Procedimiento y aparato para generar una señal de estimulación de electrodo en una prótesis auditiva neural.

Procedimiento para generar una señal de control para una prótesis auditiva neural

(100), basada en una señal de audio, comprendiendo el procedimiento:

recibir una pluralidad de señales de intervalo de frecuencias (105);

asignar un valor de probabilidad de selección a al menos una señal de intervalo de frecuencias de la pluralidad de señales de intervalo de frecuencias (105);

seleccionar una señal de intervalo de frecuencias de la pluralidad de señales de intervalo de frecuencias (105) mediante un proceso aleatorio teniendo en cuenta el valor de probabilidad de selección (p(1), p(2), p(N)) asignado a la al menos una señal de intervalo de frecuencias; y

generar una señal de estimulación de electrodo para aplicación a un electrodo de la prótesis auditiva neural (100) correspondiente a una frecuencia de la señal de intervalo de frecuencias seleccionada; caracterizado por el hecho de que el procedimiento también comprende determinar si un electrodo de la prótesis auditiva neural (100) había sido seleccionado para estimulación durante un ciclo de estimulación previo y atenuar una señal de intervalo de frecuencias correspondiente que corresponde al electrodo determinado estimulado durante el ciclo de estimulación previo.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/069522.

Solicitante: FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FORDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG E.V..

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: HANSASTRASSE 27 C 80686 MUNCHEN ALEMANIA.

Inventor/es: HARCZOS,TAMAS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > ALTAVOCES, MICROFONOS, CABEZAS DE LECTURA PARA GRAMOFONOS... > H04R25/00 (Aparatos para sordos)
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE > ELECTROTERAPIA; MAGNETOTERAPIA; RADIOTERAPIA; TERAPIA... > Electroterapia; Circuitos correspondientes (A61N... > A61N1/36 (para estimular, p. ej. marcapasos)

PDF original: ES-2469828_T3.pdf

 

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Procedimiento y aparato para generar una señal de estimulación de electrodo en una prótesis auditiva neural.

Fragmento de la descripción:

Procedimiento y aparato para generar una seïal de estimulaciïn de electrodo en una prïtesis auditiva neural

Antecedentes de la invenciïn [0001] Algunas realizaciones de la invenciïn se refieren a un procedimiento y a un aparato para generar una seïal de estimulaciïn de electrodo en una prïtesis auditiva neural. En formas de realizaciïn de la invenciïn, una selecciïn de un electrodo particular de entre una pluralidad de electrodos disponibles se realiza parcialmente aleatoriamente.

El campo de la presente invenciïn se refiere a una prïtesis auditiva, tal como un implante coclear o un implante de tronco cerebral, configurado para la entrega de estimulaciïn no simultïnea a travïs de al menos dos electrodos activos.

La poblaciïn sorda mundial se estima aproximadamente en 0, 1% de la poblaciïn total. Hay varias causas de la sordera incluyendo trastornos infecciosos, traumïticos, tïxicos, relacionados con la edad, ocupacionales y genïticos. En la mayorïa de los casos, el oïdo interno, es decir, la estructura coclear, estï daïada.

Hoy en dïa, sin embargo, hay formas de eludir el sistema auditivo perifïrico y estimular directamente las fibras nerviosas auditivas. Este proceso se hace gracias a los implantes cocleares (IC) , que ya han sido objeto de una intensa investigaciïn durante mïs de cincuenta aïos, y a los implantes de tronco cerebral mïs recientes (BIs) . A pesar de que los implantes cocleares son la prïtesis neural mïs exitosa de la historia, el oïdo sïlo puede ser parcialmente restaurado por estos. Los pacientes logran un promedio de casi 80% en las pruebas de reconocimiento de voz en condiciones tranquilas (sin lectura de labios) hasta el final del segundo aïo despuïs de la implantaciïn (vïase el artïculo "Evidence that cochlear-implanted deaf patients are better multisensor y integrators" de Rouger y otros, publicado en Proc. Nat. Acad. de Sciences (PMAS) , vol. 104 (17) , pp. 7295-7300, 2007 y en Journal de Acoust. Soc. Am., vol. 111 (5) , Pt. 1, May 2002) , pero la mayorïa de los receptores de implantes cocleares siguen sin poder disfrutar de la mïsica o distinguir entre sonidos complejos. Por otra parte, el reconocimiento de voz en entornos ruidosos sigue siendo un desafïo para la mayorïa de los receptores de implantes cocleares.

Incluso hoy en dïa una serie de sistemas IC modernos emplean estrategias de procesamiento del habla que todavïa se basan en bancos de filtros muy "simples" (por ejemplo, la transformada rïpida de Fourier (FFT) , que data de mediados de 1960) para imitar la funcionalidad compleja del sistema auditivo humano. Por otro lado, se han desarrollado numerosos modelos motivados biolïgicamente de la membrana basilar (MB, ïrgano del filtrado coclear) y de estructuras auditivas que tienen fuertes propiedades no lineales mïs allï de la MB durante los ïltimos 20 aïos.

Unas investigaciones recientes del inventor indican que ha llegado el momento de que los sistemas IC / BI prïcticos y los modelos teïricos del oïdo converjan y faciliten una mayor calidad de la restauraciïn de la audiciïn.

La publicaciïn de Solicitud de Patente US N ï 2009/0030486 A1 describe un procedimiento para generar una seïal de control para un implante coclear partir de una seïal de audio. Se calcula un patrïn de actividad con el tiempo en una pluralidad de cïlulas del oïdo interno de un modelo auditivo. Los sucesos de actividad dentro del patrïn de actividad se filtran sobre la base de un reconocimiento de un patrïn caracterïstico en el patrïn de actividad, a partir del cual se obtiene informaciïn en limpio. La informaciïn en limpio se utiliza, ademïs, como una seïal de control para el implante coclear, o la seïal de control para el implante coclear se deriva de la informaciïn en limpio. La idea descrita en la solicitud de patente US 486 se basa en el conocimiento de que en un patrïn de actividad, una multitud de impulsos de actividad estï presente en una pluralidad de cïlulas del oïdo interno de un modelo auditivo durante un tiempo, que no son relevantes para la sensaciïn auditiva de un paciente. Por lo tanto, se puede reconocer un patrïn caracterïstico en el patrïn de actividad nerviosa y, a partir del reconocimiento del patrïn caracterïstico, algunos de los eventos de actividad pueden ser filtrados, ya que sïlo son de importancia secundaria para la percepciïn de un paciente. Un ejemplo del reconocimiento del patrïn caracterïstico es un modelo de clasificaciïn basado en Hough.

La patente US 7, 130, 694 B1 describe una estrategia de omisiïn de pulsos para implantes de estimulaciïn cocleares o multi-canal que selecciona N de M canales para estimulaciïn durante un marco de estimulaciïn determinado. Una estrategia de selecciïn de canales basada en probabilidades calcula una probabilidad para cada uno de los M canales a partir de la intensidad de cada canal. Se seleccionan de manera probabilïstica N para estimulaciïn a partir de su probabilidad individual. El resultado es un estïmulo "estocïstico" aleatorio presentado al paciente. Esta estimulaciïn aleatoria se reduce bajo representaciïn de canales mïs dïbiles para condiciones de entrada en rïgimen estacionario tales como las vocales.

Resumen de la invenciïn [0009] Segïn una realizaciïn, un procedimiento para generar una seïal de control para una prïtesis auditiva neural, basada en una seïal de audio, puede comprender las acciones de:

recibir una pluralidad de seïales de intervalo de frecuencias; asignar un valor de probabilidad de selecciïn a al menos una seïal de intervalo de frecuencias de la pluralidad de seïales de intervalo de frecuencias; seleccionar una seïal de intervalo de frecuencias de la pluralidad de seïales de intervalo de frecuencias mediante un proceso aleatorio teniendo en cuenta el valor de probabilidad de selecciïn asignado a la al menos una seïal de intervalo de frecuencias; y generar una seïal de estimulaciïn de electrodo para aplicaciïn a un electrodo de la prïtesis auditiva neural correspondiente a la frecuencia de la seïal de intervalo de frecuencias seleccionada.

Segïn otra realizaciïn, un dispositivo de procesamiento de seïal de estimulaciïn puede tener:

una pluralidad de entradas de seïal adaptada para recibir una pluralidad de seïales de intervalo de frecuencias; un asignador de valor de probabilidad de selecciïn adaptado para asignar un valor de probabilidad de selecciïn a al menos una seïal de intervalo de frecuencias de la pluralidad de seïales de intervalo de frecuencias; un selector aleatorio adaptado para seleccionar una seïal de intervalo de frecuencias de la pluralidad de seïales de intervalo de frecuencias mediante un proceso aleatorio teniendo en cuenta el valor de probabilidad de selecciïn asignado a la al menos una seïal de intervalo de frecuencias; y un generador de seïales de estimulaciïn de electrodo adaptada para generar una seïal de estimulaciïn de electrodo para aplicaciïn a un electrodo de una prïtesis auditiva neural, correspondiendo el electrodo a una frecuencia de la seïal de intervalo de frecuencias seleccionada.

Otra realizaciïn puede tener un programa de ordenador que tiene un cïdigo de programa para realizar, cuando se ejecuta en un ordenador, un procedimiento para generar una seïal de control para una prïtesis auditiva neural tal como se ha mencionado mïs arriba.

En realizaciones de la invenciïn, se realiza una ecualizaciïn de amplitud en la pluralidad de seïales de intervalo de frecuencias recibida. Por o tanto, el dispositivo de procesamiento de seïal de estimulaciïn tambiïn comprende un ecualizador de amplitud adaptado para realizar una ecualizaciïn de amplitud en la pluralidad de seïales de intervalo de frecuencias recibida.

Las realizaciones de la invenciïn... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para generar una seïal de control para una prïtesis auditiva neural (100) , basada en una seïal de audio, comprendiendo el procedimiento:

recibir una pluralidad de seïales de intervalo de frecuencias (105) ; asignar un valor de probabilidad de selecciïn a al menos una seïal de intervalo de frecuencias de la pluralidad de seïales de intervalo de frecuencias (105) ; seleccionar una seïal de intervalo de frecuencias de la pluralidad de seïales de intervalo de frecuencias

(105) mediante un proceso aleatorio teniendo en cuenta el valor de probabilidad de selecciïn (p (1) , p (2) , p (N) ) asignado a la al menos una seïal de intervalo de frecuencias; y generar una seïal de estimulaciïn de electrodo para aplicaciïn a un electrodo de la prïtesis auditiva neural

(100) correspondiente a una frecuencia de la seïal de intervalo de frecuencias seleccionada; caracterizado por el hecho de que el procedimiento tambiïn comprende determinar si un electrodo de la prïtesis auditiva neural (100) habïa sido seleccionado para estimulaciïn durante un ciclo de estimulaciïn previo y atenuar una seïal de intervalo de frecuencias correspondiente que corresponde al electrodo determinado estimulado durante el ciclo de estimulaciïn previo.

2. El procedimiento segïn la reivindicaciïn 1, que comprende ademïs:

realizar una ecualizaciïn de amplitud (AE) en la pluralidad de seïales de intervalo de frecuencias recibida (105) .

3. El procedimiento segïn la reivindicaciïn 1 o la 2, en el que la pluralidad de seïales de intervalo de frecuencias

(105) se reciben de un banco de filtros (104) basado en una estimulaciïn de al menos uno de entre una membrana basilar y una cïlula ciliada interna.

4. El procedimiento segïn cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que una pluralidad de valores de probabilidad de selecciïn (p (1) , p (2) , p (N) ) se asigna a la pluralidad de seïales de intervalo de frecuencias, respectivamente.

5. El procedimiento segïn la reivindicaciïn 4, en el que a las seïales de intervalo de frecuencias que tienen una magnitud elevada con respecto a otras seïales de intervalo de frecuencias se les asigna valores de probabilidad de selecciïn de valor comparados con los valores de probabilidad de selecciïn asignado a seïales de intervalo de frecuencias que tienen una magnitud relativamente menor.

6. El procedimiento segïn cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, antes de asignar los valores de probabilidad de selecciïn a la pluralidad de seïales de intervalo de frecuencias, que comprende ademïs:

cartografiar una amplitud de cada una de la pluralidad de seïales de intervalo de frecuencias (105) a una representaciïn cartografiada en volumen sonoro de la amplitud, estando basada la cartografïa en condiciones especïficas de cliente.

7. El procedimiento segïn cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende ademïs:

variar un parïmetro de generaciïn de seïal de estimulaciïn utilizado para generar la seïal de estimulaciïn de electrodo.

8. El procedimiento segïn la reivindicaciïn 7, en el que una plantilla para crear la seïal de estimulaciïn de electrodo comprende un intervalo de tiempo (G) en el que la plantilla tiene sustancialmente valor cero entre dos secciones diferentes de cero, y en el que el parïmetro de generaciïn de seïal de estimulaciïn sujeto a variaciïn aleatoria es una duraciïn del intervalo de tiempo (G) .

9. Soporte de memoria numïrico legible por ordenador que tiene almacenado en su interior un programa de ordenador que tiene un cïdigo de programa para realizar, cuando se ejecuta en un ordenador, un procedimiento para procesamiento de seïal de una seïal en una prïtesis auditiva neural (100) para generar una seïal de control para la prïtesis auditiva neural, comprendiendo el procedimiento:

recibir una pluralidad de seïales de intervalo de frecuencias (105) ; asignar un valor de probabilidad de selecciïn (p (1) , p (2) , p (N) ) a al menos una seïal de intervalo de frecuencias de la pluralidad de seïales de intervalo de frecuencias (105) ; seleccionar una seïal de intervalo de frecuencias de la pluralidad de seïales de intervalo de frecuencias

(105) mediante un proceso aleatorio teniendo en cuenta el valor de probabilidad de selecciïn asignado a la al menos una seïal de intervalo de frecuencias; y generar una seïal de estimulaciïn de electrodo para aplicaciïn a un electrodo de la prïtesis auditiva neural

(100) correspondiente a una frecuencia de la seïal de intervalo de frecuencias seleccionada; caracterizado por el hecho de que el procedimiento tambiïn comprende determinar si un electrodo de la prïtesis auditiva neural (100) habïa sido seleccionado para estimulaciïn durante un ciclo de estimulaciïn previo y atenuar una seïal de intervalo de frecuencias correspondiente que corresponde al electrodo determinado estimulado durante el ciclo de estimulaciïn previo.

10. Un dispositivo de procesamiento de seïal de estimulaciïn que comprende:

una pluralidad de entradas de seïal (302) adaptada para recibir una pluralidad de seïales de intervalo de frecuencias (105) ; un ecualizador de amplitud (106) adaptado para realizar una ecualizaciïn de amplitud en la pluralidad de seïales de intervalo de frecuencias recibida (105) ; un asignador de valor de probabilidad de selecciïn (306) adaptado para asignar un valor de probabilidad de selecciïn (p (1) , p (2) , p (N) ) a al menos una seïal de intervalo de frecuencias de la pluralidad de seïales de intervalo de frecuencias (105) ; un selector aleatorio (308) adaptado para seleccionar una seïal de intervalo de frecuencias de la pluralidad de seïales de intervalo de frecuencias (105) mediante un proceso aleatorio teniendo en cuenta el valor de probabilidad de selecciïn asignado a la al menos una seïal de intervalo de frecuencias; y un generador de seïales de estimulaciïn de electrodo (314) adaptada para generar una seïal de estimulaciïn de electrodo para aplicaciïn a un electrodo de una prïtesis auditiva neural (100) , correspondiendo el electrodo a una frecuencia de la seïal de intervalo de frecuencias seleccionada; caracterizado por el hecho de que el ecualizador de amplitud tambiïn estï adaptado para determinar si un electrodo de la prïtesis auditiva neural (100) habïa sido seleccionado para estimulaciïn durante al menos un ciclo de estimulaciïn previo entre un determinado nïmero de ciclos de estimulaciïn previos y para atenuar una seïal de intervalo de frecuencias correspondiente que corresponde al electrodo determinado estimulado durante el ciclo de estimulaciïn previo entre el determinado nïmero de los ïltimos ciclos de estimulaciïn.

11. El dispositivo de procesamiento de seïal de estimulaciïn segïn la reivindicaciïn 10, en el que la pluralidad de entradas de seïal (302) se pueden conectar a un banco de filtros (104) , estando el banco de filtros basado en una estimulaciïn de al menos uno de entre una membrana basilar y una cïlula ciliada interna.

12. El dispositivo de procesamiento de seïal de estimulaciïn segïn cualquiera de las reivindicaciones 10 a 11, en el que el asignador de valor de probabilidad de selecciïn tambiïn estï adaptado para asignar la pluralidad de valores de probabilidad de selecciïn (p (1) , p (2) , p (N) ) a la pluralidad de seïales de intervalo de frecuencias (105) , respectivamente.

13. El dispositivo de procesamiento de seïal de estimulaciïn segïn cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, que comprende ademïs un modificador (1008) adaptado para variar un parïmetro de generaciïn de seïal de estimulaciïn utilizado para generar la seïal de estimulaciïn de electrodo.

Seïal de estimulaciïn de electrodo