KR101617474B1

KR101617474B1 - 인공 와우를 적합화하는 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR101617474B1
Application number: KR1020107015682A
Authority: KR
Inventors: 앤드류 보트로스
Original assignee: 코치리어 리미티드
Priority date: 2007-12-18
Filing date: 2008-12-17
Publication date: 2016-05-02
Also published as: EP2222369A1; JP5567491B2; JP2011505994A; US8880182B2; EP2222369B1; US20100268302A1; CN101970045A; WO2009076721A1; CN101970045B; EP2222369B8; KR20100132483A; EP2222369A4

Abstract

수용자에 의료용 이식물을 적합화하는 방법 및 시스템이 기재되어 있다. 상기 의료용 이식물은 다수의 자극 채널에 걸쳐 수용자의 생물학적 시스템을 자극하도록 작동한다. 상기 방법은, 다수의 자극 채널에 대한 초기 자극 프로파일을 결정하는 단계와, 상기 초기 자극 프로파일의 형상을 변경함으로써 적합화 자극 프로파일을 결정하는 단계를 포함한다.

Description

인공 와우를 적합화하는 방법 및 시스템 {METHOD AND SYSTEM FOR FITTING A COCHLEAR IMPLANT}

본 출원은, 2007년 12월 18일 출원하고 발명의 명칭이 "인공 와우를 적합화하는 방법 및 시스템" 인 호주 가특허출원 제 2007906933 호를 우선권 주장하는 2008년 12월 17일 출원하고 발명의 명칭이 "인공 와우를 적합화하는 방법 및 시스템" 인 국제출원 PCT/AU2008/001865 의 국내단계 출원이고, 이 특허 문헌은 본원에 참조되었다.

본 발명은 일반적으로 수용자 (recipient) 의 생리학적 시스템 (physiological system) 을 자극하는 의료용 이식물의 설정 (configuration) 에 관한 것으로, 보다 자세하게는 인공 와우의 적합화에 관한 것이다.

삭제

다양한 치료적인 도움을 위해 수용자에 전기 자극을 전달하는 많은 의료용 이식물이 있다. 예를 들어, 호주 시드니 소재의 Cochlear Limited 에 의해 제조되는 바와 같은 인공 와우는, 감각 신경계의 청력을 손실한 사람들에게 소리를 감지하는 능력을 제공해주도록 개발되었다. 정상적인 건강한 귀의 와우의 유모 세포 (hair cells) 가 음향 신호를 신경 펄스로 변환시킨다. 귀의 유모 세포가 없거나 또는 이의 파괴로 인해 귀가 전혀 안들리는 사람은, 종래의 청력 보조 시스템으로부터 적절한 도움을 받을 수 없다. 인공 와우는 이러한 사람들에게 소리를 감지하는 능력을 제공해 주도록 개발되었다.

인공 와우는, 통상적으로 수용자에 소리 감각을 제공하도록 서로 상호 작용하는 외부 구성품 및 이식된 또는 내부 구성품을 포함한다. 외부 구성품은, 통상적으로 말소리 및 주변 소리 등의 소리를 검출하는 마이크로폰, 어떠한 검출된 소리, 특히 말소리를 선택하고 또한 이를 코딩된 신호로 변환시키는 말소리 처리장치, 배터리 등의 전원 및 외부 전송 안테나를 포함한다.

말소리 처리장치에 의해 출력되는 코딩된 신호는 이식된 수용/자극 유닛에 경피적으로 전달된다. 이러한 경피적 전달은, 외부 전송 안테나를 통하여 발생하고, 이 외부 전송 안테나는 수용/자극 유닛 내에 배치된 인식된 수용기와 통신하도록 위치된다. 이러한 통신은 코딩된 소리 신호를 전송하고 또한 이식된 수용/자극 유닛에 전력을 제공해 준다.

또한, 이식된 수용/자극 유닛은 코딩된 신호를 처리하고 또한 전기 자극 신호를 와우내 전극 조립체에 출력하는 자극기 (stimulator) 를 포함한다. 전극 조립체는, 통상적으로 처음 검출된 소리에 대응하는 청력 감각을 생성시키도록 청력 신경에 전기 자극을 가하는 다수의 전극을 구비한다.

내부 구성품 (수용/자극 유닛 및 와우내 전극 조립체를 포함) 을 수술적으로 이식한 후에, 인공 와우 시스템은 각각의 개별 수용자에 대하여 설정 (또는 적합화) 되어야 한다. 이러한 설정 과정은, 통상적으로 이식 후에 몇 주 동안 청각학자 (audiologist) 에 의해 실시된다.

이러한 설정 과정의 중요한 양태는, 인공 와우 시스템의 정상 작동에 필요한 다수의 수용자-특정 입력 형성화 변수의 수집과 결정이다. 결정에 필요한 입력 설정 변수 중 2 개는, 전기 자극의 역치 레벨 (T 레벨로 알려짐) 및 각각의 자극 채널에 대한 전기 자극의 최대 안정 레벨 (C 레벨로 알려짐) 이다. 또한, T 레벨과 C 레벨은 각각의 전극 채널에 대한 전기 자극의 "동적 범위" 를 한정한다.

T 레벨은 수용자가 먼저 소리 감각을 식별하는 레벨로 규정되고 또한 수용자가 자극을 듣는 최하 레벨이다.

C 레벨은 각 전극에 대한 최대 허용가능한 자극 레벨을 설정하고 또한 수용자에 불안정한 큰 소리 감각을 발생시키지 않는 최대 자극 레벨로 규정된다.

종래에, T 레벨 및 C 레벨은 수용자와 함께 작업하는 임상의 (clinician) 에 의해 수동으로 결정된다. 임상의는 이식물의 각각의 자극 채널에 대하여 자극 펄스를 가한 후, 수용자로부터 최종 소리 레벨 및 안정에 대한 증상을 수신한다.

도 2 를 참조하면, 임상 적합화 과정에 의해 결정되는 바와 같이 22 개의 전극 시스템에서 각 전극 (210) 에 대한 T 레벨 및 C 레벨에 대한 설정부 (200) 를 도해적으로 도시하였다. 전극 어레이에 걸친 T 레벨 및 C 레벨의 설정은, T 레벨 프로파일 (220) 및 C 레벨 프로파일 (230) 각각을 구성한다. T 레벨이 너무 낮게 설정되면, 감지할 수 없는 자극이 가해진다. C 레벨이 매우 높게 설정되면, 수용자는 과자극될 수 있어서, 수용자에 고통 및 가능한 상처가 유발된다.

이러한 후작동식 (post-operative) 설정 또는 적합화 프로세스는 매우 시간 소모적일 수 있다. 적절한 청력 기반시설 및/또는 숙련된 임상의가 부족한 곳에서, 일부 수용자에 대해 인공 와우를 최적으로 적합화할 수 없다. 추가로, 상기 후작동식 설정 프로세스는 주관적인 측정에 따르기 때문에, 아이들, 언어 이전 청각장애 (pre-lingually deaf) 또는 선천적인 청각장애 수용자들에게는 자극 시험 펄스로 인해 결과적으로 생기는 청력 감각의 정확한 감동을 종종 제공할 수 없다. 이는 또한 적합화 프로세스를 복잡하게 하여, 잠재적으로 인공 와우를 최적으로 적합화하지 못하게 된다.

도 3 을 참조하면, 적합화 프로세스의 효율을 개선시키기 위한 일 접근법으로서는 일 유형의 프로파일의 형상을 다른 유형의 프로파일의 형상에 기초하는 것이다. 이러한 접근법의 일예가 설정부 (300) 에 도시되어 있고, 여기서 C 레벨 프로파일 (330) (전극간의 레벨 변화) 의 형상을 대응하는 T 레벨 프로파일 (320) 의 형상에 먼저 일치시킨다. 이러한 일치 프로세스 이후에, C 레벨 프로파일 (330) 은 수용자에 대해 안정적인 큰소리를 얻도록 이동된다.

따라서, 전극 (310) 의 C 레벨 (330) 은 T 레벨 프로파일 (320) 의 형상 및 이동 측정 (△S) 만을 기초로 한다. 그리하여, C 레벨 프로파일 (330) 에 대한 인접한 전극간의 자극 레벨에서의 상대차는 T 레벨 프로파일 (320) 에 따라 유지된다. 그 후, 전체 평균 자극 레벨만이 안정적인 큰소리를 얻도록 △S 변경시킴으로써 조절되어야 한다.

다른 접근법에 있어서, 인공 와우를 설정하는 일을 단순화하도록 청력 시스템의 객관적인 측정을 사용한다. 인공 와우의 객관적인 측정은, 청력 시스템에 관련된 상기 생리학적 신호, 예를 들어 전기적으로 발생된 청력 신경 작용 전위 (ECAP), 청력 뇌간 반응 (EABR) 또는 등골근 반사 (ESR) 를 포함한다. 청력 시스템의 이러한 물리적 특성은 Cullington H. E., Colchlear Implants: Objective Measures, London, Whurr Publishers, 2003 에 자세히 기재되어 있다.

이러한 또한 다른 물리적 특성은 신경반응 원격측정법 (Neural Response Telemetry, NRT) 을 사용하는 Cochlear^TM Nucleus^TM 시스템 등의 인공 와우 시스템을 사용함으로써 측정될 수 있고, 여기서, 감지가능한 반응을 발생시키는데 필요한 최소 자극 레벨은 각각의 전극에서 결정될 수 있다. 원격측정 모드는 인공 와우 내의 원격측정 수단이 수용자의 생리학적 시스템의 다양한 물리적 특성을 측정할 수 있도록 해준다.

이러한 원격측정 모드에서, 이식된 전극 어레이는 시험 자극을 제공한 후 수용자의 생리학적 시스템의 신경 반응을 측정하는데 사용된다. 이러한 시험 자극은 다수의 "자극 채널" 에 의하여 전달된다. 예를 들어, 전극 어레이 중 2 개의 특정 전극간의 자극 전류의 전달은 채널 (1) 을 통한 자극으로서 규정될 수 있다. 유사하게, 자극 전달에 관련된 전극의 다른 조합은 또한 다른 자극 채널을 한정할 수 있다. 예시적인 원격측정 장치는 US 5,758,651 에 기재되어 있다. 이러한 객관적으로 측정된 물리적 역치의 프로파일은 반복될 수 있는 다른 유형의 프로파일을 구성한다.

도 4 를 참조하면, 객관적인 역치 프로파일 (440) 에 일치되는 T 레벨 프로파일 (420) 및 C 레벨 프로파일 (430) 에 대한 설정부 (400) 를 도해적으로 도시하였다. 이러한 실시예에서, ECAP 역치는 각각의 전극 (410) 에 대하여 측정되어, ECAP 역치 프로파일 (440) 을 유발한다. 그 후, T 레벨 프로파일 (420) 및 C 레벨 프로파일은 ECAP 역치 프로파일 (440) 로부터 일정한 오프셋 △S₁ 및 △S₂ 에서 설정된다. 이러한 오프셋은, 단일 채널, 통상적으로 중주파수 채널에 대한 임상 측정에 의해 결정된 후, 그에 따라서 모든 채널에 걸쳐 적용된다.

하지만, 이러한 접근법은 인공 와우의 임상 적합화에 필요한 시간을 줄여주는 효과는 있지만, 명백하게 많은 단점이 있다. 주요 단점은, 제 1 레벨 (통상적으로 객관적으로 측정되거나 임상 결정된 역치 레벨) 에서 결정된 프로파일의 형상이 다른 전체 평균 또는 자극 레벨에서 제 2 레벨에서의 프로파일의 형상과 관련된다고 가정한 것이다. 이는 자극 레벨에 따르는 청력 시스템의 변화를 고려하지 않은 것이다.

삭제

본 발명의 제 1 양태에 있어서, 수용자에 의료용 이식물을 적합화하는 방법을 제공하고, 상기 의료용 이식물은 다수의 자극 채널에 걸쳐 수용자의 생물학적 시스템을 자극하도록 작동한다. 상기 방법은: 다수의 자극 채널에 대한 초기 자극 프로파일을 결정하는 단계와; 상기 초기 자극 프로파일의 형상을 변경함으로써 적합화 자극 프로파일을 결정하는 단계를 포함한다.

삭제

본 발명의 제 2 양태에 있어서, 수용자에 의료용 이식물을 적합화하는 시스템을 제공하고, 상기 의료용 이식물은 다수의 자극 채널에 걸쳐 수용자의 생물학적 시스템을 자극하도록 작동한다. 상기 시스템은: 다수의 자극 채널에 대한 초기 자극 프로파일을 결정하는 측정 수단과; 상기 초기 자극 프로파일의 형상을 변경함으로써 적합화 자극 프로파일을 결정하는 처리 수단을 포함한다.

삭제

본 발명의 예시적인 실시형태를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1 은 본 발명의 실시형태로 유리하게 적합화될 수 있는 예시적인 인공 와우 시스템,
도 2 는 인공 와우 수용자로부터 직접 측정함으로써 결정되는 T 및 C 레벨 프로파일을 도시한 전극 개수에 따른 T 레벨 및 C 레벨의 그래프,
도 3 은 C 레벨 프로파일이 T 레벨 프로파일의 이동된 버전 (version) 인 전극 개수에 따른 T 레벨 및 C 레벨의 그래프,
도 4 는 T 레벨 프로파일 및 C 레벨 프로파일이 ECAP 역치 프로파일의 이동된 버전인 T 레벨 및 C 레벨의 그래프,
도 5 는 본 발명의 제 1 예시적인 실시형태에 따른 의료 이식물을 적합화하는 방법에 대한 순서도,
도 6a ~ 도 6d 는 초기 자극 프로파일로부터 적합화 자극 프로파일을 결정하는 방법에 대한 다양한 단계를 도해적으로 도시한 도면,
도 7 은 본 발명의 예시적인 일 실시형태에 따라서 결정된 적합화 자극 프로파일의 형상에 대한 자극 레벨을 증가함에 따른 효과를 도시한 도면,
도 8 은 본 발명의 예시적인 제 2 실시형태에 따른 인공 와우를 임상 적합화하는 방법을 나타내는 순서도,
도 9 는 본 발명의 예시적인 제 3 실시형태에 따른 인공 와우를 임상 적합화하는 방법을 나타내는 순서도, 및
도 10 은 본 발명의 예시적인 제 4 실시형태에 따른 인공 와우를 임상 적합화하는 방법을 나타내는 순서도.

도 1 을 참조하면, 인공 와우 시스템 (185) 은 외부 부품 조립체 (100) 및 내부 (또는 이식된) 부품 조립체 (124) 를 포함한다. 외부 조립체 (100) 는 귀 뒤에서 변환 코일 (130) 에 연결되는 (BTE) 속도 처리 유닛 (126) 을 포함한다. BTE 유닛은 소리를 검출하는 마이크로폰 (125) 을 포함하고, 그 후 이 소리는 BTE 유닛내의 전자부품에 의해 처리되어 코딩된 신호를 발생시킨다. 이 코딩된 신호는 배터리 (비도시) 등의 전원으로부터 전력과 함께 외부 전송 유닛 (128) 에 제공된다.

삭제

내부 부품 조립체 (124) 는 내부 코일 (비도시) 을 구비한 수신 유닛 (132) 을 포함하고, 이 수신 유닛은 외부 조립체 (100) 로부터의 전력 및 코딩된 신호를 수신하고 또한 이를 자극 유닛 (120) 에 전송하여 전극 조립체 (140) 를 따라 코딩된 신호를 가한다. 이 전극 조립체 (140) 는, 와우개창 (cochleostomy) 영역 (122) 에서 와우 (116) 에 들어가고 또한 이 와우 (116) 의 일부와 실질적으로 정렬되도록 위치되는 1 개 이상의 전극 (142) 을 구비한다.

와우 (116) 는 이 와우의 각 영역이 특정 주파수 범위의 음향 신호 및/또는 자극 신호에 반응하도록 음별부위적으로 (tonotopically) 맵핑된다. 와우 (116) 의 이러한 특성을 수용하도록, 인공 와우 시스템 (185) 은, 수신된 청력 신호 (107) 의 상이한 주파수 성분을 각각 나타내는, 와우의 특정 영역에 적절한 자극 신호를 전달하도록 각각 구성되고 배열된 전극의 어레이 (144) 를 포함한다. 자극 유닛 (120) 에 의해 생성되는 신호는 전극 어레이 (144) 의 전극 (142) 에 의해 와우 (116) 에 가해지고, 그리하여 청력 신경 (150) 을 자극한다. 도 1 에서는 어레이 (144) 에 전극 (142) 을 배열하였지만, 다른 배열체도 가능함을 이해해야 한다.

통상적으로, 전극 어레이 (144) 는 다수의 독립적인 전극 (142) 을 포함하고, 이 전극 각각은 독립적으로 자극될 수 있다. 당업자는 알고 있는 바와 같이, 저주파수 소리는 대부분 그 정점에 있는 기저막을 자극하고, 더 높은 주파수는 기저막의 베이스를 보다 강하게 자극한다. 그리하여, 와우 (116) 의 베이스 근방에 위치한 전극 어레이 (144) 의 전극 (142) 은 고주파수 자극 신호를 전달하는데 사용되고, 정점에 더 근접한 전극은 저주파수 자극 신호를 전달하는데 사용된다.

도 5 를 참조하면, 본 발명의 대표적인 제 1 실시형태에 따라서 수용자에 인공 와우를 적합화하는 방법을 나타내는 순서도 (500) 를 도시한다.

삭제

단계 510 에서, 초기 자극 프로파일이 결정된다. 일 실시예에서, 초기 자극 프로파일은 인공 와우 수용자와의 임상적인 상호 작용에 의해 미리 또는 다르게 기재된 바와 같이 객관적으로 측정될 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 초기 자극 프로파일은 이력적인 적합화 데이터에 따라서 기초를 형성하거나 또는 임상의의 적합화 전문 지식에 기초하여 한 세트의 프로파일로부터 선택될 수 있다.

단계 520 에서, 다수의 자극 채널에 대한 대표적인 자극 레벨은 초기 자극 프로파일로부터 유도된다. 예시적인 실시형태에 있어서, 대표적인 자극 레벨은 평균 자극 레벨 (

) 과 관련 있고, 이 평균 자극 레벨은 자극 채널에 걸쳐 초기 자극 프로파일의 값을 합산한 후 채널 개수로 나눔으로써 산출된다. 그리하여, 이러한 자극 레벨은 자극 채널에 걸쳐 가해지는 대표적인 자극 레벨을 반영한다. 다른 실시형태에 있어서, 대표적인 자극 레벨은 미리 정해진 채널에서 선택되는 단일 값일 수 있거나 대안으로 채널의 선택과 관련될 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 대표적인 자극 레벨은 초기 자극 레벨의 최대, 최소 또는 중간 값일 수 있다.

단계 530 에서, 적합화 자극 프로파일은 상기 실시형태에서 전술한 바와 같이 평균 자극 레벨 (

) 인 대표적인 자극 레벨에 기초하여 결정된다. 그 후, 이러한 대표적인 자극 레벨은 초기 자극 프로파일의 형상을 변경하거나 조절하는데 사용된다. 이러한 실시형태에 있어서, 초기 자극 프로파일은 평균 자극 레벨 (

) 에 따라서 평탄화되거나 넓어지고; 즉 평균 자극 레벨은 초기 자극 프로파일이 변경되는 정도를 주로 결정한다.

도 6a ~ 도 6d 를 참조하면, 초기 자극 프로파일의 조절은 이하의 단계를 포함한다:

1. 초기 자극 프로파일 (610) 을 따른 각각의 레벨로부터 평균 자극 레벨 (

) 을 차감하여 정규화된 자극 프로파일 (620) 을 제공하는 단계 (도 6a 및 도 6b 참조);

2. 결과적으로 얻어진 레벨 각각에 가중 인자 (W) 를 곱하여 조절되고 정규화된 자극 프로파일 (630) 을 제공하는 단계 (W<1 값은 정규화된 자극 프로파일 (620) 을 평탄화시키고, W>1 값은 정규화된 자극 프로파일 (620) 을 넓힘) (도 6c 참조); 및

3. 상기 조절되고 정규화된 자극 프로파일 (630) 에 평균 자극 레벨 (

) 을 추가하여, 초기 자극 프로파일 (610) 의 형상을 변경함으로써 결정되는 적합화 자극 프로파일 (640) (도 6d 참조) 을 얻는 단계.

상기 가중 인자는 프로파일의 평균 자극 레벨 (

) 에 주로 따른다. 이러한 실시형태에 있어서, 가중 인자를 유도하는 데에는 간단한 선형 함수를 사용한다. 예를 들어:

(1)

상기 평균 자극 레벨 (

) 은 전류 레벨 (CL) 유닛에서 측정되고, 이 전류 레벨 (CL) 유닛은 상기 예시적인 실시형태에서 0 ~ 255 범위의 정규화된 유닛이다. Freedom^TM 인공 와우에 대해서, ㎂ 로 측정되는 전류 (I) 는 다음의 관계로 CL 에 의해 CL 과 관련되어 있다:

(2)

상기 실시형태에 있어서, 더 높은 평균 자극 레벨은 더 작게 가중되어, 초기 자극 프로파일 (610) 이 평탄해져 적합화 자극 프로파일 (640) (도 6d 참조) 을 결정한다.

도 7 을 참조하면, 이러한 조절 프로세스는 초기 자극 프로파일의 평균 자극 레벨을 증가시킴에 따라 적합화 자극 프로파일이 점점 평탄해지는 것으로 도시될 수 있다.

이전의 실시형태에 있어서, 초기 자극 프로파일 및 적합화 자극 프로파일은 일반적으로 동일한 대표적인 자극 레벨을 갖지만, 본 발명은 초기 자극 프로파일의 레벨과 상이한 대표적인 자극 레벨을 가진 적합화 자극 프로파일을 결정하는데 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 초기 자극 프로파일에 대하여 얻어진 데이터를 기초로 사용하여, 적합화 자극 레벨이 더 높거나 더 낮은 전체 자극 레벨에 있더라도 적합화 자극 프로파일을 발생시킬 수 있다. 이에 따라, 다른 실시형태에 있어서, 최종 또는 적합화 자극 프로파일의 절대적인 대표적인 자극 레벨보다는 초기 자극 프로파일의 평균 자극 레벨 등의 대표적인 자극 레벨을 고려한 변형된 가중 인자 (W') 가 사용된다.

이러한 실시형태에 있어서, W' 은 다음의 식으로 정의된다:

(3)

다시 한번, 적합화 자극 프로파일 (

) 및 초기 자극 프로파일 (

) 둘 다의 평균 자극 레벨은 CL 에서 측정된다.

식 (3) 으로부터 유추될 수 있는 바와 같이, 유도 또는 적합화 자극 프로파일의 평균 자극 레벨이 초기 자극 프로파일의 평균 자극 레벨보다 크면, 1 미만의 가중 인자가 가해져, 적합화 자극 프로파일이 초기 자극 프로파일보다 더 평탄화된다.

가 초기 프로파일과 동일하다면, 1 의 가중 인자가 가해져, 자극 프로파일 및 초기 자극 프로파일이 동일하게 된다.

이러한 실시형태에 기재된 조절 또는 변형된 방법은, 일반적으로 초기 자극 프로파일에 대한 적합화 자극 프로파일의 대표적인 자극 레벨 또는 평균 자극 레벨 (

) 이 증가함에 따라 자극 프로파일을 점점 평탄화시키도록 한다. 이러한 평탄화 프로세스는, 평균 자극 레벨이 증가함에 따라 청력 시스템에서의 예상된 큰소리 발달이 가속화되는 것을 고려한 것이고, 또한 초기 자극 프로파일 등이 적합화 자극 프로파일의 평균 자극 레벨만을 기초로 하여 용이하게 조절될 수 있다.

식 (1) 및 식 (3) 에서 특정되는 가중 인자 (W, W') 는, 수용자에 걸쳐서 큰소리 발달이 상이할 수 있음을 고려하여 특정 수용자에 형성될 수 있어서, 가중 함수를 소정의 수용자의 청력 시스템에 적합화시킨다. 일 실시형태에 있어서, 큰소리 발달은 각각의 수용자 (또는 심지어 각각의 자극 채널) 에 대하여 정신 물리학적으로 (psychophysically) 측정되고, 이러한 측정의 결과는 식 (1) 및 식 (3) 을 변형시키는데 사용될 수 있다. 더욱이, 다른 객관적인 물리적 특성의 측정은 큰소리 발달 기능을 예측하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 2007년 9월 14일 출원되어 2008년 3월 20일 공개되고 발명의 명칭이 "의료용 이식물 설정 방법" 인 PCT 출원 PCT/AU2007/001369 에서는, 큰소리 발달을 결정하는데 사용되어 수용자 특정 가중 함수를 제공하는 기계 습득 시스템 (machine learning system) 이 기재되어 있다.

다른 예시적인 실시형태에 있어서, 본 발명에 따라서 인공 와우를 임상 적합화하는 방법이 제공된다. 도 8 을 참조하면, 초기 객관적인 역치 프로파일에 기초하여 적합화 T 레벨 프로파일을 제공하는 임상 적합화 방법 (800) 의 순서도를 도시한다.

● 단계 810 에서, 임상의는 이전에 기재된 바와 같이 적절한 객관적인 측정 시스템을 통하여 객관적인 역치 프로파일을 측정함으로써 초기 자극 프로파일을 얻는다. 이 역치는 ECAP, EABR, ESR 역치 등일 수 있다. ECAP 역치는 Nucleus

Freedom^TM 시스템으로 AutoNRT^TM 을 통하여 자동적으로 얻어질 수 있고, AutoNRT^TM 이 상기 예시적인 임상 시스템에 포함될 수 있다.

● 단계 820 에서, 임상의는, 중간 어레이 전극에서, 수용자에서 반복적으로 들을 수 있는 최소 자극 레벨을 나타내도록 하여 T 레벨 프로파일을 위한 오프셋 자극 레벨을 결정함으로써, 단일 T 레벨을 측정한다.

● 단계 830 에서, 모든 다른 전극상의 T 레벨은 객관적인 역치 프로파일을 이동시켜 이전 단계의 단일 측정된 T 또는 오프셋 자극 레벨을 통과하는 이동된 자극 프로파일을 형성함으로써 결정된다.

● 단계 840 에서, 이동된 자극 프로파일의 평균 자극 레벨 (

) 이 결정되고; 및
● 단계 850 에서, 그 후 식 (1) 또는 식 (3) 에 따른 초기 자극 프로파일의 형상을 조절함으로써 적합화 T 레벨 프로파일이 결정된다.

도 9 를 참조하면, 초기 객관적인 역치 프로파일에 기초하여 적합화 C 레벨 프로파일을 제공하는 임상 적합화 방법 (900) 의 순서도를 도시한다.

● 단계 910 에서, 임상의는, 단계 820 에서 언급한 바와 같이 동일한 중간 어레이 전극에서, 수용자에게 불안정하지 않은 최대 자극 레벨을 결정하여 C 레벨 프로파일에 대한 오프셋 자극 레벨을 결정함으로써 단일 C 레벨을 측정한다.

● 단계 920 에서, 모든 다른 전극의 C 레벨은 초기 자극 프로파일을 이동시켜 이전 단계의 단일 측정된 C 레벨을 통과하는 초기 자극 프로파일을 형성함으로써 결정된다.

● 단계 930 에서, 이동된 자극 프로파일의 평균 자극 레벨 (

) 이 결정되고; 및
● 단계 940 에서, 그 후 식 (1) 또는 식 (3) 에 따른 초기 자극 역치 프로파일의 형상을 조절함으로써 적합화 C 레벨 프로파일이 결정된다.

도 10 을 참조하면, 초기에 임상 측정된 T 레벨 프로파일에 기초하여 적합화 C 레벨 프로파일을 제공하는 임상 적합화 방법 (1000) 의 순서도를 제공한다.

● 단계 1010 에서, 임상의는 T 레벨 프로파일을 형성하는 전극 어레이를 따른 다수의 채널에서 T 레벨을 측정한다.

● 단계 1020 에서, 임상의는 라이브 소리의 존재하에서 T 레벨 프로파일을 더 높은 자극 레벨로 이동시켜 초기 C 레벨 프로파일을 제공한다.

● 단계 1030 및 단계 1040 에서, 초기 C 레벨 프로파일의 평균 자극 레벨 (

) 이 결정되고 초기 C 레벨 프로파일은 식 (3) 에 따라서 조절되어 적합화 C 레벨 프로파일을 제공해주며, 그 후 수용자는 적합화 C 레벨 프로파일로 안정적인 레벨에 대하여 피드백해준다. 이러한 피드백에 기초한다면, 초기 C 레벨 프로파일이 변형된 후, 평균 자극 레벨은 새로운 초기 C 레벨 프로파일에 대하여 동적으로 다시 한번 산출되고, 이 새로운 초기 C 레벨 프로파일은 새로운 적합화 C 레벨 프로파일을 제공하도록 다시 조절된다.

다른 예시적인 실시형태에 있어서, C 레벨 프로파일은 임상적으로 측정된 후 라이브 소리의 존재하에서 더 낮은 자극 레벨로 이동된다. 유사하게, 초기 T 레벨 프로파일의 평균 자극 레벨 (

) 이 결정되고, 초기 T 레벨 프로파일은 식 (3) 에 따라서 조절되어 적합화 T 레벨 프로파일을 제공한 후, 수용자는 이러한 적합화 T 레벨 프로파일로 소리를 검출할 수 있는지의 여부를 피드백한다. 이러한 피드백에 기초한다면, 초기 T 레벨 프로파일이 변형된 후, 평균 자극 레벨은 새로운 초기 T 레벨 프로파일에 대하여 동적으로 다시 한번 산출되고, 이 새로운 초기 T 레벨 프로파일은 새로운 적합화 T 레벨 프로파일을 제공하도록 다시 조절된다.

상기 예시적인 실시형태에서 C 레벨 프로파일은 수용자에 대한 전기 자극의 최대 안정적인 레벨과 관련 있지만, 동일하게 이 C 레벨 프로파일은 중간의 안정적인 레벨과도 관련 있다. 당업자에게 명백한 바와 같이, 본 발명은 또한 이식물을 파라미터화하고 적합화하는데 필요할 수 있는 어떠한 수의 자극 프로파일로 연장될 수도 있다. 예로서, 인공 와우는 3 개의 적합화 자극 프로파일, 즉 역치 레벨 프로파일, 중간의 안정적인 레벨 프로파일 및 최대 안정적인 레벨 프로파일의 결정을 필요로 할 수도 있다. 그 후, 이러한 프로파일은 초기 자극 프로파일에 기초하여 본 발명에 따라서 결정될 수 있고, 이 초기 자극 프로파일은 임상 측정될 수 있거나 (예를 들어, 역치 레벨 프로파일, 중간의 안정적인 레벨 프로파일 및 최대 안정적인 레벨 프로파일 중 어떠한 하나) 또는 객관적으로 결정될 수 있다 (예를 들어, 객관적인 역치 프로파일).

전술한 바와 같은 임상 적합화 방법은, 통상적으로 추가의 모듈로서 초기 자극 프로파일의 객관적인 또는 임상적인 측정을 포함하는 임상 적합화 프로세스에서 이미 사용되는 소프트웨어 시스템, 또는 대표적인 자극 레벨 등의 소정의 입력 프로파일을 자동 반복하고, 입력 프로파일의 특성 측정값을 산출하며, 상기 식 (1) 및 식 (3) 등의 미리 정해진 관계에 따라서 입력 프로파일을 변형하도록 기능하는 처리 수단에서 실행된다.

다른 예시적인 실시형태에 있어서, T 및/또는 C 레벨 프로파일은 본 발명에 따라서 수용자에 의해 선택된 볼륨 레벨에 따라 조절되어 의료용 이식물의 성능을 조절할 수 있다. 수용자가 소리 처리장치의 볼륨 설정값을 증가 또는 감소시킴에 따라, 이식물의 1 개 이상의 작동 자극 프로파일 (즉, T 및 C 레벨 프로파일) 은 수용자 주변의 감지된 자극 레벨에 따라서 각각 평탄해지거나 넓어질 수 있다.

전술한 실시형태의 간단한 기재에서, 본 발명은 수용자의 큰소리 감지 영향 등의 청력 시스템의 특성을 고려하도록 정신 생리학적으로 또는 생리학적으로 측정된 초기 자극 프로파일에 기초하여 T 및/또는 C 레벨 프로파일을 신속하게 발생시킬 수 있도록 향상됨이 나타났다. 당업자에게 명백한 바와 같이, 조절된 적합화 자극 프로파일에 의해 제공되는 정확성 개선은, 인공 와우 시스템 의해 자동적으로 적용되고 또한 어떠한 방식으로 시스템의 유용성을 해치지 않는다.

또한, 본원에 개시된 예시적인 실시형태와 연계하여 기재된 방법 또는 알고리즘의 단계는 하드웨어, 처리장치에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈, 또는 이 둘을 조합하여 직접 구현될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 이러한 하드웨어 및 소프트웨어의 상호교환가능성을 명확하게 설명하기 위해, 다양한 대표적인 구성품, 블록, 모듈 및 단계를 그 기능성에 대하여 일반적으로 설명하였다. 이러한 기능성이 하드웨어 또는 소프트웨어로 실행되는지의 여부는, 전체 시스템에 부여된 특정 적용 및 설계 제약에 따른다.

본 발명의 예시적인 실시형태를 전술한 상세한 설명에서 기재하였지만, 본원은 개시된 실시형태에만 한정되지 않고, 이하의 청구범위에서 설정하고 한정된 바와 같이 본원의 범위를 벗어나지 않는 한 다양한 재배열, 변형 및 대체가 있을 수 있다.

삭제

Claims

수용자에 의료용 이식물을 적합화하는 시스템으로서,
상기 의료용 이식물은 다수의 자극 채널에 걸쳐 수용자의 생물학적 시스템을 자극하도록 작동하며,
상기 시스템은,
상기 수용자의 생물학적 시스템의 측정들에 기초하여, 다수의 자극 채널에 대한 초기 자극 프로파일을 결정하기 위한 처리 수단;
상기 초기 자극 프로파일의 대표적인 자극 레벨을 결정하기 위한 처리 수단;
상기 대표적인 자극 레벨에 기초하여 상기 초기 자극 프로파일의 형상을 변경함으로써 적합화 자극 프로파일을 결정하기 위한 처리 수단; 및
상기 적합화 자극 프로파일에 따라 상기 의료용 이식물을 설정하기 위한 처리 수단을 포함하는, 의료용 이식물을 적합화하는 시스템.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 대표적인 자극 레벨을 결정하기 위한 처리 수단은,
상기 초기 자극 프로파일의 평균 자극 레벨 및 상기 초기 자극 프로파일의 중간 값 중 하나를 결정하기 위한 처리 수단을 포함하는, 의료용 이식물을 적합화하는 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 초기 자극 프로파일의 형상을 변경함으로써 적합화 자극 프로파일을 결정하기 위한 처리 수단은,
초기 자극 프로파일의 대표적인 자극 레벨에 대하여 적합화 자극 프로파일의 대표적인 자극 레벨이 증가함에 따라 초기 자극 프로파일을 평탄화시키기 위한 수단을 포함하는, 의료용 이식물을 적합화하는 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 초기 자극 프로파일의 형상을 변경함으로써 적합화 자극 프로파일을 결정하기 위한 처리 수단은,
초기 자극 프로파일의 대표적인 자극 레벨에 대하여 적합화 자극 프로파일의 대표적인 자극 레벨이 감소함에 따라 초기 자극 프로파일을 넓히기 위한 수단을 포함하는, 의료용 이식물을 적합화하는 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 초기 자극 프로파일의 형상을 변경함으로써 적합화 자극 프로파일을 결정하기 위한 처리 수단은,
적합화 자극 프로파일에 대한 오프셋 자극 레벨을 결정하기 위한 처리 수단;
상기 초기 자극 프로파일을 오프셋 자극 레벨로 이동시켜 이동된 자극 프로파일을 형성하기 위한 처리 수단;
상기 이동된 자극 프로파일의 대표적인 자극 레벨을 결정하기 위한 처리 수단;
상기 이동된 자극 프로파일의 각각의 값으로부터 대표적인 자극 레벨을 차감함으로써 정규화된 자극 프로파일을 형성하기 위한 처리 수단;
상기 정규화된 자극 프로파일의 각각의 값에 가중 인자를 가하기 위한 처리 수단; 및
상기 가중되고 정규화된 자극 프로파일의 각각의 값에 대표적인 자극 레벨을 추가하여 적합화 자극 프로파일을 제공하기 위한 처리 수단을 포함하는, 의료용 이식물을 적합화하는 시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 적합화 자극 프로파일의 오프셋 자극 레벨을 결정하기 위한 처리 수단은, 수용자로 임상 측정을 실시하기 위한 측정 수단을 포함하는, 의료용 이식물을 적합화하는 시스템.
제 7 항에 있어서,
상기 임상 측정은 다수의 자극 채널 중 단일 채널에서 실시되는, 의료용 이식물을 적합화하는 시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 적합화 자극 프로파일의 오프셋 자극 레벨을 결정하기 위한 처리 수단은, 생물학적 시스템의 객관적인 물리적 측정을 실시하기 위한 처리 수단을 포함하는, 의료용 이식물을 적합화하는 시스템.
제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가중 인자를 가하기 위한 처리 수단은, 조절된 자극 프로파일의 대표적인 자극 레벨에 기초하여 가중 인자를 상기 정규화된 자극 프로파일의 각각의 값에 곱하기 위한 처리 수단을 포함하는, 의료용 이식물을 적합화하는 시스템.
제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가중 인자를 가하기 위한 처리 수단은, 조절된 자극 프로파일의 대표적인 자극 레벨과 초기 자극 프로파일의 대표적인 자극 레벨간의 차에 기초하여 가중 인자를 상기 정규화된 자극 프로파일의 각각의 값에 곱하기 위한 처리 수단을 포함하는, 의료용 이식물을 적합화하는 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 초기 자극 프로파일의 형상을 변경함으로써 적합화 자극 프로파일을 결정하기 위한 처리 수단은,
상기 초기 자극 프로파일의 평균 자극 레벨로부터 유도된 인자를 상기 초기 자극 프로파일에 곱하기 위한 처리 수단을 포함하는, 의료용 이식물을 적합화하는 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 초기 자극 프로파일의 형상을 변경함으로써 적합화 자극 프로파일을 결정하기 위한 처리 수단은,
평균 자극 레벨이 상기 초기 자극 프로파일의 평균 자극 레벨과는 상이한 적합화 자극 프로파일을 생성하는 인자를 상기 초기 자극 프로파일에 곱하기 위한 처리 수단을 포함하는, 의료용 이식물을 적합화하는 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 초기 자극 프로파일의 형상을 변경함으로써 적합화 자극 프로파일을 결정하기 위한 처리 수단은,
상기 초기 자극 프로파일의 평균 자극 레벨보다 큰 상기 적합화 자극 프로파일의 평균 자극 레벨을 생성하기 위해 상기 초기 자극 프로파일을 평탄화하기 위한 처리 수단을 포함하는, 의료용 이식물을 적합화하는 시스템.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제