽されるであろうということを前記処理手段が判定する場合、前記刺激は、前記刺激の組から削除される請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
5. 刺激が遮蔽されるであろうということを前記処理手段が判定する場合、前記刺激は、前記刺激の組から削除され、別の刺激が前記刺激の組に追加される請求項４に記載の装置。
6. 前記刺激発生器は移植可能なコンポーネントである請求項４に記載の装置。
7. 前記処理手段は、遮蔽されそうな探索表の刺激に応答する請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。

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