KR101543814B1 - 등시성 와우내 자극 - Google Patents

등시성 와우내 자극 Download PDF

Info

Publication number
KR101543814B1
KR101543814B1 KR1020107005278A KR20107005278A KR101543814B1 KR 101543814 B1 KR101543814 B1 KR 101543814B1 KR 1020107005278 A KR1020107005278 A KR 1020107005278A KR 20107005278 A KR20107005278 A KR 20107005278A KR 101543814 B1 KR101543814 B1 KR 101543814B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
array
channel
electrodes
exponential decay
Prior art date
Application number
KR1020107005278A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100068383A (ko
Inventor
클레멘스 엠. 치어호퍼
Original Assignee
메드-엘 엘렉트로메디지니쉐 게라에테 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 메드-엘 엘렉트로메디지니쉐 게라에테 게엠베하 filed Critical 메드-엘 엘렉트로메디지니쉐 게라에테 게엠베하
Publication of KR20100068383A publication Critical patent/KR20100068383A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101543814B1 publication Critical patent/KR101543814B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/36036—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation of the outer, middle or inner ear
    • A61N1/36038—Cochlear stimulation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F11/00—Methods or devices for treatment of the ears or hearing sense; Non-electric hearing aids; Methods or devices for enabling ear patients to achieve auditory perception through physiological senses other than hearing sense; Protective devices for the ears, carried on the body or in the hand
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02—Details
    • A61N1/04—Electrodes
    • A61N1/05—Electrodes for implantation or insertion into the body, e.g. heart electrode
    • A61N1/0526—Head electrodes
    • A61N1/0541—Cochlear electrodes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/3605—Implantable neurostimulators for stimulating central or peripheral nerve system
    • A61N1/36128—Control systems
    • A61N1/36146—Control systems specified by the stimulation parameters

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Psychology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Abstract

본 발명의 다중 채널 전극 어레이 내의 2개 이상의 전극을 동시에 활성화하기 위한 방법, 시스템 및 컴퓨터 제품이 제공된다. 이 방법은 각 전극으로부터 전기장의 기하학적 중첩을 반영하는 공간 채널 상호작용의 파라미터를 고려하여 다중 채널 어레이 내의 전극들의 펄스 진폭을 계산하는 단계를 포함한다. 이 계산하는 단계는, 제1 지수형 붕괴 상수 α가 어레이 내의 각 전극에 대해 동일하고 제2 지수형 붕괴 상수 β가 어레이 내의 각 전극에 대해 동일하도록 하는, 전극의 제1 측부의 제1 지수형 붕괴 상수 α와, 전극의 제2 측부의 제2 지수형 붕괴 상수 β를 특징으로 하는 장소 독립적 임펄스 응답을 적어도 부분적으로 기반으로 한다.

Description

등시성 와우내 자극 {SIMULTANEOUS INTRACOCHLEAR STIMULATION}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2007년 9월 11일에 출원되고 발명의 명칭이 "등시성 와우내 자극(Simultaneous Intracochlear Stimulation)"인 미국 가특허 출원 일련번호 제60/971,473호의 우선권을 주장하고, 이는 전체가 참조로서 본원에 포함된다.
본 발명은 전기 신경 자극에 관한 것이고, 보다 상세하게는 인공 와우를 위한 등시성 전기 신경 자극에 관한 것이다.
인공 와우(cochlear implants) 및 다른 내이 보철물은 심하게 귀먹거나 심하게 청각이 손상된 사람을 돕기 위한 한가지 옵션이다. 증폭되고 변형된 사운드 신호를 바로 적용하는 종래 보청기와는 달리; 인공 와우는 청각 신경의 직접적 전기 자극을 기반으로 한다. 일반적으로, 인공 와우는 정상적인 청각과 가장 유사한 청취감이 얻어지는 방법으로 내이에서 전기적으로 뉴럴 구조를 자극한다.
도 1은 전형적인 인공 와우 시스템을 갖는 귀의 단면도를 도시한다. 정상적인 귀는 외이(101)를 통과하여 고막(102)으로 사운드를 전달하고, 이는 중이(103)의 뼈를 이동시키고, 이어서 달팽이관(104; cochlea)을 흥분시킨다. 달팽이관(104)은 전정계(105; scala vestibuli)로 알려진 상부 채널과, 고실계(106; scala tympani)로 알려진 하부 채널을 포함하는데, 이들은 와우관(107)에 의해 연결된다. 중이(103)에 의해 전달되는 수신된 사운드에 반응하여, 유체로 채워진 전정계(105)와 고실계(106)는 와우 신경(113)에, 그리고 궁극적으로는 뇌에 전송되는 전기 펄스를 생성하기 위해 파를 전송하기 위한 트랜스듀서(transducer)로서 기능을 한다. 주파수 처리는 사운드의 최고 주파수 성분이 처리되는 달팽이관의 기초(basal) 영역으로부터, 최저 주파수가 분석되는 달팽이관의 정점(apical) 영역으로 성질이 변하는 것으로 보인다.
몇몇 사람들은 정상적인 지각 신경의 청각이 부분적으로 손실되거나 완전히 손실된다. 인공 와우 시스템은 사용자의 달팽이관(104)을 직접 자극함으로써 이를 극복하도록 개발되었다. 전형적인 와우 보철물은 본질적으로 2개의 부품인, 음성 프로세서(speech processor)와 이식된 자극기(108; stimulator)를 포함한다. 음성 프로세서(도 1에 도시 안됨)는 마이크로폰, 전체 시스템을 위한 전원 공급 장치(배터리), 및 자극 파라미터를 추출하기 위해 음향 신호의 신호 처리를 수행하는데 사용되는 프로세서를 일반적으로 포함한다. 최신형의 보철물에서, 음성 프로세서는 귀걸이형(behind-the-ear)(BTE-) 장치이다. 이식된 자극기는 자극 패턴을 생성하고, 내이의 고실계에 일반적으로 위치된 전극 어레이(110)에 의해 자극 패턴을 신경 조직으로 안내한다. 음성 프로세서와 자극기 사이의 연결은 무선 주파수(RF-) 링크에 의해 일반적으로 달성된다. RF- 링크를 통해 자극 에너지와 자극 정보 양자 모두가 이송된다는 것을 주의한다. 일반적으로, 수백의 kBit/s의 비트 속도를 사용하는 디지털 데이터 전송 프로토콜이 이용된다.
인공 와우를 위한 표준 자극 방법의 한가지 예는, 윌슨 비에스(Wilson BS), 핀리 씨씨(Finley CC), 로슨 디티(Lawson DT), 월포드 알디(Wolford RD), 에딩톤 디케이(Eddington DK), 라비노위츠 더블유엠(Rabinowitz WM)의 "인공 와우를 이용한 우수한 음성 인식(Better speech recognition with cochlear implants)", Nature, vol. 352, 236-238, 1991년 7월에 기술된 바와 같이, "연속 인터리브식 샘플링(Continuous-Interleaved-Sampling)(CIS)"방법으로 칭해지고, 이 문헌은 전체가 본원에 참조로 포함된다. 음성 프로세서에서 CIS를 위한 신호 처리는 이하의 단계를 일반적으로 포함한다:
1. 필터 뱅크에 의해 스팩트럼 대역으로 가청 주파수 범위를 분리(Splitting up),
2. 각각의 필터 출력 신호의 포락(envelope) 검출,
3. 포락 신호[지도 법(map law)]의 순간 비선형 압축
4. 임계값(THR)과 가장 편안한 음 크기(loudness)(MCL) 레벨에 대한 적응
고실계에서의 자극 전극 각각은 외부 필터 뱅크의 대역 통과 필터와 일반적으로 관련된다. 달팽이관의 "토노토픽 원칙(tonotopic principle)"에 따르면, 전체가 본원에 참조로 포함된 그린우드 디디(Greenwood DD)의 "29년 후- 여러 종을 위한 와우 주파수 위치 기능(A cochlear frequency-position function for several species-29 years later)", J. Acoust. Soc. Am., 2593-2604, 1990년에서 기술된 바와 같이, 고주파 대역은 기부에 더 밀접하게 위치되는 전극과 관련되고, 저주파 대역은 정점의 방향으로 더 깊게 위치되는 전극과 관련된다. 자극을 위해, 전하가 균형을 이룬 전류 펄스- 통상적으로 대칭적 이상 펄스(biphasic symmetrical pulses)-가 적용된다. 자극 펄스의 진폭은 압축된 포락 신호를 샘플링함으로써 획득된다. 자극을 위한 특징적 CIS 패러다임으로서, 대칭적 이상 전류 펄스가 적용된다. 자극 펄스의 진폭은 압축된 포락 신호(상기의 단계 (3))로부터 직접적으로 획득된다. 이러한 신호는 순차적으로 샘플링되고, 자극 펄스는 엄격하게 중첩되지 않은 시퀀스(strictly non-overlapping sequence)로 적용된다. 따라서, 전형적인 CIS-특징으로서, 한번에 단 하나의 자극 채널이 활성화된다. 전체적 자극 비율은 비교적 높다. 예컨대, 18kpps의 전체적 자극 비율을 가정하고, 12개의 채널 필터 뱅크를 이용할 때, 채널당 자극 비율은 1.5kpps이다. 이러한 채널당 자극 비율은 포락 신호의 적절한 시간적 표현(temporal representation)에 일반적으로 충분하다.
채널 개수, 채널당 자극 비율 등과 같은 음성 지각에 대한 다양한 CIS-파라미터의 영향이 연구되었고[예컨대, 로이조우 피씨(Loizou PC), 포로이 오(Poroy O), 도만 엠(Dorman M)의 "음성 이해에 대한 인공 와우 프로세서의 파라미터 변화의 효과(The effect of parametric variations of cochlear implant processors on speech understanding)", J. Acoust. Soc Am. 2000년 8월; 108(2):790-802 및 윌슨 비(Wilson B), 월포드 알(Wolford R), 로슨 디(Lawson D)의 "청각 보철물용 음성 프로세서(Speech processors for Auditory prostheses)"- 7번째 연4회 간행물 진행 보고서(Seventh quarterly progress report) NIH Project N01-DC-8-2105를 참조할 것, 이들 각각은 전체가 본원에 참조로 포함됨], 추가적 향상을 목표로 삼는 새로운 개념이 제안되었다. 예컨대, 한가지 접근법은 확률적 공명의 원칙을 기반으로 한다[예컨대, 맥나마라 비(McNamara B)와 와이센펠드 케이(Wiesenfeld K)의 "확률적 공명의 이론(Theory of stochastic resonance)", Phys. Rev. A, 39:4854-4869; 루빈스테인 제이티(Rubinstein JT), 윌슨 비에스(Wilson BS), 핀리 씨씨(Finley CC), 아바스 피제이(Abbas PJ)의 "의사 자발적 활동: 전기 자극을 갖는 청각 신경 섬유의 확률적 독립성(Pseudospontaneous activity: stochastic independence of auditory nerve fibers with electrical stimulation)", Hear. Res. 127, 108-118, 1999년; 모스 알피(Morse RP)와 에반스 이에프(Evans EF)의 "부가적 노이즈는 아날로그 인공 와우 자극의 계산 모델에서 시간적 코딩을 향상시킬 수 있다(Additive noise can enhance temporal coding in a computational model of analogue cochlear implant stimulation)", Hear. Res. 133, 107-119, 1999년을 참조할 것, 이들 각각은 전체가 본원에 참조로 포함됨]. 기본적인 아이디어는 스파이크 패턴(spiking patterns)의 포락 신호의 더 자연스런 표현을 제공하기 위해 뉴런의 자발적 활동을 모방하는 것이다. 그러나, 주로 CIS에 비해 CI 성능의 어떤 실질적인 개선도 발견되지 않았기 때문에, 지금까지는 상기 접근법과 다른 접근법이 광범위한 임상적 응용에 적용되지 않았다.
현재, 소위 "미세 구조 정보"의 합체는 CIS를 더 향상시키기 위한 가장 유망한 방법인 것으로 보인다. 힐버트(Hilbert)[즉, 전체가 본원에 참조로 포함되는, 힐버트 디(Hilbert D)의 "일차 적분 방정식에 대한 일반 이론의 기본 특성(Grundzuge einer allgemeinen Theorie linearer Integralgleichungen)", Teubner, Leipzig, 1912년]에 따르면, 임의의 신호가 느리게 변하는 포락선과 빠르게 변하는 신호를 포함한 시간적 미세 구조의 생성물로서 나타내어질 수 있다. 현재 CIS 방법은 단지 포락선 정보를 사용하고; 미세 구조 정보는 버려진다. CIS 대역 통과 필터에 반응하여, 시간적 미세 구조 정보는 신호의 부호 변환점(zero crossing)의 위치에 의해 표시되고, 이러한 무게 중심의 시간적 전이를 포함하여, 대역 통과 영역 내에서 신호의 무게 중심의 정확한 스펙트럼 위치를 추적한다. 예컨대, 모음 스펙트럼(vowel spectra)의 포르만트 주파수(formant frequencies)의 시간적 전이는 이전의 파열음 또는 다른 무성의 발성(unvoiced utterances)의 지각을 위한 매우 중요한 단서이다. 또한, 대역 통과 필터 출력의 세부에서의 면밀한 관찰은 부호 변환점의 시간적 구조에 피치 주파수가 분명히 존재한다는 것을 나타낸다. 포락선과 미세 구조 정보의 관련된 중요성은 스미스 지엠(Smith ZM), 델구트 비(Delgutte B), 옥슨햄 에이제이(Oxenham AJ)의 "키메라성 사운드는 청각 지각에 있어서 이분법을 나타낸다(Chimaeric sounds reveal dichotomies in auditory perception)", Nature, vol. 416, 87-90, 2002년 3월에 기술된 실험에서 연구되었고, 이는 전체가 본원에 참조로 포함된다. 4개 내지 16개의 처리 채널의 중간 개수를 위해, 포락선이 음성 수용(reception)에 있어서 가장 중요한 반면, 시간적 미세 구조가 피치 지각(pitch perception)(멜로디 인식)과 사운드 국소화에 있어서 가장 중요하다는 몇몇의 의견의 일치가 있다.
이러한 결과의 관점에서, 표준 CIS는 (예컨대, 미국 영어에 대한) 음성 이해도에 대해 좋은 선택이다. 그러나, 소위 음조 언어(tone languages)(예컨대, 표준 중국어, 광동어, 베트남어, 태국어 등)의 지각과 음악 지각에 대해서, CIS는 부최적(suboptimal)일 수도 있고, 포락선과 시간적 미세 구조 정보 양자 모두를 포함하는 새로운 자극 방법은 CI 성능의 실질적인 개선에 대한 잠재력을 가질 수도 있다. 이러한 가정은 예컨대, 에프지 젱(FG Zeng), 케이비 니(KB Nie), 에스 리우(S Liu), 지에스 스틱니(GS Stickney), 이 델 리오(E Del Rio), 와이와이 콩(YY Kong), 에이치비 첸(HB Chen)의 "진폭과 주파수 변조를 갖는 음성 인식(Speech recognition with amplitude and frequency modulations)", Proc. nat. acad. of science 102: 2293-2298, 2005년에서의 연구에 의해 지지되고, 이는 전체가 본원에 참조로 포함되고, 여기서 천천히 변하는 주파수 변조가 인공 와우 대상에 의해 인식될 수 있고 이에 따라 다른 자극 방법에서의 적절한 합체가 권고된다는 것이 증명된다.
이러한 새로운 자극 방법을 고려하면, 정보의 증가가 채널당 더 높은 펄스 반복율을 요구할 것이라는 것이 명백하다. 엄격하게 중첩되지 않은 펄스의 기본적인 CIS-패러다임에 부착할 때, 펄스 비율(pulse rates)의 증가는 펄스 지속 시간이 더 짧게 되는 경우에만 달성될 수 있다. 그러나, 짧은 펄스가 충분한 음크기를 위해 더 높은 펄스 진폭을 요구하고 펄스 진폭이 최대 임플란트 공급 전압과 같은 다양한 현실적인 이유로 인해 제한되기 때문에, 펄스 지속 시간은 임의로 감소될 수 없다. 게다가, 미엘린(myelinated) 신경 섬유의 랑비에 결절(nodes of Ranvier)의 특성으로 인해 기본적인 신경 시간 상수가 존재하는데, 청각 신경에서 약 τ= 20-30㎲이다[예컨대, 프리즌스 제이(Frijns J)와 텐 케이트 제이(ten Kate J)의 "전기적 보철물 설계를 위한 미엘린 신경 섬유의 모델(A model of myelinated nerve fibers for electrical prosthesis design)", Med. Biol. Eng. Comput., vol 32, pp. 391-398, 1994년을 참조할 것, 이는 전체가 본원에 참조로 포함됨]. 자극 펄스에 대한 막 횡단 전위(transmembrane potentials)의 반응이 단순한 1차 시스템의 반응보다 더 빠를지라도["스펙트럼 가속도(spectral acceleration)", 예컨대 치어호퍼 씨엠(Zierhofer CM)의 "축삭돌기의 전기적인 자극을 위한 선형모델의 분석-'활성화 기능 개념'에 대한 결정적 참고(Analysis of a linear model for electrical stimulation of axons-critical remarks on the "activating function concept")", IEEE Trans. BME, Vol. 48, No. 2, 2001년 2월을 참조할 것, 이는 전체가 본원에 참조로 포함됨], 막 커패시턴스(membrane capacitance)로 인한 전류 단락(current shortcut)을 방지하기 위해, τ보다 상당히 짧은 단계 지속시간은 피해야만 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다중 채널 전극 어레이 내의 2개 이상의 전극을 동시에 활성화하는 방법이 제공된다. 이 방법은 각 전극으로부터 전기장의 기하학적 중첩을 반영하는 공간 채널 상호작용(spatial channel interaction)의 파라미터를 고려하여 다중 채널 어레이 내의 전극들의 펄스 진폭을 계산하는 단계를 포함한다. 이 계산하는 단계는, 제1 지수형 붕괴 상수 α가 어레이 내의 각 전극에 대해 동일하고 제2 지수형 붕괴 상수 β가 어레이 내의 각 전극에 대해 동일하도록 하는, 전극의 제1 측부의 제1 지수형 붕괴 상수 α와, 전극의 제2 측부의 제2 지수형 붕괴 상수 β를 특징으로 하는 장소 독립적 임펄스 응답을 적어도 부분적으로 기반으로 한다.
본 발명의 관련 실시예에 따르면, 이 계산하는 단계는 장소 의존적 임펄스 응답을 도출하기 위해 장소 의존적 가중 인수(place-dependent weighting factors)를 적용하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 이 계산하는 단계는 삼중 대각 행렬(tridiagonal matrix)의 특성을 사용하는 단계를 포함할 수도 있다. 제1 지수형 붕괴 상수 α는 제2 지수형 붕괴 상수 β와 동일하지 않을 수도 있다. 이 방법은 부호 상관형 펄스(sign-correlated pulses)를 사용하여 2개 이상의 전극을 동시에 활성화하는 단계를 더 포함할 수 있다. 2개의 전극을 활성화하는 단계는 청각 신경을 자극할 수도 있다. 다중 채널 전극 어레이는 원격 접지를 갖는 단극 구조를 사용할 수도 있다. 다중 채널 전극 어레이는 어레이의 초입부에 제1 전극을, 그리고 어레이의 말단부에 제2 전극을 포함할 수도 있고, 계산하기 위한 방법은 제1 전극과 제2 전극 중 하나 이상과 이웃하는 가공의 전극을 도입하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 관련된 실시예에서, 이 계산하는 단계는 전극 어레이에 대해 주어진 위치에 대한 희망 전위를 결정하는 단계를 포함할 수도 있고, 희망 전위는 연속 인터리브식 샘플링 방법을 적어도 부분적으로 기반으로 하여 결정된다. 전극들과 관련되는 등시성 부호 상관형 펄스의 진폭은, 희망 전위와 실질적으로 동일한 주어진 위치에서의 전체 전위를 제공하기 위해 주어진 위치에서 부호 상관형 펄스들 각각으로부터 최종적인 전위를 가산함으로써 계산된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 인공 와우 시스템은 2개 이상의 전극을 갖는 다중 채널 전극 어레이를 포함한다. 자극기가 각 전극으로부터 전기장의 기하학적 중첩을 반영하는 공간 채널 상호작용의 함수로서 전극들과 관련되는 전극 자극 신호의 진폭을 계산한다. 이 계산은 제1 지수형 붕괴 상수 α가 어레이 내의 각 전극에 대해 동일하고 제2 지수형 붕괴 상수 β가 어레이 내의 각 전극에 대해 동일하도록 하는, 전극의 제1 측부의 제1 지수형 붕괴 상수 α와, 전극의 제2 측부의 제2 지수형 붕괴 상수 β를 특징으로 하는 장소 독립적 임펄스 응답을 적어도 부분적으로 기반으로 한다.
본 발명의 관련 실시예에 따르면, 자극기는 전극 자극 신호의 진폭을 계산할 때 장소 의존적 임펄스 응답을 도출하기 위해 장소 의존적 가중 인수를 적용한다. 인공 와우 시스템은 전극 신호의 진폭을 결정하기 위해 삼중 대각 행렬의 특성을 사용할 수도 있다. 제1 지수형 붕괴 상수 α는 제2 지수형 붕괴 상수 β와 동일하지 않을 수도 있다. 전극 어레이는 원격 접지를 갖는 단극 전극 구조로 배열될 수도 있다. 자극기는 부호 상관형 펄스를 사용하여 2개 이상의 전극을 동시에 활성화할 수도 있다. 다중 채널 전극 어레이는 청각 신경을 자극하기 위한 인공 와우의 일부일 수도 있다. 이 시스템은 음향 가청 신호를 수신하기 위한 필터 뱅크를 포함하는 음성 프로세서를 더 포함할 수도 있고, 필터 뱅크 내의 각 필터는 다중 채널 전극 어레이 내의 전극들 중 하나와 관련된다. 음성 프로세서는 관련된 채널 필터로부터 다중 채널 전극 어레이 내의 각 전극을 위한 가중 인수를 유도한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 다중 채널 전극 어레이 내의 전극들을 자극하기 위한 컴퓨터 시스템에 사용되기 위한 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다. 각 채널은 어레이 내의 전극과 관련된다. 컴퓨터 프로그램 제품은 컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 사용 가능 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드는, 각 전극으로부터 전기장의 기하학적 중첩을 반영하는 공간 채널 상호작용의 함수로서 전극들과 관련되는 전극 자극 신호의 진폭을 계산하기 위한 프로그램 코드를 포함한다. 이 계산은 제1 지수형 붕괴 상수 α가 어레이 내의 각 전극에 대해 동일하고 제2 지수형 붕괴 상수 β가 어레이 내의 각 전극에 대해 동일하도록 하는, 전극의 제1 측부의 제1 지수형 붕괴 상수 α와, 전극의 제2 측부의 제2 지수형 붕괴 상수 β를 특징으로 하는 장소 독립적 임펄스 응답을 적어도 부분적으로 기반으로 한다.
본 발명의 관련 실시예에 따르면, 계산하기 위한 프로그램 코드는 장소 의존적 임펄스 응답을 도출하기 위해 장소 의존적 가중 인수를 적용하기 위한 프로그램 코드를 더 포함할 수도 있다. 계산하기 위한 프로그램 코드는 삼중 대각 행렬의 특성을 사용하는 것을 포함할 수도 있다. 제1 지수형 붕괴 상수 α는 제2 지수형 붕괴 상수 β와 동일하지 않을 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 부호 상관형 펄스를 사용하여 2개 이상의 전극을 동시에 자극하기 위한 프로그램 코드를 더 포함할 수도 있다. 다중 채널 전극 어레이는 청각 신경을 자극하기 위한 인공 와우의 일부일 수도 있다. 다중 채널 전극 어레이는 원격 접지를 갖는 단극 전극 구조로 배열될 수도 있다. 다중 채널 전극 어레이는 어레이의 초입부에 제1 전극을, 그리고 어레이의 말단부에 제2 전극을 포함할 수도 있고, 계산하기 위한 프로그램 코드는 제1 전극과 제2 전극 중 하나 이상과 이웃하는 가공의 전극을 도입하는 것을 포함한다.
본 발명의 다른 관련된 실시예에서, 계산하기 위한 프로그램 코드는 전극 어레이에 대해 주어진 위치에 대한 희망 전위를 결정하기 위한 프로그램 코드를 포함할 수도 있고, 희망 전위는 연속 인터리브식 샘플링 방법을 적어도 부분적으로 기반으로 하여 결정된다. 전극들과 관련되는 등시성 부호 상관형 펄스의 진폭은, 희망 전위와 실질적으로 동일한 주어진 위치에서의 전체 전위를 제공하기 위해 주어진 위치에서 부호 상관형 펄스들 각각으로부터 최종적인 전위를 가산함으로써 계산된다.
본 발명의 상기 특징은 첨부 도면을 참조하여 취해진 이하의 상세한 설명을 참조하여 더욱 용이하게 이해될 것이다.
도 1은 전형적인 인공 와우 시스템을 갖는 귀의 단면도를 도시한다.
도 2는 달팽이관의 1차원 모델을 도시하고, 본 발명의 실시예에 따라, 이는 고실계 내측에 위치되는 12-채널 전극 어레이와, 고실계 외측에 위치되는 리턴 전극을 포함한다.
도 3a 내지 도 3c는 12-채널 시스템에서 전위 분포의 질적 그림을 도시하고, 여기서 펄스는 본 발명의 일 실시예에 따라, 전극(E1, E5, E10, E11 및 E12)에서 순차적으로 적용된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라, 12-채널 등시성 자극 시스템의 전위 분포를 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라, 장소 의존적 임펄스 응답을 도시한다.
예시적인 실시예에서, 인공 와우를 위한 등시성 자극 방법 및 시스템이 기술된다. 뉴런의 절대적 불응기(absolute refractory period)보다 대략 짧거나 동등한 지속 시간 내에 적용되는 일 세트의 순차 자극 펄스는, 공간 채널 상호작용의 파라미터를 고려하여 조정되는 진폭을 갖는 일 세트의 등시성 펄스로 대체된다. 개별 전극의 단위 응답이 2개의 서로 다른 붕괴 상수 α(정점을 향함)와 β(기부를 향함)를 포함하는 지수형 붕괴를 갖는다면, 진폭 조정을 위한 계산 양이 현저하게 감소될 수도 있다. 일반적으로 나타난 바와 같이, 이 경우에, 채널 상호작용 행렬의 역은 삼중 대각적이다. 새로운 패러다임은 기술적으로 합리적 위상 기간을 갖는 펄스를 기반으로 한다. 이론상으로 N-채널 시스템에서의 초당 펄스 개수는 N으로부터 N2까지 증가될 수도 있다. 등시성 자극 펄스는 일반적으로, 단극(monopolar) 전극 구조로 부호가 상관되어 있다(sign-correlated). 인공 와우 환자로부터 얻어지는 결과는, 양쪽 상태가 똑같은 펄스 비율을 이용한다면 등시성 패러다임과 표준 순차적인 패러다임에 대해 동일한 음성 지각을 보여준다.
등시성 자극
부호 상관형 자극 펄스
본 발명의 다양한 실시예에서, 시스템은 단극 전극 구조에서 등시성 부호 상관형 자극 펄스를 사용한다. 부호 상관형 펄스는 2가지 상태에 의해 일반적으로 규정된다: (i) 모든 펄스는 실질적으로 100% 시간적으로 동기되어 있고 (ii) 모든 펄스는 실질적으로 동일한 전류 방향(즉, 동일한 부호)을 갖는다.
도 2는 풀어진 도전성 튜브에 의해 표시된 달팽이관의 일차원 모델을 도시하고, 본 발명의 일 실시예에 따라, 고실계 내측에 위치된 12-채널 전극 어레이(260)와, 고실계 외측에(일반적으로 측두근 아래에서) 위치된 리턴 전극(240)을 포함한다. 이러한 설계는 단극 전극 구조라 명명된다. 전극 접점(E1-E12)(220-231)으로 표시된 전극 어레이는 골 와우벽(bony cochlear walls)보다 현저하게 높은 전기 전도성을 갖는 조직 및 유체에 둘러싸인 것으로 가정된다[예컨대, 슈서만 엠에프(Suessermann MF), 스펠만 에프에이(Spelman FA)의 "생체 와우 자극을 위한 집중형 파라미터 모델(Lumped-parameter model for in vivo cochlear stimulation)", IEEE Trans. BME, Vol. 40, No. 3, 1993년 3월을 참조할 것, 이는 전체가 본원에 참조로 포함됨]. 흥분 가능한 뉴런은 뼈 나선 판(bony spiral lamina) 뒤에 소위 신경 섬유 채널에서 고실계 외측에 있는 것으로 가정된다[예컨대, 가이슬러 씨디(Geisler CD)의 "사운드로부터 시냅스까지(From sound to synapse)", ISBN 0-19-510025-5, 옥스퍼드 대학 출판부(Oxford University Press), 1998년을 참조할 것, 이는 전체가 본원에 참조로 포함됨]. 자극 펄스는 전류원(Q1-Q12)(200-231)에서 발생된다. 도 1에서, 서로 다른 진폭을 갖는 부호 상관형 이상 펄스(biphasic pulse)는 이상 파형 i1(t) 250, i5(t) 251, i10(t) 252 및 il2(t) 253을 생성하기 위해 전류원(Q1200, Q5204, Q10209 및 Q12211)에서 동시에 생성된다. 모든 전류 펄스의 합은 달팽이관 외측에 기준 전극을 통해 강제로 유동하게 한다. 그러나, 모든 활성 전극이 동일한 도전성 매체 내에 있기 때문에, 개별 활성 전극에 의해 발생된 전위는 고실계 자체에서, 그리고 뉴런의 위치에서 상당한 기하학적 중첩을 보여줄 것이다. 이 효과는 공간 채널 상호작용으로 알려져 있다. 그러나, 채널 상호작용에도 불구하고, 단극 구조와 조합된 부호 상관 관계는, 모든 전류의 합이 원격 접지 전극(240)으로 유동하고 있는 것, 즉 양쪽 펄스 위상에서의 전하의 100%가 뉴런의 영역을 통해 강제로 유동하게 하는 것을 보장한다. 이 특징은 예시된 구성에 대해 특징적인 것이며 소위 양극 또는 다중극 구조의 상황과 상이하다는 것을 주목하기로 한다[예컨대, 반 덴 호너트 씨(Van den Honert C), 스타이펄코우스키(Stypulkowski)의 "전기 자극된 청각 신경에서의 공간 여기 패턴의 단일 섬유 매핑(Single fiber mapping of spatial excitation patterns in the electrically stimulated auditory nerve)", Hear. Res. 29, 195-206, 1987년; 및 미요시 에스(Miyoshi S), 사카지리 엠(Sakajiri M), 이푸쿠베 티(Ifukube T), 마쯔시마 제이(Matsushima J)의 "인공 와우를 위한 동물 실험과 수치 해석에 의한 3극 전극 자극 방법의 평가(Evaluation of the tripolar electrode stimulation method by numerical analysis and animal experiments for cochlear implants)", Acta Otol. Suppl. 532:123-5, 1997년을 참조할 것, 이들 각각은 전체가 본원에 포함됨]. 예컨대, 양극 구성에서, 싱크 및 소스 전극은 모두 고실계 내에 있고, 일반적으로 1 내지 3 ㎜만큼 분리된다. 원격 접지 전극은 생략된다. 자극을 위해, 활성 전극은 펄스 위상의 반대 부호와 동시에 작동된다. 이로 인해 전극의 부근에서 전기장의 우수한 집중을 가져오고, 이에 따라 채널 상호작용을 완화시키지만, 중요한 단점이 있다. 와우내 매체의 높은 컨덕턴스(conductance)가 활성 전극들 사이에 낮은 임피던스 션트(impedance shunt)를 나타내기 때문에, 대부분의 전류는 고실계 내에서 유동하고 있고, 뉴런의 위치에 도달하지 않는다. 단극 구성에 비해, 실질적으로 더 높은 자극 펄스 진폭이 초역치(suprathreshold) 자극을 위해 요구되는데, 이는 현저하게 상승된 임플란트 전력 소비를 야기한다. 또한, 전체가 본원에 참조로 포함되는 "Pt 전극을 이용한 전기 자극: Ⅱ-최대 표면 산화환원반응(이론적인 비가스 처리)의 추정이 제한한다[Electrical stimulation with Pt electrodes: II - Estimation of maximum surface redox (theoretical non-gassing) limits]", IEEE Trans. BME, Vol. 24, Sept. 1977년에 기술된 바와 같이, 전극 접점의 금속 표면에서 매우 높은 전류 밀도가 발생하며, 이는 안전성 문제를 야기할 수 있다.
채널 상호작용 보정( channel interaction compensation )-기본 개념
이하의 논의의 시작 요점은 표준 CIS 패러다임이다. 순차적으로 적용된 이상 전류 펄스의 시퀀스에 의해 발생된 고실계에서의 전압 전위를 고려하기로 한다. 이하에서, 자극 펄스의 탈분극 위상(depolarizing phases)만이 고려되고, 편의상, 양의 부호는 각각의 전위 분포와 관련된다. 도 2에서와 같은 달팽이관의 단순한 일차원 모델이 다시 사용되고, 조직의 순수한 오믹 거동(purely ohmic behavior)이 가정된다[에이 크랄(A Kral), 알 하트만(R Hartmann), 디 모타자비(D Mortazavi), 알 클린크(R Klinke)의 "인공 와우의 공간 해상도: 청각 구심 신경의 흥분 및 전기장(Spatial resolution of cochlear implants: the electrical field and excitation of auditory afferents", Hear. Res. 121, pp. 11-28, 1998년 7월을 참조할 것, 이는 전체가 본원에 참조로 포함됨]. 도 3a 내지 도 3c는 12-채널 시스템에서 전위 분포의 정성적(qualitative) 그림을 도시하며, 여기서 펄스는 본 발명의 일 실시예에 따라, 전극(E1, E5, E10, E11 및 E12)에 순차적으로 적용된다. E1에서의 제1 펄스가 도 3a에 도시된 바와 같이 발생한다. 전극(E1)(상부 패널)에서의 제1 펄스로 인한 전압 분포 u1(x)에 관하여, 대부분의 뉴런은 전극의 바로 근처에서 활성화될 것이고, 활성화된 뉴런의 개수는 E1으로 거리가 증가함에 따라 감소할 것이다. E5의 제2 펄스는 제1 펄스 바로 뒤에 발생하고, 도 3b에 도시된 바와 같이 전위 u5(x)을 야기한다. 그러나, 공간 채널 상호작용으로 인해, u5(x)가 u1(x)에 의해 부분적으로 가려지고(masked), 이에 따라 E5의 부근에 있는 많은 뉴런이 이미 제1 펄스에 의해 흥분되었기 때문에, 이 펄스는 더 적은 새로운 뉴런을 활성화할 것이다. 그들이 무반응 상태에 있기 때문에, 이러한 뉴런은 다시 재촉발(retriggered)될 수 없다. 도 3b에 나타난 바와 같이, 새로운 뉴런은 u5(x) 아래의 음영 영역에 따라서만 도출될 수 있다. 유사하게, 이하의 펄스들 중 각각의 펄스는 그들이 개별적으로 활성화되는 경우에 비해 뉴런의 일부만을 보충(recruit)할 수 있다. 모든 순차적 펄스가 뉴런의 대략의 절대적 불응기(
Figure 112010015093148-pct00001
1ms)와 동등하거나 그보다 짧은 기간 내에 적용된다면, 도 3c에 나타난 바와 같이, 공간 채널 상호작용과 조합하는 무반응(refractory) 효과는 개별의 순차적으로 적용된 전위 분포의 윤곽 전위(contour potential)로부터 대체로 파생되는 리크루트먼트 프로파일(recruitment profile)을 야기할 것이다. 전극 E11에서의 펄스는 프로세서에 의해 가려지고, 이에 따라 윤곽 전위에 제공하지 않는다. 도 3a 내지 도 3c에서의 일 예에서, 관련된 전위 분포가 그의 선행자의 전위에 의해 완전히 가려지기 때문에, 전극 E11에서 유발되는 펄스는 뉴런을 활성화시킬 수 없다.
예시적인 실시예에서, 일 세트의 순차적으로 적용된 펄스의 윤곽 전위는 일 세트의 부호 상관형 등시성 펄스에 의해 생성된 소위 "가중 전위(summation potential)"와 유사하다. 윤곽 전위는 신경 섬유의 대략의 하나의 절대적 불응기보다 더 짧은 기간 내에 적용되는 순차적 펄스로부터 획득되어야 한다. 이 경우에, 가중 전위와 윤곽 전위가 신경 활성화의 동일한 패턴을 본질적으로 야기한다는 것이 명기된다. 등시성 펄스의 진폭은 순차적 진폭에서 파생되지만, 공간 전위 중첩을 고려하여 변형된다. 가중 전위와 윤곽 전위는 활성 전극의 위치에서 동등하여야 한다. 이 개념은 "채널 상호작용 보정(CIC)"으로 나타내어진다. 예컨대, 도 2의 일례에서의 전극(E1, E5, E10 및 E12)에서의 펄스 진폭이 이에 따라 변형되고 동시에 적용된다면, 이들은 도 4에 도시된 바와 같이 가중 전위의 결과를 가져온다. 요구된 바와 같이, 가중 전위[원(circle)]와 윤곽 전위(+ 부호)는 전극 위치에서 부합한다. 이러한 위치들 사이에서, 가중 전위는 순차적인 윤곽에 비해 덜 명백하다.
분석
일반적 공간 임펄스 응답
달팽이관의 일차원 모델과 조직의 선형 및 오믹 거동을 가정할 때, 위치 xn에서의 전극 번호 n에서 단일 전류 진폭 Isequ ,n에 의해 야기된 전압 분포 un(x)가
식(1)
Figure 112010015093148-pct00002
로 주어진다.
여기서, 함수 rn(x)는 전극 번호 n과 관련된 공간 임펄스 응답을 표시한다. 일반적으로, 각 전극은 그의 특정 응답 rn(x)를 갖지만, 모든 응답은 최대값이 x=0에서 있다는 것과, 이들이 양측에서 단조 붕괴하고 있다는 점이 공통적이다[예컨대, 크랄 에이(Kral A), 하트만 알(Hartmann R), 모타자비 디(Mortazavi D), 클린크 알(Klinke R)의 "인공 와우의 공간 해상도: 청각 구심 신경의 흥분과 전기장(Spatial resolution of cochlear implants: the electrical field and excitation of auditory afferents)", Hear. Res. 121, 11-28, 1998년; 및 치어호퍼 씨엠(Zierhofer CM), 호취메어-데소어 아이제이(Hochmair-Desoyer IJ), 호취메어 이에스(Hochmair ES)의 "다중채널 고속 박동성 자극 방법을 위한 인공 와우의 전자 설계(Electronic design of a cochlear implant for multichannel high-rate pulsatile stimulation strategies)", IEEE Trans. Rehab. Eng., Vol. 3, 1995년 3월을 참조할 것, 이는 전체가 본원에 참조로 포함됨]. 따라서, 전극 위치 x=xn에서의 피크 전위 Umax ,n은
식(2)
Figure 112010015093148-pct00003
로 주어진다.
본 개념에서, 등시성 진폭 In이 활성 전극의 위치에서 피크 전위와 동등한 가중 전위를 야기시키는 것이 요구된다. 편의상, 전극 간격 d = xn-xn -1을 갖는 등거리 전극이 가정된다. N-채널 시스템의 모든 전극이 동시에 활성화되다면, 이하 세트의 방정식들
식(3)
Figure 112010015093148-pct00004
이 얻어진다.
벡터 표기법을 이용하고 (3)에 (2)를 대입하여, 순차적 진폭과 등시성 진폭 사이의 관계
식(4)
Figure 112010015093148-pct00005
를 산출한다.
여기서, H0는 소위 "채널 상호작용 행렬"
식(5)
Figure 112010015093148-pct00006
을 나타낸다.
등시성 진폭이
식(6)
Figure 112010015093148-pct00007
으로 계산될 수 있다.
여기서, H0 - 1는 H0의 역행렬이다. 다양한 CIC 응용에서, 전극의 모두가 아니라 부분 세트만이 등시성 활성화를 위한 후보일 것이다. 시스템 (4)는 미사용 전류 진폭을 진폭 벡터(순차적이고 등시성)로부터 제거함으로써 단순화되고, 행렬 H0으로부터 상응하는 행과 열을 삭제한다. 이 절차는 "CIC 시스템의 감소"로 나타내어진다.
일반적으로, CIC 절차로부터 획득된 등시성 진폭은 음의 해(negative solutions)를 포함할 수 있다. 음의 진폭은 반전된 위상을 갖는 펄스가 바람직한 가중 전위를 달성하기 위해 요구된다는 것을 의미한다. 그러나, 이러한 펄스는 부호 상관 관계의 원칙과 모순되고, 따라서 적용 불가능하고, 제외되어야 한다. 이는 CIC 시스템의 또 다른 감소와, 변형된 상호작용 매트릭스를 이용한 남아있는 진폭의 재계산을 필요로 한다. 이론상으로, 새로운 해는 다시 음의 진폭을 포함할 수 있고, 따라서 양의 등시성 진폭만을 갖는 벡터가 획득될 때까지, 재계산의 절차가 반복된다. 가장 극단적 경우에서, 단 하나의 진폭이 남아있고, 이 경우에 통상적으로 "등시성" 진폭과 "순차적" 진폭은 동등하다.
제한된 공간 및 전력 자원을 갖는 인공 와우 시스템에서의 실용적 구현에 관하여, 기술된 바와 같은 반복적 CIC-절차는 계산 과제이다. 특히, 행렬 반전(matrix inversion)이 문제를 야기한다. 예컨대, 가오스-조단 알고리즘(Gauss-Jordan algorithm)과 같은 표준 행렬 반전 절차는 실시간 연산을 위해 실행시키기가 어렵다. 한편으로는, 역행렬의 계수를 저장하는 것은 많은 메모리를 필요로 한다. 간단히 생각해도 등시성 진폭을 갖는 CIC 시스템에 있어서,
Figure 112010015093148-pct00008
행렬 계수의 전체 수를 갖는 2K 상이한 역행렬들이 저장되어야 한다는 것을 알 수 있다. K=12에 있어서, 이는 4096개의 행렬과 159744개의 계수의 결과를 가져온다.
지수형 붕괴를 갖는 공간 임펄스 응답
장소 독립적 임펄스 응답( place - independent impulse responses )
본 발명의 예시적인 실시예에서, 임펄스 응답 rn(x)가 2개의 지수적으로 붕괴되는 갈래로 구성되는 장소 독립적 함수, 즉
식(7)
Figure 112010015093148-pct00009
인 것으로 가정된다면, CIC에 대한 계산 비용은 상당히 감소될 수도 있다.
여기서, r0가 상수 파라미터이고, λapex와 λbase는 각각 정점 및 기부를 향한 지수형 붕괴 상수이다. 응답 (7)은 사실에 대한 있는 그대로의 근사를 나타낸다는 것을 주목하기로 한다. 그러나, 후속 부분에서 설명될 바와 같이, 여기에서 유도된 행렬 계산은 지수형 붕괴를 갖는 장소 의존형 임펄스 응답의 더 사실적 상황을 위해 채택될 수 있다. 전극 간격(d)를 갖는 등거리 전극을 가정하면, 2개 상수(α및 β)가
식(8)
Figure 112010015093148-pct00010
로 규정될 수 있다.
α와 β를 이용하여, (7)을 (5)에 대입하여 상호작용 행렬을 산출한다.
식(9)
Figure 112010015093148-pct00011
다행히, 이하에 나타나는 바와 같이, 이 행렬 H는 매우 유리한 특성을 갖는다. 중요한 제1 특징으로서, 붕괴 상수가 범위[0≤α<1]와 [0≤ β<1] 내에 있다면, 행렬 H는 비특이성이다. 이는 개별 라인과 행이 서로로부터 확실히 선형 종속이 아니기 때문에, 쉽게 알 수 있다. (9)를 이용하여, 시스템 (4)는
식(10)
Figure 112010015093148-pct00012
로 쓰여질 수 있다.
도 3과 일치하는 아래의 설명을 위해, 전극 인덱스(electrode indices)는 정점으로부터 기부까지, 즉 좌측으로부터 우측으로 증가하도록 가정된다. CIC 감소 절차에서, 일반적으로 전극의 부분 세트가 선택되고, 그리고 미사용된 순차적인 진폭을 위한 방정식이 삭제되고, 미사용된 등시성 진폭이 0으로 설정된다. 예컨대, 인덱스 3, 5, 8, 9 및 11을 갖는 전극이 등시성 자극을 위해 선택되는 12-채널 시스템을 고려한다. 전극 3은 우측에 다음 이웃 5를 갖는 최좌측 전극이고, 전극 11은 좌측에 다음 이웃 9를 갖는 최우측 전극이다. 전극 5, 전극 8 및 전극 9는 각각 2개의 이웃, 즉 3과 8, 5와 9, 및 8과 11을 갖는다. 일반적으로, 인덱스 k를 갖는 전극이 인덱스 k-L1와 k+L2(L1≥1, L2≥1)을 갖는 2개의 이웃을 갖는다면, 관련된 진폭은 Isequ ,k, Isequ ,k- L1 및 Isequ ,k+ L2이다. 다항식 σn와 ρn(n = 1, 2,...,N)의 정의
식(11)
Figure 112010015093148-pct00013
는 진폭 Isequ ,k와 2개의 인접하는 진폭 Isequ,k-L1 및 Isequ ,k+ L2를
식(12)
Figure 112010015093148-pct00014
로 표현되게 한다
(10)에서 상세히 살펴보면 이하의 항등식
식(13)
Figure 112010015093148-pct00015
과,
식(14)
Figure 112010015093148-pct00016
을 나타낸다.
(13) 및 (14)를 (12)에 대입하여,
식(15)
Figure 112010015093148-pct00017
를 산출한다.
이 시스템은 3개의 미지수인 σk, ρk 및 Ik를 갖는 3개 방정식으로 구성된다. Ik의 분리는
식(16)
Figure 112010015093148-pct00018
의 결과를 가져온다.
여기서, 식(17)
Figure 112010015093148-pct00019
이다.
따라서, 일반적으로, 등시성 진폭 Ik는 동일한 전극에서 순차적 진폭 Isequ ,k에 의해 그리고 이웃하는 활성 전극에서 2개 순차적 진폭 Isequ ,k- L1 및 Isequ ,k+ L2 에 의해 완전히 결정될 수도 있다. 가중 인수인 a(L1), b(L1,L2) 및 c(L2)는 하부 활성 이웃에 대한 거리(L1)와 상부 활성 이웃에 대한 거리(L2)에 의존한다.
최좌측 활성 전극 및 최우측 활성 전극은 특별한 주의 사항을 필요로 할 수도 있다. 최좌측 활성 전극은 더 낮은 인덱스를 갖는 위치에 이웃을 갖지 않는다. 그러나, 하부 전극 어드레스의 방향으로의 가중 전위는 붕괴 파라미터(α)에 따라 지수적으로 붕괴하고 있다. 따라서, Isequ ,k가 최좌측 진폭의 진폭을 나타낸다면, 진폭 αIsequ ,k를 갖는 위치 k-1(L1=1)에서의 (가공의) 이웃 전극이 도입될 수도 있다. (16)에 대입하면,
식(18)
Figure 112010015093148-pct00020
이 산출된다.
(17)을 이용하면, 계수 b0(L2)는
식(19)
Figure 112010015093148-pct00021
이 된다.
유사하게, 최우측 활성 전극은 더 높은 전극 위치에 이웃을 갖지 않는다. 이 영역에서, 가중 전위는 β를 따라 지수적으로 붕괴하고 있다. Isequ ,k가 최우측 진폭의 진폭을 나타낸다면, 최종적인 진폭 βIsequ ,k을 갖는 위치 k+1 (L2　=　1) 에서의 (가공의) 이웃 전극이 도입될 수도 있다. (16)에 대입하여,
식(20)
Figure 112010015093148-pct00022
이 산출된다.
(17)을 이용하여, 계수 b0(L1)는
식(21)
Figure 112010015093148-pct00023
이 된다.
(17), (19) 및 (21)을 이용하면, (9)의 역행렬 H-1은
식(22)
Figure 112010015093148-pct00024
로 주어진다.
행렬 H-1은 오직 3개 주 대각에서 0이 아닌 계수로 삼중 대각적이다. 시스템 감소의 경우에, H의 행과 열이 삭제되어, 행렬 H'의 결과를 가져온다. 앞서 유도된 바와 같이, 최종적인 역 H1'-1은 다시 삼중 대각적이고, 행렬 사이즈의 차이 이외에, 계수의 "국부적 변화(local changes)"만이 발생한다. 따라서, 등시성 진폭의 벡터가 계산되었다면, 그리고 그것이 음의 해를 포함한다면, 이들 음의 해는 제거될 필요가 있다. 음의 진폭에 이웃하고 있었던 진폭만이 재계산되어야 한다. 이러한 특성은 반복적 CIC 절차에서 매우 유리하다.
예컨대, 전극(E1, E5, E10, E11 및 E12)의 등시성 자극을 갖는 12-채널 시스템을 고려한다. 최종적인 감소된 시스템은
식(23)
Figure 112010015093148-pct00025
로 주어진다.
활성 전극들 사이의 거리는 H'-1의 행렬 계수에 직접적으로 반영된다. 등시성 진폭의 계산이 음의 결과 I11를 산출한다고 가정할 때, 추가 시스템 감소가 요구된다. 진폭 Isequ ,11과 I11은 증폭 벡터로부터 제거되고 H'- 1으로부터 네번째 행과 열이 제거된다. 최종적인 새로운 시스템은
식(24)
Figure 112010015093148-pct00026
이다.
행렬 H1'-1과 H"-1의 1행과 2행의 계수가 변하지 않았고 이에 따라 진폭 I1과 I5가 재계산될 필요가 없다는 것을 주목하기로 한다. 계수 변화는 H"-1의 3행 및 4행(그리고 3열 및 4열)에만 영향을 미치고, 따라서 전극 11의 앞선 이웃인 전극 10 및 전극 12만이 새로운 상호적 거리로 인해 이들의 진폭을 변화시킨다.
K-채널 CIC 시스템의 모든 가능한 역행렬의 계수 a(L1), b(L1, L2), c(L2), b0(L2), b0(L1)를 저장하기 위해 요구되는 메모리의 양은 임의적 응답을 갖는 CIC 시스템에 비해 매우 낮다. b(L1, L2)=b(L2, L1)를 이용하면, 짧은 연산은 가능한 계수의 전체 수가 짝수 K에 대해서는
Figure 112010015093148-pct00027
이고 홀수 K에 대해서는
Figure 112010015093148-pct00028
이라는 것을 보여준다.
장소 의존형 임펄스 응답 ( place - dependent impulse responses )
일반적으로, 공간 임펄스 응답은 전극 위치에 의존한다. 여러 이유, 즉 고실계의 가변 직경과, 와우내 전극 어레이의 가변 직경이 이의 원인이 된다. 예컨대, 측정되는 임펄스 응답은 모든 전극에서 대략 지수형 붕괴를 보여주고, 이에 의해 정점을 향한 기울기는 기부를 향한 것보다 더 얕고(즉, α〉β), 일반적으로 최대값은 기부 영역에서보다 정점에서 더 높다[에이 크랄(A Kral), 알 하트만(R Hartmann), 디 모타자비(D Mortazavi), 알 클린크(R Klinke)의 "인공 와우의 공간 해상도: 청각 구심 신경의 흥분 및 전기장(Spatial resolution of cochlear implants: the electrical field and excitation of auditory afferents)", Hear. Res. 121, pp. 11-28, 1998년 7월을 참조할 것, 이는 전체가 참조로 본원에 포함됨]. 이와 같은 임펄스 응답은 (7)에서의 r(x)를 전극 특정 가중 인수 cn(n = 1, 2,...,N)와 곱하여 근사화될 수 있다.
즉, 식(25)
Figure 112010015093148-pct00029
이다.
(25)를 (5)에 대입하고, α 및 β에 대한 정의 (8)를 이용하면, 최종적인 상호작용 행렬은
식(26)
Figure 112010015093148-pct00030
이다.
Hc가 행렬 곱
식(27)
Figure 112010015093148-pct00031
으로 나타내어질 수도 있다는 것을 쉽게 알 수 있다.
여기서, C는 인수 cn, 즉
식(28)
Figure 112010015093148-pct00032
을 포함하는 대각 행렬이다.
(27)를 이용하여, 상호작용 역행렬은 간단하게
식(29)
Figure 112010015093148-pct00033
이다.
Hc - 1를 (5)에 대입하여
식(30)
Figure 112010015093148-pct00034
를 산출하고, 이는
식(31)
Figure 112010015093148-pct00035
으로 표현될 수 있다.
이는 장소 독립적 응답에 사용된 행렬 H를 기반으로 하는 시스템을 나타낸다. 장소 의존성은 순차적 진폭을 그의 관련된 가중치(weight)와 곱함으로써, 그리고 CIC 결과를 그의 개별 가중치로 나눔으로써 합체된다. CIC 시스템의 실제 구현에 대하여, 계산 양은 장소 독립적 응답 r(x)에 비해 단지 약간 증가된다. 그러나, 반복적 CIC 절차 및 역행렬에 관한 행렬 H의 모든 계산 장점은 여전히 완전히 이용될 수 있다.
지수적으로 분포된 가중치를 갖는 장소 의존적 임펄스 응답
수학적으로 훌륭한 솔루션은 (25)에서의 가중치 cn가 지수적으로 분포되는 것으로, 즉 γ가 상수인 경우 cn=γn(n = 1, 2,...,N)로 가정될 때, 특별한 경우를 위해 획득될 수 있다. 예컨대, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 장소 의존적 임펄스 응답을 도시한다. 각 임펄스 응답은 붕괴 상수 α(정점을 향함) 및 β(기부를 향함)를 갖는다. 장소 의존적 가중 인수는 파라미터 γ에 의해 규정된 지수 곡선에 위치된다
임펄스 응답 rn(x)는
식(32)
Figure 112010015093148-pct00036
이고,
(26)에서의 행렬 Hc는 직접적으로
식(33)
Figure 112010015093148-pct00037
로 나타내질 수 있다.
이 행렬 Hc은, 상수 α 및 β가 간단히 α' 및 β'에 의해
식(34)
Figure 112010015093148-pct00038
로 대체되는 경우에,(9)에서의 행렬 H와 동일하다.
따라서, 본 발명의 다양한 실시예에서, 파라미터 α, β 및 γ에 의해 기술된 각 CIC 시스템은 파라미터 α' 및 β'를 갖는 동등한 CIC 시스템으로 변환될 수도 있고, 장소 독립적 임펄스 응답을 기반으로 하는 CIC의 모든 계산 이점이 이용될 수 있다. (α, β, γ) 및 (α', β') 시스템은 상이한 시스템을 나타내고, 그의 (연속적) 가중 전위가 활성 전극의 위치에서 부합하지만 모든 다른 장소에서 상이하다는 것을 주의한다.
개요 그리고 결론
상기에 기술된 자극 개념은 부호 상관형 등시성 펄스를 기반으로 한다. 순차적인 박동성 자극에 비해, 등시성 진폭은 와우내 전위 확산의 파라미터를 고려하여 변형된다. 이는 펄스 위상을 비생리적으로(unphysiologically) 적은 지속시간으로 감소시킬 필요 없이 전체 자극 비율을 매우 크게 증가시키기 때문에, 여기에 나타내어진 등시성 접근법은 미래의 자극 방법에 대한 기초일 수 있다. 특히, 시간적 미세 구조 정보의 더 좋은 표현이 가능하여야 한다. 상부 이론적 한계로서, N-채널 순차 시스템에 있어서, 펄스 비율은 N의 인자에 의해 증가될 수 있다.
각 자극 전극을 위해 공간 임펄스 응답이 정점을 향한 붕괴 상수 α와 기부를 향한 붕괴 상수 β를 갖는 2개의 지수적으로 붕괴된 갈래에 의해 근사화될 수 있다면, CIC 알고리즘의 효율적인 이행이 가능하다. 또한, 임펄스 응답이 장소 의존적이고 상수 인수에 의해 상이한 경우에 유효하다. 특히, 삼중 대각 상호작용 역행렬의 특성이 이용될 수 있다.
등시성 자극 패러다임이 전체적 자극 비율을 증가시키는데 사용되지 않지만, 전체적 자극 비율이 그 대신에 일정하게 유지된다면, 더 긴 위상 기간과 감소된 펄스 진폭을 갖는 등시성 펄스가 이용될 수 있다. 이는 유리하게 전력 소비의 상당한 감소의 결과를 가져온다.
본 발명의 다른 실시예가 실행될 수도 있거나, 다르게는 컴퓨터 시스템에 사용되기 위한 컴퓨터 프로그램 제품을 포함한다. 이러한 실행은 컴퓨터 판독 가능 매체(예컨대, 디스켓, CD-ROM, ROM, 또는 고정 디스크)와 같은 유형 매체에 대해 처리되거나(fixed), 또는 매체 위에서 네트워크에 연결된 통신 어뎁터와 같은 모뎀 또는 다른 인터페이스 장치를 통해 컴퓨터 시스템에 전송가능한 반송파(carrier wave)로 구현되는 컴퓨터 데이터 신호에서 처리되는 일련의 컴퓨터 명령을 포함할 수도 있다. 매체는 유형 매체(예컨대, 광학 또는 아날로그 통신 라인) 또는 무선 기술(예컨대, 마이크로파, 적외선 또는 다른 전송 기술)로 실행되는 매체일 수 있다. 일련의 컴퓨터 명령은 시스템에 관하여 이전에 여기에 기술된 기능성의 전부 또는 일부를 구현한다. 당해 기술분야의 숙련된 자들은 이러한 컴퓨터 명령이 많은 컴퓨터 아키텍처 또는 운영 시스템에 사용되기 위한 다수의 프로그래밍 언어로 작성될 수 있다는 것을 알아야 한다. 또한, 이러한 명령은 반도체, 자기, 광학 또는 다른 메모리 장치와 같은 임의의 메모리 장치에 저장될 수도 있고, 광학, 적외선, 마이크로파 또는 다른 전송 기술과 같은 임의의 통신 기술을 사용하여 전송될 수 있다. 이러한 컴퓨터 프로그램 제품은, 수반된 인쇄 문서 또는 전자 문서를 갖는 제거 가능한 매체[개별 포장 소프트웨어(shrink wrapped software)]로서 분포될 수도 있거나, 또는 컴퓨터 시스템에(예컨대, 시스템 롬 또는 고정 디스크에서) 미리 로딩될 수 있거나, 또는 네트워크(예컨대, 인터넷 또는 월드 와이드 웹)를 통해 서버 또는 전자 게시판으로부터 분포될 수 있다는 것이 예상된다.
본 발명의 기술된 실시예는 단지 예시적이도록 의도되고, 다양한 변형과 변경이 당해 기술분야의 숙련된 자들에게 명백할 것이다. 이러한 모든 변화와 변경은 특허청구범위에 규정된 본 발명의 범위 내에 있도록 의도된다.

Claims (23)

  1. N 채널을 갖는 다중 채널 전극 어레이 내의 2개 이상의 전극에 대해 전기 자극 신호를 동시에 생성하는 방법이며,
    각 전극으로부터 전기장의 기하학적 중첩을 반영하는 공간 채널 상호작용의 파라미터를 고려하여 다중 채널 어레이 내의 전극들의 펄스 진폭을 계산하는 단계를 포함하고,
    상기 계산하는 단계는, 제1 지수형 붕괴 상수 α가 어레이 내의 각 전극에 대해 동일하고 제2 지수형 붕괴 상수 β가 어레이 내의 각 전극에 대해 동일하도록 하는, 전극의 제1 측부의 제1 지수형 붕괴 상수 α와, 전극의 제2 측부의 제2 지수형 붕괴 상수 β를 특징으로 하는 장소 독립적 임펄스 응답을 적어도 부분적으로 기반으로 하고,
    상기 계산하는 단계는 장소 의존적 임펄스 응답을 도출하기 위해 장소 의존적 가중 인수 cn(n = 1, 2,...,N)를 적용하는 단계를 더 포함하는
    다중 채널 전극 어레이 내의 2개 이상의 전극에 대해 전기 자극 신호를 동시에 생성하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 계산하는 단계는 삼중 대각 행렬의 특성을 사용하는 단계를 포함하는
    다중 채널 전극 어레이 내의 2개 이상의 전극에 대해 전기 자극 신호를 동시에 생성하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    제1 지수형 붕괴 상수 α는 제2 지수형 붕괴 상수 β와 상이한
    다중 채널 전극 어레이 내의 2개 이상의 전극에 대해 전기 자극 신호를 동시에 생성하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 계산하는 단계는
    전극 어레이에 대해 주어진 위치에 대한 희망 전위를 결정하는 단계로서, 희망 전위는 연속 인터리브식 샘플링 방법을 적어도 부분적으로 기반으로 하여 결정되는, 희망 전위를 결정하는 단계와,
    희망 전위와 실질적으로 동일한 주어진 위치에서의 전체 전위를 제공하기 위해, 주어진 위치에서 부호 상관형 펄스들 각각으로부터 최종적인 전위를 가산함으로써 전극들과 관련되는 등시성 부호 상관형 펄스의 진폭을 결정하는 단계를 포함하는
    다중 채널 전극 어레이 내의 2개 이상의 전극에 대해 전기 자극 신호를 동시에 생성하는 방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    다중 채널 전극 어레이는 원격 접지를 갖는 단극 구조를 사용하는
    다중 채널 전극 어레이 내의 2개 이상의 전극에 대해 전기 자극 신호를 동시에 생성하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    다중 채널 전극 어레이는 어레이의 초입부에 제1 전극을, 그리고 어레이의 말단부에 제2 전극을 포함하고,
    계산하기 위한 방법은 제1 전극과 제2 전극 중 하나 이상과 이웃하는 가공의 전극을 도입하는 단계를 포함하는
    다중 채널 전극 어레이 내의 2개 이상의 전극에 대해 전기 자극 신호를 동시에 생성하는 방법.
  8. 인공 와우 시스템이며,
    2개 이상의 전극을 포함하고 N 채널을 갖는 다중 채널 전극 어레이와,
    각 전극으로부터 전기장의 기하학적 중첩을 반영하는 공간 채널 상호작용의 함수로서 전극들과 관련되는 전극 자극 신호의 진폭을 계산하는 자극기를 포함하고,
    상기 계산은 제1 지수형 붕괴 상수 α가 어레이 내의 각 전극에 대해 동일하고 제2 지수형 붕괴 상수 β가 어레이 내의 각 전극에 대해 동일하도록 하는, 전극의 제1 측부의 제1 지수형 붕괴 상수 α와, 전극의 제2 측부의 제2 지수형 붕괴 상수 β를 특징으로 하는 장소 독립적 임펄스 응답을 적어도 부분적으로 기반으로 하고,
    상기 계산은 장소 의존적 임펄스 응답을 도출하기 위해 장소 의존적 가중 인수 cn(n = 1, 2,...,N)를 적용하는 것을 포함하는
    인공 와우 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    제1 지수형 붕괴 상수 α는 제2 지수형 붕괴 상수 β와 상이한
    인공 와우 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    자극기는 전극 신호의 진폭을 결정하기 위해 삼중 대각 행렬의 특성을 사용하는
    인공 와우 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    전극 어레이는 원격 접지를 갖는 단극 전극 구조로 배열되는
    인공 와우 시스템.
  12. 제8항에 있어서,
    자극기는 부호 상관형 펄스를 사용하여 2개 이상의 전극을 동시에 활성화하는
    인공 와우 시스템.
  13. 제8항에 있어서,
    음향 가청 신호를 수신하기 위한 필터 뱅크를 포함하는 음성 프로세서를 더 포함하고,
    필터 뱅크 내의 각 필터는 다중 채널 전극 어레이 내의 전극들 중 하나와 관련되고,
    음성 프로세서는 관련된 채널 필터로부터 다중 채널 전극 어레이 내의 각 전극을 위한 가중 인수를 유도하는
    인공 와우 시스템.
  14. 제8항에 있어서,
    다중 채널 전극 어레이는 어레이의 초입부에 제1 전극을, 그리고 어레이의 말단부에 제2 전극을 포함하고,
    자극기는 진폭을 계산할 때 제1 전극과 제2 전극 중 하나 이상과 이웃하는 가공의 전극을 도입하는
    인공 와우 시스템.
  15. N 채널을 갖는 다중 채널 전극 어레이 내의 전극들을 자극하기 위한 컴퓨터 시스템에 사용되기 위한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체이며,
    각 채널은 어레이 내의 전극과 관련되고,
    컴퓨터 판단 가능 기록 매체는 컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드를 가지며,
    컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드는
    각 전극으로부터 전기장의 기하학적 중첩을 반영하는 공간 채널 상호작용의 함수로서 전극 어레이 내의 전극들과 관련되는 전극 자극 신호의 진폭을 계산하기 위한 프로그램 코드를 포함하고,
    상기 계산은 제1 지수형 붕괴 상수 α가 어레이 내의 각 전극에 대해 동일하고 제2 지수형 붕괴 상수 β가 어레이 내의 각 전극에 대해 동일하도록 하는, 전극의 제1 측부의 제1 지수형 붕괴 상수 α와, 전극의 제2 측부의 제2 지수형 붕괴 상수 β를 특징으로 하는 장소 독립적 임펄스 응답을 적어도 부분적으로 기반으로 하고,
    상기 계산은 장소 의존적 임펄스 응답을 도출하기 위해 장소 의존적 가중 인수 cn(n = 1, 2,...,N)를 적용하는 것을 더 포함하는
    컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
  16. 제15항에 있어서,
    계산하기 위한 프로그램 코드는 삼중 대각 행렬의 특성을 사용하기 위한 프로그램 코드를 포함하는
    컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
  17. 제15항에 있어서,
    제1 지수형 붕괴 상수 α는 제2 지수형 붕괴 상수 β와 상이한
    컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
  18. 제15항에 있어서,
    계산하기 위한 프로그램 코드는
    전극 어레이에 대해 주어진 위치에 대한 희망 전위를 결정하기 위한 프로그램 코드와,
    희망 전위와 실질적으로 동일한 주어진 위치에서의 전체 전위를 제공하기 위해, 주어진 위치에서 부호 상관형 펄스들 각각으로부터 최종적인 전위를 가산함으로써 다중 채널 어레이의 2개 이상의 전극과 관련되는 등시성 부호 상관형 펄스의 진폭을 결정하기 위한 프로그램 코드를 포함하고,
    희망 전위는 연속 인터리브식 샘플링 방법을 적어도 부분적으로 기반으로 하여 결정되는
    컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
  19. 제15항에 있어서,
    부호 상관형 펄스를 사용하여 2개 이상의 전극을 동시에 자극하기 위한 프로그램 코드를 더 포함하는
    컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
  20. 제15항에 있어서,
    다중 채널 전극 어레이는 어레이의 초입부에 제1 전극을, 그리고 어레이의 말단부에 제2 전극을 포함하고,
    계산하기 위한 프로그램 코드는 제1 전극과 제2 전극 중 하나 이상과 이웃하는 가공의 전극을 도입하기 위한 프로그램 코드를 포함하는
    컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
  21. 제1항에 있어서,
    가중 인수 cn은 cn=γn(n = 1, 2,...,N)로서, 지수적으로 분포되는
    다중 채널 전극 어레이 내의 2개 이상의 전극에 대해 전기 자극 신호를 동시에 생성하는 방법.
  22. 제8항에 있어서,
    가중 인수 cn은 cn=γn(n = 1, 2,...,N)로서, 지수적으로 분포되는
    인공 와우 시스템.
  23. 제15항에 있어서,
    가중 인수 cn은 cn=γn(n = 1, 2,...,N)로서, 지수적으로 분포되는
    컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
KR1020107005278A 2007-09-11 2008-09-11 등시성 와우내 자극 KR101543814B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US97147307P 2007-09-11 2007-09-11
US60/971,473 2007-09-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100068383A KR20100068383A (ko) 2010-06-23
KR101543814B1 true KR101543814B1 (ko) 2015-08-11

Family

ID=39869245

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107005278A KR101543814B1 (ko) 2007-09-11 2008-09-11 등시성 와우내 자극

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP2197544B1 (ko)
JP (1) JP5399396B2 (ko)
KR (1) KR101543814B1 (ko)
CN (1) CN101801455B (ko)
AU (1) AU2008298928B2 (ko)
CA (1) CA2698886C (ko)
RU (1) RU2500440C2 (ko)
WO (1) WO2009036146A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020100107A1 (en) * 2018-11-16 2020-05-22 Cochlear Limited Focusing methods for a prosthesis

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012002467A1 (ja) * 2010-06-29 2012-01-05 Kitazawa Shigeyoshi 音楽情報処理装置、方法、プログラム、人工内耳用音楽情報処理システム、人工内耳用音楽情報製造方法及び媒体
CN103533986B (zh) * 2011-05-13 2016-09-14 Med-El电气医疗器械有限公司 具有通道交互补偿的同时刺激的最佳模型常数
DE102012218057A1 (de) 2012-10-02 2014-04-03 Forschungszentrum Jülich GmbH Vorrichtung und verfahren zur untersuchung einer krankhaften interaktion zwischen verschiedenen hirnarealen
US11179566B2 (en) * 2014-06-03 2021-11-23 Cochlear Limited Fitting method using channels
EP3061491A1 (en) * 2015-02-27 2016-08-31 Oticon Medical A/S Auditory device with a filter bank and with means for extracting an onset time and a method for generating a stimulation signal
DE102015106560B4 (de) * 2015-04-28 2018-10-25 Audisense Gmbh Hörprothese
RU2657941C1 (ru) * 2017-04-06 2018-06-18 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Российский научно-практический центр аудиологии и слухопротезирования Федерального медико-биологического агентства" Способ кодирования стимулирующего сигнала в кохлеарном импланте
US10576264B2 (en) * 2017-04-21 2020-03-03 Cochlear Limited Selected simultaneous stimulation
CN111867512B (zh) * 2018-03-21 2024-03-22 Med-El电气医疗器械有限公司 半自动机器人耳蜗植入手术
RU2722852C1 (ru) * 2019-12-02 2020-06-04 Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Производственная компания "АЛЬТОНИКА" (ООО "ПК "Альтоника") Устройство кохлеарной имплантации

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001013991A1 (en) * 1999-08-26 2001-03-01 Med-El Elektromedizinische Geräte GmbH Electrical nerve stimulation based on channel specific sampling sequences

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5824022A (en) * 1996-03-07 1998-10-20 Advanced Bionics Corporation Cochlear stimulation system employing behind-the-ear speech processor with remote control
US6289247B1 (en) * 1998-06-02 2001-09-11 Advanced Bionics Corporation Strategy selector for multichannel cochlear prosthesis
US7917224B2 (en) * 1999-07-21 2011-03-29 Med-El Elektromedizinische Geraete Gmbh Simultaneous stimulation for low power consumption
US7110821B1 (en) * 2002-07-10 2006-09-19 Advanced Bionics Corporation Channel interaction cancellation within a multichannel neural stimulation system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001013991A1 (en) * 1999-08-26 2001-03-01 Med-El Elektromedizinische Geräte GmbH Electrical nerve stimulation based on channel specific sampling sequences

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020100107A1 (en) * 2018-11-16 2020-05-22 Cochlear Limited Focusing methods for a prosthesis
US11812227B2 (en) 2018-11-16 2023-11-07 Cochlear Limited Focusing methods for a prosthesis

Also Published As

Publication number Publication date
RU2500440C2 (ru) 2013-12-10
WO2009036146A1 (en) 2009-03-19
KR20100068383A (ko) 2010-06-23
CN101801455B (zh) 2013-10-23
CA2698886A1 (en) 2009-03-19
EP2197544B1 (en) 2015-08-05
AU2008298928B2 (en) 2012-09-20
RU2010114304A (ru) 2011-10-20
JP2010538705A (ja) 2010-12-16
CA2698886C (en) 2015-02-24
JP5399396B2 (ja) 2014-01-29
AU2008298928A1 (en) 2009-03-19
EP2197544A1 (en) 2010-06-23
CN101801455A (zh) 2010-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101543814B1 (ko) 등시성 와우내 자극
US9844672B2 (en) Focused stimulation in a medical stimulation device
US8165686B2 (en) Simultaneous intracochlear stimulation
US8948877B2 (en) Cochlear implant stimulation with low frequency channel privilege
RU2491762C2 (ru) Способ генерации сигналов стимуляции для имплантируемой матрицы электродов кохлеарного имплантата (варианты) и система кохлеарного имплантата
EP2964319B1 (en) Electrical cochlear stimulation system
JP2012516758A (ja) 多電極チャネル構成を持つ刺激医療装置を調整する方法及び装置
AU2016285966B2 (en) Selective stimulation with cochlear implants
AU2016317088B2 (en) Rate and place of stimulation matched to instantaneous frequency
EP3826710B1 (en) Background stimulation for fitting cochlear implants
Zierhofer et al. Simultaneous intracochlear stimulation based on channel interaction compensation: Analysis and first results
AU2012213972B2 (en) Focused stimulation in a medical stimulation device
Rodriguez et al. A set of strategies used in Cochlear Implants Implemented in a DSP

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180717

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190806

Year of fee payment: 5