JPS611200A - 聴覚補綴装置 - Google Patents

聴覚補綴装置

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JPS611200A
JPS611200A JP59072566A JP7256684A JPS611200A JP S611200 A JPS611200 A JP S611200A JP 59072566 A JP59072566 A JP 59072566A JP 7256684 A JP7256684 A JP 7256684A JP S611200 A JPS611200 A JP S611200A
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prosthetic device
electrode
electrodes
patient
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ピーター　エム・セリグマン
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KOMONUERUSU OBU OOSUTORARIA DEPAATOMENTO OBU SAIENSU ANDO TEKUNOROJII
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KOMONUERUSU OBU OOSUTORARIA DE
KOMONUERUSU OBU OOSUTORARIA DEPAATOMENTO OBU SAIENSU ANDO TEKUNOROJII
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の背景〕 ここに説明される発明は基本的には蝸牛補填すなわち差
込み可能な聴覚補填装置あるいは生物体の耳のためのも
のである。すなわら完全に聾な人に対して聴覚をある程
度回復させるという目的をもって設計された構成部品か
らなる装置である。
この発明の主たる目的は会話の伝達を改善するごとであ
るが１周囲の音を聞くことの重要性もまた考慮に入れら
れている。
完全に聾な多くの人々においては、聾の理由は音響信号
を神経インパルスに変換する蝸牛における毛細胞の欠如
あるいは破壊である。これらの人々は従来の＠感補助装
置からはなんらの利益をも享受できない。音響の刺激が
いかに大きくあろうともである。なぜならば通常の方法
により音から発生される神経インパルスはまったくない
からである。
蝸牛植込み装置は、電気的刺激を聴覚神経繊維へ直接与
え、大脳における音の知覚に達することによって、蝸牛
における毛細胞をバイパスしようとするものである。こ
の目的を達成するためには過去に開示された多くの方法
がありたとえば外界へ患者の頭蓋骨に取着されたケーブ
ルやコネクタを介して接続された蝸牛の中の電極の配設
を含む。
そしてま起それは無線周波数電源およびデータリンクス
を介して外部、のコンピュータと伝達を行う高級なマル
チチャネル装置に接続されてもよい。
ここに開示された発明は、ｆＡ牛に植込まれた多チャン
ネル電極からなり、それは多チャンネルの植込まれた刺
激装置へ接続され、外部で電源を加えられて着用された
スピーチプロセッサからの電力とデータを受け取り、こ
こでこのスピーチプロセッシングのやり方はコーチの精
神物理学現象に基づいており、各個別の患者へ診断およ
びプログラム装置を用いることによってそれぞれ合うよ
うに形成される。
この発明を最もよく理解するためには２人間の聴覚につ
いての生理学と解剖学についていくらか知っていること
が必要でありかつス音声信号の性質についても知ってい
る必要がある。これに加えて電気的な刺激によって引き
出される聴覚は通常の音を問いている人にとって音響的
な刺激として発生されるものとは異なっているので聴覚
システムにおける電気的な刺激の精神物理学的な側面に
ついて議論する必要がある。
蝸牛の臀嚢 通禽の音を問いている人にとって、音は第１図に示すよ
うに鼓膜に突きあたり、増幅と音響インピーダンスマツ
チングとを与えるためのレバーとして動作する小骨と呼
ばれる骨の機構を介して。
卵内窓と呼ばれるピストンあるいは膜−へと送られる。
蝸牛室は延ばされたとき約３５ｍの長さがあり仕切りに
よってほぼ全長にわたって分割されている。この仕切り
は基底板と呼ばれる。下方室は鼓室階と呼ばれる。遠方
端における開口部は上方および下方半分の間の伝達を行
う。蝸牛は水の約２倍の粘度をもつ液体で満たされてい
る。鼓室階は正円窓と呼ばれる他のピストンまたは膜が
与えられており、それは卵内窓が移動するとき液体の変
位を取り上げる働きをする。。
卵内窓は手引を介して音響的に駆動されるとき。
基底板は蝸牛の中で液体の運動によって変位ささる。機
械的な特性によって、基底膜は遠方端部と頂点において
、低周波数に対しては最大に振動し。
高周波数に対しては基底板または卵目窓の近傍で最大に
振動する。基底板の変位は基底板上に特殊の構造で配設
された毛細胞と呼ばれる細胞の集合を刺激する。これら
の毛の動きによって、第８神経あるいは聴覚神経繊維に
おいて電気的な放電が生ずる。かくして卵内窓（輪−牛
の基底板端）に最も近い毛細胞からの神経繊維は高周波
数の音について情報を送り、より頂上部の神経繊維は低
周波数の音に対して情報を運搬する。これは蝸牛管にお
ける神経繊維の゛トノトビツク組織として呼ばれる。
聴覚の欠損は多くの理由によりそして一般的には２つの
型がある。導通性聴覚欠損は音が禍牛曽の中の毛細胞に
達するための通常の物理的な道がたとえば小骨に対する
損傷によって妨げられる場合である。導通聴覚欠損はし
ばしば聴覚補助部材を使って助けられるが、これば音を
増幅しその結果音響情報が蝸牛管に達することとなる。
導通聴覚欠損のいくつかのタイプは外科的処置によって
軽減されなければならない。
中枢の聴覚欠損は、蝸牛管における毛細胞あるいは神経
繊維に介する損傷から生ずる。このタイプの患者にとっ
て、従来の聴覚補助具はなんら改善を与えない。なぜな
らば音工床ルギーを神経インパルスに変換する機構が損
傷されているからである。この機能の損傷を２部分的に
復旧することが、音響神経を直接的に刺激することによ
って行われる。
ここに述べられた装置において、従来の他の蝸牛繍込む
装置は、刺激電極あるいは電極群が鼓室階において外科
的に配置され、第１Ｂ図に断面図で示されるように基底
板にほぼ近接しており、電極間を通る電流は、神経繊維
における神経の刺激という結果を生ずる。
人間の会話発生機構は多数の共鳴空洞すなわち口腔と鼻
腔からなりこれらば声門あるいは声帯を介して通過する
空気によって刺激され、それらを振動させる。振動の割
合は話者の声のピッチとして間き取られ１００乃至４０
０Ｈｚの間で変化する。女性の話者のピンチは男性の話
者のものよりも高い。
文章のイントネーションを与え、たとえば聴者が発言と
質問とを区別できるようにし文章を連続する話の中から
分離して、どの部分が特に強調されるべきかを検出する
ことは５人間の声のピッチによる。これは信号の振幅と
ともに、いわゆる韻律学的情報を与える。
音声は９話者が声帯を刺激し、舌や唇や顎の動きによっ
て異なった音を発生するために音響的空洞を操作するこ
とによって発生される。ある音は刺激された声帯で発生
されこれらは有声音と呼はれる。他の音は歯と唇との間
の空気の通過のような他の手段によって発生され無声音
を生ずる。かくして音“Ｚ”は有声音であり、“Ｓ”は
無声音である。また“Ｂ”はを声音であり、“Ｐ”は無
声音である。
音声信号は複数の方法で分析できる。１つの有効な分析
技術はスペクトラムの分析であって、これによって音声
信号は周波数領域で分析され、スペクトラム振幅（位相
）対周波数として考えられる。会話発生機構に対する空
洞が刺激されたとき。
多数のスペクトラムのピークが生し、辷れらのスペクト
ラムのピークの周波数およびそれに関係する振幅はまた
時間とともに変化する。
スペクトラムのピークの数は約３〜５の間の範囲をもち
これらのピークはフォルマントと呼ばれる。これらのフ
ォルマントば従来Ｆ１と呼はれる最低周波数フォルマン
トから最高周波数フォルマントまで数えられる。声のピ
ッチは従来ＦＯとして示されてきた。異なった母音の特
徴的な音は話者が口腔および鼻腔の形を変えることによ
って発生し、これはこれらのフォルマントの周波数と関
係する強度番変える効果がある。ことに、第２のフォル
マント（Ｆ２）は母音情報を与えために重要である。た
とえば母音“０（００）”および“Ｅ’（ＢＢ）　　”
は音高度の同一の音声によって生しられるが、しかし、
異なった第２のフォルマントの特徴によって、異なった
響を呈する。
会話には各種の異なった音が存在し、その発生の方法は
複雑である。しかしながら、植込む装置を理解する目的
から、２１１１ｉ１のタイプの有声音と無声音が存在す
ることを記憶すれば十分であり、フォルマントの周波数
と振幅の時間的な変化は会話信号のほとんどの理解をも
たらすものである。
精神物理学 精神物理学上いう用語はここでは聴覚神経の電気的な刺
激によって患者から引き出された知覚の研究をさすため
ムこ用いられる。枚秒１００オよび４００パルスの間の
割合での刺激は３刺激の割合に応じてビノヂを変化する
ノイズが知覚される。これは、メロディ−をその変動に
よって患者に伝えることを可能とするような識別の感覚
である。
音声ピッチＦＯに比例した割合で電極を刺激するごとに
よって、韻律学的情報を患者に与えることが可能である
。この考え方は蝸牛植込み装置において、情報伝送の唯
一の手段として用いられ。
単一の電極に関して行われた。
フォルマント情報を患者に与えることは、これが音声信
号のほとんどの理解度を含んでいるのでより重要である
。蝸牛管の遠方端を刺激する聰見信号として、低周波数
の感覚と近接端を刺激する信号として、高周波数の感覚
とを生ずることば精神物理学的テストによってそれば見
出されたものであり、同様な現象は電気的な刺激によっ
ても観察される。蝸牛管内部の異なった位置における電
気的な刺激によって引き出される知覚は、ピッチそれ自
体よりも“鋭さ”または“鈍さ”において変化する感覚
を生ずるものとして報告されできた。
しかしながら、電極間の周波数感覚における変化はフォ
ルマント或いはスペクトラム情報が電極の選択或いは蝸
牛管における刺激の場所によってコード化できる。
知覚神経の電気的刺激によって引き出される音の知覚さ
れた大きさは刺激自体のグイナミノクレンジよりもより
大きなグイナミソクレンジを有するということが精神物
理学的テストによって見出された。たとえば電気的刺激
の２ないし２０デシベルのダイナミックレンジはほとん
ど知覚できないスレッシュルドドから傷みのスレッシュ
ホルドまでの知覚を生ずる。正常の聴覚を有している人
々にとって、音声の知覚のグイナミノクレンジは百デシ
ヘルのオーダである。
電気的刺激による音知覚のピッチはまた刺激の周波数に
よっているということが精神物理的テストを介して見出
されている。しかしながら知覚されたピッチは刺激の周
波数と同じではない。ことに刺激のレートのみを換える
機構を介して知覚されうる最も高いピンチはＩ　Ｋ　ｆ
ｉｚのオーダである。
そしてこの最大レベル以上レートの刺激は知覚された音
の周波数やピッチにおける増加を生じはしない。これに
加えて蝸牛内の電気的刺激にとって。
知覚されたピッチは電極位置による。多電極システムに
おいて、１つの電極における刺激に基づく知覚は近くの
電極の同時的な刺激によっての知覚と独立ではない。ピ
ッチ“銭さ′及び大きさの知覚された量は、刺激のレー
ト、電極位置および刺激の振幅とは独立的には変化しな
い。
従来技術における蝸牛の理込みの装置は、特定の周波数
帯域におけるエネルギーに比例して同時に多数の電極を
刺激するように配設されている。
しかしこれは近くの刺激電極の刺激電流により。
知覚に関係なしに行われる。その結果チャネル間に相互
作用がありその大きさはこれによって影響される。
従来技術 多数の試みが、聴覚上の神経繊維を電気的に刺激するこ
とを介して有効な聴覚を提供するためになされてきてお
り、蝸牛構造の内部或いはその部分に隣接して配設され
た電極を用いて行われる。
単一組の電極を用いた装置は、　　Ｉ（ｏｕｓｅ　（Ａ
ｎｎ。
０ｔｏ１．　Ｒ１＋１ｎｏ１．　Ｌａｒｙｎｇｏｌ、　
８５．５ｕｐｐ、　２７．１９７６）　。
Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ　　（Ｕ、　Ｓ、　ｐａｔｅｎｔ　
　３＋７５１＋６０５　）　ａｎｄＢａｒｔｚ　　（１
１，Ｓ、　ｐａｔｅｎｔ　　３，７．５２，９３９　）
　、　　によって、提案されている。
これらの装置の各々において、外部音声処理装置は、音
響入力を膚を介して、埋め込まれたレシーバ／刺激装置
へと伝送することに通した信号へ変換される。これらの
装置は連続的に変化する刺激を一組の電極に与え、聴覚
神経繊維の全体の内の少なくとも一部を刺激しそして聴
覚感覚を発生する。
所定の音響入力から発生される刺激信号はこれらの装置
の各々において異なっており、ある程度の有効性が各々
に対して具体的に示されているが。
性能は装置にわたって広く変化し更に患者間で各装置に
ついてもまた変化する。なぜならばこれらの装置の設定
は経験主義的に発展してきており。
詳細な精神物理学的観察に基づいてはいないこの多様さ
の理由を決定することは可能ではない。従ヮてそれを減
少することは可能ではない。
他の解決として、音響信号の周波数スペクトラムによっ
て、神経繊維のグループを刺激する為に蝸牛のドツトピ
ンクな組織を利用することが行われてきた。この技術を
使う装置は、　Ｒｉｃａｒｄ　（Ｕ、Ｓ。
Ｐａｔｅｎｔ　４＋２０Ｌ４４１）　＋　　Ｈｏｃｈｍ
ａｉｒ　　（Ｍｅｄ　ａｎｄ　ＢｉｏｌＥｎｇ、　ａｎ
ｄ　Ｃｏｍｐｕｔ、、　　１９８１．１９．１４１−１
４８）　、　Ｄｏｙｌｅ（Ｕ、Ｓ、Ｐａｔｅｎｔ　　３
＋４４９＋７５３　）＋　　ａｎｄ　　Ｋ１５ｓｉａｈ
（Ｕ、Ｓ、Ｐａｔｅｎｔ　　４，０６３．０４Ｂ　）［
１ｓｓｉａｈによって述べられている装置は音響信号を
多数の周波数成分に分離するために一組のアナログフィ
ルタを用い、それぞれは音響スペクトラム内において所
定の周波数領域を有する。これらのアナログ信号は、そ
れらが表わすアナログ信号の周波数に等しいパルスレー
トを有するディジタルパルス信号へ変換される。そして
ディジクル信号は通常同じ周波数領域で情報を運んでい
る音響神経の部分を刺激するために用いられる。この刺
激は９蝸牛の中に間隔をおいて電極のアレイを配設する
ことによって達成される。
このシステムは１通常の音響周波数領域の限度までの周
波数、たとえば１０　Ｋ　ｌｌｚまでの電気的な刺激を
利用しかつ各電極の独立の動作を利用する。
いかなる神経繊維の活性化を行う最大の周波数は。
生理学状の機構によって１ないし２　Ｋ　ＩＩＺに制限
される。８００　ｌｌｚ以上の電気的パルスレートに対
する知覚の差はほとんどない。そのようなレートで刺激
することは適当ではない。刺激を与えることに関係した
タイミングによって、かなりの制御されない大きさの変
動を、我々の経験では、生ずるような異なった電極によ
って発生される刺激電流間の相互作用には考慮はされて
こなかった。またこの装置は伝染の危険を有している経
皮的なコネクタを用いている。Ｄｏｙｌｅによって提案
された装置はいかなる繊維もが連続する刺激に一対して
応答できるレートへいかなるグループの繊維に対する刺
激レートをも限定するものである。それは複数の伝達チ
ャンネルを利用し、各々は単一の合成電流／データ信号
を２極の組の電極へと送るチャンネルを有している。電
源の刺激はｌ１ｉｃａｒｄによってその後月いられ以下
に述べられたところのものと類似の時分割において用い
られ、同様な制御されない大きさの変動は、電極の隣の
組の独立的な刺激と共に生ずる。更に電極組の数に等し
い多数の伝送リンクを有することに対する要請によって
、数個以上の電極に対してこのタイプのシステムを用い
ることを禁止する。
Ｒｉｃａｒｄによって提案されたシステムは音響信冒を
分析するためのフィルタバンクと積込まれたレシーバ／
刺激手段へと電力とデータの両方を伝送するために単一
の無線周波数リンクを利用するものであり、それは蝸牛
の中に植込まれた電極組へと時分割出力信号を与えるも
のである。単相電圧の刺激が一度に電源に接続されてい
る１つの電極に関して用いられ、一方その残りは共通の
接地線に接続される。刺激電流を電極間で階内にシラス
チックの小片をおくことによってお互いから分離する試
みがなされている。単相電圧の刺激が用いられておりか
つ各刺激を与えた後で共通の基準レベルへと電極が戻る
ので、電極と電解液とのインターフェースにおける容量
的な性質によって駆動電流が０に戻った後に、電流を数
百マイク１コセカンド間流すようにさせる。これによっ
て電荷の順移動を減少し、か（して電極の腐蝕）を減少
し。
しかしこの電荷回復層は今や以下の刺激と一時的に重複
する。これらの刺激の空間的な重複によって制御されな
い大きさの変動を生ずる。
Ｆｏｒｓｔｅｒ等（Ｕ、’　Ｓ　、　Ｐａｔｅｎｔ、　
４，２６７．１１１０　）によって述べられた装置番オ
、所定の期間の２相電流の期間を利用し、刺激とその回
ｔｕＮとの両方の良好な一時的な制御を与える。しかし
ながら固定パルス期間を用いることによって患者間の生
理学的な変位すなわち多様性によって要求されるこのパ
ラメータの変動を禁じてしま。更にここに述べられたデ
ータ転送装置は一定のレートの刺激に対して用いられる
パルスレートの数を厳密に制限する。
すべての植込まれたレシーバ／刺激手段の共通な特徴は
、積込まれた電子部品（もしあれば）電源を与え刺激信
号を送り出すために必要とされるエネルギーはデータ信
号から直接的に或いは別の電源信号から他のいずれか一
方から外部電源に基づいて引き出される様になされてい
る。
最も簡単でより信頼のできる装置は旧ｃａｒｄ及び１１
ｏｃｈｍａｉｒによって述べられたものの様に単一のリ
ンクを利用するものである。Ｉｌｏｃｈｍａｉｒの他チ
ャンネル装置は刺激の間の長い間隔の間ですら、　　Ｆ
Ｍデータコーディングを用いてエネルギーを連続的に移
動する。このアプローチによるエネルギーの効率は刺激
が差し迫ったものであるか或いはＲｉｃａｒｄの装置の
様にそして常時ここに述べられる装置のように実際に進
行している時にのみ、エネルギーを移動させる為の７ブ
ローチよりも本来的により低いものである。
Ｒｉｃａｒｄの装置において、電子装置に電源を与える
為に十分なエネルギーを与えるスタートパルスが各刺激
のシーケンスの始まり時に送られる。各電極は各シーケ
ンスの間一度だけ刺激される。従っていかなる単一の電
極に対する一連の刺激にとっても１開始バーストの数は
刺激の数に等しい。
この技術にとっての改良は、刺激間における電子装置の
エネルギーの消費を最小にすることによって、開始パル
スに対する必要性を除去することであり、　（この時エ
ネルギーは受け取られない）。
電子装置がまだ励起され或いは電源が加えられた状態に
おいておかされるときが出来、その時第２の及びそれに
続く刺激データのシーケンスが受け取られる。この考え
方は以下に述べられる発明の中で利用される。刺激に対
して各個別の患者が精神物理学的に応答することを考慮
に入れる事は蝸牛植込み装置を構成することができる為
に必要である。Ｍｅｒｚｃｎｉｃｈによる装置は植込ま
れた刺激装置と患者の応答に合う様に電極構成を選択す
ることができる電極アレイとの間の相互接続パッドを用
いている。これは植込みの後に第２の外利的な処置にお
い°ζなされる。他の装置はいくつかの植込まれた電極
を用いてよく、テストした後に、どの電極が単一チャン
ネルとして刺激されるべきであるかの選択が行われる。
〔発明の要約〕
以下に記述されるこの発明の基本的目的は、聴覚神経の
電気的な刺激によって聴覚を与え、改良された蝸牛植込
み装置によって、深い聴聞上の欠損からを蒙っている人
々のハンデキャソプを軽くしようとすることである。要
求と上記に指摘された従来装置の接点のいくつかとを考
慮すると、この発明の目的は 公知のそして制御可能な電気的刺激が蝸牛内に配設され
た電極細片はアレイからなる電極へ送られる手段を提供
すること。
人間の体の中に積込む事に適した十分に小さなパッケー
ジの中にあって上下の目的を満足する手段を与えること
。
皮膚の破壊を要求することなしに皮膚にわたって植込ま
れた蝸牛刺激装置へ電源と情報とを送る為の手段。
どの電極が刺激されるべきか及び刺激から刺激へとどの
程度の振幅で行うかの情報を音響信号から引き出して発
生する為の手段。
各患者の独特の特徴を考慮に入れ、余分な外利的な手法
を或いは注文品の植込み部品を必要とせずにこの機能を
行うことができるように蝸牛植込み装置を構成手段を与
えること； 改善された会話による伝達の基本的な目的を持つ蝸牛植
込み装置を設計し外界の音を知ることが出来るようにす
ること。
とである。
この発明は低消費電力で有効に動作し、他の（まだ定義
されていない）会話処理のやり方を行うごとが出来るよ
うに設計においては十分に柔軟である。
この発明はいくつかのサブシステムが、各種の他の組織
を刺激する補綴術において別の用途を持つであろうこと
を考えている。
この発明は図面を参照した下記の詳細な説明によってよ
り十分に理解されるであろう。
〔詳細な説明〕
も）牛植込の装置 第２図に示されるこの発明の蝸牛植込み装置はいくつか
の回路部品からなる。
電極アレイ１は蝸牛に植込まれる。以下に述べられたこ
の発明の実施例において、電極は柔軟なンラステノクキ
ャリアでモールドされたプラチナの多数のリング或いは
バンドからなる。全部で３２個のプラチナハンドが有り
、末梢の２２個のハンドがアクチブな電極で有り、それ
らに煩雑化された接続・ツイヤを有する。中央部の１０
個の電極ハンドは、硬化させるために用いられる外科的
な挿入に対する助けとして動作する。典型的なアレイに
おいては、電極リングは厚さ約０．０５ｍｍで幅は０．
３１である。中央端部において０．６　ｍｍから末梢端
部において０．４　ｍｍの直径までの外形の範囲を有す
る。リングの直径は円滑に変化するのでそのアレイは末
梢部の１０ｍＷ１以上にわたって角度がつけられている
リングは電極のアレイの末梢の２５ｍｍ以上にわたって
０　、７５ｍｍの中央部において空間が形成されリング
のすべての露出した外領域は活性電極領域として用いら
れる。シラスチック材料ＭＤＸ４−４２１０はＤｏｗ　
ｃｏｒｎｉｎｇによって製造される。
２２個の電極ワイヤは電極からレシーバ／刺激装置（Ｒ
３Ｕ）３．コネクタ４を介して接続されたものとにより
ケーブルにおいて２２の電極ワイヤが通過する。上述し
た発明は電極アレイの設計の使用に制限されるものでは
なく、多数の置換可能な電極設計については従来技術に
述べられるところのものをまた用いる。発生電極の場所
からのワイヤによってコネクタへ取着される。係属中の
米国特許出願番号４０２．２２７にはコネクタについて
より詳細な説明がなされている。Ｒ３ＵはＲ，ＳＵに取
着され皮膚の直下に設りられた巻回された受け取りコイ
ル５を介して外部電源から情報と電源とを受け取る。Ｒ
３Ｕはまた電気的刺激パルスを電極に与える。ここに述
べられた発明は、電極とＲ３Ｕ間の電気的接続によって
コネクタを介して電極の移植を要求することなく　ＲＳ
　Ｕを置き換え可能とするものである。
電源とそれからどの電極がいかなる強さで刺激されるか
のデータとは皮膚を介して送られ、無線周波数で、動作
する誘電性リング６を用い、外部の携帯可能なスピーチ
プロセッサ（ＷＳＰ）７から送られてくる。通常の動作
において、ｗｓｐは便宜の為に設けられたマイクロフォ
ン８からの音響的刺激をピックアップし、刺激電極、レ
ート及び振幅を決定するために用いられる情報をその信
号から引き出すものである。
電気的刺激に対する各患者の応答は異なっているので、
各患者のｗｓｐを彼等自身の要求に合うように形成する
ことが必要である。かくしてＷＳＰはイレーサブルプロ
グラマブルリードオンリメモリ　（ＥＰＲＯＭ）を用い
これにより各患者に合うようにプログラムされる。
各患者の電気的刺激に対する応答はＲ’　Ｓ　ｔＪの植
込みの後短時間の間、患者のｗｓｐを用いて試験され、
これらの試験の結果はｗｓｐを患者自身の特定の要求に
合うように構成するために用いられる。これはＷＳＰを
、コネクタとケーブル９を介して、インターフェースユ
ニット（ＩＬＪ）１０−接続することによって行われる
。そのｌ　ＩＪ　１０　”接続することによって成され
る。このＩ　ＴＪはそれ自身ケーブルとコネクタ１１を
介して診断及びプログラムユニット（ＤＰＵ）１２とし
て参照される一般的な目的のコンピュータへ接続される
。
患者によって用いられる装置を図示すると第３図の如く
なる。電極アレイ２０はフレキシブルであり、鼓室階を
蝸牛の残りから分ｇｔｔする基底板に沿ってそれが挿入
されるので蝸牛の形状と合致する。電極アレイはシラス
チックにカバーされたケーブル２１を介してＲ３Ｕ２２
へ接続される。以前に述べたに＋１ｚｍａ出願番号４０
２，２２７で指摘されている様に、このケーブルは張力
除去を行うことによりワイヤの破損を無くすように特別
に設計されている。情報と電源に対する受け取りコイル
はＲ３ｔＪ内の植込み電子部品にトランス結合されてい
°る多数巻回されたプラチナワイヤ２３の単一捲線であ
る。
外部に用けられたコイル２４は（たとえば）接着テープ
或いは固定手段によってＲ５Ｕの植込まれた場所にわた
ってその頭部に抗して簡単に設りられておりそして同軸
ケーブル２６によってスピーチプロセッサ２９へ接続さ
れる。従来の聴覚補助マイクロホン２７は送信コイルと
同じ耳に装着され、マイクロホンのリード２８はコイル
の同軸リード線と同じケーブルに含まれる。その他のマ
イク１コホンの構成も又可能であり、ｗｓｐケースに配
設されたマイクロホン３３を含み或いは止金上に装着さ
れ或いは被覆−・取着され或いは送信コイルを保持して
いる固定具へ取着きれる。
ケーブルは取り外し可能なコネクタ３２によってＷＳＰ
に接続される。ＷＳＰは従来入数可能であったバッテリ
によって電源が加えられ（たとえば３ＡＡ、サイズのセ
ルが３０として示されている）。
外部信号源３１にプラグを差し込む為の装置たとえば社
会的環境において出回っている装置たとえばテレビジョ
ン、ラジオ或いは高品質マイクロホンのような装置が存
在する。鍋中植込み装置に対する各部品は以下により詳
細に説明される。
音声処理の仕方 この発明の主たる目的は、深い聴覚欠損を蒙っている人
々と改善された音声によるコミプーニコ、ケーションを
行うことであってこの結果設計の重点は音声信号に対す
る刺激パラメータを適正比することであった。しかしな
がら外部の環境の音をたとえば電話、ドア、警報のサイ
レン、ドアヘル等の個人生活の一部を形成している物を
伝達することもまた重要である。我々がとったアプロー
チは。
音声コミュニュケーションを強調するけれども。
外部の環境の音も良好に知覚することを見出したそして
我々はこのアプローチによって外部の環境の音の知覚に
ついてもその有効性において損失はないというふうに感
する。
会話信号のほとんどの理解を行うことが出来るのは第２
のフメルマントであると同業者によって信しられている
。この事実はＩＫＩＩｚで音声を高域通過フィルタリン
グすることによって示すことができる。その結果光の信
号と同様に識別することができる。かくして第１のフォ
ルマントは信号の不自然の殆どのものを含んでおり、そ
れば理解力には殆ど寄与しない。
第３及びそれより高いフォルマントは第２のフメルマン
トはどの情報を運ばないこともまた観察される。多数の
電極が同時に刺激された時に電極間の相互作用について
知識の制限という点がら見ると、現在のところほとんど
の有効な刺激方法は蝸牛におりる適当な電極或いは場に
おいて第２のフォルマントを高度化することにより最も
重要なフォルマント情報を提供することが見出されてい
る。刺激の振幅は第２のフォルマントの振幅から引き出
される。
説明される装置はまたパルスのレイト型における韻律情
報も提供する。しかしながら他の装置は声のピッチレイ
トで刺激されているが、この装置は刺激レイトを１００
から２５０１１７の領域へ圧縮し。
その領域でば刺激パルスレイトからの最大のピッチ識別
が達成される。
（ツ加的な要素として電流音響刺激レベルの情報の１０
乃至２０ｄＢのものは刺激振幅を決定するために用いら
れる。すなわち全体の音響の大きさの領域を可能な電気
的刺激の使用範囲へと圧縮するかわりに単に情報のみの
部分が使用される。実際信号の振幅は５ビノトハイナリ
フ−１・によって内部的には表わすことができ、ただし
２５ｄＢのグイナミノクレンジを提供するものである。
要約すればスピーチプロセシングの仕方とは１、約３０
０　ｆｉｚから約４ＫＩＩｚまでの範囲におりる主スペ
クトラムピークが電極位置をエンコードするために用い
られる。
２、電極位置をエンコードする為に用いられる主スペク
トラムピークの振幅値は刺激振幅を決定するために用い
られる。
３、足座ピッチ（ＦＯ）は圧縮されて刺激レイトを決定
するために用いられる。
無声音と周囲外界音についてみれば、その装置は尚刺激
を発生するが、刺激のレイトと電極の位置とは音響信号
の正確な声質によって決定される。
たとえば笛音声の子音（’Ｓ’　）にとっては、刺激レ
イトはかなり速いがしかし一定ではない。そして刺激さ
れた電極は高周波数の知覚を引き出すものである。
第２の代りとなる会話処理仕方は有る患者にとって有効
であることが見出されそして我々は処置の仕方の選択を
患者に対して与えることが出来ることは有利であること
を発見した。第２の処置の仕方は電極位置が第２のフォ
ルマント周波数からエンコードされるという点で上に述
べたものと類似している。しかしながら刺激のレイトは
Ｆｌすなわぢ第１フォルマント周波数であるので、刺激
振幅はＦ１ピークの時の音響信号のピーク値から決定さ
れる。これは刺激のレイトがより早いという利点があり
そしてこれはより自然な音の会話の知覚をある患者から
引き出すことができる。更に加えて、Ｆ１信号は振幅変
調されて、一時的にＦＯレイトでパターン化されるので
、患者はＦＯ或いは音声ピッチをも知覚し、それらは韻
律学的情報を伝達するために用いら″れる。２１１１ｉ
１のかわりうる処置の仕方及びそれらを発生する方法は
後に詳細に説明される。
われわれが考えた他の１つの会話処置の仕方はかえって
くる会話信号から引き出されたＦｌの割合において患者
を刺激することであって、そして刺激がＦＯのレイトで
ゲーテングされるように刺激をパターン化する。
ここに述べられる蝸牛植込み装置は特定の会話処理の仕
方に限定されるものではない。実際のところ植込みレシ
ーバ装置が会話の処置或いは音声のエンコーディング仕
方に対して“透明”であること及びこの分野における将
来の発展は患者に対する更に外科的な手術を必要とする
植込みの変動をすることなしに採用できるということは
この発明の強さの１つである。
電気的刺激パルス 蝸牛を電気的に刺激するために用いられるパルスは、第
４図に示されるようにＢＩＰＩＩＡＳＩＧ　（２位相）
である。すなわちそれば所定期間の負の電流刺激′から
なりこれは同し振幅の正の電流刺激の同し期間によって
その後に続かれ、２個の期間（位相ファイ１及びファイ
２として知られている）は刺激が無い短い期間によって
分離されている。ファイ１とファイ２は５０乃至４００
マイクロセカンドの範囲（典型的には２００マイクロセ
カンド）であり。
その間のインターバルは典型的には約５０マイクロセカ
ンドである。ファイ１とファイ２の振幅、それらの習慣
に介在する期商の持続時間は音声プロセッサによって送
られてくる信号からデコードされた情報によって決定さ
れる。これらのパラメータの実際の値は、以下に述べる
ように患者の精神物理学的テストの結果として、各患者
に対して。
各電極毎にこれらのバロメータの実際の値が設定される
。ファイ１とファイ２の極性の反転は、刺激においては
いかなる純粋のＤＣ成分もないということを保証するの
で重要である。長期間の電子刺激によって電極の腐蝕そ
してその後に続く蝸牛それ自体への損傷を行う可能性の
為に５重要である。
電極電気化学と電荷バランスの質問は従来技術の中で良
く知られているたとえば心臓のペースメーカよりも鍋中
植込みにおいてはより重要でありと考えられる。これは
鍋中刺激体は神経ｔＪＪ！維を刺激するからであり、心
臓のペースメーカは心臓筋肉の刺激を刺激するために設
計されている。神経組織は電気的刺激の為に損害に対し
てより敏感であり、従ってここに述べられている蝸牛植
込の装置は心臓のペースメーカよりもより厳密な安全性
の要素を有するように設計されている。
この装置は注意深く設計されているので、同じ刺激源に
対しては両方の刺激位相の為に用いられる。２層のパル
スは電極に対する接続の反転によって簡単に得ることが
できる。かくして極めて良好な電荷のシンメトリが得ら
れるので、ファイ１とファイ２の期間が等しいと仮定す
ると高しヘルの安全性を得ることができる。従来技術に
おける他の装置は、電荷シンメトリの問題を克服するた
めに容量が電極と直列に用いられる。１つの容量が１つ
の電極に対して必要とされるので、憐牛植込みにおける
容量の夕・要性は最低の可能な最低な量に対しての強制
を与えるものである。かくして２２個のチャンネルの刺
激体に対しては２２個の容量が必要とされ、それらは１
ｆｆｌ常０．５マイク１コフアラノドであって２５Ｖの
レイテングを有する千ノブのセラミック容量である。
刺激回路は定電流源として構成される。もし電極インピ
ーダンスが変化するならば（これは良く観察されるとこ
ろである）、電極へ出力された電流は電極のインピーダ
ンスに対して大きな範囲にわたって変化しないで留まる
という利点を低電圧源に対して持つ。電流は数マイクロ
アンペアから２ミリアンペアと変化しても良く、非密に
大きな範囲における声の大きさの知覚を可能とし患者間
における大きな変動を受け入れることを可能とすこれに
加えて装置は蝸牛に与えられた刺激電流が知られており
、低電流刺激を発生ずる装置は極めて良く特徴づけられ
ているという独特の特徴をこの装置は有するので広い範
囲にわたって多くのパラメータ（たとえば伝送コイル位
置の如き）から本質的に独立的に設計されている。
Ｒ３Ｕにおける刺激発生回路は２つのモードの内の１つ
で動作するように設計される。第１のモードは“多電極
°または“共通接地°刺激とＵ７て参照される。このモ
ードにおいて、１つの電極は“アクティブ°電極として
選択される。他の全ての電極は共通電流源として動作す
る。フェーズ２おいて、接続は反転するので゛アクティ
ブ°電極は電流源として動作し、共通電極は電流ンンク
として動作する。刺激順序の選択は１回路設計に才９い
ていかなる制限或いは限定によっても決定されず、どち
らかの方法が１回路設計を具体化するときに選択される
。
第２のモードは゛バイポーラ′刺激である。ごのモード
において、刺激は２つの選択された電極間で行われる。
たとえばＡとＢの間で行われる。
相１においては電流は八が電源となりＢがシンクとなる
。相２においてば電流はＢが電源となりＡかシンクとな
る。いかなる他の電極も刺激において役割を果すことは
ない。Ｒ３Ｕはいかなる組の電極も２極の刺激のために
選択されるように構成される。かくして刺激の仕方につ
いての選択には極めておおきな柔軟性がある。
これらの２個の特定の刺激モードのみが選択されるもの
と理解されるべきである。他の刺激モードはここに述べ
られた装置によって除外されるものではない。たとえば
多数の極或いは分散された接地装置は他のすべての電極
が分散された接地として動作するものではない場合に使
用され、いかなるレシーバと刺激装置の適当な変形を行
うことによってどちらかの刺激物の問いかなる電極も時
点においても電源あるいは電源シンクあるいは非アクテ
ィブなものとして選択することができる。
レシーバ／刺激体および電極がひとたび外斜的に植込ま
れると、患者は短い時間ｊｆｆ１席２週間程度で回復で
きる。′＠復後に、多数の４′ｈ神物理学的テストが実
行され、電極の刺激によって得られる知覚の感覚と鋭さ
を決定することが決定する。これは診断およびプｌコグ
ラム装置（“ＤＰＵ’）の・″ンターフェースユニノト
を用い及び患七″自身の会話プ１コセノザを用いてゲ１
を聴治療考によって行われる。
このテスティングは難聴治療者の制御間において完全に
行われるので、そのガ聰治療者は刺激のレベルを設定し
、そのレベルを与え患者に波の知覚について質問を行う
。我々か有効であると見出した他の技術は１刺激レベル
をセットすることができるノブ、スライダあるいは他の
患者によ−、て制御される装置を調整することによって
患者に彼自身の刺激のスレソシゴルドレベルを決定さゼ
るものである。従って患者は刺激レベルをスレソンヨル
ドレベルに七ノドするように指示されあるいは所望のい
かなるレベルにおいても気持の良いレベルへと七ノ１−
するように指示される。この方法によればより早く患者
のテストを行うこと力くできる。
必要な精神物理学的情報が集められたとき番こ。
難聴治療者はＤＰＵを９通富のモードで音声プロセッサ
を動作させるために必要な情報を含んで（、ｓるＭΔＰ
”をコンパイルするためのブロク′ラムを走らせるため
にＤＰＵを用いる。このマ・）ノブ（まＦ２周波数とＦ
２振幅の各種の組合せＧこ対してそして上述された第１
の音声プロセッサのやり方Ｇこ対して、いかなる電極が
いかなる振幅で刺激を与えるかのデータを含む。
その情報を音声のプロセ・ノサのメモリへ与える以前に
、難ｅ治療考は患者自身の音声プロセ・ノサを用いて、
ＤＰＵに記憶された一時的なＭＡＰを介して患者へと話
すことができる。それが含む・１青報が患者に最高の可
能性をある効率を与えることが決められるまで、変化を
ＭＡＰへ与へること力く可能である。これがなされたと
き、ＤＰＵ＆よＭＡＰを音声プロセッサのＥＰＲ’ＯＭ
（イレーサフ゛ルプログラマブルリードオンリメモＩＪ
）へ書込む・ために用いられる。会話プロセ・ノサむよ
それ力）らフ“ラグから外されてそれと独立に動作する
。
われわれは外部音声プロセ・ノサのファンクションがモ
ニタできる装置をも開発した。これ番、Ｌ本テ賞的には
、刺激電流出力をオーデオ信号番こ変換づ−るためにあ
る回路が加えられた植込み可能なレシーバ刺激物から得
られた信号を電子回路で処理Ｊ′Ｚ〕ことである。こと
にそのモニタリング番よイ云送コイルを患者のＷＳＰか
ら試験あるいはモニタ装置の上に患者のＷＳＰからの伝
送コイルを配設し、１組のヘンドホーン上で聴き取りを
行うことによって行われる。このことは、身体の外部の
装置のｔべての構成装置の適当な機能をすばやく力・つ
簡ｆｉ１に明らかにし、かつこの装置に関する疑問視さ
れ７た問題点を見出すための助けであることがわ力・つ
たので、有益となった。
鍋中挿入装置の使用 使用において、患者はコイルユニ、７トとマイクロホー
ンを、挿入されたパ・ノケージの直上部のイ立置であっ
て耳の後方に配設する。外部と内部のコイルの間に１０
メリメートルより大きくない距離が満足されるべきもの
として見出されている。音声のプｍｌセノザはＴＥＳＴ
モードに置かれコイルの位置づけを助けるために一定の
刺激を与える。一度コイルが正しく位置づけされたなら
ば、音声プロセツサｕＲＵＮに配設されてその通電状態
で使用される。
ＲＵＮモードにおいては音レベルが比較的−・定である
期間ならば、ＷＳＰ（携帯可能な音声プロセッサ）はこ
れを背景雑音として解釈して刺激パルスの発生をさせな
い。これにより背景雑音による不必要で煩わしい刺激を
減少する効果を有する。
ある状態においては、しかしながら、患者はその背景が
煩わしいとは思わず、すべての信号を間きたいとするこ
とがある。このような場合Ｓ　Ｑ　Ｕ　Ｅ　Ｌ　ＣＩＩ
ｏｖＲＲＩＤＥ位置が使われればよい。
ＷＳＰはシャツのポケットの中や皮ケースやあるいは衣
服への他の取付は物の中に用いられて携帯されてもよい
。マイクロホーンは耳の上あるいは近くに配設されかつ
患者の注意を特定のスピーカに対して集中させるように
するようなタイプのものである。これと代って、ハンド
ベルトのマイクロボーンラジオはあるいはテレビ入力が
プラグインされるソケットを設けてもよい。
レシーバ刺激装置（ＩＮＰＬＡＮＴ）　　；一般的な説
明レシーバ／刺激装置あるいは蝸牛の挿入物の図形的な
表面は第５図に示されている。パワーとデータは単一の
外部的に取り付けられた二１イル４０からでありこのコ
イルは直ｉ￥が約３０畦であって絶縁された銅線を８乃
至１５回巻回する。そのコイルは外部で取りイ］けられ
たＷＳＰから駆動されて。
伝送されるべき情報が入ってくる音声信号からのＷＳＰ
によってコード化される。
その電力は、精密プラチナ線をともに巻回し直径４１が
約２８Ｗ１１ある多数のストランドからなる単一巻回の
プラチナコイルによって受け改られる。多数のストラン
ドの配線はコイルの機械的な特性を改善するために用い
られる。　“スキン効果゛のためによる損失を減少する
ために用いられる。そしてそのスキン効果はこれらの周
波数ではプラチナにおいて特に顕著である。両方のコイ
ルとも“空気”のコアであり２ずなわちそれらば磁気的
物質が機能することを利用しない。これは大きさと重さ
を節約する点でシステム全体が行う上の利益を有する。
伝送コイルは８乃至１５巻回のオーダを有してその所望
のインダクタンスを得るものであって７本体内部に配設
されたレシーバのコイルはただ１つのを回のみをａする
。こればただ１つの巻回ばかなり強くできるという利点
を有する。絶縁問題は非常に減少され取り巻いている組
織に対する電気的な漏洩はコイル上に存在する非常に低
い電圧のために最低に保たれる。低電圧はまたコイルそ
れ自体に可能な電気化学的な効果が最低に維持されると
いう効果もまた有する。
このプラチナ受信コイルに対する電気的な接続は２個の
封止体を介してなされ絶縁されたセラミックのフィート
スルー４２ばチタニウムケース４３の中に入れられる。
植込みパッケージとフィードスルーの製造の設計と方法
については同時出願中のＫｕｚｍａ出願番号４０２．２
２７の中に開示されている。
このコイルによって受け取られる工オルギーはフェライ
トビード４４に特に巻回される小型のトランスによって
使用できる電圧レベルまでステップアップされる。トラ
ンスの第２次的回路における容量４５ばプラチナコイル
とトランスを含む全体の受信回路点同調するために働く
。そればレシーバ／刺激装置の回路を内部のコイルから
絶縁することにおいて２次的な作用を行う。もしこれが
なされないならば、そのとき外部のコイルは余分の鍋中
電極として動作しそのときは周囲のＭｉ織に対する電気
的な流路が存在していればのことである。電気的に外部
のコイ）しを絶縁するためにトランスを用いることによ
ってコイルがかかる組織と直接接触するようにする。こ
こに述べられている実施例においておよび同時に出願さ
れているｋｕｚｍａ出廓において植込み可能なパーツケ
ージは保護用のシリコンゴム内に収納されるがしかし電
気的絶縁はシリコンのゴムにはよらない。
１−ランスの２次側の中に誘起された電圧はシリコンダ
イオ−１”４６によって整流されそして電源供給フィル
タのキャパシタ４８によってフィルタされる。電源が接
続されている装置を動作させると、送信および受信コイ
ルが同軸的であり、横方向の非整合の程度がこれよりも
より少ない距離で可能であるとき約１０酊の範囲にわた
って適当な電源移動をあたえることが見出される。過電
圧保護の手段がツェナーダイオード４７によって与えら
れる。
コイル／トランスはまた導電体４９を介して直接的にデ
ータ回復のためのレシーバ／刺激装置の集積回路５０へ
接続される。
誘導性結合の性質のために、刺激のバーストが開始した
点のパルスは１　ミスされ（すなわち検出されず）、誘
導性装置は送信器がエネルギーを送ることを止めたとき
でさえ受信例にいくつかの余分のサイクルの発振を生ず
るように十分なエネルギーを貯えている。これらの効果
は、受信器での検出されたパルスの数は１個または２咽
のパルスによってだけ、送信されたパルスの数から異な
っており情報エンコーデングの仕方はこれをかならず素
志に入れなければならない。プラチナリング５２　（そ
のうちの２１個は第５図に示されている）を有する電極
アレイは鼓室階（第１Ｂ図）へ外相的に植込まれ、鍋中
の基底板に接触するようにする。そのリングは鼓室板の
減少していく断面においてゆるく嵌合するような形状に
作られたｆ頃斜を有する運搬体の中に配置され、たとえ
ば正円窓において作られる開口を介して挿入される。電
極は挿入できる距離が各患者にとって異なっておりその
患者の聾の状態に関する生理学１解剖学および病因学的
な見地によって異なっている。典型的には電極アレイは
１７乃至２２龍の距離で挿入される。
電極アレイはケーブル５３を介して以前にＫｕｚｍａ出
願において述べられたコ２クタ５４へ接続される。コネ
クタ５４は集積回路出力５５への接続を行い、制御され
た振幅と期間とを有する刺激電流を選択された電極へ与
える。
ここに述べられた実施例において、別々の整流器ダイオ
ードとツェナーダイオードが挿入のための電源とその保
護を与えるために用いられる。これに代るものとして整
流ダイオードと過電圧保護とはレシーバ／刺激装置ＩＣ
それ自体において組み込まれる。こればサイズにおける
可能な減少と信頼性の向上とを有してなる。挿入内部に
おりるより少ない別の回路部品を要求するという明らか
な利点が吃る。
刺激電流の発生 ２位相電流のパルスを発生ずる方法は第６図に図示され
る。この図面において、ＶｄｄはＲ５Ｕにおける最も正
の電圧であり、Ｖｓｓは最も負あるいは接地である。典
型的にはＶｄｄば、Ｖｓｓが零ボルトと考えられた場合
に関して１１ポルトである。
刺激発生回路は制御可能な電流シンク６０からなり、そ
の電流は挿入装置に送られるデータによって決定される
。２２個の電極のうちのおのおのは（たとえば電極ナン
バー３は６１として示される）。
”　ａ”と表示されたスイッチ（たとえば１ａ、２ａ、
３ａ、等）によってＶｄｄ電源電位−・接続されるか、
ｂ”で表示されたスイッチによって制御された電流シン
ク　（たとえばｌｂ、２ｂ、３ｂ。
等）とのどちらか一方へ接続される。これらのスイッチ
はエンファンスメントモードのＭｏ５ｔ・ランジスタに
よって実現され、後のセフシコンでより詳細に記述され
る。Ａにおいて電極がないときにはいかなる活性化され
た回路へも接続されず。
そして電極の電位は“フローティング”である。
これは挿入装置に電力が加えられていないときの条件で
ある。
Ｂにおいて、電極部材２　（参照電極として示される）
はスイッチ２ａが閉成されることによって正電源へ接続
され、電極ナンバー３　（発へ１ユ電極として示される
）はスイッチ３ｂが閉成されることによって電流シンク
べ接続される。かくして電流は鍋中構造を介して電極端
一と電極２から流れ出す。電極を介する電圧は電極イン
ピーダンスとに依存しており、出力される電荷の量は正
確に知られる。すなわちフェーズ１またはファイ■であ
る。
Ｃにおいて、コネクタはいま電極２が電流シンクべ接続
されおよび電極間が正電圧源に接続されるように変えら
れ、その結果電流の方向は完全に逆転する。電流シンク
は両方の位相に対して同しであるので、電流は大きさ等
によって同一であり方向において反対である。かくして
もし電流の流れの時間が両方の位相に関して同一であり
、したがって位相１で与えられる電荷の量は位相２のそ
れと等しく、出力された純粋のＤＣ電ｆｄｉもまた零で
ある。
２極構成において、２個の電極のみが電流シンクに接続
されるとしてすべての他の電極は解放された回路として
残される。簡単なバイポーラ動作において隣接する電極
はアクティブとレファランスとして選ばれ、いかなる組
の電極もまたアクティブとレファランスとして選択され
てもよい。かくしてバイポーラ電極はいかなる所望の距
離によってもずなわらアレイの長さまでの距離によって
分離してもよい。この能力は、もし隣接電極が適しない
ならば、交互の電極を選択することの利益を与えること
になり、あるいは未来において特定されるようになるか
もしれない異なった刺激の仕方を利用する可能性をも提
供するものである。さらにレフアランスミ極と数値的に
先行しているかあるいはそれに続いているアクティブ電
極を選択することにより、電極におりる電流の流れの順
序を制御することを可能とする。
他のモードの刺激はパ共通接地あるいは多数電極”の電
極構成を利用し第７図において図示される。このモート
において、１つの電極は互いに接続された他のすべての
電流に対して刺激される。
すなわちフェーズ１　（第７Δ図）では電極２は電流シ
ンクへ接続され、そしてすべての他の電極は正の電源へ
接続される。したがって電流は電極？によってシンクさ
れそして他のすべての電極のソースとなる。共通接地電
極間の電流分布は多数の要素によっており、　（主たる
）電極インピーダンスを含んでいる。
位相２において、接続は第７Ｂ図に示されるように変化
される結果、アクティブ電極Ｖｄｄに接続されそしてす
べての他の電極は電流シンクに接続される。したがって
アクティブ電極における電流（この場合における電極２
）に制御された２位相電流パルスである。他の電極はま
た２相の電流波形を有しそれはまた低振幅値であって戻
りの電流はすべての電極間で分りられる。蝸牛における
電流の分散によってこの構成はかくして形成される。
刺激の間、挿入装置に電源が与えられた場合すべての電
極は第６図に示すようにａ″のスイ・ノチを閉し°ｂ゛
のスイッチを開けることによってＶｄｄに接続される。
したがって、すべての電極はともに小とされるので、い
かなる残りの電極も極性も算出する。ファイ１とファイ
２がたとえば等しくないならば、電荷の非バランスが生
しデータパルスの異なった数がファイｌとファイ２回だ
けＲＳ　ｔＪによってコイル結合の変動のために異なっ
た数のデータパルスが受け取られるならばそのようなこ
ともまた生ずる。もしこれがその場合であるなら、電極
は刺激の間共通に接続されていないなら、そのとき電極
は刺激の後でついには極性化されてしまい何年もの間に
わたって電極の腐蝕が起るであろう。電極の腐蝕は電極
の効率に悪く影響し１蝸牛の中に残っている有毒な腐蝕
物質を生ずることになる。すべての電極の体に対する極
性は基本的にはこのシステムが形成されているので生し
ない。電極間の電荷バランスを保持することは出力キャ
パシタに対する必要性なしになされるということが、上
述したように観察される。
多数のモードの刺激を持っているということの利点はほ
とんどの自然の音の知覚あるいはもっとも高い理解力を
持っている人々の知覚はこの決定を以前にしたよりもむ
しろ一度患者が挿入された場合の方が選択されるという
ことである。
データ伝送フォーマット 電力／データリンクは２個の磁気的にリンクした誘電体
からなり、植込まれた２次側に関係した外部の１次側の
コイルを置くことに頼っている結合係数を有している。
データは伝送コイルへの励起のサイクルの数を制御する
ことによってデータは伝送され、それはバーストパルス
間においてかなり大きく抑制される。レシーバでは、デ
ータ信号エネルギーが刺激のために用いられそして刺激
された電極のために電源を提供するために用いられる。
ディジタルデータばバーストの中でサイクルの数でエン
コードされ、アナログ機能は直接的にバーストのｊｌＪ
Ｊ間によって制御される。レシーバでは。
検出されるパルスの数と受け取られるバーストの長さは
コイル間のカップリングによっている。以−Ｆ″に述べ
られるコイルの構成を用いるテストは１コイル位置によ
って１１１１ｉｌあるいは時々２個のパルスをカウント
する伝送されあるいは受信されたパルスの間の差を示し
ている。かくしてディジタルデータをコード化する方法
は少なくとも３個のパルスのエラーカウントに対して関
与であるところのコード化されたディジタルデータの方
法が用いられている。
送信側では、送信されるべきＮ個の数は８Ｎ＋４個のパ
ルスのバーストの長さとしてコード化され、受信側はそ
のデコード工程において受信されたパルスの数を８で割
った値である。このプロセスは第１のいくつかの整数に
対する下記の表の中に要約される。
策玖　　エンコードされた長さ　デコーダの領域（誤な
し）０　　　　　　　　４　　　　　　　　　　１−’
７１　　　　　　　１２　　　　　　　　　　　　Ｂ−
１５第８図は植込みに対するデータ伝送のフォーマット
を示す。刺激が要求される度ごとに、２．５Ｍ１（ｚの
パルスの割合における６個のバーストパルスからなるデ
ータフレームが転送される。この周波数の送信はＩＫＨ
ｚを越すと刺激を表すことを認めるように選択されるが
、他の異なった周波数を用いている他の実施例では発明
の精神の中に入るものと理解される。上述されたデータ
コーディングは丁寧な誤り検出を必要とすることなく強
力でかつセルフクロック式のデータフォーマットを与え
る。これは他のシステムと対象的であり、そこでばデー
タはディジタル的にコード化され、１個あるいは２個の
パルスの追加あるいは損出は全体的な誤りを生ずること
となる。
送信周波数の選択は多数のファクターによっている。第
１にいかなる合理的な距離に対する体の組織を介する電
源を誘導的に結合するためには。
低周波数（望ましくは数十Ｍ　ｌｊｚ以下）が望ましい
。
１０　Ｍ　Ｉｌｙ、あるいはそれ以上の周波数において
は、有効に所望の電力を送ることは可能ではない。低周
波数は金属のパッケージの中に入れられたベースメーカ
の中に情報（時々電源）を結合するため従来のペースメ
ーカの中には低周波数が通常用いられており、そして１
６　Ｋ　ｌｌｚ程度の周波数が利用された。約５０　Ｋ
　ＩＩＺより大きな周波数においてはパワーを金属の収
納体に認めることのできる能率で結合することは可能で
はない。そして受信器のコイルは実施例の中に使用され
ているように収納器の外部にあらねばならない。この代
り金属を使わないパッケージ技術によればより高い周波
数でパンケージの中にレシーバのコイルへと電力の転送
を可能とする。上述のコード化装置にとって、同しレー
トで等酒量の情報を転送するために使われる他のコード
化装置にとって、使用できる最低周波数はそれが使用さ
れる度ごとに（すなわち最低の遅延を有して刺激パルス
を送り出すために）チャネルの情報転送の割合によって
決定される。最終的に、他の理由のために選択された技
術はＣＭＯ５である。現代のＣＭＯ３技術は数Ｍ　ｆｉ
ｚだりの信頼できる動作周波数を有する。もちろん情報
を送信するためにより高い周波数で変調と復調の機構を
（たとえばＦＳＸ、ＦＭまたは位相エンコーディング）
を用いることもまた可能であるがこれは複雑さを与える
だけあってなんら利益をもたらさない。
連続的なパルスバーストは゛バーストの終り”が検出さ
れるために少なくとも十分な感覚によって分離されるべ
きである。すなわち２０クロツク１す１間におけるバー
スト間の間隔が用いられる。そしてこの装置はこの時間
を越えてバースト間の間隔に対して余裕を持つように設
計される。この特徴は一定の時間間隔が各刺激フレーム
に対して割り当てられる点で利点を有し、そして異なっ
た電極間には刺激パルスの間にジ・ツタは存在しない。
そうでなければ、エンコードされたフレームは違った長
さであろうし、したがってフレームの開始に関ずろ刺激
時間はエンコードされたデータとともに変化する。
刺激回路は６個の可能な状態（Ｓｏから３５）を有し、
各ハース１−の端部の検出は回路状態を次の連続する状
態へ変化するために用いられる。これらの状態は第８図
にもまた示される。特別に定義されたバースト（同期バ
ーストばＮ＝０の場合に対するものである）はこのシス
テムをリセットするために用いられる。
同期バースト 同期バーストはフレームの開始時点において。
装置の状態ＳＯにセットするために送られる。受け取ら
れたバーストの長さは８パルス以下でなければならず、
４パルスの転送されたバーストの長ざが望ましい。
電極選択 アクティブ電極は第２のバーストからレコードされた数
によって選択される。たとえば電ＷＡ５はもし数が５が
第２のバーストからデコートされるならば、アクティブ
電極として選択される。
モード選択 上述したよう番こ２個の基本的な刺激モードが存在する
。ずなわち２極と多極である。２極の刺激に関してはし
かしながら、レフアランスミ極が残りのもののいずれか
からすなわちアクティブでない電極から選択される。第
３の電極からのデコードされた数はすなわちモード選択
およびバーストは以下に詳細に述べられるようにレフア
ランスミ極を定義するものとして用いられる。この数は
刺激モートとして説明される。アクティブ電極がともに
接続された他のすべての電極に対して刺激される場合に
多電極にとってモード−１である。
２極刺激にとって、レフアランスミ極の数はアクティブ
電極の数十（モード−１）に等しい。たとえばアクティ
ブ電極がもし６でありモート“−４であるならばそのと
きはレフアランスミ極は６＋１−１＝９である。この装
置に関していえば、アクティブ電極の数は常にレフアラ
ンスミ極よりも低くな４ノればならないように見える。
しかしながらもし選択されたレフアランスミ極の数が２
２を越えたときには実際のレフアランスミ極はたとえば
−２２として選択される。たとえばニ アクチイブ電極　＝１０ モート−１５ レフアランスミ極の使用−（１０＋１５＝２５）　−２
２電流振幅制御 出力電流の振幅は振幅バーストの期間によって決定され
る。このバーストはＩ６パルスの最低長を有し、このと
き約１ｍＡの刺激電流の最大値を生しる。振幅はバース
ト期間の各４００ｎＳの増加毎に３％の割合で減少する
。これはバーストにおける１ザイクルを加えることよっ
て生ずるバースト期間の増加である。知覚の大きさおよ
び刺激の振幅の間の関係はまた対数的であって、電流の
段階を最もよく利用することを可能とする。
増加するバースト長が有し振幅値を減少させるこのアプ
ローチは、出力される最大の刺激を規定するので１期間
とともに振幅も増加するものよりも望ましい。さらに同
じ大きさの間隔はほぼ同じ電荷の刺激によ、って引き出
されるので、このアプローチによれば最大刺激レートを
用いることによって最高の振幅で短い期間の刺激を用い
て検出が行われる。
この電流の振幅は数的にはコード化されておらず結合変
動の効果を除去（電極選択パルスバーストのように）す
るにもかかわらず、１または２個の受信されたパルスの
エラーが刺激電流におりる単なる小さなエラーへと帰結
する。
パルス期間制御 刺激パルスの第４図に示すようにフェーズ１とフェーズ
２の２つの位相の期間は２個の刺激バーストの期間によ
って直接的に決定される。各バーストは伝送サイクル（
２，５ＭＨ２；伝送周波数に対して４．０ＯｎＳの期間
をそれぞれ有すること）の積分数であるので、そのとき
パルス期間は４００ｎＳのステップにおいて調整される
。存在している音声プロセッサのエンコーダに関しては
、刺激バーストの最大の長さは１０２２パルスであっで
あるいは４０８．８マイクロセカンドである。しかしな
がらもしこれが要求されるならばより長いバーストを利
用することを囮止するためにレシーバ回路自体の中には
何もない。通常の用途においては、２個の刺激位相の期
間は等しいがしかしそれらは独立的に七ノドされてもし
そう望まれたならば異なってくるであろう。
機能的記述 以下に説明されたレシーバ／刺激装置の実施例は標準的
で従来からある金属ゲー）ＣＭＯ，Ｓ技術を用い１回路
はＡＭ　Ｔ、　Ｔ　Ｌ　　Ｔ　Ｍ　ｒ−ＬＳ　Ｉ６４６
回路およびモトローラから入手可能であるところの未定
義の論理アレイとして知られているゲートアレイを用い
ることによってこれらの回路は実現できる。論理アレイ
は一般にリストされたようなたんさんのサブライヤから
入手可能である。ここで用いられている特別の論理アレ
イはΔＷΔマイクロエレクトロ二ノクスから入手可能で
あってリストされた他のサプライヤからは入手できない
。
多（の設計上の特徴はまた代替可能な技術たとえはシリ
コンゲート技術および通常のセル設計哲学を用いて実現
されてもよい。そして他の実施例がこの発明の範囲内に
入ることが理解されるべきである。
この実施例におい°て用いられているゲートアレイは、
約２０００のｎおよびｐチャンネルエンハンスメントモ
ード装置からなりこれらは中央アレイにおいて同様の寸
法を有している。回路の周辺の回りに配設された付加的
な装置からなる。
Ｖ　ｔｈｎのスレッショルドを有する単一のＮチャンネ
ルアレイ装置にとって、十分なドレインソース電圧（Ｖ
ｄｓ）におけるドレイン電流が下記の式によって与えら
れる（強力な反転領域）。
Ｉｄｓ−Ｋｎ　＊　（（Ｖｇｓ−Ｖｔｈｎ　）’２）共
通のゲート接続を有しているする２個の直列デバイスに
対しては Ｉｄｓ−（Ｋｎ／　２）　　才　（（Ｖｇｓ−Ｖ　Ｌｈ
ｎ　）　　２））２個の並列の装置に対してＧＪ Ｉ　ｄｓ−（２＊Ｋｎ）　＊　（（Ｖｇｓ−Ｖ　ｔｈｎ
　）”２）　）これらの記載において用いられている約
束は”　ｉ　ｘ　”装置として単一のアレイ装置を定義
することであり、“１／２Ｘ”装置として直列の２１固
の装置があり、“２Ｘ”装置として２個の並列の装置が
ある等である。これば以下にそれらのトレイン電流が同
じＶｇｓに関係しているかということを示しているから
である。その約束はいがなる数の装置に接続に対しても
適用される。
典型的には、　Ｋｐ　＝　　１０　ｕＡ／　（ＶＡ２）
とＫｎ−２０ｕＡ／　（Ｖへ２）　　アレイ装置に対す
るものである。
Ｋ　ｐｂ−Ｋ　ｈｎ＝　５００　ｕＡ／　（Ｖ　Ａ２　
）であることに対するバッファトランジスタを周辺装置
は含む。
単一の直列または並列のそれらの装置の接続はＢ。
１／２Ｂおよび２Ｂで示される。周辺装置はまた低いト
ランスコンダクタンスを有する長い装置を含むものでて
あって、典型的にはＫ　ｐｌ−Ｋ　ｎｌ−０，１５ｕへ
／（ＶＡ２）である。さらにカロえて゛ンエナーダイオ
ードが周辺には設けられている。
ディジタル回路の機能的な説明 刺激装置の集積回路はディジクルおよびアナログ回路機
能の両方を含む。
ディジタル回路のブロック図は第９図に示される。同調
されたトランスフォーマ４００．４０１から受信される
信号エネルギーはダイオード４０２によって整流されて
回路に電力を与えるために用いられる。フィルタキャパ
ンク４０３はデータフレーム間の供給電圧を維持する。
バースト検出器およびハーストクロソク引き出し回路４
０４は信号が存在するときを検出するために用いられ。
データ信号４０５からクロック信号を復調し、同調回路
から直接的に取り出される。エンヘロープ検出出力ＢＵ
Ｒ３Ｔ４０７は信号バーストの間に生ずる。一方スレノ
ショルド検出器は整流されていない信号入力からＣＬＯ
ＣＫ信号４０６を発生する。
ＣＬＯＣＫ信号はプリスケーラと同期検出回路４０８−
・加えられこれら３つの機能を行う。第１にそれはディ
ジタル信号データをレコードしＣＬＯＣＫ８　４０９を
発生ずることを要求される８によって割算を実行する。
第２に８パルス以下の信号バーストに対して５ＹＮＣ４
１２をそれは生ずる。そして第３にそれはバーストが長
さにおいて１６クロノクサイクルを越えたときその時間
のあいだ１３１Ｊ　Ｒ３Ｔ　Ｉ　’６を生ずる。ＢＵＲ
３ＴＩ　６出力４１０　ＩＩ以下に述べるようにアナロ
グ機能を制御するために用いられる。
回路の中心点においては状態カウンタ４２２が設けられ
る。それは６＋［ｌｉｌの出力ＳＯからＳ５　（４２３
から４２１．４２０）を有しこれは回路の全体的な動作
を制御する。１つの出力だけがいかなるときにおいても
生じ、したがってそのシステムの状態はいかなるときに
おいても、その時間で主張された出力として定義される
。
通常の動作において、状態カウンタはデータフレーム間
の状態Ｓ５に留まる。５ＹＮＣバースト４１２はシステ
ム状態をＳＯヘセソトするＲＥＳＥＴ４１９信号を発生
する。状態カウンタばＳ５まで、ＤＡＴＡ信号４１８に
よってフレームの残りの間、増加し、各データの端部で
（すなわち５ＹＮＣではなく）信号バーストを生ずる。
ＤＡＴＡおよびＲＥＳＥＴばエラー検出回１洛４１５に
よって発生され、ＤＡＴＡバーストが状態Ｓ５において
受信されるかどうかを検出しあるいは５ＹＮＣバースト
が５５状態で生ずるかどうかを検出する。これらは誤り
の条件である。そしてＩＮＨＩＢＩＴ信号４２１の発生
によって刺激は禁止される。ＩＮＩイＩＢＩＴはまた供
給電圧のレベルに関して他の２つの条件のもとに発生さ
れる。
これらの条件は回路のアナログ部分によって検出されＶ
ＬＯＷ４１６およびＶＬＯＧＩＣ４１７の発生によって
信号となる。ＶＬＯＷはもし供給電圧がその最初の刺激
相の開始によって出力電流源に対する十分な電圧コンプ
ライアンス　に対して要求されるところの電圧よりも少
ないならば１発生する。一方ＶＬＯＧＩＣは、供給電圧
が低いのでデータの損失がおこるならば発生する。ｌＮ
１（Ｉ　Ｂ　Ｉ　Ｔは連続する５ＹＮＣバーストによっ
てリセットされ、状態Ｓ５のときに受け取られる。
電極カウンタ４２８は信号５５４−２０によってリセッ
トされ、以下に述べるように状態８００間に増加する。
ＳＯの端部において、値ば活性電極ラッチ３１によって
ラッチされ、２２の出力Ａ１乃至Ａ２２を有し、４３０
として示される。Ｓｌの間に、カウンタ４２８はさらに
増加されそしてその出力は直接的にレフアランスミ積出
力Ｒ１乃至ｒ１２２を４２９で示すように選択するため
に用いられる。
七−トゲート４１３はＣＬＯＣＫ８信号４０９を直接的
に状態３００間に電極カウンタへ与え。
−方状態Ｓｌの間にイニシャルＣＬ　ＯＣＫ　８パルス
がゲートから外される。信号Ｂ　Ｉ　ＰＯＬＡＲ４１４
はもしモードバーストが２またはそれ以上のＣＬ　ＯＣ
Ｋ　８クロツクパルスを発生する場合に生ずる。モー１
′−１のときには、マルチポーラモードであり、単一０
：）　ＣＬ　ＯＣＫ　８　パルスはＭＯＤＥハースｌと
の間に発生される。アクティブ電極は常にレフアランス
ミ極と同しでありそしてＢｒＰＯＬＡＲば発生されない
、またバイポーラ動作に対しては、アクティブおよびレ
フアランスミ極が異なっている。電極カウンタ回路に用
いられるカウンタは４イクリノクカウンタであって２２
の次のカウントは１であり、かくしてレフアランスミ極
数がアクティブ電極よりもより低く選択されることとな
る。
組合せ論理回路は信号ＳＴＩＭ４１１を駆動するために
用いられ、状態Ｓ３およびＳ４の両方の間に発生し、ご
のときＢＵＲ３Ｔ１６は発生しているものとする。アク
ティブおよびレフアランスミ極は信号ＡＮおよびＲＮを
選択しＳ　Ｔ　Ｉ　Ｍが発生しＩＮＨＴＢＩＴ４２１が
発生しないときのめ発生ずる。
アナログ回路の機能的な説明 アナログ回路の機能はブロックダイアダラムであって第
１０図に示されている。
供給電圧モニタ２５０はディジタル信号Ｖ　Ｌ　０Ｗ４
１６およびＶＬＯＧＩＣ，１１７を上述した条件のもと
に発生し、一方ＶＨＩＧＨ２５１はその供給電圧が前も
って定められた限界値を越えるときなら発生ずる。Ｖ　
ＨＩ　Ｇ　Ｈは分流調整回路２５２を制御するために用
いられて典型的には最大供給電圧をＶ　Ｌ　ＯＷ値以上
の２．ＯＶまでに制限する。
レフアランスミ流発生器２５３はプロセスの変化を形成
するための結果として装置から装置へと変動する電流１
　ｒ　２’　６１を発生する。電流微調整ネットワーク
２５４はＩ　ｒｅｆを通常の値１ｕＡの値の１０パーセ
ン［−以内にセントするようにして使われる。Ｉ・リミ
ングは入力Δ、Ｂ、Ｃ（２５５，２５６，２５７）を望
まれるようにＶｓｓまたはＶＳＳへ接続することよって
実行される。
プ１：Ｉグラマプル電流源２５９の出力電流Ｔｏの２６
０の振幅は近似関係によって表される振幅バーストの期
間に設定される。
Ｔ　ｏ　＝　Ｉｍａｘ　＊　ｅｘｐ　（−に’　ｔ）　
ｍＡ、ここで典型的にＩ　ｍａｘ　−２，０ｍＡ、　ｋ
’　＝　０．１このときｔ’−ａｍｐｍルバースト　ｉ
ｎ　ｕｓｅｃ　） この電流源２５９の出力段はｌメグオームを越える出力
インピーダンスを有する。電流源は選択された出カスイ
ツチングネットワーク（２６またとえば）を介して以下
に述べるようにＳ３およびＳ４の間選ＩＲされた電極に
接続される。
データフレームの間のインターバルの間１回路番才Ｓ５
の状態にあるとき、レフアランスミ流発生器と供給電圧
モニタとを除いたすべてのアナログ回路はオフされる。
ディジクル１１１行は単に漏洩電流のみを引き出して、
全回路電流は５マイク１−Ｉアンペア以下となる。
電力供給容量は中に入ってくるデータ信号がないときに
可能なかぎり長い間ＶＬＯＷレベル以」−に供給電圧を
維持するためにできるだ４−１大きく選択される。一方
ＶＤＤ＝Ｏから開始したときにできるだけ少ない刺激フ
レームにおいて、ＶＬＯＷ以上にＶＤＤを持ち上げさせ
るためには値が十分に小さいものである。容量があまり
に大きすぎると、刺激シーケンスの開始時において（た
とえば音声発音から引き出されるシーケンス）刺激を失
う結果となり、容量があまりにも小さい場合には刺激の
完全な欠落となってしまうがこれはレシーバ／刺激装置
が同し刺激シーケンスの隣接するフレームの間Ｖ　ｌｏ
ｇｉｃ以上にＶｄｄを維持することができないからであ
る。電力供給の動作において。
電力供給容量に対する電荷は音声入力によってかあるい
は他の信号源によってかには関係なしに刺激の間に低下
する。刺激の間の回路の電力損失を最小にすることが必
要なのはこの理由のためである。
電源供給フィルタの容量に対して、われわれの回路の実
現にあたっては最大の値は０．５マイクロフアラツドで
あることを見出した。そしてそれは次の刺激がＶＤＤが
ＶＬＯＷ以下に落ちるために近似される以前に少なくと
も２００ｍ５　（Ｖ　ＨＩ　ＧＨ−ＶＬＯＷ＝２Ｖ）の
間刺激間の間隔を可能としているものである。実際には
１通常の会話から引き出される入力によってこの間隙は
ほとんど超過されないということが観察されている。ｃ
ｓのこの値に関しては５乃至１０の刺激フレームまでが
最大コイル分離をプリチャージするために必要とされて
再びこの短い遅延ば植込まれノこ対象物によって知覚は
されない。
詳細な回路説明 レシーバ／刺激回路の設計の多くのものは従来技術とし
てよく知られているような従来のからの技術を用いる。
しかしながら刺激装置はここに詳細に説明される多数の
新規な特徴を有する。
バースト検出とクロック引出し回路 バースト検出およびクロック引出し回路は第１°１図に
示される。整流されていない入方信冒２８１が標準入力
保護回路網２８２を介して装置２８３と２８４によって
形成されたインハークへ供給される。これらの装置の特
徴はインハークのスレッショルドがＶ　Ｉ）　Ｄの７０
乃至８０％へと設定されるヨウに選択され、レシーバ回
路においテハースｌ−の端部におけるリンギングが生じ
ることに対する許容度を増加する。インハーク２８５は
信号の極性を回復しバースト２８６は信号をＣＬＯＣＫ
２９３を分散しそれは入力信号がスレッショルド以上の
とき発生する。インバータ２８７はｃＬＯｃＫが発律し
、ノー１．’ＤＥＴ２９０をハイと強制的にしたときに
Ｐヂャンネル装置２８８をオンとする。定電流シンク２
９１は信号ＣＬＯＣＫが存在しないときＤＥＴのノード
点に存在する容量をＶｓｓに向かって放電する。ごの放
電電流の大きさはもしクロックが３乃至５マイクロセカ
ンドの間以上発生するならば、以下のシュミットトリガ
２９２のスレッショルド電圧以下にＤＥＴをひくように
選択する。シュミットトリガは、ＤＥＴノートの遷移が
比較的ゆっくりしている場合であってもノイズフリー動
作を提供する。
とりＪう２２１Ｌ尭生器 電流発生器の機能は外部構成要件の必要性なしに安定的
なレフアランスミ流を生ずることである。
電流消費は低いのはこの回路が状態ｓ５の間には非動作
であってそのとき回路は電源が加えられていないという
ことが要求されるからである。
第１２図には基本回路が示される。カレントミラーが装
置３０１と３０４によって構成されて同一のＶｇＳを共
有する。装置３０１に対するＫの値は装置３０４のそれ
の４倍である。
１１　＝　４．　＊　１２ 装置３００と３０３はともに゛長いＰ″装置であって、
同様なに値はＫ　ｌｐ、スレソショルト電圧Ｖ　ｔｈｌ
ｐを有する。装置３０２はＮチャンネルの周辺装置であ
ってドレインとＶｄｄに接続されたＰウェルとを有し、
そのゲートはＶｓｓに接続されそのソースは装置３０３
に接続される。このように配線されているので、それは
第１２図に示されたバイポーラｎｐｎ装置のごとく動作
する。装置３０２を介する電圧効果はまたｌＶｂｅであ
る。
装置３０３はＶｄだけスレソショルト電圧を超過するＶ
ｇｓ３０３に対するゲートを有するものとする。そのと
き Ｖｇｓ３０３＝ｖｔｈｌｐ＋ｖｄ そのとき １２＝ＫＩｐ＊　　（（Ｖｇｓ３０３−Ｖｔｈｌｐ）／
Ｘ２）−Ｋ　Ｉｐ＊　（Ｖ　ｄへ２） 装ｆｆｉ　（３００）に対しては。
Ｖｇｓ３００−Ｖｇｓ３０３　＋Ｖｂｅ１Ｖ　ｔｈｌｐ
＋　Ｖ　ｄ　＋　Ｖ　ｂｅか（して １１−Ｋｌｐ＊　（（Ｖｄ　＋Ｖｂｅ）　　　２）なぜ
ならば １１＝４＊Ｉ２．そのときＶ　ｄ　＝　Ｖ　ｂｅ、ある
いは＋１＝＋２＝０のどちらか一方である。
すなわちその回路は２つの安定な動作点を有し。
零電流あるいは ｒ　１　＝４　＊ＫＩｐｌ　＊ｖｂｅＡ２１２＝Ｋ］ｐ
＊ＶｂｅＡ２ 適当な開始回路が設けられたならば零電流動作点は避け
ることができ、そのとき １ｒ＝１１＝４＊ＫＩｐｌ＊ＶｂｃＡ２電圧効果Ｖｂｅ
は製造工程において十分に定義され、それらはすべてに
値の比となる。Ｉｒにおける変動の主たる理由はかくし
て製造工程中に期待されるＫｌｐの絶対的な値における
分散である。典型的にはこれは１：１まで装置を介して
変化し。
電流トリム回路網の使用を必要とするのはこの変動性の
ためである。
同業者にとってこの回路が供給電源の変動に対して敏感
であるということが、装置３００および３０４にとって
のカスコード構成を用いることによって簡単に改善され
る。
Ｉｒの値は装置３０１，３０４，３０５に対する相関的
なに値を変化するかあるいはこ、こに示されている１つ
のＶｂｅの値から装置３００への過剰な駆動を変化させ
るかのどちらか一方によって変動する。
電流トリム回路網２５４は第２３ａ図に十分に示される
。それは一連の可変比率カレン）ミラーからなり、そご
ではその比率はおよびかくシ゛ζ仝体的な電流移動の回
路網の関数は、ＶｓｓあるいはＶｄｄへの外部の接続を
用いて調整される。第２３ｂ図における表は外部のトリ
ム接続の関数として公称伝達関数を例示する。この回路
のついてのれば基準電流源をトリムするためになんら外
部の回路構成要素は必要としない。
この回路の動作は電極Ｂを閉しるごとによる効果を考え
ることによって例示される。Ｂを開とするならば１１−
２＊Ｉｉｎ、−万Ｂを閉とすると１１＝３＊Ｉｉｎとな
る。Ｂを開とすると、伝達比は公称的に１．０となり他
方それはＢが閉となったときに１．５である。閉じられ
た電極Δは電流伝達比を増加するを１．２５の値だＬｊ
増加する。一方間しられた電極Ｃはそれを０．４４４の
比だけ変化する。
プログラマブル電流源 プログラマブル電流源回路は２つの部分が記載される。
、プログラマブル電流発生回路およびそれに関連した出
力ミラーである。プログラマブル電流発生器の回路は第
１３図に示されており、第１４図に示された回路タイミ
ングを有している。
一方回路とその出力ミラーのタイミングは第１５図に示
されている。
プログラマブル電流発生器の動作の原理は簡単に大きな
エンハンスメントモードトランジスタを考えるごとによ
って理解される。それはゲート電圧をそれがサブスレッ
ショルド領域で動作しているように調節されており、１
ｄｓとＶｇｓの関係は指数関数的なものが主である。こ
の装置の［ｄｓはカレントミラー回路を使用することに
よって適当に乗算されて出力電流になる。キャパシタは
、ＳＨＣキャパシタと呼はれているので、ゲートとソー
ス間に接続され、Ｖｇｓ電圧へとチャージされる。
電流シンクはいまやこのキャパシタを放電するために接
続される。もしキャパシタが一定のレートで放電するな
らば、そのときＶｇｓは直線的に減少しそして出力電流
は時間とともに指数関数的に減少する。最終的な出力電
流はＳ　）Ｉ　Ｃキャパシタが放電される時間によって
定義される。
第１３図において１以上述べられたところの大きな装置
は３３４でありキャパシタＳ　ＩＩ　ＣはノードＳ　Ｈ
ＣとＶｄｄとの間に接続されている。ノ、ＪトＳ　ＨＣ
は装置３３５，３３６，３３７によって形成されるカレ
ントミラーによって放電されて、そのときＳ２とＢＵＲ
３ＴＩ　６とが生しているものとし、そのときＴＤが生
じそして装置３３５はオフとなっている。放電の割合は
公称的には２４ｕＡであるが、カレントミラー３２０，
３４２においては２倍されたＴ　ｒｅｆ　＝　１　ｕＡ
であるのでミラー３３６．３３７によって再び１２倍さ
れる。Ｓ　ＨＣキャパシタは状態Ｓ２．ＢＵＲ３Ｔ１６
が生じている間にのみ放電される。
Ｓ　Ｉ−Ｉ　Ｃキャパシタは状態３０．ＳｔおよびＳ２
の期間充電されその間ＢＵＲ５Ｔは生じない。この時間
の間１組合せ論理回路３３９．３４．０．．３４１．３
４６は信号ＴＲＥＦ３４３とＴ　ＲＥ　Ｆ　Ｎ（（３４
４）、アクティブロウ）を生して、装置３３２．３２９
，３３９をオンとする。カレントミラー３４２．３２１
はほぼ５ｕＡの電流Ｔ　ｒｅｆを発生し、電流源３３２
と制御電流シンク３３０からなるフィードバック回路は
Ｓ　ＨＣキャパシタを充電するので、３３４のＩｄｓは
Ｉｒｅｆに等しい。
装置３３３はカスコード装置３３４へ用いられる。
フィードバックループの安定性は抵抗３４８を追加する
ことによって９位相補正を行うことにより補正される。
状態３ＴＳ４．ＳＨ容量の部分的な放電が起った後には
、装置３２２はオフとなり装置３２６と３２４はオンと
なる。装置３３４からのＩｄｓミラー３２３．３２７に
よって約５０倍される。そして大きなＰチャンネル装置
３２８のカスコード配置によってさらに２倍される。電
流１ｐｒは０．５　ｍＡ４よ最大値を有しているので更
に出力ミラーによって４の値だけ４段される。
Ｓ５の間１ｒｅｆ＝Ｏ及び装置３２４はオフとなるので
回路のこの領域の電流消費を漏洩の値まで減少する。Ｐ
チャンネルの３３８と３４１はこの時間の間にＳ　ＨＣ
ノートのドリフトを制限する。
出力ミラー（第１５図）はＳ３及びＳ４の間に。
ＢＵＲ５Ｔ　１．６が生じるとすれば、イネーブルされ
る。
これらの条件のもとて装置３１４はオフとなり。
伝達ゲート３１３はオンとなる。伝達ゲートは■〕チャ
ンネル装置であってＮチャンネル装置と並列に接続され
ており、すなわちゲートとゲートとソーフトドレイント
とドレイントの接続関係にある。
装置３１０と３１１　（第１５図）によって形成される
電流ミラー回路は出力電流Ｔｏの大きさの入力、電流１
ｐｒの大きさの４倍として規定した一方装置３１２はカ
スコード装置３１０へ使用される。この電流ミラーの出
力インピーダンスは極めて高く。
ことに大きな出力電流が２ｍＡの出力電流に対して１ノ
グオームを超過しているのである。
出力段は駆動されない時、出力ノードは装置３１５によ
ってＶｄｄヘクランブされる。このノードに対する最初
期の条件は従って各出力フェーズの回文点では同しであ
り１等しい振幅と等しい長さの出力パルスとに対しての
電荷バランスを改善する。
３］１ば回路が駆動されていないと°きであって伝達３
１３が解放されているときにば、装置３１２をオフする
ように維持する。
出力スイッチング回路 レシーバ／刺激装置は２２個の出力スイッチング回路を
含み、１つは他の電極出力に対応する。
１つのかかる配慮にとっての図は第１６図に示される。
それは出力ヲ、信号Ｓ５が生じているときならばＶｄｄ
に接続し且つ制御入力Ａｎ３６８．Ｒｎ３６９及びＢＩ
ＰＯＬＡＲ３７０によって選択されるならばＶｄｄ或い
はプログラマブル電流源へと接続する。
信号Ｓ３はマルチプレクサ３６２を制御するために用い
られ、Ａｎ入力を状態Ｎ　ＯＲゲート３６６−＼導かれ
装置３６３は状態Ｓ４にありそしてＮ。
Ｒゲート３６１からの出力信号に対しての反対の接続を
行う。
状態Ｓ５の開信号Ｓ５が生じ、ＮＯＲゲート３６６の出
力は強制的にローとされ装置３６３をオンしそして出力
をＶｄｄに接続する。このとき、すべての出力は共に共
通に接続される。
この出力はアクティブ電極として選択されるならば、Ａ
ｎば状態Ｓ３とＳ４との間に仕しる。
Ｓ３が状態Ｓ３の間に生じると、装置３６４はオンとな
り出力を電流シンクべと接続し一方Ｓ４が８４の間に生
じるとＡｎはＮＯＲゲート３６６の入力へ接続されるの
で、その出力を強制的にローとしその出力をＶｄｃｌに
接続する。もし出力がレフアランスミ極（バイポーラモ
ード）として選択されているなら、その時電極はＳ：３
が生じているときにＶｄｄに接続されそしてＳ４が生じ
ているときに電流シンクへ接続される。
多極動作にとってｎｌｒ’０ＬＡＩｌは生じないそして
Ａｎ及びＲｎどちらか一方が共に生じ（アクティブ電極
にとって）或いはどちらも生しない（すべての他の電極
にとって）。もしＡｎが生しるならば。
回路動作は、上述したようにアクティブ電極の場合（Ｂ
ｉバイポーラモード）と同様となりＡＮＤゲート３６１
はイネーブルとなる。そうでなければＡＮＤゲート３６
１の出力はハイであり出力ノードはレフアランスミ極（
バイポーラモード）に対して記述されているので接続さ
れることとなる。
第１６図においては、信号Ａｎ、Ｒｎ及びＢＩＰＯＩ、
八ＲはほぼＳ３．Ｓ３及びＳ４の間のみ生しておる。
信号Ｓ　４１Ｊ従って出力回路への明らかな入力として
は使われない。出力スイソヂング回路の出力の状態マツ
プがその説明注釈といっしょに以下の如く示される。
Ａｎ　　Ｒｎ　　ＢＩＰＯＬＡＲＳ３　　Ｓ５　　出力
の　（注２（注１参照）　　　　　　　　　　　　接続
　　　参照）００　　　　０　　　　　　０１Ｖｄｄと
Ｔ。
１　　０　　　１　　　　０　　０　　Ｖｄｄハイホ−
ラ１　　０　　　１　　　　　’１　　０１ｏ　　バイ
ポーラＯｌ　　　１　　　　ｏ　　ｏ　■ｏ　バイポー
ラ０　１　　１　　　１　０　ｖｄｄ　バイポーラ０　
　０　　　０　　　　０　　０　　Ｉｎ　　マルチプレ
クサ０　　０　　　０　　　　１　　０　　Ｖｄｄマル
チブレクザ１　　０　　　０　　　　０　　０　　Ｖｄ
ｄ７／Ｌ、−Ｊ−フｌ、＝’／す１００　　　　　１０
１０　マルチブｌ／クジ′注１．Ａｎ及びＲｎはｓ３と
ｓ４の間のめ生じ。
ＢＵＲＳＴ　１５が生じた場合に生しる。
注２．８ＩＰＯＬＡＲは発生せずそして八〇もまた発４
１しないとき＋３３は発生せず、マルチプレクサは装置
３６４のゲートをハイとする。装置３６４はＳ４とＢＵ
ＲＳＴ　１６とが生したときのみオンであり出力電流ミ
ラーが駆動されたときにＩｏライン上の電圧はＶｄｄ以
下のスレノショルＦ以上となる（第１５図参照）そうで
なければ■ｏラインはＶｄｄに保持され装Ｆ、　３６４
はオフとなる。
すべての状態信号（Ｓｏ〜Ｓ５は状態カウンタ４２２第
９図）によって発生され、第８図において示され−Ｃい
るときであって第２４図に示されてるようにその発生は
行われる。この図は又出力制御信号Ａｎ、Ｒｎ及びＢＩ
ＰＯＬＡＲのタイミングを示す。
［携帯可能な音声プロセッサ（ＷＳＰ）］携帯可能な音
声プロセッサの作用はマイクロホンから入ってくる音響
信号を受けて適当な処理の後適当な刺激フレームを患者
の中に植込まれたレシーバ刺激とを送る。ＷＳＰは小さ
く、軽くそして低パワーでなければならずＷＳＰが体に
みにつけられたたとえばシャツのポケットに入れられて
かつバッテリで駆動されているということが意図されて
いる。電力消費は、バッテリの取り替えあるいは再充電
の間の時間を最長とすることができるように、最小化さ
れなりればならない。ＷＳＰまたは精神物理学上の各患
者の独特の特性に基づいて構成されなければならない。
音声プロセッサのブロック図は第１７図に示される。マ
イクロホン８０は各音響入力を受け取る。
このマイクロホンは従来の聴覚補助マイクロホンであり
たとえば耳の上にコック等で装着されより高い品質のス
タジオ型マイクロボンであってもよく又そのマイクロボ
ンはテレビジョンやラジオからのオーディオ出力の如き
他の信号源によって置き換えられてもよい。この入力信
号の選択のオフレキシビリテイというものは植込み装置
を有する患者にとっての利点となる。
ＷＳＰ設計の主たる目的は音声におけるコミュニケーシ
ョンをユーザに与えることであり、刺激によるやり方と
条件の記述がこれを反映する。しかしながらユーザに外
界周囲の音を知らせることもまた重要である。刺激のや
り方はこれもまた可能しそれを音声による伝達に対して
最適なものとするにもかかわずである。これに加えて、
患者にとって一組の可能性から適当なやり方を選択する
ことが可能である。
音声信号は増幅されＷＳＰフロントエンド８１によって
処理される。これから３つの信号が生ずる。
５ＴＡＲＴコーダによって刺激パルスフレームの発生を
開始させる為に使われる。
Ｅ　Ｌ　Ｓ　Ｅ　Ｌの電極が刺激に対して選択されるべ
きかを決定するために使われる電圧。
ＳＴ八へＰ選択される電極に対する刺激の振幅を決定す
るために用いられる電圧。
５ＴＡＲＴ信号は音声エンコーダ８２によってそれが生
しるたびにパルスバーストの単一の刺激フレームを開始
するために用いられる。ＥＩ、ＳＥＬとＳ　Ｔ　Ａ　Ｍ
　ｌ）信号は電極の刺激パラメータを決定し刺激レベル
を決定するために、以前に述べられた音声プロセスのや
り方の内のどれかが選択されたことに従って、用いられ
る。それと交換する音声処理のやり方はＦｌに基づいて
おり又ここに開示された発明を使っていることによって
可能となる。
８ビツトのアナ１コグデイジクルコンバータ８３（”　
Ａ　Ｄ　Ｃ”　）はＥ　Ｌ　Ｓ　Ｅ’　ＬおよびＳ　Ｔ
Ａ　Ｍ　Ｐ信号をエンコーダによって使われる数へと変
換する。
２個の入力のアナログマルチプレクザとサンプル及びホ
ールド回路９２ばエンコーダの制御側にあり、信号選択
の為に（ΔＤＣチップはＳ／Ｈ制御）でありその結果下
しい信号は正しい時間においてＡＤＣに与えられる。エ
ンコーダは（ＪＶイし・−サブルＰＲＯＭ８４に貯えら
れたプ１：１グラムによって動作し、それはＦ２と電極
との間のマッシを記憶し、Ａ２と出力の振幅も各電極に
“ついてト１う。
刺激の振幅は各電極に対してＳＴΔＭ＋）へ異なった形
で関係しておりこれはその電極に対する刺激のスレッシ
ョルドに従っている。
これらの３つの信号は５個の基本的な借りであってＷＳ
Ｐのフロントエンド内に生している信号から引き出され
る。各患者の音声プ１」セッサを構成し２或いは３個の
互いにかえうる刺激の仕方の内の１つを得ることを選択
することが可能であり従って以下の６個の中から３つの
信号のどの七ノドが用いられるべきかも選択することが
可能であ５（ＩＭの基本的な信号とは： ＦＯ基本周波数の声 ＦＯ’周波数変換されたＦＯ倍信 号２　　Ｆ２周波数に比例する電圧 Ａ２　　Ｆ２信号の振幅に比例する電圧Ｆ１　主たるス
ペクタルピーク（Ｆｌ）の周波数におけるパルストレイ
ン 八　　全体的な音響信号の振幅 フロントエンド概説データはエンコーダチップによって
第８図に示されるフォーマットとへとエンコードされ、
ここに述べられるそして出力段８５へと送られそこでは
同軸ケーブル８６を介して送信コイル８７へと接続され
る。送信コイルはコイル単に設けられた単一８８を有す
る端子周波数へと同調される。ＷＳＰにおけるコネクタ
８９はインタフェーズユニット或いは■Ｕへの接続を可
能とし、患者のテスト間それは用いられてバロメータは
ＷＳＰにおける患者のマツプへとプログラムされる。
ＷＳＰば＋■と一■との間の供給によって電力が加えら
れて、それらはバッテリの動作によって１）　Ｃ−Ｄ　
Ｃコンバータ９０によって発生される。
ハ、７テリ電圧は３乃至７■の範囲であって数とハソテ
リのタイプとにおいて広い範囲の選択を可能とし１直ち
に入手可能な基本的セル或いは再充電可能なセルを含む
。
音声プロセッサは小さなケースの中に構成されそれはポ
ケットの中或いはヘルド又は衣服の下の小袋の中に入れ
ても簡単に運ぶことが出来るよ・うに設計されている。
マイクロホンからのケーブル及び耳の上のコイルは使用
の便宜の為にコネクタによってＷＳＰと取着される。
携帯可能な音声プロセッサのフロントエンド概説 音声プロセッサの前単部を理解するために、まず音声信
号の自然さを知ることが必要である。音声は２つのカテ
ボリーに分けられる。すなわち有声と無声音である。有
声音の音声は　　及びからなる共鳴機構に対する興奮源
を与える声紋の振動にＪ゛って与えられる。多数の共振
（フォーマット）は発生されるがこれらの字は３つの最
低のものが殆どの情報を含んでいる。
無声音は興奮源として声紋を用いないがしがし＋１ンと
１′！ｉとの間の如く空気の通路によって生じられる雑
音をむしろ用いる（“Ｓ”や“ｔｈ”や“ｆ”のように
）或いは音声パルスのハルス的発生（たとえば°゛ｐ″
および“ｔ”の如く或いは“ｔ”のように喉を介して空
気の通路によって）ＷＳ＋）は２個の刺激の仕方の内の
１つを用いるように設８イされており、音響入力の３つ
のバロメータによるｌ１ｉｆｌ＋１５の内の１組を用い
て２個の仕方のやり方の内の１つを用いるように設計さ
れる。以下の如くである。： やり方１： （ｉ１１第２のフォルマントの周波数（共振周波数）（
Ｆ２）は電極１／選択へとエンコードされる。
（ｂｌ声紋興８の周波数はもしその音が有声音であるな
ら（声ピッチ或いはＰａ）それは刺激のレイトへとエン
コーＩすｔｌ、　ル。
（Ｃ１第２のフォルマン１−（Ａ２）の振幅は刺激の振
幅へとエンコードされる。
これら３つのバロメータは音声の識別性の最も大きな割
合を含んでおりそしてことに読唇術によっては入手でき
ないような特別の情報を含んでいる。
しかしながら導入部分において生物物理学上のセクショ
ンにおいて指摘されているように、刺激された周波数を
変化させることによって知覚されたピンチは刺激周波数
とは異なっている。かくしてスピーチＦｏ信号を刺激周
波数（Ｆｏ’）をして実際のＦθ倍信号知覚を生ずるよ
うにする為に。
音声Ｆｏ倍信号変換しオフセットすることが又必νであ
る。
やり方２： ［ａｌ第２のフォルマント（Ｆ２）の周波数は電極１／
選択へエンコードされる。
（ｂｌ第１のフォルマント（Ｆｌ）の周波数は刺激レイ
トへとエンコードされる。
（Ｃ）全体的な信号（Δ）の振幅は刺激振幅−２とエン
コードされる。
この交換可能な音声プロセスのやり方はより早い刺激レ
イ！・を与えることの利益を有しその刺激レイ１−は我
々がある患者にとってはより自然に響いている音声とい
う結果を与えるようなものである。ことにその刺激レイ
トばＦｌであるので、そして振幅は音響入力の全体的な
振幅からエンコー１されるので音声信号にとって、音声
信号のＦ　。
変調は、患打によって音声の振幅の変調として考えられ
る点もまた良い。しかしながらこれはより早い刺激のや
り方が寄り大きな電源の消耗を生ずるものでありバッテ
リライフにおいてその減少を行っているものである。
音声プロセスのやり方の最良の選択というものは患者に
よるものであり、ある患者は“好き”なっているものは
他の壱以上に１つのやり方でありこれはたとえ音声によ
る伝達の実行が両方の場合において同様であるにもかか
わらずである。かくして最適な音声処理のやり方が各特
許について個別的に選択すること及びこの特徴が従来技
術には表われていないということを利用できることは利
点である。
第１８図においてばＷＳＰの前官のブｌ」ツク図を示す
もので回路素子のブロック図が特定されている。一般に
各ブロックは従来の回路技術を用いてこの実施例の中に
入れられたものでありそして従来技術において熟練した
だれでもが以下に述べられたファンクションを再生する
ための回路を想像できる。刺激のあるやり方の内の選択
ル、１：刺激の仕方についての選択は２回路ジャンパや
スイッチ１２０及び１２１０）選択によって音声プロ十
ノサにあってくだされるのである。
前段増＠器とスケルチ マイクロホン又は他の信号源１００は高ゲイン低電力マ
イクロホンフィアンプルファイヤ１０１によって増幅さ
れ自動ゲイン制御回路を有しておりすなわちＡＧＣを有
しておる。ＡＣＣによると前段部が制限無しに動作しそ
の従来の方法において約１ミリセカンドのＡＧＣアクツ
クをもってそしてｌ’Ｊ２２０ｍｍセカン１′のへＱＣ
テ゛イヶイ時定数を有している。しかしながらこのゲイ
ンを制御する電圧は観察され高ゲインの期間（すなわち
低倍す］−）は最小値検出器１１４によって記憶されそ
してノみ〆（ｒレベルとして使用される。
前段増幅器は８０ｄＢの最大ゲインを有して十分なゲイ
ンのハント°幅４−４　Ｋ　ｌｌｚを有する。ブリエン
ファソス及びディエンファシスは異なったマイクロホン
を補正することが可能であり、これは従来の有指向の小
型補聴補助マイクロホンが約ＩＫｌ＋ｚのところ以−に
では６　ｄＢ／オクターブのプリエンファシス必要であ
るからである。
無信号時におりるエンコーダを非活性化するために用い
られているスケルチ信号を発生ずる回路が設けられてい
る。入ってくる信号が最小値検出器中に設定されたレベ
ル（アッテネータ−１１５によって決定された）以上に
ブリセソ）ｆｆｌを増加さ一υるときには、比較器１１
６は音声プロセソザエンコーダを可能にするために論理
レベル信号を。
コンパレータ１１６が発生ずる。そうでなければ背景の
ノイズだけが存在しエンコーダと出力段が動作しないよ
うにすることがその反面仮定される。
スケルチ回路は約２００ミリセカンド°のタイムアウト
クを有しその結果エンコーダは最後の大きな信号の端部
の０，２秒後から非活性化される。
かくして音声に対しては、　Ｓ　ＱＩＪ　Ｅ　Ｌ　ＣＩ
＋倍信号エンコーダを音声の間はイネーブル化しそして
そのエンコーダをディスエーブルする君葉の間に０．２
秒の遅延までを認める。音声でない信号について番Ｊ：
　。
たとえば警報とが電話とかドア等の周囲外界の音の如き
ついては衝撃波であることが多く、　　　５ＱＵＥＬＣ
１１回路は又エンコーダを駆動して刺激を発生ずること
ができる。
スケルチ回路はハンテリの寿命が保たれるという利点が
あり、これはエンコーダと出方段とが十分な信号が存在
しているときのみアクティブであるからである。これは
、患者が高レベルの連続的な背景雑音を持つ外界周囲に
おいて用いられた時に煩わしさ或いは理解出来ない刺激
に患者が従属しないという利点もまた有する。しがしな
がらある場合には、すべての背景雑音を知ることが望ま
しい。そして患者は連続的にエンコーダと出力段とをイ
ネーブル化するためにＷｓＰ前部のパネルにおけるスイ
／チによ、ってスケルチ回路の動作をディスエーブルに
する能力を患者が有する。
〔第２のフォルマント（Ｆ２）引き出し〕第２のフォル
マントの周波数は発言と話者とに従って８００１１ｚか
ら３３００　Ｈ１の間で変化する。
このフォルマントを引き出す為に、高域フィルタ１０２
が用いられる。なぜならば各連続したフォルマントはそ
の前のものよりもより低い振幅を有しているので各スピ
ーカからのＦＩＣはフィルタの出力を、もしそれがより
低い周波数の方に変化する場合には主たるものとするこ
とができる。フィルタはスピーカの範囲においてＦ２を
主たる信号を生ずるように適正化される。このフィルタ
は通過帯域におけるゲインの要求の為に不定なゲインの
多数のフィードハック回路を用いる。典型的にはゲイン
は４．５でありＱは１，３そしてＦｏ−１゜１３７Ｋ）
Ｉｚである。
高域フィルタの出力は零クロス検出器１０３を介して９
通過しこれば雑音によって生ずる余分の零クロス点を或
いはＦ３周波数の侵入を除去するようにヒステリシス持
つものである。ピーク信号振幅において変化を受け入れ
る為に、ヒステリシスの量はそのレベルを適当にセント
するピーク検出器１０９の出力から引き出される。ヒス
テリシス大きさは２０％である。零クロス点の検出時の
出力は周波数から電圧への変換回路１０４への入力であ
りこの変換回路は　　フィルタがその後に出力されるモ
ノスティブルからなる。この回路によって生ずる電圧は
ジッタを蒙るので、更にヒステリシス回路１０５はＦ２
周波数を表わしている電圧に作用し約１４％のヒステリ
シスを有する。Ｆ２の評価回路の出力電圧は１■あたり
ＩＫＩＩＺの周波数に比例する電圧である。
第２のフォルマントの振幅（Ａ２） 高域通過フィルタの後のＦ２信号の振幅はピーク検出器
１０９を介して得られる。３５１’ｌｚのコーナを有す
る２極線形位相低域フィルタの出力はフォルマンｔ−（
’）　１５ｉ幅Ａ２のなめらかな１既形を与える。
ボイスピッチ（Ｆｏ）の引き出し 有声音の発汁の間の音声息の共振装置の周期的な励起に
よって振幅変調された信号のエンベロープを生ずること
になる。この励起のレイト或いは音のピッチは演算増幅
器１０６の周囲に設けられた従来の仝波整流回路を使っ
た全波整流によってこのエージへロープから引き出され
る。整流信号は約７０１１７．で零を生し、その整流信
号は、容５１１０７においてＡＣ結合によって除去され
るＤＣレレベを有しそしてその時低域フィルタとなる。
このフィルタ１０８は５ａｌｌｅｎ及びＫｅｙｓ構成の
低域フィルタで３　Ｍｉ　２００　Ｉｌｚのものである
。全波整流器は゛キャリア゛を２倍にし共振周波数を２
倍にするために用いられて第１のフォルマント周波数を
。
音声ピッチから分離する問題を簡単にする。
結果の信号はＦ２パスと同一の回路構成を有する周波数
に対して比例する電圧へその結果信号が変換され、　　
（、ｔ！！ｉ当な時定数を除いて）それはピークジテク
ク１１７によってセットされたヒステリシス回路ルを有
する零クロス検出器１１０からなるものである。周波数
電圧変換器１１２はＦ０周波数に比例した電圧を生して
、ＩＶ当りＩ　３０１１ｚである。
電圧制御発振器１１３はこの電圧で制御されてそれから
もう１つの周波数ＦＯ”をη二しそれＧ、ｉＦｏにかな
らずしも等しくないがｒｘθに比例する。
ＶＣＯは調整可能な入力電圧の範囲を有し、またＦｏか
らＦｏ”への直線的な変換によって制御の範囲を与える
為に構成可能なオフセットをイ１する。このＦｏ’　の
周波数は患者の電極の刺激のレイトとして用いられて、
Ｆ２によって選択されそしてＡ２に関係したレベルで刺
激される。
第１のフォルマント（Ｆｌ）振幅引き出し１−ピーク検
出器１１８はマイクロホンのプリアンプリファイヤに続
くものであって信号におけるピーク値を生じＦｌのレイ
）−でピーク値によって支配される。ピーク値はピーク
値ホールト′回路１１９で保持されて刺激の振幅を決定
されるために用いられる。この回路はダイオードを介し
て容量をチャージするための演算増幅器によって実現さ
れ。
演算増Ｉ順器の合成点に容量電圧を戻す。かくして容量
電圧は信号におけるピーク値に続き、演算増幅器の出力
は負の供給線路と現在とのピーク値との間に変動を生ず
る。作動増幅器の出力は容量と抵抗と共にエンコーダの
５ＴＡＲＴ入力に接続され、もしこ・れが選択された場
合にはＦＴＦＩのレイトでエンコーダをスタートさせる
。５ＴＡＲＴのパルスは入力信号の振幅が現在保持され
ているピーク値以下に落ちるたびごとに５ＴＡＲＴパル
スが発生し、かくしてエンコーダは信号において最終ピ
ーク値によって決定される振幅値がＦルーイトによって
刺激される。
他の回路 ２個の電圧値、　ＥＬＳＴＬ及びＳＴＡＭＰば第１７図
に示されるように、ＡＤＣとエンコーダとの制御間にお
いて、２個の入力アナログマルチブレクザとセンプルボ
ールド回路とも介してＡＤＣへと利用可能にされる。
付加的な制御回路（図示せず）によって患者はｗｓｐ上
の前面スイッチによってＴＩＥＳＴ機能を動作する。　
ＴＥＳＴ機能の目的は一定のレイトで最低周波数検知電
極上に気持の良いレベルの周期を発生ずることである。
この電極は通當は最高の電極である。これによって患者
に周知のそして−・定の知′Ｑを与えるので彼は簡単入
力且つ容易にコイルの位置を８周整することができる。
ＴＥＳＴ機能Ｇ、を中にＶ　Ｃ０１１３への人力がコン
スタント旧つ低レベルとさせ、へ２パスの出力が最大値
とされる。これに加えてＴＥＳＴｔａ能はダミーの負荷
を電力供給線路に加えるように構成されている。十分な
バッテリパワーが残っている時にＬ　Ｆ、　Ｄをオンと
する。これは患者に対してバッテリ欠損を忠告するため
のイ１益な面である。
音声プロセッサエンコーダ 概説 音声プロセノザエンコーダの千ノブは患者の中における
植込み可能なレシーバ／刺激装置へと出力段を介して順
次に送られてくるバルスハースッシーカンスを発生する
ために用いられる。パルスハースｌ−シーケンスはたと
えばＥＦＲＯＭ　　（たとえば２７ＣＩＧ　）の如き電
子的メモリ装置の中に用いられているプ「１グラムの制
御間にあり、パルスバーストソーケンスの可変部分にお
けるパルスの数はΔ１３　Ｃの出力によっておよびメモ
リ内のプログラムによって決定される。
音声プロセッサのエンコーダチップは本質的にはフレキ
シブル且つプログラムすることができるパルスジュネレ
ータである。エンコーダチップは−・定の周波数パルス
のシーケンスをパルスの数と内部プログラノ・又は外部
的に加えられたアナログ信号への応答へのどちらか一方
によって決定されるバルスハースツ間のパルスと時間と
に伴って一定の周波数パルスのシーケンスを生ずること
が出来（外部へＤＣを介して）出力パルスの周波数はク
ロックの周波数によって決定されて、その装置は、この
発明が実施化されているＣＭＯ５技術における実際的な
限定（約１０ＭＨｚ）によって決定される周波数まで働
かせることができるように設定されている。
この発明によればエンコーダのチ・ノブは植込み可能な
レシーバ及び刺激装置に電力を与え；１１１制御するた
めに用いられるパルスバーストのフレームを発生するた
めにエンコーダチップが用いられる。
これらのパルスバーストのフォーマットは第８図に示さ
れる。しかしながらエンコーダチップはフレキシブルに
設計されているのでハース］・パルスを発生するために
それが必要である多数の応用において有益である。こと
にそれはエンコーダチップが異なったデークエンコーデ
ィングフメーマノトで使われている応用例において有効
であることが期待され、たとえばレシーバ刺激設計を将
来行う場合に用いられて有効である表期待されている。
アーチテクチャ 第１９図はエンコーダのブロック図であっての機能ブロ
フクを示す。ある方法番こおいてば２ユンコーダのアー
チテクチャアは従来のマイクロプロセ、すよ同様であっ
てアドレスバス、デークバス、命令デコーダ論理回路等
が存在する。しかしながら従来のマイクロプロセッサと
違うところは論理／ｉｌｉ算回Ｉ／＆（ＡＬＵ）がない
ことであってエンコーダはいかなる演算作用を行うこと
も要求されない。
エンコーダは従来の状態にｔａ械と同様である。
しかしながらエンコーダはプログラムブライチ或いはジ
ャンプを前の状態で発生されたデータに頼って可能とす
るようには設計されておらず、そのエンコーダを走らせ
るプログラムは開始から停止までの間たった１回だけ命
令を実行させる。
エンコーダの機能はデータバス」二に与えられたデータ
及びメモリから現在フェッチされてきている命令の内容
とにまって、多数のパルスをバースト状態で発生するこ
とである。メモリのアドレスバスはプし】ダラムカウン
タ（インストラクションフｊ−ソチたとえば）内部レジ
スタを電極ラッチＦ２ランチ及びへ２ランチ）又はＡＤ
Ｃからのデータ出力又はこれらの組合せのいずれか１つ
からの発生するその内容を得る。
回路はエンコーダの中に存在しているのでその動作は１
３０で象徴的に示されている外部制御ラインからイネー
ブル又は実際にイネーブルされる。
エンコーダチップばＥｎａｂｌｅｄであるとすると各′
５ＴＡＲＴパ、いこれは１３１で示されている一１孫の
一／’Ｊルスハースｌ−ヲＶＪ　始スる。５ＴＡＲＴパ
ルスはｌフレーム間で発生するものであって無視できる
。これは、蝸牛植込みエンコーダにとって重要である。
なぜならば適当に終らせられたずべてのフレーＪ１に対
して」二連したようにパワー／ディジタル信月フォーマ
ットに対してそれが重要であるからである。
各ハース１−パルスは零から順次数えられる。各フレー
ムにおけるバーストの数が一定であってａｉ＋ＲｏＭに
おいてはプログラムによって固定される。
各バーストはパルスの数は固定であり、　ＥＰＩＩＯＭ
マツピングからＡＩ）Ｃバリュー（アドレス）の間で決
定されそのアドレスでパルスカウントがなされる。固定
されたバースト間の遅延（８クロック倍）次の命令を事
項とするために要求されるものであって次のバーストに
対するパルスのカウントのロードを行う。
ＳＴ／ＩＲＴパルスと倍パルス１との間には開始チェー
ンが存在する。この時間はｌＮＴｌ’、Ｒ−ＢＵＲ５Ｔ
ＤＥ１．八ｙと同しでＪ′）って１−２．−Ｏりじ！ツ
クサイクルのジッタを有しているがこれは５ＴＡＲＴパ
ルスは内部クロックとは非同期であるからである。アフ
レームは単に、チップが駆動されるならば５ＴＡＲＴパ
ルスによって初期化されるだけである。駆動入力を１フ
レ一ム間にエンコーダに変更することによっていかなる
影響も生じるすべてのフレームは完成される。これは蝸
牛植込み装置にとって重要な安全性の直面であってそれ
はもしフレームパルスが要求されるフォーマットでない
場合は患者にとって潜在的に危険であり不愉快であるか
らでありまたそれは患者におりるレシーバ−刺激装置か
らの誤った刺激パルスの発生とつながるからである。
エンコーダは以下の４つの状態の内の１つが存在するも
のと考えられる。
１、ＩＩＡＬＴ　、　、　５ＴＡＩ？Ｔパルスを待って
動作を開始する。
２’、ＦＥＴｃｌｌ　　プログラムカウンタによって決
定されるメモリ位置から命令が設置されて ＴＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ　ＬＡＴ（：Ｉ＋　１３４ヘロ
ードされる。
３．０１１Ｔ＾　　このようにして設置されたテ′−夕
がレコードされＰ　、Ｒ−ＯＭからのデータはＤＡＴＡ
　　ＬＡＴＣＩ（１３９ヘロートされる。このデータの
アドレスを与えるために用 いられるレジスタは命令ラッチの中に セントされたピットによって決定され そして命令レコード１３３によってレ コードされる。
４、Ｃ０ＵＮＴ　　９ステージの同期バイナリカウンタ
（バーストカウンタ１４２ばイネーブ ルされそしてカウンタアップする。
Ｃ０ＵＮＴ、ＥＲのイ直がＤＡＴＡ　　ＬＡＴＣｌｌに
おりる数と等しい時に９ビツトのバイナリコ ンパレータ１４０はＡ＝Ｂ信号１４５ を生じて次のサイクルは内部タイミン グ及び状態発生回路１３２において開 始される。
エンコーダの動作は、　５ＴＡＲＴパルスがメモリがら
の第１の命令設置をＰＲＯＧＲＡＭ　Ｃ０ＵＮＴＦ、Ｒ
１３５によって決められたアドレスで開始する。このよ
うにして設置された命令はＴＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ　Ｌ
ＡＴＣＨＩ　３４ヘロードされる。
次の状態はＤＡＴＡ状態であって、メモリからのデータ
はデータランチ（ＤＡＴＡ　ｕｒｃＨ）１３９ヘロード
され、必要に応じて他のランチへとロードされても良＜
　、　　ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ　ＬＡＴＣＨ１３６及びＦ
２ＬＡＴＣＩＩ或いば＾２　ＬＡＴＣＨＩ　１３８を含
む。データがメモリアドレスは命令によって決定され各
種の制御信号　（図に１４８で示されている）がｌＮ５
ＴＲＵＣＴＩＯＮ　　ＤＩＥＣＯＤＥＲ１３３における
命令からデコートされる。
次の状態はＣ０ＵＮＴ状態であって９ビツトＢＩＮＡＲ
Ｙ　Ｃ０ＩＩＮＴＥＲＩ　４２はそのスタートイ直から
ＤＡＴＡＩ、＾ＴＣ１１１３９内の他の数の値ヘカウン
タアップし第９番目のビットが現在の命令から得られる
。カウンティング間に、内部的クロック信号は０ＵＴＰ
ｔＪＴピンへ使用可能にされて出力段に送られこれは、
ＢＵＲ３Ｔ　Ｃ０ＵＮＴＥＲＣ０ＮＴＲ０Ｌ　ＬＯＧＩ
Ｃ１，４３制御下に行われる。９　　ＢＩＴ　ＢｒＮＡ
Ｒｙ　ＣＯＭＰＡＲＡＴＯＲＩ　４０は、Ｚｌの数が等
しい次の状態を入れることになる。
エンコーダのチ・ンノブはＦＥＴＣＨ，、ＤＡＴＡ。
Ｃ０ＵＮＴＦ がメモリからフェッチされてくるまで続き、その時点で
さらに動作は停止してエンコーダは停止状態（ＨＡＬＴ
状態）に存在する。
エンコーダへの入力信号は上記のごとである。
５ＴＡＲＴ　　ＷＳＰのフロントエンド−（すなわちＦ
ｏ’）によって、外部的に発生する信号であって大てく
る音声信号によって決定される割合で発生される。
ＥＮＡＢＬＥ　　信号または複数の信号であって（実施
例によっては複数となる）エンコーダに ５ＴＡＲＴ　パルスに応答してパルスフレームを発生さ
せるためのものである。
この制御信号に加えて、アドレスバス１４６は双方向性
であってエンコーダはメモリアドレスを入力し＋’　Ａ
　Ｄ　Ｃデータはアドレスバスに加えられて同様にＦ２
　、、へ２間のマツピングのためにおよびパルスの数の
ために行われる。８個のΔＤＣデータビットの内５個の
ビットは直接的にアドレスバス（Ａ７からＡ３）へ接続
される。そして他の３１１１ｉ１のビットば正しい時間
（八Ｄ　２−ＡＤ　Ｏで）アドレスバスに内部的に接続
される特別のピン−１の入ツノとなる。
データバス１４７はエンコーダだけに入力されてメモリ
から入力されてくる。携帯可能な音声プロセッサにおい
ては、メモリはＵＶ（紫外線）イレーザブルＦＲＯＭで
あって、このメモリが専用的に用いられることを要求さ
れるわけはない。
実際の所、ランダムアクスメモリがＦＲＯＭと匹敵して
診断およびプログラム装置、インターフェース装置内に
使用される。他のメモリ技術たとえばＩＥＥ−ＰＭＯ３
も使用されてもよい。
エンコーダの出力は以下の通りである。
０１１ＴＰＩＩＴ’：携帯可能なプロセンサのＲＦ出力
段へ送られてくる所の出力パルスのバースト。
ＤＡＭＰ　　：パルスが出力でないときにあられれるイ
言号であって］ｊＦ出力段のダンピングを行う。
ＤＯＵＴ　　：出力線セット／リセットであってプログ
ラムコントロール下にある（以下に述べるとうりである
）。この線は、将来の拡張のために含まれているもので
、伝送されて来た電力レベルを節約するために調整する
ための例として使用できるものであってまたプロゲラＪ
・制御下にあってメモリアドレス空間を有するような拡
張へも用いることができる。
これらの入力出力信号へ加えて、多数の制御信号バスが
エンコーダとＡＤＣ等メセメモリインターフェースをす
るために用いられる。ことに重要なことば、ＣＥ信号１
４９であってこれはメモリに対するチップイネーブルと
して使用され、そして、ＡＤＣに対する変換開始信号と
して使用される別のチップネーブルは、メモリを全時間
イネーブル状態にしておくかわりに、エンコーダから送
られて来る信号であって、半導体メモリを使用し、その
電力消背が使われていないときにはより少なくなること
を可能としたものである。
メモリからフェッチされた命令は、以下に制御されるよ
・うなじノド割当てを含む８ビツトなどである。
ピノｌ−：　　ＭＳＩＩ　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　ＬＳＢう・＼ル：　　Ｉ’：ＸＴ　　Ｔｌ
Ｃｌ　　ＢＣＯＲ３２Ｒ５Ｉ　　Ｒ５Ｏ＾１００　　Ｍ
ＩＸこれらのピノ１−の機能は以下のとおりである。二
ＭＩＸ　　アルチプレクサ。このビットは直接的にピン
・・・の出力となり２つのアナログ入力の一つを選択し
アナログ・デジタル変換機プログラム制御の下に転送す
るために用いられる。インターフェースの原理のたーめ
にこのビットの反転もまたピンの出力として送られる。
Ａｌ０Ｄ　　ピントアドレスバスＭＳＢへデータサイク
ル内にゲートされて入り、２０４８ハ゛イトのアドレス
空間の中のどちらか一方の半分から、データがアクセス
される様にする。
このマツピングのしかたは、以下にらさに詳細に説明さ
れる。
Ｒ５ＯＲＥＧＩＳＴＥＲ５ＥＬＥＣである。これらのビ
ットはＲ５Ｉ　　どのレジスタがデータサイクルの間に
　アＲ５２ドレスバスへとゲーティングされるかを決定
する。詳細の説明は、以下になされる。
ＢＣＯバーストカウンタ・コントロールこれらのピント
バーストカウンタが以下に述べられるように製作モード
をデコートするために用いられる。
Ｆ、ＸＴ　　　（延長）このピントは、余分なビット入
力を大きな比較回路に加える為に用いられて９ビツトの
カラティングがバーストカウンタのクロックの余分の２
゛５６パルスによって、バーストカウンタのタイミーン
グの間隔を拡げることを可能とするために、余分ビット
入力を振幅比較器に加えるために用いられる。
ア）ルスセレクク ＤＡＴ＾ＬＡＴＣ１１において記１意されているデータ
はＤへ′ＦＡ状態の間のメモリから読み出されるもので
ある。このデータのメモリ内における位置はアドレスバ
スの内容によってその時に決定される。
制御ワードにおけるレジスタ抵抗ビットばメモリアドレ
スのソースをＤＡＴＡサイクルの中で決定するため番こ
用いられる。ビットの割当及び可能性のそれぞれの使い
方については以下に説明する通りである。レジスタ選択
ビットは、８個の可能な命令の組みからエンコーダによ
って実行されるべき命令を定義するものとして考えられ
ても良い。
以下の説明を理解するために、ＰＲＯＭアドレス空間の
半分のうち１０２４バイトが以下にして仕切られるかと
いうことを図示的に述べているものが第２０図であって
それを調べることは有効である。
第２０図においてビット１０の利用について簡単に説明
する＋ａ＋アドレス入力はＡＤＣ値（８ビツト）である
ときにＡｔ（ｌビットは２に×８のＰＲＯＭスペースの
うちのどちらか半分、Ｆ２から電極マツピング、が見出
されるかを選択するために用いられる。Δ１０はかくし
てプｌ：Ｊグラム制御のちとにΔＩＯＤによってセソ−
１・される。ｆｂｌ命令アドレススペースにおいて、”
　Ａ　ｌｏプｌ：］ググラムカランの最上位ピン１〜で
ある。（Ｃ１電極及び振幅（ＡＤＣ）入力においてへ１
０ビ′ノドは２つの方法で用いられる。すなわち１アド
レススペースの内のどしらのハーフがマツピングとして
見出されるか（八と同様に）をプログラム制御のちとに
△ＩＯＤに関して決定すること、２振幅ΔＤＣデータの
制度を５〜６ビノ１−へと拡張するためにＡｌ）　Ｃ入
力の余分の（最下位のビットとして１或いｃ；＋：　２
の選択シ、１プログラムの制御化に於て行われる。この
仕分ＬＪすなわちパーティションが可能なアドレス空間
の最大の利用を行なうために設計されているということ
、そしてこれが−見不自然なピノＩ・の割当のいくつか
を説明しているという事を気イ＝＋かれるべきである。
レジスタ選択ビットにおいて、Ｒ３２゜Ｒ３ＩおよびＲ
８Ｏは命令の名前の後にそれぞれ示される。
ＦＩＸ−固定データ（０００） プし１グラムカウンタ（Ｆ　Ｅ　Ｔ　ＣＩ（の一端で増
加される）はアドレスバスとゲーティングされる。
ｆ７ｆｆってメモリの中に次のハイドで記憶されるＤＡ
Ｔ八番、１ノ・モリが１）へＴパラノチの中にロードさ
れた（多に記憶されるものである。プログラムカウンタ
はこれから増加する。このモードは固定された期間の遅
廷をあるいはデータバーストを発生するために用いられ
てハース１−において送られてくるパルスの数がＲＯＭ
の中に記憶される。
ＦＸＤＴ−一固定ｙ−夕およびトグルＤＯＵ１’　（Ｏ
Ｏ１）この命令はＦＩＸ命令と同じであってＤＯＬＩＴ
出力線は状態によって変わる点が異なっている。
’ｔ−Ｆ、　ｓ　ｐｏｕｒ線はフレームの最初において
常に０に七ソｉ−される。
Ｆ　Ｘ　Ａ　Ｔ−固定データ及びトグルＡＩＯ選択フリ
ノプフ１′１ツブ１１０ この命令はへ１０選択フリップフロップと呼ばれるフリ
ップフロップはトグルされることを除いてＦＩＸ命令と
同じである。このフリップフロップは命令データの中に
あってＡＩ　ＯＤ倍信号いはＡＤ２　（ＡＤＣ入カビノ
ド）のどちらが一方を選択するものである。入力メモリ
の一つの半分のどちらか一方にマツビッグするが或いは
１ビツトだり振幅の精度を拡張ず４ためにそのフリップ
フロップも用いられる。
？ｌ　：　Ａ　Ｉ　Ｏ選択フリップフロップはフレーム
の開始のところで０にリセットされ ている。
Ｆ２ＡＤＣ−ＡＤＣＩＮＰＵＴ（Ｆ２値）１１１ＡＤＣ
からの８０ビツトの出力はアドレスバスの２ビツトが９
ビツトへとゲーティングされて（ＭＳＢはＡ９である）
アドレスのピノｌ−０と１は論理１にされる。ＦＲＯＭ
の領域データはＦ２と電極数冊のマツプである。ＡＤＣ
は１１００００００　（＝２２４）の値にあるいはそれ
より大きな値に決して到達しない横基準電圧に関して配
設されているので、ＡＤＣ値はプログラムアドレス空間
へ入り込むことはないことを保証する。
その代わりとして、ＲＯＭのプログラムはＲＯＭ半分の
アドレス空間を占める。（例えば、Ａ１０−１）そして
、電極マツプに対するＦ２は他の半分（八１（１＝０）
を占める。それによってＦ２を電極マツピングアドレス
空間へと限定することは不必要であり、全８ビア）範囲
が使われる。
同時にＡＤＣは読み出されて８ビツトＦ２値または８ビ
ットのＦ２　ＬＩＴＣＩｌｌ　３７の中に記憶され１そ
れからそれは再び後に読み出される。
さらに、Ｄ　Ａ　ＴＡのビットＤ７からＤ２はＰＲＯＭ
からそのように発生されるものであって（すなわら、電
極数）、それはＥＬＥＣＴＲＯＤＥ　ＬＡＴＣＨＩ　３
６、オフセットおよびピント反転のオーダの中で記憶さ
れる。
第２０図において示される配置はＦＲＯＭからの出力の
ビット６から２へ電極数がエンコードされることであり
、このときＤＩ＝１．ＤＯ＝Ｏである。これは電極数ｎ
を４＊ｎ＋２にエンコードする。しかしながら電極数を
Ｂ＊ｎ＋４にエンコードすることもまた可能であってこ
れは電極数を１ビツトだけ残してシフトすることによっ
て行われそしてＤ２＝１にセツティングしそしてＤ’０
＝Ｄ１−０にセントする。システムの上記の説明におい
て述べられているように、電極数は８＊ｎ＋４によって
バーストパルスにおいて植込み装置にエンコードされる
。エンコード′チップデザインによれば電極数をエンコ
ードすることにおい−ζばフレクシビリティであって異
なった電極のエンコーディング成形を利用することがで
きるような将来の設計をくめとって有利なものとするも
のであって、これは刺激の最大速度の点において利点を
持っている。
Ｆ２Ｌ−ランチ入力（０１１） Ｆ２　ＬＡＴＣ’ｌｌに記憶されたデータばＦ２’ＡＤ
Ｃ命令（１１１）（第１８図）によって前もって発生さ
れているものであって再びアｉルスハスへとゲートされ
る。命令ビットＡＩ　ＯＤと関係して用いられるとき、
これはＦ２ＡＤＣ値に対しても２個のＤＡＴＡ値のうち
の１つの選択を可能とする。
これは、それが異なった刺激の仕方を将来において用い
ることを可能とするので重要であって。
たとえば各Ｆ　’ｌ　（ｉ７ｊに対して１つの電極以上
のものを利用することそしてその電極が組になって刺激
されること等である。その代り各電極に対して異なった
刺激パルス長を持つこともまた望ましく。
これによってメモリアドレス空間の第２の半分において
それが記憶されそしてこの命令によってアクセスし１ｑ
る。
ＡＤＣＨ−ＡＤＣ入力および電極（１１０）ＡＤＣのも
っと最コニイ立の５ヒ゛ノドはアドレスバスのＡ５乃至
Δ９ビットへとゲーティングされる。
下位５ビツトは、電極ランチの内容（第１９図）をピノ
）・反転の状態で含む。電極の数はアドレス空間のこの
部分の他のアドレス空間への侵入を防ぐために１０１１
（２３）よりも大きくない値にＦＲＯＭの中では強制さ
れなければならない。現在の設計でりこれはしたがって
電極の数を２３へと制限する。
しかしながら上述したように、電極ランチは長さにおい
て６ビツトであり、６ビノトのうちどの５個の選択がア
ドレスバスの上になされるかは。
電極数の４　＊　１　＋　２または８＊　ｆｉ　−１−
４のコーアンダの選択による。エンコードチップへの外
部制御入力はどのエンコードのやり方が用いられるべき
かそして６ビツトのうちどの５ｆｌｌｉｌがこの時点で
アドレスバスへ置き換えるべきかを選択することをユー
ザに可能とするものである。
ＡＤＣにおいて１個余分なビットの精度を用いることは
、　ＦＸＡＴ命令が、フレームが開始したので。
奇数回数（たとえば１）実行されるならば、Ａ１０線上
にそれをゲーティングすることによって可能になる。そ
うでなければＡＩＯはＡｌ０Ｄの内容を含んでいるので
、メモリのどちらか半分からパルスシーケンスの発生を
みとめることになる。
＾ＤＣＥ命令が実行されると同時に、６（１１ｉｌの上
位ビット（ＡＩＯからＡ５）が後の再使用のために内部
Ａ　２　　ＬＡＴＣＩｌｌ　３８に記憶される。Ａ２ラ
ンチデークのピントはＡＩＯから送られてＡＤ２　　（
ＡＤＣから）または電流命令からのＡｌ０Ｄのどちらか
一方を含む。
Ａ２Ｌ−Ａ２ラッチ及び電極（０１０）これはへ２ラン
チにへＤＣＥ命令によって以前に記憶されたデータがＡ
ＤＣ入力の代わりに用いられるという場合を除いてＡＤ
ＣＨ（上述したように）と同一である。データはＡ２ラ
ッチへと再ランチされないが保持はされる。
ＩＩＡ　Ｌ　Ｔ−停止（１００） シーケンスの終わりを意味のあるものにするためにそし
一ζ１１　Ａ　Ｌ　Ｔ状態の始まりを意味あるものにす
るための特別な命令である。全体のエンコーダチップは
刺激シーフェンスの間のＨＡ　Ｌ　Ｔ状態において存在
〕−る。
ＩＩ　Ａ　Ｌ　Ｔ命令はまた制御信号を発生してＡＤＣ
（ＲＣ）を読ませる。これはＡＤＣがそのフレームで実
行されるべき最初の命令において使用可能なデータを変
換する準備ができていることを保証するので、その結果
ＡＤＣデータはそのフレームの中で最初に読まれたとき
、そのフレームの開始の点でのデータとなるのであろう
。
バーストカウンタ制御ビット バーストカウンタ制御ビットはクロックパルスがバース
トカウンタ制御ビットを介して転送されるかどうかを決
定しそしてバーストカウンタがバーストの最終点でリセ
ットされるかどうかを決定する。
ＢＣＯはクロックパルスがバーストの期間の間出力ピン
に対してずネーブルまたはディスイネーブルされるため
に使用される。
ＢＣＩはバーストカウンタのリセットをバーストカウン
タの品質の検出時にそしてデータラノヂの検出時にイネ
ーブルするために使用される。
ＢＣＯとＥＣＩがともに０であるならば、そのときバー
ストへのクロック入力ば２によって分割されてクロック
が出力に対してイネーブルされ　そして信号ＲＧ（リセ
ットゲート）の０Ｎ−１１のものがハイとされる時間を
倍にする。２個のサーキット１４１　　（第１９図）に
よって分割されるかまたはクロック発生器１４４から直
接に加えられるかのとぢらかによるバーストカウンター
・のクロックのソースへの選択は電子スイッチによって
なされ。
命令デコーダ１３３からの制御信号によって設定される
。
ハース１−カウンタおよび制御論理１４３部分ば。
ｔｌｌＡＴＡ　ＬＡＴＣＩｌｌ　３９にＤＡＴＡサイク
ルにてロードするだめの数に従ってパルスを発注するた
めに使用さ乳る。　ＢＵＲＳＴ　Ｃ０ＵＮＴＥＲＩ　４
２はＤＡＴＡサイクルの端部でカウントを開始し、そし
てピントバイナリカウンタ１４２における値がカウンタ
が停止し新しいフェッチサイクルが開始される段階に於
いて、ＤＡＴ八１へ八ＴＣＩ１１３９におりる数に等し
くなるまでカウントする。
Ｉ！ＵＲ５Ｔ　Ｃ０ＵＮＴＥＲ１４２は９ステージの同
期バイナリのアップカウンタである。ＢＵＲＳＴ　Ｃ０
ＵＮＴＥＲ１４２の制御は現在の命令におけるピノ）−
ＥＸＴおよびＢＣＯ，ＢＣＩによって行われる。ＥＸＴ
ビットは８ビットデータを９ビツトデータへと余分のビ
ット（上位ビット）を加えることによって有効に拡張す
る。ＢＣＯの状態はクロックがバーストの機関の間０Ｕ
ＴＰＵＴピンヘイネーブルとなるかどうかを決定しくす
なわちＯＮ　ＢＵＲＳＴであるかＯＦＦ　８１月マＳＴ
であるか）、ＢＣＩばＢＬＩＲ５Ｔ　Ｃ０ＵＮＴＥＲが
電流バーストの端部でリセットされるかどうかを決定す
る。
一定の時間間隔の中で変化する数のパルスを発生するこ
ともまた可能である。この特徴はそれを使うことによっ
て全ての刺激フレームが一定の時間期間にあるというこ
とを保障することが可能であるので重要である。これは
患者に対する刺激パルスの間のタイミングのジッタを除
去するためにいくつかの精神物理学的研究のために要求
されるように重要となる。そしていくつかの音声処理の
仕方にとって重要である。例えば２５６個のクロックパ
ルスの一定の時間間隔が要求されるので以下のシーケン
スのイヘントが発生ずる。
Ｘ、最終命令におけるＥＮＤにおいて［１ｔｌＩＩＳＴ
ＣＯＵＮＴＥＲはリセ、１・される。　（ＢＣ’ｌ＝１
はその命令に対してである） ２、要求されるパルスの数に対するデータ（Ｎ）はＰＲ
ＯＭにおいてのマンピイングを介してＤＡＴＡ　ＬＡＴ
Ｃ）ｌヘロードされそして出力はイネーブルされそして
ＢＵＲＳＴ　Ｃ０ＵＮＴＩＥＲはＢＵＲＳＴの終わりで
リセットされない。　（ＢＣＯ＝＝１　、ＢＣ１＝０ン ３、次の命令は２４８の固定データ（カウントされる２
４８パルス＋ＣＦＥＴＣＨおよびＤΔＴＡ時間に対する
８パルス−２５６）をロードし、出力はイネーブルでは
なくそしてバーストカウンタは端部においてリセットさ
れる（ＢＣ１＝ｉ　　ＢＣＯ＝−０）。
従って最後のデータ値から全パルス値まで出力なしにカ
ウンタはカウントし、そして最初のパルス発生からＯＦ
Ｆバーストの終わりまでの時間間隔は一定である。
この装置はいかなる演算がエンコーダチップ内部で行わ
れる必要性をも除去している。
ＢＣＯ−０＝ＢＣ１（通常これは意味がないのであるが
）という条件がさらにきわめて長いバーストのパルスを
発生するために用いられる。この条件においてバースト
カウンタへの入力クロック２によって前もって分割され
、その結果カウンタがカウンティングしている時間が通
常のクロックが用いられる時間の丁度２倍となる。かく
して出力パルスの数はデークラ・／チにおける同し数に
対して倍となる。この条件は命令デコーダ回路によって
検出され、それは適当な内部ｊｌｉｌ＋御信号を発信号
る。
９ビツトのアップカウンタと８ピノ１−データランチに
現在の命令からのＥＸＴビ、トを加えた和とが等価であ
ることが、９ビソトハイナリの比較器１４０として配設
されている組合せ論理回路によって検出される。等価信
号（Ａ＝Ｂ）はアップカウンタのカウント動作を禁止す
るために信号を生ずる内部タイミング及び状態発生回路
１３２へ戻される。
もし音信号が生ずるならば、（現在の命令からリジード
されている）クロック信号はＯＵ　Ｔ　Ｐ　ＵＴヘゲ−
１−され、ＤＡＭＰ信号が生ずる。
内部タイミングと状態発生器 内部のタイミング及状態発生回路内部のタイミングと状
態発生回路１３２の機能は 一エンコーダチップのリセットに対して電力を発ろ１ユ
すること、 一オンチップクリスタル発信機１４４からのり１′７ノ
クを発生すること、 一８ＴＡＲＴパルスがもしチップがイネーブルの場合に
受信されたならば、ＥＦＲＯＭにおけるプログラムを開
始させる初期シーケンスを発生する。
パワーオンリセットはビンＦＲＯＭＩ　５１から検出さ
れそれはパワーが供給されたあとで、しばしばハイに立
ち上がる。この信号は簡単に抵抗とキャパシタのネット
ワークから発生される。パワーオンリセットの機能はエ
ンコーダチップがコーチの状態にその電力がアップする
ということを保障することである。それに加えてこの実
地例では。
音声プロセッサの前面に回路が含まれており、エンコー
ダをもし電力供給電圧が不適当であるならば動作するこ
とを禁止し、それはバッテリの寿命の終わりの方向に向
かって生ずる。これはこのシステムにおりる重要な安全
性の特徴であって擬僚パルスフレームが、供給電圧が低
いために生ずる論理回路の誤動作のためにその挿入され
た装置へと伝送されることを禁ずるためなのである。
水晶発信器は従来は奇数のインバータの遅延から構成さ
れていた。これは、その時は２個の回路によっ′ζ分割
へとゲートされ、そしてその結果のクロックは重くバッ
ファされてチップの残りの部分に分配された。その　駆
動回路はエンコーダナツプが電力を節約するために走っ
ている間にイネーブルされるだけである。これは、０Ｍ
Ｏ３技術に於いて、全てのチップの電力消費が濃度の点
に於ける容量的なチャージとディスチャージから引き出
されるものであり、一方ＤＣ電力消費は有効的には零で
ある。２（ｌｌｉｌの回路による分周は内部クロックと
そして外部の出力信号との１硲に等しいマーク、スペー
ス比を保障するもので、それは出力段における最もよい
効率を達成するために重要である。
初期シーケンサは七ノドアップされるので、全てのイネ
ーブル入力は５ＴＡＲＴパルスをエンコードからの動作
を開始させるために生じなければならない。メモリにお
けるプログラムが開始した後で、Ｓ′「ΔＲＴへの一層
の変化とイネーブル入力とは電流フレームが完成するま
で（すなわちＩ］Ａ　＋、、　ＴＩ、Ｔ命令が実行され
るとき）いかなる幼果をも許さない。
有するＤラッチであってＰＦＥＴＣＨサイクルにおいて
現在の命令によってロードされる。Ｒ３Ｏ〜Ｒ３２の内
容は命令ラッチの中にあり、そしてそれは組合せ回路１
３３によってデコードされて５アドレスバスのソースを
決定するために用いられ、上述されたようにバーストカ
ウントを受けることとなる。そのメモリはＥＬＳＥＬＥ
データからマツプされたパルスバースＨＩＭにおけるデ
ータとおよび音声プロセッサ前端部からのＳＴＡＭＰデ
ータを有する。ｌＮ５ＴＩＩＵＣＴＩＯＮ　Ｉ）ＥＣＯ
ＤＥＬＯＧＩＣは現在の命令におりるＲ８０−Ｒ８２ビ
ツトをデコードしそして適当にランチされたデコードを
あるいはＡＤＣデコ〜ドをＤＡＴＡサイクルにおける＾
ＤＤＲＥＳＳ　ＩＩＵＳヘイネーブルするために、信司
をセントする。
ＤＡＴＡサイクルの間のタイミングは＾ＤＤＲＩＥＳＳ
８υＳが各種のランチイネーブルあるいはΔＤＣ呼出し
信号によってメモリデータがＤＡＴＡ　ＬＡＴＣＩＩへ
（およびこのケースの場合は他のランチへ）読み込まれ
るときの以前６円設定される。かくしてメモリは約２．
５クロ・７クサイクルを安定であるべきデータに対して
（１ｕＳ）有し、それは遅いメモリ番こ対しても適当で
ある。
ゲートの回路網は現在の命令をデコートし、アドレスバ
スに対して信号をゲートするための適当な内部制御信号
を生ずる。また信号はデータバスの内容を電極ラッチへ
およびＦ２ラッチ−・あるいはＦ２の時間における振幅
ラッチへとゲートを介して入れるために発生され、それ
は命令に従って行われる。各種の内部クロック信号１４
８番↓エンコーダ回路の部分へと分散される。
アドレスバスアービトレーションおよびプログラムカウ
ンタ メモリはＦ２と電極数との間のマツピングのためにプロ
グ−ニムとデータとの両方を含み、振幅データと組み合
わされた電極数はパルスの数に対応し、それは最終的に
は刺激の強さあるいは長さを制御することになる。この
装置によってはメモリに対するアドレスバスの入力が下
記の総数からくるようになされている。
１、プログラムカウンタ ２、八ＤＣ（８ビツト）・ ３、Ｆ２ランチ（ラッチされたＡＤＣデータ） ４、ｆｆｉ＋ＭラッチにＡＤＣ後の上位５ビツトを加え
る ５、振幅ラッチに電極ラッチを加える アドレススペースは第２０図に示したようにマツピング
され、そしてプログラムカウンタ、ＡＤ入力回路あるい
はＦ２ランチをアドレスビットに対する入力として、使
用するとき、１状態を保証するためのゲートもある。
Ｆ２１．八ＴＣＩ１１　３　７　　（第　１９図）　、
　八２　　ＬＡＴＣＨＩ　　３　８およびＥＬＥＣＴＲ
ＯＤＥ　ＬＡＴＣＩ１１３６ばすべて簡単なゲートを有
するＤタイプのフリップフロップからなり、それらはも
し適当な条件のｌＮ５ＴＲＵＣＴＩＯＮ　Ｌ＾ＴＣＩ＋
１３４において設定されるならばＤＡＴＡサイクルにお
いてロードされるものである。これらのラッチ出力は、
もし命令デコーダ論理回路によってＤＡＴＡサイクルの
全体に対して　＾ＤＤＲＥＳＳ　Ｂｕｓへとゲートされ
る。
ＰＲＯＧＲＡＭ　ＣＯＵＭＴＥＲ１３５は６端の同期バ
イナリダウンカウンタであって、各ＦＥＴＣｌ−１サイ
クル毎に一度減少し、そしてもし固定さたデータが要求
されるならば、データサイクルに於て一度減少する。
プログラムカウンタは内部信号によってリセノ１−され
、その内部信号は５ＴＡＲＴハウスから発生されて、内
部タイミング及び状態発生回路に於て或いはＰＭＯ３に
おいてその発生は行われる。ＰＲＯＧＲＡＭＣＯ［ＩＭ
ＴＥＲの最上位ビットはＦＥＴＣＩＩサイクルの間にＡ
ＩＯへイネーブルされる。データサイクルに於ては、　
ｌＮ５ＴＲＵＣＴＩＯＮ　ＬへＴｃ１ＩからのＡＩ　Ｏ
ＤビットがＡＩＯへとされて、メモリのいずれか半分の
マフピングをイネーブルとする（その際、　Ｆｉｘ型の
命令に於けるものを除く）。
ＰＲＯＧＲＡＭ　ＣＯＵＭＴＩＥＲはダウンカウンタで
ある理由は、ＡＤＣデータがメモリ内に於てプログラム
領域へと侵入する可能性と１間違ったパルスバーストを
発生する可能性とを減少する為である。かくして、ブ１
コグラムは常に７ＦＦマドレスでスター＋−しくＨＥｘ
＞　　＜最高アドレス）７８３アドレスへと降り′（Ｉ
ＩＥＸ）それからアドレス３Ｆけ（ＨＥＸ）から、６４
ハイドの全プログラム領域に対して、　　３８．３　（
ＨＥＸ）まで低下し続ける。このプ１コグラムは領域は
複雑なパルスバーストに対しても適当であって、それら
は多数の電極刺激に用いられてもよい。
実際のところ、ここに述べられた実施例に於ては、プロ
グラムの開始アドレスに使用可能なピンへ、ハイ又はロ
ーのいずれか一方を与えることによって可能である。こ
れはそれが、　ＥＦＲＯＭをその中の２個の異なったプ
ログラムを用いて構成することが、利益であり、それは
ユーザによって選択される。例えば、２個の異なったプ
ログラムは雑音の多い環境及び静かな環境或いは音楽及
び音声に対して設定されるものである。かくして開始ア
ドレスは７Ｆけ（ＨＥＸ）又は３　Ｆ　Ｆ　’＜ＩＩＥ
Ｘ）どちらか一方であるようにセントされる。
ＡＤＣ入力の８ビット全体は必ずしも使われていないの
で、下位３ビツトは命−令デコード論理回路によって発
生された信号によってイネーブルされるトライステート
バッファによって、全てのビ・７ト（すなわちＦ２ＡＤ
Ｃ）を要求する命令に応答して、アドレスバスへとゲー
トを開いて入れられる９これは、いかなる当業Ｍ　’４
）その機能を行うことができるようにというものである
から、その回路中には示されていない。Ａｌ（ｌビット
は３つのソースの１つからやってくる。
１、八ＭＰＬＴＴＵＤＥ　ＬＡＴＣＨＩの最上位ビット
２、プログラムカウンタの最上位ビット３、現在の命令
に於けるＡＩＯビット ４、アナログディジクルコンバータＡＤ２ビット入力 論理回路が適当な時間でこれらの入力の間を選択する為
に設りられる。
電極ランチは６ビノトラソチであって、Ｆ２人力からマ
ツプされる電極数６ビノトマノプメモリは、Ｆ２ＡＤＣ
命令に応答しでおりラッチに記憶される。上位５或いは
下位５ビツトマツプメモリの内のいずれか一方は、＾Ｄ
ＣＥ或いはＡ　２　Ｌ命令に対するアドレスバスへマル
チプレクサのアレーを介してイネーブルされる。これに
よって電極パルスバーストを４Ｎ＋２或いは８ｎ＋４の
いずれか一方として（レシーバ構成によって）コーディ
ングすることを可能とし、　　ＥＰＲＯＦＸアドレスに
影響を与えることなく行うことができる。どの５ビツト
がバスヘゲートされるかの選択は、外部の使用可能なＥ
Ｌ　ＯＰ　ＴビンをＶＣＣ又はＧＮＤに与えることによ
ってなされる。論理回路はエンコーダの動作に対して、
単に付随的であるので第１９図には例示されていない。
外部のアドレスバスはＴＲＩ状態のハスドライバによっ
て駆動される。アドレスピットマツプメモリ５．６．７
．８及び９は、へＤＣデータカくアドレスハスヘゲート
された時に呼び出される時。
ＴＲｔ状感レベルへと与えられる。これらの出力ビンは
、チップへ必要に応して内部う、チに記憶する為にフィ
ードバックされてもよい。
テスト信号選択器（ＴＥＳＴ） ピーン数についての制限の為に、全ての内部信号に直接
的にアクセスすることは可能ではない。しかしながら全
ての重要な内部信号は、テスト信号選択器１５２に於て
、３個の８から１のマルチプレクサへともたらされる。
これらのマルチプレクサへの選択信号は夕（部へ運ばれ
、ＴＰＳＯ，ＴＰＳｌ及びＴＰＳ２と表示される。かく
して２４１１１ｉ１の内部信号が、ただ６個のビンを用
いて、使用可能となった。通常の動作に於ては、ＴＰＳ
Ｏ，ＴＰＳｌ、’ＴＰＳ２は論理１の結びイー１りられ
て、出力信号へとって利用可能である信号は、そのエン
コーダの通常の動作の間有効である信号となる。
これに加えて、全てのアドレスバスのピンは。
チップがテストモードにある時（ＴＰＳＯ’、ＴＩ）Ｓ
ｌ及びｉ’　Ｐ　Ｓ　２が必ずしも論理１に結合されて
いない時）は、Ｔ’ＲＩ状態へと七ノｌ−される。そし
てイネーブルラインの１つが活性化される。この条件に
よって、アドレスバスへと外部からアクセスすることが
可能となる（例えば１回路内にある間にＵＰＲＯＭをプ
ログラムすること）。
これはシステム全体としての使用を簡単化する為に重要
な面であって、なぜならばＥＦＲＯＭを生物物理学的な
患者の試験の間に回路から取り除く為の必要をなくした
からである。
使用の仕方が簡単であるという利点とは別に、Ｗｓｐに
おける隣接回路基板に永久的な固定には従わないより　
　の高いパンケージングの技術（リードレスチップキャ
リア）を行うことが可能である。これに加えて、たとえ
ばもしマイクロブ１コセソサでコントロールされる音声
プロセノンングのやり方を区切りたいとするならば、同
一のアドレスバスを１つ以上の装置が共通に使うことの
将来の可能性というものを認めることになる。そしてエ
ンコーダプログラムと同じＦＲＯＭにおいて制御メモリ
を記憶することが望ましくそして患者のデータマツプを
記憶することが望ましい。
音声プロセンサエンコーダに対するサンプルプログラム 刺激フレームを挿入装置に送る為のレージのプログラム
というものは以下に示されており下記の説明の基礎とさ
れる。このプログラムは第８図に示される刺激パルスフ
レームの定義に従って　続きのパルスバーストを発生ず
る。他のプ１ノグラムが同じ刺激フレームを発生するた
めに使用出来そして異なった患者に対してその他のプロ
グラムが使用できるということが理解されるべきである
（たとえば２極刺激を発生し或いは刺激フレームを発生
するために異なった刺激パルス長ずなわちファイ１とフ
ァイ２とである）。
ステップ アドレス　　　　　命　　　　　令　　　　　データ　
表記（ＨＥＸ）　　ＥＸＴ　ＢＣＩ　ＢＣＯＲ５２Ｒ５
Ｉ　Ｒ３ＯＡＩＯＭＩＸ　　（ＨＥＸ）１７ＦＰ　　Ｏ
１１００００１、，６１ＦＩＸ７ＥＢ　　ＯＯＯＯＯ１
０００４Ｃ０Ｎ５Ｔ４２７Ｆ７．０　０　１　１　１　
１　０　０　　３ＣＦ２ＡＤＣ３７Ｆ３　０　１　０　
０　０　０　０　０　　４０　　　ＦＩＸ７ＥＦ　　１
　１　１　１　１　０　０　０　　　Ｆ８　　　Ｃ０Ｎ
５Ｔ２４８４７ＥＢ　　Ｏ１１０００００６０ＦＩＸ７
Ｅ７　０　０　０　０．１１０　０　　０ＣＣ０Ｎ５Ｔ
１２５７Ｂ３　０　１　０　．０　０　０　０　０　　
４０　　　ＦＩＸ７ＤＦ　　Ｏ００１０１００１４Ｃ０
Ｎ５Ｔ２０６７Ｄ７０１１１１０１０　７＾　　＾ＤＣ
Ｈ７ＣＦ　　、０　０　０　１　０　１　　、（１０１
４Ｃ０Ｎ５Ｔ２０８７ＣＩＩＯ１１０００００６（ｌ　
　　ｌｌｌＸ７Ｇ７１　１　１　１　１　１　１　１　
　　ＦＦ　　　Ｃ０Ｎ５Ｔ２５５９７Ｃ３０１００００
００４０’ＦＩＸ７ＢＦ　　ＯＯ０１０１００１４Ｃ０
Ｎ５Ｔ２０１０７ＢＢ　　０　１　１　０　０　０　０
　０　　６０　　　ＦＩＸ７Ｂ７　１　１　１　１　１
　１　１　１　　　ＦＦ　　　Ｃ０Ｎ５Ｔ２５５１１７
Ｂ３　０　０　０　１　０　０　０　１　　１１　　　
ＨＡＬＴこのプログラムは１１ステツプからなる。各ス
テップはＦＥＴＣＨ，’　ＤＡＴＡおよびＣ０ＵＮＴザ
イクルからなる。第１のステ、プの詳細なタイミングは
与えられて他のステ、プもまた同様なタイミングを有す
る。
このプログラムは音声プロセッサの前端部からの５ＴＡ
ＲＴパルスの到着によって開始されて、・エンコーダが
イネーブルされるものとする。５ＴＡＲＴパルスはプロ
グラムカウンタを１１１１１にリセットさせそしてバー
ストカウンタは０にリセットされる。そして内部的なタ
イミングおよびび状態発生器の動作を開始させる。第１
のＦＥＴＣＨサイクルにおいてはアドレスバスは７ＦＦ
を含みすなわち第１の命令のアドレスを含む。このアド
レス（６１ＨＥＸ）の内容は第１のＦＥＴＣＨサイクル
の間に命令ラッチへとストＩコープされる。プログラム
カウンタはＦ　Ｂ　Ｔ　Ｃｔｌサイクルの一端で減少す
る。
それに加えて、エンコーダとＡＤＣはＡＤＣ変換が第１
の命令がメモリからラッチされるときに開始されるよう
に配設される。このようにしてＡＤＣはその入力に与え
られた値をエンコーダが第１の命令を実行するときと同
時にその他のときに変換する。使用されているＡＤＣは
アナログ装置はＡ１１　７５７４であって所望の特徴を
有し、すなわちそれは新たな開始変換信号がその前のデ
ータが読まれるまで無視される。
そのデータサイクルにおいて、命令は固定データ命令と
してデコードされてそのプログラムカウンタは再びアド
レスバスヘイネーブルされる。次のバイトの内容は（７
ＦＢにおいて）プログラムの中にあり（０４ＨＥＸ）、
ＤＡＴ’Ａサイクルの間にデータラッチの中にストロー
ブによって取り込まれ、プログラムカウンタは再びＤＡ
ＴＡのサイクルの端部で減少する。バーストカウンタの
制御ビットは命令ラッチの内容によってセントされた。
ｊ　ｊ　Ｊ）八′「へザイクルの端部において、Ｃ０Ｕ
ＮＴサイクルが始まり、バーストカウンタは４サイクル
までカウントされる。４サイクル後は、バーストカウン
タとデータラッチとの等しさが検出されそして次のＦＥ
ＴＣＨサイクルを開始するパルスが発生する。こ′れら
の４個のパルスは０ＵＴＰビンへ出力されそしてバース
トカウンタはその端部でリセットされる。これら４個の
サイクルはレシーバ／刺激装置へと転送されて第８図に
示される同期バーストとなる。
ステップ２にとっては１次の命令（３ＣＨＥＸ）はアト
レア、７　Ｆ　７　０１ＥＸ）からｒ、ｌ−ドされてそ
のプログラムカウンタは減少する。ＡＤＣからのデータ
は読み出される。ＡＤＣはＥＰＲＯＭのチアブイネーブ
ルとして用いられる同一の配線から読み出された第１の
命令の期間内に変換を開始させる。ＡＤＣ（８ビツト）
の出力はアドレスバスビット２乃至９へ第２０図に示さ
れたようにイネーブルされて、ある数がこのように発生
されアドレスにおいてＥＰＲＯＭから読み出される。
この数は選択された電極を８＊　ｎ＋４としてレコード
しその数はパルスとして出力される。電極の数はまたＤ
ＡＴＡサイクルの間にＥｌ、１ＥＣＴＲＯＩ］Ｉミ１．
、ＡＴｃｌ＋の中にまた出力される。実際の選択された
電極はＥＬＳＥＬ信号がこの特殊の患者に対する電極数
へとマツプされるような方法によっている。このマツプ
ピンのアルゴリズムに基づく詳細な議論はこの開示の後
半でなされる。
Ｆ２　　ＡＣＤ入力からのマツプされた故はバーストの
パルスの出力である。このバーストの−ｙｓ＋部におい
てバーストカウンタはりセットされずＥＱが検出された
ところでこの状態の中に残る。
ステップ３においては次の命令（４０）がｌＮ５ＴＲＵ
ＣＴＩＯＮ　ＬＡＴＣＨへ次のＦＥＴＣＨにおいてゲー
１−される。一定のデータ２４８はＤＡＴＡサイクルの
間にＤＡＴＡ　ＬＡＴＣＨへとゲートされる。バースト
カウンタはその最終値から２４８まで係数を続けその時
点でカウンタはリセットされそして次の命令がツェナさ
れる。したがって活性化されている電極のハースＩ−お
よびその後につづ（内部バーストによる遅延は２５６ク
ロノク時間かかりこれはレシーバ／刺激装置へ送られ実
際の数とは無関係である。
ステップ４は１２パルスバーストの伝送の結果としてす
るものでありその例においては刺激モードを１としてコ
ード化しあるいは他極とする。他の刺激モードは使用で
きる。ステップ４は出力信死をもたない一定の期間によ
ってその後に続かれ、ステップ５におりるＦＩＸ命令が
内部バースト遅延を与える。
ステップ６においては、命令はＡ　Ｄ　ＣＦ、であり。
その電極ラノ千におりる５ビツトはアルレスハース１−
の４から０ビツトへとゲートされてそれは第４図に示す
ようにビット反転順序に行われ、そしてＡＤＣ出力の５
個の上位ピノ１〜はア１−レスハスの９から５ビツトへ
とゲートによって入れられる。
ＥＴＲＯＭにおける一種のデータはそれから選択された
電極に対する刺激振幅を八ＤＣから読め出された数によ
って与えられる入力信号（ＳＴＡＭＰ）の値によってコ
ード化する。ステップ７はステップ６によって発生され
た振幅バーストの後に遅延に対するインターハース１−
遅延を発生する。
ステップ８，９および１０はファイｌおよびファイ２を
発生しそれらをこの例では２５５のりしフックパルス長
として示されるが他のファイ１．ファイ２回もまた使用
できるにもかかわらず２である。
最後にステップ１１におりる最後の命令はＩＩＡＬＴ命
令である。この命令はエンコーダにデータ送りを停止さ
せるもので八ＤＣが２次のパルスフレームの最初の命令
設置に基づいて変換を始める準備をしたごとを確認する
ためにＡ　Ｉ）　Ｃを読むことも行う。それに加えてこ
の実施例で示されるように、ＨＡＬＴ命令はＭＵＸピッ
Ｉ−の状態を変化しその結果次のフレームの開始に対す
るΔＤ　Ｃ−１与えられたＥ　Ｌ　Ｓ　Ｅ　Ｌとなるで
あろう。Ｍ　Ｕ　Ｘビットはプログラムのステップ１に
関して値を変化させるようにすることを注意しその結果
次のＡＤＣ変換（次の振幅バーストに対して）ＳＴ八へ
Ｐ信号の変化を生ずるものである。Ｍ　Ｕ　Ｘビットは
制御信号線を動作させて２個のアナログ信号のうちの１
つを選択してＡＤＣコンバータに第１７図に示すように
与える。
邸左嗟 出力段は２１１１ｉ１のエンハンスメントモードの電力
フィール１エフエクｌ−＋−ランジスク（ＦＥＴ）を用
いた１）級１ン１２出力段であり第２１図に図示されて
いる。信号’０ＵＲＰＵ’ｌ”　はエンコーダからｈｌ
られエン−１−ダの論理レベルからキャパシタ２００と
抵抗２０１によってレベルノフトされる。
論理振幅より少ない低ＯＮ抵抗値およびスレノンコル１
′電圧とを有するように選択されたＮチャンネルＦＦ、
Ｔ２Ｏ４はこのレベルのシフト信号によってＯＮされる
。ＦＥＴのドレインは同軸ケーブル２０５６：よって患
者が装着したコイル２０７に接続される。キャパシタ２
０６はコイルに同調するように選択される。キャパシタ
の値は同軸ケーブルの長さ方向によっており同軸ケーブ
ルそれ自体の並列キャパシタは同調キャパシタとなるか
らである。
コイルの他端は最も正なる電源へ接続される。Ｎチャン
ネルＦＥＥＴがターンオンするときに、電流はコイルを
介してシンクされる。このＦＥＴはオフされるときコイ
ルを介する電圧約３５ボルトまでサインカーブにそって
上昇する。タイミングと同調とはコイルを介する電圧が
かくしてＤ級出力段の典型となるように配列されそれは
半サイン波の形状を自する約３５ボルトの振幅のパルス
からなる。
Ｐチャンネルエンハンスメントモー１”　Ｆ　Ｅ　Ｔ　
２０２はシリコンダイオード２０３を介してコイルと並
列である。このＦＥＴはオンされそしてこの回路を短絡
しこのときエンコーダからのＩ）　ＡＭＰ信号が生ずる
。この目的は回路システムにおいていかなる残留発振を
も各バーストの端部において抑制してしまいその結果正
しい数のパルスが挿入されたレシーバ／刺激装置によっ
て受け取られる。
コイルの設置には多くのファクターをたとえば下記のご
ときものを考慮にいれる。
１、外部コイルから内部コイル−・の巻数比はレシーバ
／刺激装置におりる正しい電圧を先住するような巻数の
数。
２、効率のために高いＱを有し大き４ざる同調−１−ヤ
パシタを必要としない正しい共振周波数を与えるインダ
クタンス。
３、最良の結合効率を内部的に巻回されたコイルへ与え
そしてコイルの位置で横方向の許容誤差を可能とする直
径。
４、挿入された場所で患者の髪の毛のも店でコイルがあ
まり摺りへらないようにするためにコイルは簡単でかつ
偏平な構成となるようにされた構成。
診断およびプログラム装置およびイＺ））二人りニス装
置 診断およびプログラム装置（Ｄ　Ｐ　Ｕ）およびインタ
ーフェース装置（ＩＵ）は患者の精神物理学的なテスＩ
−な間に点化可能な音声プロセッサともに使われそして
ＷＳＰ内でプログラムとマツプを形成する。ＤＰｔＪは
従来の、マイクロコンピュータ装置であってそれに対し
てソフトウェアが加えられている。Ｉ　ＵはＤＰＵとＷ
ＳＰとの間のインターフエースに合うように特に設計さ
れた装置である。
ＤＰＵは伝達インターフェースを有効とし、それはそれ
とＩｔＪとの間の伝達を可能にする。ここに述べられた
実施例は、１６ビントのパラレル通信リンクが使用され
るがしかし他のフォーマットや構成も同しようによく利
用されてもよくデータバスの異なった幅に対して直列あ
るいは並列のごとくである。
前のセクションで述べられているように、ＷＳＰコ：ン
コーダの仕事はＷＳＰにおけるＥＰＲＯＭから命令をフ
ェッチすることによるものであり。
スピーチプロセッサの前端から入ってくるフォルマント
データ（Ｆ２およびＡ２）をマツピングし挿入されたレ
ンーバ刺激装置へ送られるべき適当な電極と振幅の選択
を行うことである。マツピングのためアルゴリズムは以
下のセクションで議論される。患者のＷＳＰにおけるテ
ストとセットアツプの間に下記の機能が行われる。
１、患者に対して公知のそして制御された刺激を指定さ
れた電極上に与えること。刺激は記録されている患者か
らの応答に結果する。スレッショルドの測定、電極のピ
ッチランク、刺激の強さの大きさのスケーリングのごと
くいくつかのテストが行われる。
２、Ｆ２と刺激された電極との間のマツプおよびＡ２と
各電極上の刺激の振幅との間のマツプとの間を発生する
ために上述のテストから得られた精神物理学的データを
使用する。
３、音声のごとく生きたオーディオ入力を使って患者の
自身の音声プロセッサを用いてこのようにして発生され
たマノ、プを試験する。
４、もし適当ならばこのプログラムとデータをＷＳＰ上
のＦＲＯＭへ使用する。このこと番、１°ＦＲＯＭの中
に以前に貯えられていたいかなるデータも消去されそし
てＦＲＯＭを患者の精神物理学的試験の結果を基礎とし
て発生された新しいデータによってプログラムすること
を含む。
！！ゼインーフェース装置におけるブロック図が第２２
図に示されている。ＩＵは従来の構成を持ったマイクロ
プロセッサに基づいた装置である。この実施例において
はＺ８０であるところのマイクロプロセッサ２２０は、
多数の入手可能なプロセッサのうちのいずれのものでも
よく、この機械の中心となりそしてデータバス、アドレ
スバス、そして制御ハスとして参照される多数の制御線
を駆動する。システＪ・装置２２１はＲＯＭとＲＡＭか
らなり、必要な関連性を有するメモリデコーディングと
インク−フェーシング回路とを有している。
システムイヘントクロノク２２２は刺激を表すものとし
てのイベントのタイミングのために用いられあるいはＩ
’ＲＯＭの消去の時間のために用いられる。並列伝達イ
ンターフェース２２４は１６個の入力と１６個の出力線
２２５とからなり関連したハンドノエイクの配線を有し
ＤＰＯとの通信を行う。そのｌ路の残りはｗｓｐを制御
するために使用される。
ＷＳＰの制御の原理はＷＳＰにおけるＦＲＯＭがディス
エーブルになるということであってＳｌ＋八〇へＨＲＡ
Ｍ２２８はその代りエンコーダに対しては使用できるよ
うにはされる。このＲＡＭはＷｓＰにとってはＦＲＯＭ
のように見えるので、前の所で述べたようにエンコーダ
からのアドレス、データ、制御バスを介してアクセスさ
れる。しかしながらこのＲＡ　ＭはＩＵプロ七フナフサ
ってアクセスもされるのでＩＵは影のＲＡＭにおいてプ
ログラムやデータを形成しＷＳＰの動作の制御を行う。
パスアービトレーション論理２３１はＷＳＰまたはＩＵ
プロセッサ間の選択、影のＲＡＭへアクセスすることに
関して選択を行うために用いられる。エンコーダ上のア
ドレスバスを、エンコーダ上におけるここで説明された
試験信号セレクタを用いることによって非動作とするこ
とが可能である。ＷＳＰデーデースはエンコーダに対し
てのめの入力である。バスアービトレーショシ論理はか
くしてエンコーダアドレスバスを非動作としそして−Ｓ
Ｐ　ＦＲＯＭを非動作として影のＲＡＭがｌ　ＬＪプロ
セソザへとって使用し得るようにする。ごＪｑ、　＆Ｊ
アドレスバススイッチ２３０とデータバススイッチ２２
９をイネーブルにするごとによって行われる。
同時に、エンコーダそれ自体が擬似データを含みそして
患者にとって欲しられない刺激を表すところのいかなる
刺激フレームの発生をも避けるよ・うに非動作とされる
。
ｗｓｐは音声プロセッサ前端から時間が変化するデータ
を用いて電極数と刺激振幅とをマツプしかつエンコード
する。ＩＵを使うとき、同様に詩興が変化している刺激
を与えることができることが必要である。これがなされ
る方法は８ビ７トラソチ２２７を用いることであり、そ
れはＩｌｌプロセッサからロードされる。エンコーダの
通禽の動作において、可変データが要求されるときには
ＡＤＣ値はアドレスバスへ入力されそしてその出力デー
タ＆；ｌ：　Ｆ　ＲＯＭからのデータバス上に現れる。
可変へＤＣア）パルスと挿入装置へ送られるための出力
データとの間のマツプはＦＲＯＭに固定される。
ＩＵの制御下において、バスアービトレーション論理は
、　ＡＤＣ読み出しがＷＳＰ制御線をデコードすること
によって生ずるとき決定する。このとき、　ＷＳＰ　Ｐ
ｌｌｏＭおよびＩＵ影ＲＡＭが非動作にされる。そして
８ビツトデータラツチはデータバスへ対してイネーブル
とされる。したがってＩＵプロセッサはデータラグチを
ハイドごとに更新しＷＳＰエンコーダへ可変データを与
える。言いかえれば、可変ＡＤＣデータをアドレスから
データへとマツピングするための通常のプロセスがバイ
パスされる。　　ＩＵはデータラッチにおけるデータが
パルスバーストごとに更新されるように配設されるので
ＩＵのＤＰＵをを介しての制御下にあって、可変数のパ
ルスをもったバーストを挿入装置へ送ることが可能とな
る。
ＤＰＵとＩＵとの間の通信プロトコールはハードウェア
ハンドシェイク（回路設計の中に設けられている）およ
びソフトウェアハンドシェイクとを含むトランザクショ
ンの形で設計されデータ通信の信頼性を増加する。ＤＰ
Ｕからハードウェアの故障の結果としであるいはシステ
ムにおける“グリッチ′の結果としてＤＰＵからＴＵに
よって受け取られた誤りデータは不適当な刺激を患者に
対して与えることはないということを確実にすることは
重要なことである。
患者のテストに対する通常の刺激プロトコールは患者に
送られてきた刺激パルスの振幅が台形の波形を取る刺激
シーケンスを利用することである。
言いかえれば、最小の可能な刺激から始まっ（知られた
時間の内に所望の刺激レベルに達し、要求されている時
間の間にそのレベルに留まりそしてそれから直線的に最
小の刺激へと再び落らる。この形の刺激エンベロープを
与えるために、ｌＵプロセッサはデークラッチを極めて
速く更新することができねばならずホストＤＰＵコンピ
ュータと通信を行うような他の仕事を実行すると同時に
これを行わねばならない。ＩＵ内のソフトウェアは以下
の点でこれを容易にするように構成されている。すなわ
ちコミュニュケーションのすべての入力と出力およびエ
ンコーダに対する可変データとが従来の方法でリングバ
ッファを介し°ζなされ。
デークラッチに対する出力には最も高い優先度が与えら
れているという点である。
これに加えて、ＩＵはＤＰＵからの精密なくｊ令に応し
て内部のソフトウェアとともに台形の刺激の振幅エンベ
ロープの立ち上りおよび立し下りおよび−・定の部分と
を発生ずることができる。これはそれがＩＵブロセソザ
の最も経済的な使用を可能にするので、すなわちＤＰＵ
をパース）・対バーストを基礎として刺激を計算するよ
うに常に調整する必要がなくなるので極めて重要な特徴
である。
しかしながら、すべての可変するバーストがＤＰＵから
のバースト対バーストに基づいて作り上げられるという
、ことは、やたらなフッソジンにおいて刺激を与えるこ
とが同様に可能である。これはこれまでのところ使われ
ておらずあるいは考えられていない刺激が、もしそれが
精神物理学試験や研究にとって有効であることがわかっ
たならば。
未来において停止されるという点で利点を存する。
ＤＰＵとＩＵとの間の通信トランザクションは影のＲＡ
Ｍあるいは一５Ｐ　ＦＲＯＭの内容をローディングする
ことと読み出すこととを含んでおり、刺激の間の制御可
能な時間を有する刺激を形成することおよびフレームの
中における各バーストの定義できる内容およびＦＲＯＭ
消去、リセットおよび順番の列の管理のような各種の家
庭内の仕事のような機能とを含んでいるものとして 患者の試験のプーコセスは刺激を与え公知の刺激レベル
において特定の電極上の刺激を与え応答乙こ対する患者
への問い掛りとである。刺激を与えることはＤＰＵの制
御下にあって、ユーザのキーボードのところのでタイプ
された命令から（たとえば難聴治療者）。ＤＰＵにおけ
るソフトウェアは十分に注意深く書かれて、刺激を共通
的には大きくしている患者へ刺激を与えることおよび挿
入によってそのレベルが現れることはないようにできる
心理学的障害にとって十分ではない。
患者はスレッショルドと感じのよいレベルとそして最大
の感じのよいレベルとを各あるいは電極め小さなに■に
ついて否定することが要求されてもよい。患者が参加す
ることを要求されζもよい他の１つの試験はピッチラン
キングと呼ばれ、それは患者がピッチの順に異なった電
極について大きな刺激を精神物理学的にかつ等しく順序
のランク付けをすることである。このピンチランク付は
処理は任意の電極の組が刺激されることを保証するＤ　
Ｐ　ＬＪのソフトウェアによって容易になるもので。
患者は第２番目のものが第１番目のものに比べてピッチ
において高いか低いかを否定することが要求される。す
べての可能な組が試験されたとき混乱マトリクスが構成
されて、電極はそれからピ。
チに従ったランク付けが行われる。
他の試験は大きさのスケーリングと呼ばれ、患者は大き
さのウェイト、を各電極（複数の電極）上での異なった
刺激のレベルに割り当てることが要求されその結果Ａ・
り微電流と精神物理学的な大きさの知覚との相関関係が
発展される。
患者の試験が−・度完成すると、このテストからのデー
タはＶ　Ｆ２からの電極数−・のおよびＡ２がらの振幅
へのマツプあるいは変換テーブルを発生ずるために用い
られる。この変換プロセスはＤＰ［０こおけるソフトウ
ェア番こよって行われる。この装置の有効な側面の１つ
は音響信号パラメータと刺激パラメータとの間のいかな
るマツピングアルゴリズムも虫にＤ　Ｐ　ｔＪにおける
ソフトウェアを変更することによって用いることができ
るという能力である。かくして蝸牛挿入による経験が生
じそしてより精神物理学的情報が入手可能になるので、
１、り刺激のあるやり方あるいはマツピングのアルゴリ
ズム力＜Ｚｌ応されるという利点がある。この実施例で
使われ゛（いるマツピングのアルゴリズムは次のとこ７
）でより詳細に説明される。
かくして先住されたマツプは患者のｗｓＰにおいてＦ　
ＲＯＭの中にプログラムされなければならない。したが
って思考のｗｓＰにおけるＰＲＯＭを消去し再びプログ
ラムすることができることが必要である。これを行うこ
との１つの方法はオペレータ（たとえば難聴治療者）に
音声ブロモ、すからＰｒ？ＯＭを除去させることであっ
てそして従来の消去装置を使って消去させそしてさらに
従来のプログラム装置を使ってＦＲＯＭをプログラムさ
せるととである。しかしながらこの誤りやすい方法は回
避されるならそれは明らかに有利でありそしてこの回路
はＴＵＯ中に含まれてＩＦ、　Ｐ　ＲＯＭの消去と再プ
ログラムとを行わせることとなりそしてまたさらにＷＳ
Ｐも接続されたままでよい。
ＦＲＯＭをＷＳＰから除去することなしに消去し再プロ
グラムすることの能力は以下の点で有利である。
１、エラーがより少なくなる処理。同業者でない人々は
高１？ｊ密の電子部品を取り扱うことが要求されないか
らである。
２　より信頼のおける構成が可能となる。これはＰＲＯ
’Ｍは永久に回路へと半田づりされているからである。
それに加えてより新しい技術を利用することが可能とな
る（リードレスチソフキャリア等）。そしてＷＳＰの大
きさが減少することができる。
３、ＷＳＰのより健全な構成が可能となる。ただ１つの
外部からアクセスできる部品はバッテリアクセスとその
ＩＵへの接続を行うコネクタである。紫外線へＰＲＯＭ
消去のために露出するだめの小さな窓はＷＳＰケースの
中に簡単に組み込むことができる。
４、ＦＲＯＭソケットが必要ないので、ＷＳＰにおいて
要求される内部の大きさがより少なくなる。
刺ｆＡ、侠シメニク−±（附−４１４皇免ぞ之スータの
マメイー／− この開しｌりにおいて述べられている装置の最も強力な
特徴の１つは患者対患者を基本としてシステムを構成す
る能力である。装着後、患者はＤＰＵ／　ｌ　Ｕ装置を
用いて患者の精神物理学的特徴を測定するために試験が
行われる。これらの試験は音響信号パラメータと刺激パ
ラメータの間のマツプを発生ずるために使用され、患者
自身で携帯可能な音声プロセノザの中にＥ　Ｐ　ＲＯＭ
に記憶される。
要約すれば、精神物理学的な変数は音響的な変数から分
離されてその両者のつながりがマツプを介して行われる
ことである。
マツプを発生ずることにおいて、２つの主たるパラメー
タが重要である。これらはＦ２周波数に基づく電極の選
択あるいは電極が周波数スペク［ラムの割り当てられた
部分にあるその方法そして音響刺激レー・ル（あるいは
音響の大きさ）が知覚の大きさに結果する電気的な刺激
レベルへとマツピングされるその方法とである。
」−述したように、基底板にとって配設された電極の配
列は利用できない。したがって正円窓（頂−ヒの電極）
からの電極が最低の周波数の知覚を引き出しそして卵円
窓に最も近い電極（基板の電極）が最も高い周波数の知
覚を引き出しそして知覚された周波数は低い方から高し
゛方−・頂上から基板へと単調な関数で増加するという
のがこの場合である。理忠的な装置においては１等しく
＆１１没された電極がＦ２領域の音響スペクトラム・の
割り当てられたロガリズ人的に等しい部分であるときで
ある。したがって約８００Ｉｌｙ、がら約３　Ｋ　ｌｌ
ｚのＦ２領域に沿って１　この実施例に用いられる２２
個の電極のそれぞれ番ｊそれに与えられた１オクターブ
の約１０分の１を有する。ＷＳＰ前端の出力はＦ２周波
数に直線的に比例する電圧であるＦ２信号を発生ずる。
電極の対数的な周波数の等しい分離を！；Ｊ、えるため
に、リニアＦ２信号を対数的にマツピングすることが必
要であって、ＡＤＣにおし」る８ヒ、１−の精度がこれ
を行うために必要とされる。
しかしながらその状況は実際の生命においては複雑であ
り、それば等しくない周波数部分を電極へ割り当てるに
は必要となるからである。たとえば患者は正しく動作し
ているずへての電極を（１していないかもしれないとい
うことが見出される。
それはたとえば基底板の一部において神経繊維の（１＋
きが欠落しているためである。したがって周波数スペク
トラムのうぢの対数的に等しい仕切りは不適当であって
異なった考え方が必要である。ここで運べられた装置は
いかなる任意の周波数（（）域の電極への割り当ても（
その帯域が重複していないという場合であるが）マツプ
内で行うことおよびＩ）　Ｐ　Ｕがこの割り当てをなさ
しめることはここに述べられた装置の非雷に有効な側面
である。周波数帯域を電極に割り当てることは適当な数
をＷＳＰＯ中のＥＰＲＯＭに単に与えることによって行
われるのでこれは多数のマツピングアルゴリズムに従っ
てなされる。
第２番目のマツピングの特徴は刺激電極に対して音響的
な大きさをスケーリングすることである。
これは特に複雑な対象物とくに精神物理学的なマツピン
グにり１する音響的な主題がｗｓｐ前端部の八〇Ｃとス
ケルチ特性によってそしてＷＳＰＯ前端部に用いられＳ
ＴＡＭＰ信号を発生ずる非線形回路とによって曖昧にさ
れる。ＤＰＵ／ＩＵ装置は、スレッショルドレベル（す
なわぢ刺激が十分に知覚される点の最低レベル）および
患者が持続した期間の間耐えることができる最大の刺激
レベルである最大の感じのよい大きさ等を決定するため
に選択された電極上で患者へ各種の電流レベルの刺激を
与えるために用いられる。そのときの問題はＳＴＡＭＰ
信号によって表された信号領域を刺激の領域へとマツピ
ングすることの問題どなる。
第２番目のマンピングの特徴は刺激電極に対して音響的
な大きさをスケーリングすることである。これは特に複
雑な対象物とくに精神物理学的なマツピングに対する音
響的な主題がｗｓｐ前、＋４１部の八〇Ｇとスケルチ特
性によってそしてＷＳＰの前端部に用いられＳＴＡＭＰ
信号を発生ずる非線形回路とによって曖昧にされる。ｌ
）　Ｐ　ｔＪ　／　Ｉ　ｔｌ装置は、スレノンヨルトレ
ベル（ずなわら刺激が十分に知覚される点の最低レベル
）および患者が持続した期間の間耐えることができる最
大の刺激レベルである最大の感じのよい大きさ等を決定
するために選択された電極上で患者へ各種の電流レベル
の刺激を与えるために用いられる。そのときの問題はＳ
ＴＡＭＰ信号によって表された信号領域を刺激の領域へ
とマツピングすることの問題となる。
このマツプを発生する１つの方法は、スレツシヨルドと
最大の感じのよい大きさとの間のすべての可能なレベル
において刺激を患者に与えることであり患者に知覚され
た大きさをスケールさせたとえば任意のスケールの場合
１と１００の間である。
この大きさのスケーリングのデータはそれからマツプの
中に組み込まれてその結果音響の大きさは正しく知覚さ
れた大きさとして患者へ与えられる゛こととなる。ＤＰ
Ｕにおいてこれを実行するために要求されるソフトウェ
アはまったく簡単なものである。
しかしながら、これらの試験を行うために要求される時
間は大きい。なぜならこの各電極Ｇ千個別に大きさのス
ケーリングのテストを行わせねばならないからである。
われわれは多数の患者についての測定より、刺激レベル
と知覚された大きさとの間には大きさについての成長を
のる関数を分析的にモデル化することが適当であるとそ
してこれを用いてマツプを作ることが適当であるという
こ４とを見出した。かくして音響の大きさと刺激のレベ
ルと知覚された大きさとの間の大きさのマツピングがス
し／ノンヨルトと感じのよいレベルとのみを測定するこ
とによって十分に正確に発生される。
知覚された大きさ間の関数をし、送られる刺激のチャー
ジをＣと仮定する。一定の幅のパルスに対して（ファイ
Ｉとファイ２が等しく一定である）送られた電荷は刺激
電流ｉに関係し電力法則は下記のごとくに仮定される。
Ｌ　ｗ　ｋ　＊　ｉ　　ｘ　　　ここでｋおよびＸは常
数であり、ＸはＩＯのオーダである去見なされた。
かくして １ｏ（Ｈ（し）＝　　ｌｏ［Ｉ（ｋ）＋ｘ＊　　ｌｏｇ
（ｉ）となる。刺激電流ｉ、および刺激の振幅とバース
トの長さＣ−コード化される数は他の電力法則に関係す
る。この電力法則は刺激装置の集積回路特性と部品の選
択とによって決定されほぼメ ｉ＝ａ＊ｂ　　Ｃおよびａ＊ｂ　　Ｃ−約２ｍ＾。
このとき伝送される数は０でありａは一定でｂは連続す
る電流ステップの比（約０．９７）である。実際にその
指数部はＣではなくＣ−１６である。なぜならばプログ
ラマブル電流発生回路は開始するのに１６パル人を要す
るがこの係数はこの場合の無視できる。なぜならばそれ
はマツプの中に記１Ｑされる数に加えられるべき常数を
表すからである。かくして ｌｏｇ（ｉ）＝　　ｌｏｇ（ａ）＋Ｃ＊　　ｒａｇ（ｂ
）第２のフォルマントの振幅Ａは第２の音響フォルマン
ト振幅の大きさＬ゛へ電力の法則に従って関係する。
Ｌ’−ｄ＊Ａ　　Ｏ，に こではｄは一定でかつ階故関数的であり２０，６ば経験
的に決定されそして業界において同業者によって知られ
るようになるからである。
音声プロセッサは電流レベルＣを測定された振幅へに関
係させる。かくして入力振幅Ｌ′の大きさと知覚された
大きさＬとの相互関係は提案されなければならない。最
も簡単なものはＬ′＝Ｌであったそれは使用される。こ
れは患者がＡＧＣ出力において音声振幅のアナログ値で
あ゛る刺激レベルがりえ【つれてくるということを息味
しそれは源音声信冨ではない。
１〕記の式を組み合せると下記のものが導かれる。
ｌｏｐ、　（Ｌ、　） −Ｉｏｎ　（ｋ）　　＋ｘ才（ｌｏｇ　（ａ）　→−Ｃ
＊　　ｌｏｇ（ｂ））−ｒ十ｇ　Ｃ ごごで［とｌ（は各特定の患者に対する大きさのスケー
リングデータから決定される。しかしながら多数の患者
に対する試験によれば常数ｆとｇは試験的に決定され、
そしてスレッショルドと最大値の感じのよいレベルとは
各電極が音声レベルと刺激の振幅１との間のマツピング
を達成するために決定される。
ここに述べられている装置は単に３１個の大きさのレベ
ルを設けているだけでそれらはスレノショル１′と最大
の感じのよい大きさのレベルとの間の刺激のレー・ルの
領域の中にマツピングされるものである。これが適当で
あるということを実験は示し２ている。しかしながらそ
の装置は刺激電流だけを変化さ−Ｕることによって刺激
レベルを変化させることには限定されない。なぜならそ
れはファイ１とファイ２の期間の間に変化することによ
って刺激において送られてきた電荷の量を変化すること
もまた可能であるからである。異なったスケーリングの
アルゴリズムあるいは異なった音声プロセスの仕方が将
来発見されるかもしれないのでそれはより精密な制御を
達成するために刺激レベルを変えるためのこのメカニズ
ムを利用することになる。エンコーダの千ノブの設釧に
よってすべてバーストが変えられるべきレシーバ／刺＃
装置へ送られてくるので、かくして異なった一７ノピン
グあるいはエンコーディングの仕方が簡単に開発される
ことになる。
図には示されていないが診断とプログラムの装置の他の
部分は、挿入されたレンーハ／刺激装置へ送られてくる
音声プロセッサの情報出力を音響的にモニタするための
手段がある。かかる装置の目的は故障修理の助けとして
であっ′Ｃ患者が間違った情報を報告するときのためで
ある。３＋１１聴治療者は患者自身の音声プロセッサと
コイルを刺激装置に与えることができそして刺激装置の
出力の音響的なシミュレーノヨンを聴ことができる。こ
れに加えてわれわれの実施例において４ｆこのようなシ
ミュレータはどの電極が各刺激フレームに対して刺激さ
れているのかの表示を含む。この特徴によって各電極を
利用する程度、の可視的な解釈を可能としマツプのピッ
ヂランキングを最もよく形成するために難聴治療者を助
は音響周囲外体のなかで使用可能な電極を最もよく利用
することができる。
最も節！’ｌ’！な実施例においては、かかるンｉユレ
ータはこの発明で説明されているように完全なレンーハ
／刺激装置回路からなる。しかしながらレノーハ／刺激
装置との出力が電極アレイに接続されることの代りに、
各出力は光エミッティングダイオ−１′を介して１組の
ヘッドホーンのようなダミー付加へ接続される。かくし
て各刺激パルスがやってくるとき、活性電極はそれと関
係したＬＥＤがファイｌあるいはファイ２の期間発光さ
せるようにしく極性による）、そしζ１音のパルスは”
　ｙ　ｌ’ボーンで聴かれ前記音の強さは刺ｖＮ１．電
流に比例する。
選択された電極を示すインデケータを点燈させそして振
幅４Ｑがコード化された刺激電流振幅に関係ずろ音響パ
ルスを発生するために第８図に示すようにデータの流れ
をデコードするために、従来の１ｌｉｌｉ　ｉＪ’Ｈに
入手可能な集積回路を利用地の実施例もまた作られる。
患者から期待されている周波数知覚の表示を与えるため
に選択される電極に比例した周波数でパルスバーストを
発生するために回路を（たとえばたくさんの同調された
フィルタ）組み込むこともまた可能である。
安全性の側■１ この装置のいくつかの特徴はいたくあるいは感じの悪い
刺激が患者に与えられることあるいは正しくない刺激た
とえば間違った電極をかけるためにいくつかのこの装置
の特徴が結合される。
１、一般的な安全性の条件のために、この装置は゛　誘
導性リンクを介して外部から電源が加えられるので患者
を電気で殺してしまうに十分なほどの電力を送ることば
物理的に不可能である。
２、害となる刺激を避けるためにいくつかの要素が役割
を演する。
振幅パルスバーストによって二＋　−ｌ゛化されるので
より多くのパルスが、■、り少ない振幅と等しくなる。
かくして送られるべき絶対的な最大電流が存在しそれは
最小の幅のパルスバーストにおいてセ、ｌされる。そし
ていかなる通信リンクのエラー（通常余分なパルスを生
ずる結果となる）もより低い電流を生ずる結果となる。
各患者に対する各電極に対する感じのよいレベルはＷＳ
Ｐ、ＤＰＵ、ＩＵを用いることによって装着したあとに
測定される。
この最大レベルはＷＳＰにおけるマツプにおいて記憶さ
れそしていかなる音響人力が受信されようとも最大の感
じのよいレベルより以上の刺激電流をエンコードするこ
とは可能ではない。
同し電流源ファイ１とファイ２にも使われており、その
期間は（等しいくかつ）ＷＳ　ＰにおりるＩシＰＲＯＭ
においてプログラノ、によって七ノドされ非糸によい電
荷のシンノＩ−りが保持される。これはさらに刺激され
ていないときにすべての電極を一緒にショートすること
によって改良される。かくして長いスケールにわたって
電極の腐食は問題ではないであろうう ３、正しくない刺激を送りだすことを避けることは上述
に述べたＣとに加えていくつかの手段を４）つことによ
ってまた達成される。。
数を伝達せねばならない（すなわち電極ｉ巽ＩＩ−とモ
ード選択のバースト）。情報バーストは受信されノこパ
ルスの間違った数に対して　　誤差があるようにクニン
コートされろ。
レシーバ刺激装置は電源電圧を検出するだめの回路を有
しそしてもし、送られてくる電流に対し−で電圧が追従
するためには不十分な電圧しかｔｉられない場合に刺激
の送り出しを禁止してしまう。
レシーバ／刺激装置はパルスバーストの正しいシーケン
スを検出するための回路を有Ｊ−る。もし正しいシーケ
ンスが検出されないならばそのときは刺激は禁しられる
。
かくして、害になり正しくなく望まれない刺激を禁ずる
ために動作する各要素の組合せが存在するということが
観察される。
以上９本発明の具体的実施の態様についてｎｌ　４ｍに
説明したが１本発明はこれら只体例にのみ限定されるべ
きものではなく２本発明の技術的範囲を逸脱することな
しに種々の変形が可能であることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
第１Ａ及び１８図は人間の耳の解ｇ’ｌの内面図。 第２図はこの発明の全体的な蝸牛装着装置のブｉニアツ
ク図、第３図はこの発明の装置の各部分を示し挿入部分
及び患者によって装着される（（部分を含む斜視図、第
４図はこの発明に用いられる２相電流波形を示す図、第
５図は体に挿入装着されるレシーバ／刺激装置のブロッ
ク図、第６図は２極の刺激電流発生の為の電極器スイッ
チング回路図ζ、〕分散設置された刺激電流発生のブＩ
Ｊ　ツク図２第８図はパワー／音声プロセソラからのパ
ワー／テーク信号フォーマットを制御する図、第９図は
挿入されたレシーバ／刺激装置のディジタル回路のブロ
ック図、第１Ｏ図は装着されたレシーバ／刺激装置のア
ナログ回路のブロック図、第１１図はバースト検出器及
びクロック引き出し回路図、第１２図４．Ｌ　　　電流
発生回路図、第１３図はプログラマブル電流発生回路図
、第１４図はプログラマブル電流発生タイミング波形図
、第１５Δ図は出力回路図、１５ｎ図ｔよその出力ミラ
ーに於ける出力タイミング波形図、第１６図はレシーバ
／刺激装置の出力スイ、ヂング回路図、第１７図は音声
プロセッサのブｌ：Ｉ　、、り図７第１８図は音声プロ
セッサのブロック図、第１９図は音声プロセ ッサエンコーダのブロック図、第２０図はプログシマプ
ルリードオンリメモリのアドレスマツプ図。 第２１図１は６声出力段の回路図、第２２図は音声プ１
コグラノ、インターフェーズのブロック図、第２３Ａ図
は回ｌ？８　　　　ネットワークの回路図、２３１３図
は外部　　接続の関数として通常の伝達関数を示す図、
第２４図は出力スイッチング回路、の状態及び出力タイ
ミングを示す図である。 １　　　電極アレイ、　　　　２　　　ケーブル。 ３　　　レシーバ／刺激装置、　　　　４　−コヱクク
、　　　　６　　−コイル。 ７””　”　Ｉｌ’ａｌｔ：音声プロセッサ、　　　　
　１０　　−インターフェース装置、　　　　１２−　
診断及び１１コグラム装置、　　　　　５０　−　　レ
シーバ／刺激装置集積回路 飢＊・１回 啼 鍋汁断翁 〕ター２−ρトー　；　外４゜広− Ｈ ； Ｆ　Ｉ　Ｇ、　２ ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、４ ＦＩＧ、５ ＦＩＧ、６： ＦＩＧ、７ Ｆ　Ｉ　Ｇ、　９ ＦＩＧ、１０ ＦＩＧ、１１ ０Ｏ ＦＩＧ、１２： ＦＩ１３．１３・ ＦＩＧ、４４・ ＦＩＧ、１５ ＦＩＧ、１６゜ Ａ　　　　Ｂ　　　　ＣＩｏ／ｌＩｎ １００１’、２Ｓ

Claims (72)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）音から刺激へのエンコーディング手段と身体に装
    着可能なレシーバ刺激装置と電極とを有する蝸牛挿入装
    置において、前記エンコード手段から数値情報の正しい
    所定のシーケンスを受けとったあとを除いて刺激信号を
    電極へ送ることをその阻止する手段を有してなる補綴装
    置。
  2. （２）数値情報のそれぞれがパルスのバーストにおいて
    多数のパルスとしてエンコードされてなる特許請求の範
    囲第１項記載の補綴装置。
  3. （３）前記レシーバ刺激装置はパルスのバーストに於て
    受け取られた数を定数で割ることにより送られてきた数
    値情報をデコードする手段を含んでなる特許請求の範囲
    第２項記載の補綴装置。
  4. （４）少なくとも１個の蝸牛電極を含み前記電極へ送ら
    れる刺激信号の振幅とパルス幅を独立的に制御する手段
    を含み前記刺激信号は等しい振幅に位相刺激電流波形の
    パルスからなる特許請求の範囲第１項記載の補綴装置。
  5. （５）前記パルスの各々は等しいパルス幅を有する特許
    請求の範囲第４項記載の補綴装置。
  6. （６）２位相刺激電流パルスの両位相の間に電流を決定
    するための１つの電流源を含む特許請求の範囲第４項記
    載の補綴装置。
  7. （７）すべての電極に対する刺激信号を与える単一の電
    流源を含む特許請求の範囲第４項記載の補綴装置。
  8. （８）音から刺激へのエンコード手段を含む音声プロセ
    ッサと身体に装着可能なレシーバと刺激装置と患者の蝸
    牛に装着される電極アレイとを含む蝸牛装着装置におい
    て、患者の聴神経を精神物理学的に検査する手段と前記
    手段との結果を用いて当該患者に対して音から刺激への
    エンコード手段を形成する手段とを有することを特徴と
    する補綴装置。
  9. （９）前記試験装置には患者によって動作される制御手
    段が刺激スレッショルドと感じのよさレベルとを決定す
    るために前記テスト手段の中に設けられてなる特許請求
    の範囲第８項記載の補綴装置。
  10. （１０）前記音から刺激へのエンコード手段は前記音か
    ら刺激へのエンコード手段の構成を記憶するためのメモ
    リ手段を含んでなる特許請求の範囲第８項記載の補綴装
    置。
  11. （１１）前記メモリ手段は消去可能なプログラマブルリ
    ードオンリメモリである特許請求の範囲第１０項記載の
    補綴装置。
  12. （１２）テストプログラムの結果を用いる前記手段は前
    記音から刺激へのエンコード手段におけるメモリ手段で
    あることをある特許請求の範囲第１０項記載の補綴装置
    。
  13. （１３）精神物理学的試験手段は普通の入力を患者の聴
    神経装置へ与えた結果の刺激、引き出し、表示、及び記
    憶のための手段を含んでなる特許請求の範囲第８項記載
    の補綴装置。
  14. （１４）精神物理学的試験手段は音響パラメータと刺激
    パラメータの間のマッピングを決定する手段と前記マッ
    ピングを前記患者の刺激エンコード手段へ加える前に前
    記マッピングを試験する手段とからなる特許請求の範囲
    第８項記載の補綴装置。
  15. （１５）装着可能な多チャンネル電極アレイと前記電極
    アレイに接続され装着可能な多チャンネル刺激装置と外
    部的に設けられた音から刺激へのエンコード手段と患者
    の外部に設けられ、患者の刺激に対する精神物理学的反
    応を試験する手段と患者の精神物理学的反応を音響刺激
    パラメータへマッピングし前記応答の結果を前記エンコ
    ード手段へ組み込む手段とからなる補綴装置。
  16. （１６）前記電極アレイは角度を有する直径を持ったフ
    レキシブルな細片状キャリア上に固定された一連の離設
    されたプラチナリングを有してなる特許請求の範囲第１
    ５項記載の補綴装置。
  17. （１７）前記刺激装置は出力分離キャパシタを含まず刺
    激のために選択されなかった電極のＤＣ漏洩電流は１０
    ｕＡ以下である特許請求の範囲第１５項記載の補綴装置
    。
  18. （１８）刺激装置は漏洩電流を１０ｕＡ以下の刺激に対
    して選択されない電極へ与える手段を前記刺激装置内に
    含む特許請求の範囲第１５項記載の補綴装置。
  19. （１９）前記電極に２相定電流で刺激されそれによって
    零ＤＣ電流を電極に与えそして本質的に腐植問題を阻止
    する特許請求の範囲第１５項記載の補綴装置。
  20. （２０）２極或いは共通の接地刺激信号を前記電極アレ
    イに対して形成するための手段を有してなる特許請求の
    範囲第１５項記載の補綴装置。
  21. （２１）活性電極として１またはそれ以上、しかし全部
    よりは少ない電極を刺激用の活性電極として接続するス
    イッチ手段であって電極の残りを共通に電流に対する帰
    還路を提供すると、スイッチ手段の位置を選択するため
    の前記エンコード手段に設けられてなる手段とからなる
    特許請求の範囲第１５項記載の補綴装置。
  22. （２２）前記アレイの中の前記電極の組から２極の刺激
    を選択するための手段を有してなる特許請求の範囲第１
    ５項記載の補綴装置。
  23. （２３）前記エンコード手段の中に含まれ前記手段が含
    まれてなる特許請求の範囲第２２項記載の補綴装置。
  24. （２４）患者の中に装着される多電極アレイと前記電極
    のアレイの中に設けられて１またはそれ以上の電極を特
    定する電気外部から送られてきた電気信号を検出する刺
    激電流に対してソースあるいはシンクとして動作する挿
    入刺激装置手段と、制御電流シンクとを検査された外部
    信号によって動作される前記刺激手段内の制御可能な電
    流シンクを含んでなる電流切換手段と、外部の発生電源
    によって充電可能であってしかも２個の電極を２極又は
    多極構成の中で前記電源或いは前記電流シンクに対して
    前記電極の少なくとも２個を各種に接続してなる電源と
    からなる補綴装置。
  25. （２５）前記電流切換手段における接続を切換る手段で
    あって反対極性の２相信号を前記電極に与えるようにし
    てなる特許請求の範囲第２４項記載の補綴装置。
  26. （２６）電極アレイは患者の耳に挿入されそして電気信
    号は聴覚情報を表わしてなる特許請求の範囲第２４項記
    載の補綴装置。
  27. （２７）前記電極のいずれか２つを刺激のために接続す
    る手段からなる特許請求の範囲第２４項記載の補綴装置
    。
  28. （２８）それらの電流がそれらの間を流れているように
    な２個の電極を接続し他の全ての電極を分離する手段よ
    りなる特許請求の範囲第２４項記載の補綴装置。
  29. （２９）１つの電極を電流シンクへそして他の全ての電
    極を前記電源へ接続してなる特許請求の範囲第２４項記
    載の補綴装置。
  30. （３０）全ての電極を刺激パルスの間で共通に小とする
    手段を有する特許請求の範囲第２４項記載の補綴装置。
  31. （３１）挿入可能な組織刺激マルチチャンネル電極アレ
    イと、前記アレイに接続されて挿入可能なマルチチャン
    ネル刺激装置と、外部より装着され音から電気信号への
    刺激エンコード手段であって前記エンコード手段はメモ
    リ手段を有し、このメモリ手段は前記電極アレイと刺激
    装置を患者に植込んだ後プログラムされ、各種の電気刺
    激パルス信号に応答して患者の聴覚に基づいて前記メモ
    リ手段をロードする手段と、前記音から刺激へのエンコ
    ーダ手段によって前記刺激手段を制御する手段とからな
    る補綴装置。
  32. （３２）どの電極が刺激のために使われるべきかが刺激
    外部の音から刺激へのエンコード手段でなされる特許請
    求の範囲第３１項記載の補綴装置。
  33. （３３）前記メモリ手段はプログラマブルリードオンリ
    メモリである特許請求の範囲第３１項記載の補綴装置。
  34. （３４）前記メモリ手段は消去可能なプログラマブルリ
    ードオンリメモリである特許請求の範囲第３１項記載の
    補綴装置。
  35. （３５）感じの良くない刺激を前記患者に与えることを
    避ける手段を有する特許請求の範囲第３１項記載の補綴
    装置。
  36. （３６）感じの良くない刺激の転送を禁止するための前
    記手段は前記エンコード手段の中に記憶されたデータマ
    ップからなり、前記データマップにおいてデータによっ
    て発生することができるものであって患者に与えること
    ができる最大の電気的な可能な刺激は、感じの良くなさ
    を生ずるレベル以下であることを特徴とする特許請求の
    範囲第３５項記載の補綴装置。
  37. （３７）不快な刺激を与えることを禁ずる手段は同じ期
    間と振幅の２相電流の刺激のための共通の電流源を提供
    する手段からなることを特徴とする特許請求の範囲第３
    ５項記載の補綴装置。
  38. （３８）前記メモリ手段をロードする手段は前記エンコ
    ード手段へ別に取着されそれが患者の知覚に基づいて前
    記メモリ手段を形成することが患者の試験中に望まれる
    時には行われる特許請求の範囲第３１項記載の補綴装置
    。
  39. （３９）前記メモリ手段に入力する手段は全ての電極の
    組を前記アレイ内において選択して所定の音響入力信号
    に応答して刺激のために使われてなる特許請求の範囲第
    ３１項記載の補綴装置。
  40. （４０）アレイの中の電極のピッチランキングの順序を
    選択し患者の前記ランキングの選択に応答してエンコー
    ド信号を形成する手段とからなる特許請求の範囲第３１
    項記載の補綴装置。
  41. （４１）刺激の特別の電極、刺激のレート、各刺激に対
    する刺激の振幅を同時に独立的に選択する手段を有する
    特許請求の範囲第３１項記載の補綴装置。
  42. （４２）装着された刺激装置へ送られる刺激信号をモニ
    タするための試験およびプログラム手段の中に設けられ
    た音響シミュレーション手段を有してなる特許請求の範
    囲第３８項記載の補綴装置。
  43. （４３）モニタの目的で音から刺激へとエンコードする
    手段からの送信データによって選択された電極の視覚的
    表示を連続的に表示する手段を含む特許請求の範囲第３
    １項記載の補綴装置。
  44. （４４）装置の動作を確実にするために挿入された刺激
    装置から選択された電極への刺激パルスが公知の変化し
    ない状態のパルストレインとして印加されることにつな
    がる情報を発生する音から刺激へのエンコード手段の中
    に設けられた手段をさらに有してなる特許請求の範囲第
    ３１項記載の補綴装置。
  45. （４５）前記音から刺激へのエンコード手段によって刺
    激装置を制御する手段は電力とデータを送りかつ受け取
    る手段を有し前記電力およびデータ受け取り手段はレシ
    ーバコイル手段とを有しこのコイル手段は同調するよう
    にしてなる特許請求の範囲第３１項記載の補綴装置。
  46. （４６）前記レシーバコイル手段はトランスを介して前
    記刺激装置の中の電力とデータ回路に接続されてなる特
    許請求の範囲第４５項記載の補綴装置。
  47. （４７）各種の刺激の仕方の選択を行う前記エンコード
    手段の中に設けられた手段を有してなる特許請求の範囲
    第３１項記載の補綴装置。
  48. （４８）各種の刺激の仕方を選択するために前記エンコ
    ード手段に設けられた手段であって、音響信号の第２の
    フォーマットの周波数は電極選択にエンコードされ、そ
    の音声周波数は刺激レートへとエンコードされ、第２の
    フォーマットの振幅は刺激振幅へとエンコードされてそ
    れらのエンコードのおのおのは前記エンコード手段のな
    かでなされる特許請求の範囲第４７項記載の補綴装置。
  49. （４９）前記最後に述べられた装置においては音声信号
    の第２のフォーマットの周波数が電極選択に対してエン
    コードされ、第１のフォーマットの周波数は刺激レート
    にエンコードされ、全体的な音響信号の振幅は刺激の振
    幅へとエンコードされてなる特許請求の範囲第４７項記
    載の補綴装置。
  50. （５０）前記メモリ手段へのローディングを行う手段は
    最適音声プロセッサのやり方における選択を可能とする
    ために利用されてなる特許請求の範囲第４０項記載の補
    綴装置。
  51. （５１）比較的一定の音響信号の期間の間に音声から刺
    激へのエンコード手段を非活性化する為に信号発生する
    前記エンコード手段に設けられた手段を有する特許請求
    の範囲第３１項記載の補綴装置。
  52. （５２）異なった患者の精神物理学的変数に対して前記
    メモリ手段内のプログラムを構成する手段を有してなる
    特許請求の範囲第３１項記載の補綴装置。
  53. （５３）もし適当な電源供給電圧が、擬似パルスが前記
    刺激に転送されることを避けるように存在しているなら
    ば前記エンコード手段の阻止動作を行う手段を有してな
    る特許請求の範囲第３１項記載の補綴装置。
  54. （５４）もし電源供給電圧が前記刺激装置に加えられて
    前記電極アレイへの要求された電圧のラッチを与えるの
    に十分でない場合には電極アレイへ前記刺激装置によっ
    て刺激を送ることを禁ずる手段を有してなる特許請求の
    範囲第３１項記載の補綴装置。
  55. （５５）メモリ手段が前記エンコード手段に接続されて
    いる間に前記メモリ手段をプログラムする手段を有して
    なる特許請求の範囲第３１項記載の補綴装置。
  56. （５６）前記エンコード手段に於てパルスバーストに設
    けられたパルスバースト形成手段と前記パルスバースト
    形成手段を制御する手段とを含み前記制御手段は検知さ
    れた電気的刺激に応答して患者の音響的知覚を表示する
    前記メモリ手段を含んでなる特許請求の範囲第３１項記
    載の補綴装置。
  57. （５７）前記エンコード手段と前記挿入刺激装置は集積
    回路からなり前記エンコード手段の回路は一定の周波数
    パルスのシーケンスを生ずるようにプログラムされて、
    パルスバースト間の時間とパルスの数とが前記制御手段
    のいずれか１つによって決定されてなる特許請求の範囲
    第５６項記載の補綴装置。
  58. （５８）前記パルスバースト手段はデータバーストの連
    続するフレームの中にフォーマットとして形成され、各
    フレームはリセットスタートバーストと発生電極選択バ
    ーストと電極形成モードバーストと振幅バーストと刺激
    パルスの為の２つの位相に対する２つのバーストとから
    なり前記フレーム内のバーストの各々間の時間間隔を手
    段とを有してなる特許請求の範囲第５６項記載の補綴装
    置。
  59. （５９）電極音響刺激レベルの上から１０乃至２０ｄＢ
    を要する手段であって前記振幅バーストの為に刺激振幅
    を決定する手段を含む特許請求の範囲第５８項記載の補
    綴装置。
  60. （６０）前記刺激装置によってエネルギーの消耗を最小
    にする手段を含みこの手段は前記刺激装置が、拘束する
    刺激データフレームが送られた時にアクティブ状態にお
    かれ、その結果各刺激フレームにおいて開始電力パルス
    に対する必要性を除去するようにした特許請求の範囲第
    ５８項記載の補綴装置。
  61. （６１）一定電極の時間持続時間の間に２個の位相シミ
    ュレーションバーストを含んでなるデータバーストの１
    フレームを含む特許請求の範囲第５６項記載の補綴装置
    。
  62. （６２）振幅バーストの持続によって出力電極の振幅を
    決定する為に前記エンコード手段に設けられた手段を有
    し前記振幅をバーストの持続時間を増加させることによ
    って減少する手段とからなる特許請求の範囲第３１項記
    載の補綴装置。
  63. （６３）前記刺激装置は前記状態カウンタへの信号を発
    生する為のエラー検出回路を含むディジタル回路からな
    り前記カウンタをリセットする手段と状態カウンタがリ
    セット以外の各データバーストの終端において生ずる信
    号によって前記エンコード手段からデータバーストのフ
    レームシーケンスを介して増加されてなる特許請求の範
    囲第３１項記載の補綴装置。
  64. （６４）前記メモリを消去し再プログラムする為の手段
    を含みその間にそれは前記エンコード手段へとプラグイ
    ンされる特許請求の範囲第３４項記載の補綴装置。
  65. （６５）メモリ手段へのロード手段は各患者の間隔へと
    合せられてなりそして前記メモリ手段は前記知覚を反映
    するようにプログラムされてなる特許請求の範囲第３１
    項記載の補綴装置。
  66. （６６）前記音から刺激へのエンコード手段に於て設け
    られており刺激に対する電極の１個から全てへの小組を
    選択する為の手段を有してなる特許請求の範囲第６５項
    記載の補綴装置。
  67. （６７）前記電極への刺激の高度化された電極振幅と前
    記電極へ与えられる実際の電極との間の単調な本質的に
    は指数関数的に減少する関係を与える手段を有してなる
    特許請求の範囲第３１項記載の補綴装置。
  68. （６８）前記電極に与えられる最大電極を制限する手段
    を含む特許請求の範囲第６７項記載の補綴装置。
  69. （６９）前記蝸牛補綴装置はメモリ手段と患者の聴覚を
    あらわすデータフォーマットを前記メモリ手段内にプロ
    グラムする手段と前記聴覚からシミュレーションパラメ
    ータへとマッピングする手段と前記パラメータの結果と
    してのマッピングを前記メモリ手段にプログラムする手
    段とからなる音声プロセッサエンコード装置。
  70. （７０）前記メモリ手段によって制御されるパルスバー
    ストシーケンスを発生する手段を含む特許請求の範囲第
    ６９項記載の補綴装置。
  71. （７１）前記バーストシーケンスが患者の蝸牛に於ける
    レシーバ刺激装置の挿入装置に対して電力を与えかつ制
    御する特許請求の範囲第７０項記載の補綴装置。
  72. （７２）バーストシーケンスが患者にとっての感じの良
    くない知覚の前記レシーバ刺激装置へと与えられること
    を阻止する手段を有してなる特許請求の範囲第７１項記
    載の補綴装置。
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