用于低功耗的同時(shí)刺激的制作方法

專利名稱：用于低功耗的同時(shí)刺激的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電神經(jīng)刺激，以及更具體地涉及基于通道特定采樣序 列的神經(jīng)電刺激。
背景技術(shù)：
耳蝸植入器(內(nèi)耳贗復(fù)器(prostheses))是可以深切地幫助聾的 病人或聽力嚴(yán)重受損的病人的可能。和傳統(tǒng)的助聽器不同，傳統(tǒng)的助 聽器僅僅施加放大和調(diào)節(jié)后的聲音信號(hào)，而耳蝸植入器是基于聽神經(jīng) 的直接電刺激的。耳蝸植入器的目的是以這樣的方式來對(duì)內(nèi)耳中的祌 經(jīng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行電刺激，從而獲得與正常聽力最相似的聽覺。
圖1示出傳統(tǒng)的耳蝸贗復(fù)器。該耳蝸贗復(fù)器本質(zhì)上包括兩個(gè)部件 語音處理器101，典型地位于接近耳朵的外部設(shè)置；以及植入的刺激器 105。語音處理器101包括整個(gè)系統(tǒng)的電源(電池)，以及被用于執(zhí)行 聲信號(hào)的信號(hào)處理來提取刺激參數(shù)。刺激器105生成刺激圖案，并通 過電極陣列107來對(duì)神經(jīng)組織執(zhí)行這些刺激圖案，所述電極陣列107 延伸到內(nèi)耳中的鼓階(scala tympani) 109中。通過使用初級(jí)線圈103 和刺激器105中的次級(jí)線圈的射頻鏈接(越皮的)，或者通過在皮膚 中的插頭(透皮的)，來建立語音處理器和刺激器之間的連接。
一個(gè)成功的刺激策略是由Wilson B.S.,Finley C.C.， Lawson D.T.， Wolford R.D., Eddington D.K., Rabinowitz W.M.， "Better speech recognition with cochlear implants", Nature,vol.352，236-238(1991 年 7 月)[在下文中，Wilson等,1991]描述的所謂的"連續(xù)交叉取樣策略" (CIS)，其通過參考包括在這里。在語音處理器中的用于CIS的信號(hào) 處理包括以下步驟
a. 通過濾波器組，來將音頻范圍分解為光譜帶，
b. 每個(gè)濾波器輸出信號(hào)的包絡(luò)檢測，以及
c. 包絡(luò)信號(hào)的瞬時(shí)非線性壓縮(映射法則)。
根據(jù)耳蝸的音質(zhì)分布(tonotopic)組織，在鼓階中的每個(gè)刺激電 極與外部濾波器組的帶通濾波器相關(guān)聯(lián)。對(duì)于刺激，施加對(duì)稱雙相電 流脈沖。從壓縮的包絡(luò)信號(hào)直接地獲得刺激脈沖的振幅(以上的步驟 (c))。這些信號(hào)被順序地取樣，并且以嚴(yán)格不交迭序列來施加刺激脈 沖。因此，作為典型的CIS-特征， 一次僅僅激活一個(gè)刺激通道。整體 刺激速度相當(dāng)高。例如，假設(shè)整體刺激速度是18 kpps，并且使用12 通道濾波器組，則每個(gè)通道的刺激速度是1.5kpps。這樣的每通道刺激 速度通常對(duì)于包絡(luò)信號(hào)的充分瞬時(shí)表示是足夠的。
利用每個(gè)脈沖的最小相位持續(xù)時(shí)間來限制最大整體刺激速度。相 位持續(xù)時(shí)間不能被選擇為任意短，因?yàn)槊}沖越短，電流振幅就需要越 高來引起神經(jīng)元中的動(dòng)作電位，并且因?yàn)槎鄠€(gè)實(shí)際原因，也限制了電 流振幅。對(duì)于18kpps的整體刺激速度，相位持續(xù)時(shí)間為27ps，該相位 持續(xù)時(shí)間在下限處。
CIS帶通濾波器的每個(gè)輸出可以被大體認(rèn)為是在帶通濾波器的中 央頻率處的正弦曲線，該正弦曲線被利用包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。這是因 為濾波器的品質(zhì)因數(shù)Q=3所導(dǎo)致的。在有聲語音片段的情況下，這個(gè) 包絡(luò)是近似周期性的，并且重復(fù)率等于音調(diào)頻率。
在當(dāng)前的CIS策略中，包絡(luò)信號(hào)僅僅被用于進(jìn)一步的處理，也就 是它們包含整個(gè)刺激信息。對(duì)于每個(gè)通道，包絡(luò)被表示為采用恒定重 復(fù)率的雙相脈沖序列。作為CIS的特征特性，這個(gè)重復(fù)率(典型地1.5 kpps)對(duì)于所有通道是相同的，并且這與各個(gè)通道的中央頻率無關(guān)。意 圖該重復(fù)率對(duì)于病人不是臨時(shí)的提示(cue)，也就是重復(fù)率要足夠高， 以至于病人感知不到音調(diào)具有與重復(fù)率相等的頻率。通常將重復(fù)率設(shè)
置為大于包絡(luò)信號(hào)的帶寬的兩倍(Nyquist定理)。
使用單極刺激的12通道耳蝸植入器的電極配置
圖2示出如在美國專利No.6,600,955中所述的12通道耳蝸植入器 中使用的電極配置的例子。包含12個(gè)電極觸頭201 (黑點(diǎn))的電極陣 列被放置在耳蝸的鼓階中。這些電極201的每個(gè)被連接到電容器C203 和一對(duì)電流源205和207，從而將電流源205和207的第二端口分別地 連接到植入器接地GND 209和植入器電源Vcc 211?？梢岳绶謩e地 使用P溝道MOS場效應(yīng)晶體管和N溝道MOS場效應(yīng)晶體管來實(shí)現(xiàn)電 流源205和207。因此，為了便利，源205和207被設(shè)計(jì)為P源和N 源。參考電極213被放置在耳蝸外部，并且被連接到一對(duì)開關(guān)215和 217上，從而將開關(guān)215和217的第二端口分別地連接到植入器接地 GND和植入器電源Vcc。
在圖3中示出了該配置的簡化集總元件模型。阻抗Z, 301表示在 耳蝸內(nèi)電極觸頭的金屬表面和鼓階中的流體之間的界面阻抗。阻抗 ZI>REF 303表示參考電極的界面阻抗。利用歐姆電阻器Rs 305來表示耳 蝸內(nèi)流體。由于界面面積沿著鼓階是變化的，通常假設(shè)變量Rs，如在 Kral A.， Hartmann R., Mortazavi D., and Klinke R., "Spatial Resolution of Cochlear Implants: The Electrical Field and Excitation of Auditory Afferents，" Hearing Research 121,pp. 11-28,1998中所述的，其通過參考 包括在這里。電阻器Re 307示出其中嵌入耳蝸的骨結(jié)構(gòu)，并且它們也 是位置相關(guān)的?？臻g相關(guān)性具有較小的重要性，從而由此，為了便利， Rs和RB被假設(shè)為不變的。此外，假設(shè)無限梯形網(wǎng)絡(luò)RS/RB。刺激電流 通過在其通往參考電極的路上的高電阻性結(jié)構(gòu)。
阻抗Z,和Z,，MF通常是復(fù)雜的，并且是頻率相關(guān)的。然M，阻抗 的體外測量顯示，對(duì)于電極幾何結(jié)構(gòu)以及在耳蝸植入器應(yīng)用中使用的 非常短的脈沖刺激波形來說，界面阻抗可以被假設(shè)為純歐姆的。
如在美國專利No.6,600,955中所述，如圖3所示的刺激配置可以 被用來產(chǎn)生或者(a)單個(gè)非同時(shí)刺激脈沖，或者(b)"符號(hào)相關(guān)"的同時(shí) 脈沖。例如，在一個(gè)電極中的單個(gè)對(duì)稱雙相脈沖的兩個(gè)相位是通過如 下產(chǎn)生的首先激活與該電極相關(guān)聯(lián)的P源313的一個(gè)并且閉合開關(guān) 315;然后激活相關(guān)聯(lián)的N源311并閉合開關(guān)317。在該脈沖的第一相 位中，電流從該對(duì)相關(guān)聯(lián)的電流源經(jīng)由梯形網(wǎng)絡(luò)流動(dòng)到那對(duì)開關(guān)，而 在第二相位中，電流方向反轉(zhuǎn)。如果兩個(gè)相位的電流振幅和相位持續(xù) 時(shí)間相同，則脈沖是電荷平衡的，也就是說，沒有網(wǎng)絡(luò)電荷被傳輸?shù)?梯形網(wǎng)絡(luò)。
如果同時(shí)地施加多于一個(gè)的刺激脈沖，則這些脈沖經(jīng)受"符號(hào)相 關(guān)(sign-correlation)"，也就是，或者多個(gè)P源被同時(shí)激活并且閉合 開關(guān)315，或者多個(gè)N源被同時(shí)激活并且閉合開關(guān)317，但是在激活的 P源和N源之間不發(fā)生混合。這確保了電流總量總是流過參考電極(也 就是阻抗Z^ef)。這樣的刺激配置被指定為"分布式單極"。
通過圖4的協(xié)助來解釋例如在單個(gè)雙相脈沖的第一相位期間發(fā)生 的電位。使得P源401產(chǎn)生導(dǎo)致電壓降Up的特定振幅Ip(注意在這個(gè)相 位中，相關(guān)聯(lián)的N源403是失活的)。假設(shè)電容器405在該脈沖之前被 放電，電流Ip將導(dǎo)致跨過電容器405的電壓Uc，該電壓Uc隨著時(shí)間 是線性增加的。然而，假設(shè)充分高的電容，第一脈沖相位結(jié)束時(shí)跨過 電容器405將下降比較小的電壓。典型地，Uc不大于幾十毫伏，并且 因此與歐姆網(wǎng)絡(luò)中的其他電壓降相比通常被忽略。界面阻抗Z:導(dǎo)致相 當(dāng)大的電壓降U產(chǎn)Z&。電流Ip分布在由水平電阻器Rs和垂直電阻器
RB組成的梯形網(wǎng)絡(luò)中。跨過垂直電阻器RB的電壓降的分布將顯示出指
數(shù)特性，其中在電阻器409中發(fā)生最大電壓降UB，并且在兩側(cè)處跨過 相鄰電阻器RB的電壓降指數(shù)地衰減，也就是在電阻器411和413中是 aUB，在電阻器415和417中是cx2Ub，在電阻器419和421中是063118 等。因子ct僅僅是比率Rs/RB的函數(shù)，并且快捷計(jì)算獲得
<formula>formula see original document page 12</formula>。所有流過電阻器RB的電流的總和再一次是
Ip,其經(jīng)由阻抗ZI>REF 423和閉合開關(guān)425流回到植入器接地?？邕^ZI>REF
的電壓UI>REF由" 給定，并且假設(shè)開關(guān)是理想的，則跨過
閉合開關(guān)425沒有電壓降。對(duì)所有的電壓降求和得到植入器電源電壓 Vc;c，也就是
Vcc:Up+Uc+U,+Ub+U,，, ( 1)
這個(gè)電路的全部功耗是
Ptot=VccIp (2)
在當(dāng)前的應(yīng)用中，ptot優(yōu)選盡可能小。對(duì)于給定的電流振幅Ip， 如果植入器電源被最小化，則全部功耗被最小化。
作為典型的數(shù)字例子，假設(shè)界面阻抗Z產(chǎn)5KD并且Z!，re產(chǎn)250Q， 梯形網(wǎng)絡(luò)阻抗Rs-450Q并且RB=9KQ (導(dǎo)致01=0.8)，并且電流振幅 IP=800nA。這些假設(shè)得到U產(chǎn)4V， UB=0.8V并且U!，re產(chǎn)0.2V。在等式(1 ) 中插入并忽略跨過電容器的電壓Uc得到Vcc-Up-Uf+UB+U^e產(chǎn)5V。 假設(shè)可以利用可忽略的電壓Up來操作P源401，則獲得最小的植入器 電源Vcc^5V。在等式(2)中插入得到全部功率pt0t-4mW。明顯地， P丁ot的80%被界面阻抗Z,吸收，也就是P「U!I尸3.2mW，以及該功率 對(duì)于其自身的刺激沒有貢獻(xiàn)。因此，相對(duì)于植入器電源電壓的減少和 刺激功耗的減少，電壓降Q的任何減少都是期望的。
一種用于減少跨過&的電壓降的方法是嘗試減少Z,自身。例如， 使用較大的電極表面將減少Zz。然而，電極表面的尺寸典型地將不能 進(jìn)一步增加，因?yàn)閹缀纬叽缦拗?，例如已?jīng)達(dá)到電極距離。另一種方 法是基于這樣的觀察，也就是Z!隨著時(shí)間過去不是一直穩(wěn)定的，而是 在植入后幾周內(nèi)增加。原因是特定組織的生長覆蓋電極表面。在手術(shù) 期間給予皮質(zhì)激素看起來減少這種另外的組織生長，并至少將阻抗保
持在其初始值。 發(fā)明內(nèi)容在本發(fā)明的第一方面，提供一種方法，用于同時(shí)激活具有單極電 極配置的多通道電極陣列中的電極。該方法包括確定相對(duì)于電極陣列 的給定位置的期望電勢。確定與多通道陣列的至少兩個(gè)電極相關(guān)聯(lián)的 同時(shí)、符號(hào)相關(guān)的脈沖的振幅，從而提供在給定位置處的總電勢，該 總電勢基本上等于期望電勢同時(shí)地在確定振幅的作用下將該至少兩個(gè) 電極激活，從而獲得在給定位置處的期望電勢，其中，該至少兩個(gè)電 極被激活時(shí)具有空間通道相互作用。根據(jù)本發(fā)明的相關(guān)實(shí)施例，確定振幅可以包括添加來自給定位置 處的符號(hào)相關(guān)脈沖的合成電勢(resulting potential)。每個(gè)確定的振幅 可以小于使用連續(xù)交叉取樣策略來激活多通道電極陣列中的電極從而 獲得期望的電勢所需要的振幅。使用同時(shí)符號(hào)相關(guān)脈沖來激活至少兩 個(gè)電極需要的功率，可以小于使用連續(xù)交叉取樣策略來激活多通道電 極陣列中的至少兩個(gè)電極從而獲得期望的電勢所需要的功率?？梢詫?電極陣列植入到活體中。例如，可以使用電極陣列來刺激聽神經(jīng)。在本發(fā)明的另一方面，激活在多通道電極陣列中的電極的方法包 括確定順序刺激序列，該順序刺激序列具有順序刺激序列脈沖率和順 序刺激序列平均脈沖振幅，該順序刺激序列用于產(chǎn)生在相對(duì)于多通道 電極陣列的給定位置處的期望電勢。順序刺激序列可以是例如連續(xù)交 叉取樣(CIS)序列，并且被使用同時(shí)符號(hào)相關(guān)脈沖和通道相互作用補(bǔ) 償來轉(zhuǎn)換為通道相互作用(CI)序列。該CI序列具有CI脈沖率和CI 平均脈沖振幅，并且該CI序列用于產(chǎn)生基本上等于給定位置處的期望 電勢的合成電勢。根據(jù)本發(fā)明的相關(guān)實(shí)施例，然后可以作為CI序列的作用來激活電 極。CI序列的平均脈沖振幅可以小于順序刺激序列的平均脈沖振幅。CI序列需要的刺激功率可以小于順序刺激序列需要的刺激功率。順序 刺激序列和/或CI序列可以包括對(duì)稱雙相電流脈沖。多通道陣列可以使 用具有遠(yuǎn)程接地的單極電極配置。根據(jù)本發(fā)明的另外實(shí)施例，CI脈沖率可以基本上等于順序刺激序 列脈沖率，以至于CI序列包括在脈沖之間的時(shí)間間隙。可以增加CI 脈沖率，其中減少在脈沖之間的時(shí)間間隙。可以在增加脈沖相位持續(xù)時(shí)間的同時(shí)減少CI序列的脈沖振幅，以至于每個(gè)脈沖的電荷保持基本上保持不變，其中，減少了脈沖之間的時(shí)間間隙。在本發(fā)明的又一方面，耳蝸贗復(fù)器系統(tǒng)包括適用于植入的刺激器， 該刺激器包括具有單極電極配置的多通道電極陣列。處理器被操作地 連接到刺激器。處理器被配置為確定與多通道陣列的至少兩個(gè)電極相 關(guān)聯(lián)的同時(shí)符號(hào)相關(guān)脈沖的振幅，以至于在相對(duì)于多通道電極陣列的 給定位置處的總電勢等于期望電勢，該至少兩個(gè)電極具有空間通道相 互作用。處理器被進(jìn)一步配置為在所確定振幅的作用下激活該至少兩 個(gè)電極，從而獲得在給定位置處的期望電勢。根據(jù)本發(fā)明的相關(guān)實(shí)施例，總電勢等于來自每個(gè)同時(shí)符號(hào)相關(guān)脈 沖在給定位置處的合成電勢的總和。每個(gè)所確定的振幅可以小于使用 連續(xù)交叉取樣策略來激活在多通道電極中的電極從而獲得在給定位置 處的期望電勢所需要的脈沖振幅。使用符號(hào)相關(guān)脈沖來激活該至少兩 個(gè)電極所需要的功率可以小于使用連續(xù)交叉取樣策略來激活至少兩個(gè) 電極從而獲得期望電勢所需要的功率。在本發(fā)明的又一方面，耳蝸贗復(fù)器系統(tǒng)包括適用于植入的刺激器， 該刺激器包括具有單極電極配置的多通道電極陣列。處理器被操作地 連接到刺激器。處理器被配置為確定具有順序刺激序列脈沖率和順序 刺激序列平均脈沖振幅的順序刺激序列，以至于在相對(duì)于多通道電極 陣列的給定位置處產(chǎn)生期望電勢。此外，處理器使用同時(shí)符號(hào)相關(guān)脈沖和通道相互作用補(bǔ)償，將順序刺激序列轉(zhuǎn)換為通道相互作用(CI) 序列，該CI序列具有CI脈沖率和CI平均脈沖振幅，該CI序列用于 在給定位置處產(chǎn)生基本上等于期望電勢的合成電勢。根據(jù)本發(fā)明的相關(guān)實(shí)施例，處理器可以被配置為在CI序列的作用 下同時(shí)地激活多通道電極陣列的至少兩個(gè)電極，從而獲得在給定位置處的期望電勢。CI序列的平均脈沖振幅可以小于順序刺激序列的平均 脈沖振幅。CI序列需要的刺激功率可以小于順序刺激序列需要的刺激 功率。順序刺激序列和CI序列可以包括對(duì)稱雙相電流脈沖。CI脈沖率 可以基本上等于順序刺激序列脈沖率，以至于CI序列包括脈沖之間的 時(shí)間間隙。處理器可以被進(jìn)一步配置為增加CI脈沖率，其中，減少在 脈沖之間的時(shí)間間隙。處理器可以被進(jìn)一步配置為減少CI序列的脈沖振幅，同時(shí)增加脈沖相位持續(xù)時(shí)間，以至于每個(gè)脈沖的電荷基本上不 變，其中，減少脈沖之間的時(shí)間間隙。順序刺激序列可以是連續(xù)交叉取樣(CIS)序列。在本發(fā)明的另一方面，刺激系統(tǒng)包括刺激器，該刺激器包括具有 單極電極配置的多通道電極陣列。處理器被操作地連接到刺激器。處 理器被配置為使用連續(xù)符號(hào)相關(guān)脈沖和通道相互作用補(bǔ)償來確定通道相互作用(CI)序列，該CI序列具有CI脈沖率和CI平均脈沖振幅。 該CI序列用于在相對(duì)于多通道陣列的給定位置處產(chǎn)生基本上等于期望電勢的合成電勢。根據(jù)本發(fā)明的相關(guān)實(shí)施例，刺激器可以適用于植入，并且可以是耳蝸植入器的一部分。處理器可以被配置為在CI序列的作用下同時(shí)地激活多通道電極陣列的至少兩個(gè)電極，從而獲得在給定位置處的期望電勢。CI序列可以包括對(duì)稱雙相電流脈沖。根據(jù)本發(fā)明的另外相關(guān)實(shí)施例，CI序列可以包括在脈沖之間的時(shí) 間間隙。處理器可以被進(jìn)一步配置為增加CI脈沖率，以至于減少在脈
沖之間的時(shí)間間隙。處理器可以被進(jìn)一步配置為減少CI序列的脈沖振 幅，同時(shí)增加脈沖相位持續(xù)時(shí)間，以至于每個(gè)脈沖的電荷基本上保持 不變，并且減少在脈沖之間的時(shí)間間隙。在本發(fā)明的又一些方面，刺激系統(tǒng)包括刺激器，該刺激器包括具 有單極電極配置的多通道電極?？刂蒲b置控制該刺激器?？刂蒲b置使 用同時(shí)符號(hào)相關(guān)脈沖和通道相互作用補(bǔ)償來確定通道相互作用(CI) 序列。CI序列具有CI脈沖率和CI平均脈沖振幅，并且產(chǎn)生基本上等 于在相對(duì)于多通道陣列的給定位置處的期望電勢的合成電勢。根據(jù)本發(fā)明的相關(guān)實(shí)施例，刺激器適用于植入，并且可以是耳蝸植入器的部分?？刂蒲b置可以在CI序列的作用下同時(shí)地激活多通道電 極陣列的至少兩個(gè)電極，從而獲得在給定位置處的期望電勢。CI序列包括對(duì)稱雙相電流脈沖。根據(jù)本發(fā)明的另外相關(guān)實(shí)施例，CI序列可以包括在脈沖之間的時(shí) 間間隙?？刂蒲b置可以增加CI脈沖率，以至于減少了在脈沖之間的時(shí) 間間隙?？刂蒲b置可以被進(jìn)一步配置為減少CI序列的脈沖振幅，同時(shí)增加脈沖相位持續(xù)時(shí)間，以至于每個(gè)脈沖的電荷基本上保持不變，并 且減少在脈沖之間的時(shí)間間隙。在本發(fā)明的又一方面，提供計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，用于同時(shí)地激活在 具有單極電極配置的多通道電極陣列中的電極。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)上具有計(jì)算機(jī)可讀程序代碼。計(jì)算機(jī)可讀程序代碼包括使用同時(shí)符號(hào)相關(guān)脈沖和通道相互作用補(bǔ)償來確定通道相互作用(CI)序列的程序代碼，該CI序列具有CI脈沖率 和CI平均脈沖振幅，并且該CI序列用于在相對(duì)于多通道陣列的給定位置處產(chǎn)生基本上等于期望電勢的合成電勢。根據(jù)另外相關(guān)的實(shí)施例，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品進(jìn)一步包括程序代碼，
該程序代碼用于在CI序列的作用下同時(shí)地激活多通道電極陣列的至少 兩個(gè)電極，從而獲得在給定位置處的期望電勢。CI序列可以包括對(duì)稱 雙相電流脈沖。根據(jù)本發(fā)明的又一些實(shí)施例，CI序列包括在脈沖之間的時(shí)間間隙。 計(jì)算機(jī)產(chǎn)品可以進(jìn)一步包括程序代碼，這些程序代碼用于增加CI脈沖 率。以至于減少在脈沖之間的時(shí)間間隙。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以進(jìn)一步包括用于減少CI序列的脈沖振幅，同 時(shí)增加脈沖相位持續(xù)時(shí)間的程序代碼，以至于每個(gè)脈沖的電荷基本上 不變，并且減少在脈沖之間的時(shí)間間隙。


通過參考以下的詳細(xì)描述和附圖，本發(fā)明的前述特征將變得容易 理解，在這些附圖中圖1示出傳統(tǒng)的耳蝸贗復(fù)器；圖2示出在12通道耳蝸植入器中使用的單極電極配置的框圖； 圖3示出圖2的電極配置的簡化集總元件模型；圖4示出當(dāng)刺激脈沖的一個(gè)相位被抽出時(shí)的圖2的電流和電壓的細(xì)節(jié)。圖5(a)示出由于兩個(gè)順序地施加的相等振幅的刺激脈沖所導(dǎo)致的 兩個(gè)(標(biāo)準(zhǔn)化)鼓階；圖5(b)示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，由于同時(shí)施加的兩個(gè)CIC刺激 脈沖所導(dǎo)致的兩個(gè)(標(biāo)準(zhǔn)化)鼓階電勢；圖6(a)示出在傳統(tǒng)CIS中的順序脈沖；圖6(b)示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在CI序列中的同時(shí)脈沖； 圖6(c)示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有增加的脈沖相位持續(xù)時(shí)間 的圖6(b)的CI序列；圖7示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的增加刺激信息率的方法；以及圖8示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的減少刺激功率和電壓要求的方法。
具體實(shí)施方式
在描述性的實(shí)施例中，提出了用于同時(shí)地激活在多通道電極陣列 中的電極的系統(tǒng)和方法。同時(shí)刺激序列包括在脈沖之間的時(shí)間間隙， 該同時(shí)刺激序列例如具有同時(shí)符號(hào)相關(guān)的脈沖和通道相互作用補(bǔ)償?shù)?通道相互作用(CI)序列。CI序列可以例如基于順序刺激序列，以至 于CI脈沖率基本上等于順序刺激序列脈沖率。為了實(shí)現(xiàn)"精細(xì)結(jié)構(gòu)策 略"，通過用另外的脈沖填充脈沖之間的時(shí)間間隙來增加CI脈沖率， 從而增加信息率。在其他實(shí)施例中，CI序列的脈沖振幅可以被減少， 而不增加每秒的脈沖數(shù)，允許標(biāo)準(zhǔn)順序刺激策略的低功率和低電壓執(zhí) 行。以下討論了描述性實(shí)施例的細(xì)節(jié)。同時(shí)仿真參考圖3,基于兩個(gè)或多個(gè)通道的同時(shí)刺激，來減少跨過界面阻抗 Zj的電壓降。如下所述，如果同時(shí)地刺激兩個(gè)或多個(gè)電極，則可以開發(fā)空間通道相互作用的效果。a.空間通道相互作用當(dāng)激活不同的刺激電極(位于鼓階中)并且在易興奮神經(jīng)組織的 位置處具有電場的可觀的幾何交迭時(shí)，則發(fā)生空間通道交互作用。因 此，如果刺激了不同的電極，則激活了相同的神經(jīng)元。相對(duì)于遠(yuǎn)程接 地電極，激活特定電極(單極刺激)導(dǎo)致了在鼓階中的電勢，該電勢 可以利用在電極的兩側(cè)處的兩個(gè)衰減指數(shù)來粗略描述，并且空間常數(shù) (在人類中)典型地為A^10mm。在CIS策略中，通過采用時(shí)間上沒有交迭(交叉取樣)的脈沖， 來減少空間通道相互作用的影響。這里在鼓階中的電導(dǎo)率導(dǎo)致在易興 奮組織的部位處的電場的可觀的擴(kuò)展和散焦。然而，如果考慮相對(duì)于 遠(yuǎn)程接地電極，對(duì)于兩個(gè)或多個(gè)電極的不相關(guān)同時(shí)刺激，則發(fā)生另外 的效果。這里，電導(dǎo)率表示在激活電極之間的分流電導(dǎo)，其通常導(dǎo)致了在神經(jīng)元的位置處的電場的建設(shè)性和破壞性的疊加的混合。例如， 如果兩個(gè)同時(shí)刺激通道產(chǎn)生具有相等振幅但是不同符號(hào)的電流，大部分電流將流過分流電導(dǎo)并且不到達(dá)預(yù)期(intended)的神經(jīng)元。b. 符號(hào)相關(guān)脈沖本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例使用相對(duì)于遠(yuǎn)程參考電極，對(duì)于鼓階中的兩 個(gè)或多個(gè)電極的同時(shí)激活(單極電極配置)。此外，所有脈沖是精確 地同時(shí)的，也就是，正脈沖相位和負(fù)脈沖相位分別地在相同的時(shí)間開 始和停止。此外，所有同時(shí)的相位具有相同的符號(hào)。如在這里使用的， 這樣的同時(shí)脈沖被指定為"符號(hào)相關(guān)"的脈沖。采用符號(hào)相關(guān)脈沖確保單個(gè)刺激電流的總和總是流過參考電極。 因此，在易興奮神經(jīng)元的部位處，僅僅發(fā)生電流的建設(shè)性的疊加。c. 通道相互作用補(bǔ)償(CIC)如在美國專利No.6，594,525中所述的"通道相互作用補(bǔ)償(CIC)" 被用來將一組順序振幅轉(zhuǎn)換為一組同時(shí)振幅，從而在激活的電極的位 置處的鼓階中的電勢是不變的。在圖5(a-b)中示出使用電極的例子。圖 5(a)(現(xiàn)有技術(shù))示出由于順序施加的兩個(gè)相等振幅的刺激脈沖所導(dǎo)致 的兩個(gè)(標(biāo)準(zhǔn)化)鼓階電勢。在激活電極之間的距離是12mm。每個(gè)電 勢分布示出在兩側(cè)處的X40mm的指數(shù)性衰減。圖5(b)示出根據(jù)本發(fā)明 的實(shí)施例的如果同時(shí)施加兩個(gè)刺激脈沖并且在已經(jīng)使用CIC調(diào)節(jié)振幅 之后的合成電勢(實(shí)線)。注意，在電極的位置處的峰電位與上面的 圖比較起來還沒有被改變。這個(gè)曲線是兩個(gè)單個(gè)電勢(虛線)的疊加 的結(jié)果。關(guān)于單個(gè)電勢的最大振幅，很清楚它們相比于圖5(a)的電勢被 減少。在這個(gè)例子中，減少了23%。刺激功率的減少a.使用同時(shí)刺激的刺激功率的減少作為CIC的通常特征，通過考慮到空間通道相互作用，減少了刺激脈沖振幅。因此，結(jié)合CIC使用同時(shí)刺激的任何刺激策略，如果與 每秒使用相同數(shù)量的刺激脈沖的標(biāo)準(zhǔn)CIS相比，則導(dǎo)致刺激功率的平 均減少。平均減少的量取決于多個(gè)參數(shù)，例如同時(shí)使用的通道的數(shù)量、 這些通道之間的距離或空間衰減常數(shù)。平均減少的量也取決于用作CIC的輸入的順序振幅的概率分布。返回參考圖5(a-b)所示的例子，與刺激 振幅的減少成比例地減少功耗，也就是減少了 23%。然而，兩個(gè)相同 的順序振幅的情況表示與節(jié)電效果有關(guān)的"最佳情況"。如果兩個(gè)順 序振幅之一為零，則發(fā)生"最差情況"。然后，CIC不改變這些振幅， 由此沒有節(jié)電。例如，考慮6通道耳蝸內(nèi)電極陣列，其中在相鄰電極之間的距離 是4mm 。在標(biāo)準(zhǔn)的CIS模式中驅(qū)動(dòng)，脈沖例如根據(jù)圖 案…(1)(2)(3)(4)(5)(6)(1)(2)…嚴(yán)格地順序發(fā)生，如圖6(a)所示。根據(jù)本 發(fā)明的實(shí)施例，在圖6(b)中示出基于CIC的系統(tǒng)。在圖6(b)中，發(fā)生 同時(shí)符號(hào)相關(guān)脈沖。更具體地，三個(gè)電極對(duì)(1,4) 、 (2,5)禾卩(3，6) 的每個(gè)是同時(shí)的，遵照該圖案，并且沒有...(1,4)(2,5)(3,6)(1,4)...的限制。 衰減常數(shù)可以是例如人40mm。圖5(b)表示這樣的電極對(duì)的一個(gè)例子。 假設(shè)兩個(gè)系統(tǒng)每秒使用了相同數(shù)量的刺激脈沖，并且兩個(gè)系統(tǒng)都使用 了相同的植入電源電壓，可以預(yù)期刺激功率平均減少的比率在大約 15-20%的范圍內(nèi)。b.通過使用更長脈沖的減少如圖6b所示，施加同時(shí)脈沖在同時(shí)脈沖的對(duì)之間引入間隙。在非 限制性地同時(shí)使用兩個(gè)脈沖的情況下，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，如圖6(c) 所示，可以通過將相位持續(xù)時(shí)間加倍來關(guān)閉該間隙。對(duì)于每個(gè)相位的 相等電荷，刺激振幅可以被減少了因子2。對(duì)于N個(gè)同時(shí)脈沖，可以將 順序脈沖的相位持續(xù)時(shí)間乘以N，并且對(duì)于每個(gè)相的相等電荷，可以將 振幅除以因子N?？梢圆捎眠@樣的振幅減少，用于減少植入器電源Vcc， 也就是，可以將植入器電源除以N。由于每個(gè)相位的相等電荷被用于具 有較短相位的同時(shí)脈沖，所以將與植入器電源電壓和平均刺激振幅的
乘積成比例的全部刺激功率減少因子N。尤其對(duì)于完全可以植入的耳蝸植入器(TICI)來說，刺激功率的 減少和植入器電源電壓的減少表示本質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。而低功耗是相對(duì)于 TICI中的有限電源的通常優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于低電壓刺激策略具有特別的興趣， 其中，刺激在小到Vcc^3V的非常低的植入器電源電壓處運(yùn)行。在當(dāng)今 的耳蝸植入器中，植入器電源電壓典型地為大約VCC=5-6V。如果采用 了低電壓刺激策略，則可以直接地使用由可再充電的電池產(chǎn)生的電壓。 例如，使用鋰鈷氧化物(LiCo02)的鋰聚合物二次電池產(chǎn)生3.65V。這 樣的電源電壓對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)CIS策略的實(shí)現(xiàn)來說是不夠的。因此，需要電 壓加倍或相似的電路，并且這樣的電路大大增加了 TICI的尺寸和功耗。在本發(fā)明的說明性實(shí)施例中，可以采用結(jié)合CIC，使用符號(hào)相關(guān) 脈沖來施加同時(shí)刺激的方法，來例如在采用"精細(xì)結(jié)構(gòu)"刺激策略中 增加信息率。圖7示出根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的增加刺激信息率的 方法?？梢岳么碳は到y(tǒng)來非限制性地執(zhí)行該方法，該刺激系統(tǒng)包括 具有多通道電極陣列107的刺激器105，該多通道電極陣列107使用單 極電極配置；以及控制器，例如用于控制刺激器105的處理器101，如 圖1所示。控制器可以非限制性地包括多個(gè)電路，和/或存儲(chǔ)器，并 且被適當(dāng)?shù)仡A(yù)編程或配置為加載有適當(dāng)?shù)某绦?。存?chǔ)器可以包括例如 軟盤、固定盤、壓縮盤(CD)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、可擦除可編程 只讀存儲(chǔ)器(EPROM)和/或隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)。如圖1所示， 系統(tǒng)的多個(gè)部分可以是可植入的，并且可以是刺激聽神經(jīng)的耳蝸植入 器的一部分。在圖7的步驟702，控制器使用同時(shí)符號(hào)相關(guān)脈沖和通道相互作用 補(bǔ)償，來確定通道相互作用(CI)序列。如前所述，CI序列具有CI脈 沖率和CI平均脈沖振幅，以及在相對(duì)于多通道陣列的給定位置處產(chǎn)生 基本上等于期望電勢的合成電勢。
在本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例中，控制器通過確定順序刺激序列來確定 CI序列，該順序刺激序列例如CIS序列，具有順序刺激序列脈沖率和 順序刺激序列平均脈沖振幅，用于在相對(duì)于多通道電極陣列的給定位 置處產(chǎn)生期望電勢。然后，控制器將順序刺激序列轉(zhuǎn)換為通道相互作用(CI)序列，該通道相互作用(CI)序列使用同時(shí)符號(hào)相關(guān)脈沖和通道相互作用補(bǔ)償，從而產(chǎn)生基本上等于在給定位置處的期望電勢的合成電勢。如上指出，在將同時(shí)CI脈沖進(jìn)行相加從而產(chǎn)生期望電勢時(shí)， CI脈沖振幅的每一個(gè)典型地小于使用順序刺激序列來激活多通道電極陣列中的電極所需要的振幅。這樣的轉(zhuǎn)換后的CI序列，或最初確定的CI序列，可以包括在脈 沖之間的時(shí)間間隙。這可以有利地例如通過增加CI脈沖率以至于減少 脈沖之間的時(shí)間間隙來由控制器利用，如圖7的步驟704所示。增加 的刺激率允許執(zhí)行精細(xì)結(jié)構(gòu)刺激策略，如前所述?；贑I序列，然后 控制器在所確定的CI脈沖振幅的作用下激活至少兩個(gè)電極，從而經(jīng)由 空間通道相互作用獲得在給定位置處的期望電勢。如上所述，在多個(gè)實(shí)施例中，可以有利地使用在脈沖之間的時(shí)間 間隙，來允許標(biāo)準(zhǔn)CIS刺激策略的低功率和低電壓實(shí)現(xiàn)。圖8示出根 據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的減少刺激功率和電壓需求的方法。在圖8的 步驟802中，與圖7中的步驟703相似，控制器使用同時(shí)符號(hào)相關(guān)脈 沖和通道相互作用補(bǔ)償，來確定通道相互作用(CI)序列。在圖8的 步驟804中，在增加脈沖相位持續(xù)時(shí)間的同時(shí)，減少CI序列的脈沖振 幅，以至于每個(gè)脈沖的電荷基本上不變，并且減少在脈沖之間的時(shí)間 間隙。在多個(gè)實(shí)施例中，所公開的方法可以被實(shí)現(xiàn)為與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一起 使用的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。這樣的實(shí)現(xiàn)可以包括一系列指令，該一系列指令被固定在有形介質(zhì)例如計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(例如軟盤、CD-ROM、 ROM或硬盤)上；或者該一系列指令，經(jīng)由調(diào)制解調(diào)器或其他接口裝 置例如連接到介質(zhì)上的網(wǎng)絡(luò)的通信適配器，可以被傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)。 介質(zhì)可以是有形介質(zhì)(例如光學(xué)或模擬通信線)，或利用無線技術(shù)實(shí) 現(xiàn)的介質(zhì)(例如微波、紅外或其他傳輸技術(shù))。該計(jì)算機(jī)指令系列實(shí) 現(xiàn)與系統(tǒng)相關(guān)的在這里之前所述的功能性的全部或部分。本領(lǐng)域技術(shù) 人員將知道，可以以很多種編程語言來編寫這樣的計(jì)算機(jī)指令，用于 和很多計(jì)算機(jī)功能結(jié)構(gòu)或操作系統(tǒng)來一起使用。此外，這樣的指令可 以被存儲(chǔ)在任何存儲(chǔ)裝置中，例如半導(dǎo)體、磁性、光學(xué)或其他存儲(chǔ)裝 置，并且可以使用任何通信技術(shù)來進(jìn)行傳輸，該任何通信技術(shù)例如光 學(xué)、紅外、微波或其他傳輸技術(shù)。預(yù)期這樣的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以被 分布為附有印刷的或電子文檔的可移除介質(zhì)(例如緊縮套裝軟件(shrink wrapped software))，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)載(例如在系統(tǒng) ROM或硬盤上)，或者從網(wǎng)絡(luò)(例如互聯(lián)網(wǎng)或環(huán)球網(wǎng))上的服務(wù)器或 電子公告牌進(jìn)行分發(fā)。雖然已經(jīng)公開了本發(fā)明的多個(gè)示例性實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人 員明顯可以做出獲得本發(fā)明的一些優(yōu)點(diǎn)的改變和修改，而不偏離本發(fā) 明的真實(shí)范圍。這些和其他明顯的修改意圖被所附權(quán)利要求覆蓋到。
權(quán)利要求
1.一種耳蝸贗復(fù)器系統(tǒng)，包括刺激器，適用于植入，該刺激器包括具有單極電極配置的多通道電極陣列；處理器，被操作地連接到所述刺激器，所述處理器被配置為確定具有順序刺激序列脈沖率和順序刺激序列平均脈沖振幅的順序刺激序列，所述順序刺激序列用于在相對(duì)于所述多通道電極陣列的給定位置處產(chǎn)生期望電勢；使用同時(shí)符號(hào)相關(guān)脈沖和通道相互作用補(bǔ)償，將所述順序刺激序列轉(zhuǎn)換為通道相互作用(CI)序列，所述CI序列具有CI脈沖率和CI平均脈沖振幅，所述CI序列用于產(chǎn)生基本上等于在給定位置處的期望電勢的合成電勢，所述CI脈沖率基本上等于所述順序刺激序列脈沖率，以至于所述CI序列包括在脈沖之間的時(shí)間間隙；以及在增加脈沖相位持續(xù)時(shí)間的同時(shí)，減少所述CI序列的脈沖振幅，以至于每個(gè)脈沖的電荷保持基本不變，其中減少脈沖之間的時(shí)間間隙。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器被配置為在所 述CI序列的作用下同時(shí)地激活所述多通道電極陣列的至少兩個(gè)電極， 從而獲得在所述給定位置處的所述期望電勢。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述CI序列的平均脈沖 振幅小于所述順序刺激序列的平均脈沖振幅。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述CI序列需要的刺激 功率小于所述順序刺激序列需要的刺激功率。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，所述順序刺激序列和所述 CI序列包括對(duì)稱雙相電流脈沖。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，所述順序刺激序列是連續(xù) 交叉取樣(CIS)序列。
7. —種耳蝸贗復(fù)器系統(tǒng)，包括刺激器，適用于植入，所述刺激器包括具有單極電極配置的多通 道電極陣列；處理器，被操作地連接到所述刺激器，所述刺激器被配置為 確定具有順序刺激序列脈沖率和順序刺激序列平均脈沖振幅的順 序刺激序列，所述順序刺激序列用于在相對(duì)于所述多通道電極陣列的 給定位置處產(chǎn)生期望電勢；使用同時(shí)符號(hào)相關(guān)脈沖和通道相互作用補(bǔ)償，將所述順序刺激序 列轉(zhuǎn)換為通道相互作用(CI)序列，所述CI序列具有CI脈沖率和CI 平均脈沖振幅，所述CI序列用于在所述給定位置處產(chǎn)生基本上等于期 望電勢的合成電勢，所述CI脈沖率基本上等于所述順序刺激序列脈沖率，以至于所述CI序列包括在脈沖之間的時(shí)間間隙；以及增加所述CI脈沖率，其中，減少脈沖之間的時(shí)間間隙。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器被配置為在所 述CI序列的作用下同時(shí)地激活所述多通道電極陣列的至少兩個(gè)電極， 從而獲得在所述給定位置處的期望電勢。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述CI序列的平均脈沖 振幅小于所述順序刺激序列的平均脈沖振幅。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述CI序列需要的刺激 功率小于所述順序刺激序列需要的刺激功率。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述順序刺激序列和CI 序列包括對(duì)稱雙相電流脈沖。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述順序刺激序列是連續(xù)交叉取樣(CIS)序列。
13. —種刺激系統(tǒng)，包括刺激器，包括具有單極電極配置的多通道電極陣列； 處理器，被操作地連接到所述刺激器，所述處理器被配置為使用 同時(shí)符號(hào)相關(guān)脈沖和通道相互作用補(bǔ)償來確定通道相互作用(CI)序 列，所述CI序列具有CI脈沖率和CI平均脈沖振幅，所述CI序列用 于產(chǎn)生基本上等于在相對(duì)于所述多通道陣列的給定位置處的期望電勢 的合成電勢，所述CI序列包括脈沖之間的時(shí)間間隙，其中，所述處理器被進(jìn)一步配置為在增加脈沖相位持續(xù)時(shí)間的同 時(shí)，減少所述CI序列的脈沖振幅，以至于每個(gè)脈沖的電荷基本上保持 不變，并且減少在脈沖之間的時(shí)間間隙。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述刺激器是耳蝸植入 器的一部分。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器被配置為在 所述CI序列的作用下激活所述多通道電極陣列的至少兩個(gè)電極，從而 獲得在所述給定位置處的期望電勢。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述CI序列包括對(duì)稱 雙相電流脈沖。
17. —種刺激系統(tǒng)，包括刺激器，包括具有單極電極配置的多通道電極陣列； 處理器，被操作地連接到所述刺激器，所述處理器被配置為使用 同時(shí)符號(hào)相關(guān)脈沖和通道相互作用補(bǔ)償來確定通道相互作用(CI)序 列，所述CI序列具有CI脈沖率和CI平均脈沖振幅，所述CI序列用 于在相對(duì)于所述多通道陣列的給定位置處產(chǎn)生基本上等于期望電勢的 合成電勢，所述CI序列包括在脈沖之間的時(shí)間間隙，其中，所述處理器被進(jìn)一步配置為增加所述CI脈沖率，以至于減 少在脈沖之間的時(shí)間間隙。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述刺激器是耳蝸植入 器的一部分。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器被配置為在 所述CI序列的作用下同時(shí)地激活所述多通道電極陣列的至少兩個(gè)電 極，從而獲得在所述給定位置處的期望電勢。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述CI序列包括對(duì)稱 雙相電流脈沖。
21. —種用于同時(shí)地激活在具有單極電極配置的多通道電極陣列 中的電極的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)可用介 質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)上具有計(jì)算機(jī)可讀程序代碼，所述計(jì)算機(jī)可 讀程序代碼包括用于使用同時(shí)符號(hào)相關(guān)脈沖和通道相互作用補(bǔ)償來確定通道相互 作用(CI)序列的程序代碼，所述CI序列具有CI脈沖率和CI平均脈 沖振幅，所述CI序列用于在相對(duì)于所述多通道陣列的給定位置處產(chǎn)生 基本上等于期望電勢的合成電勢，所述CI序列包括脈沖之間的時(shí)間間 隙；以及用于在增加脈沖相位持續(xù)時(shí)間的同時(shí)，減少所述CI序列的脈沖振 幅的程序代碼，以至于每個(gè)脈沖的電荷基本上保持不變，并且減少在 脈沖之間的時(shí)間間隙。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，進(jìn)一步包括程序代 碼，該程序代碼用于在所述CI序列的作用下同時(shí)地激活所述多通道電 極陣列的至少兩個(gè)電極，從而獲得在所述給定位置處的期望電勢。
23. —種用于同時(shí)地激活具有單極電極配置的多通道電極陣列中 的電極的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)， 所述計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)上具有計(jì)算機(jī)可讀程序代碼，所述計(jì)算機(jī)可讀程 序代碼包括用于使用同時(shí)符號(hào)相關(guān)脈沖和通道相互作用補(bǔ)償來確定通道相互 作用(CI)序列的程序代碼，所述CI序列具有CI脈沖率和CI平均脈沖振幅，所述CI序列用于在相對(duì)于所述多通道陣列的給定位置處產(chǎn)生 基本上等于期望電勢的合成電勢，所述CI序列包括脈沖之間的時(shí)間間 隙；以及用于增加CI脈沖率以至于減少脈沖之間的時(shí)間間隙的程序代碼。
24. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，進(jìn)一步包括程序代 碼，該程序代碼用于在所述CI序列的作用下同時(shí)地激活所述多通道電 極陣列的至少兩個(gè)電極，從而獲得在所述給定位置處的期望電勢。
25. —種用于同時(shí)地激活在具有單極電極配置的多通道電極陣列 中的電極的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)可用介 質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)上具有計(jì)算機(jī)可讀程序代碼，所述計(jì)算機(jī)可 讀程序代碼包括用于確定具有順序刺激序列脈沖率和順序刺激序列平均脈沖振幅 的順序刺激序列的程序代碼，所述順序刺激序列用于在相對(duì)于所述多 通道電極陣列的給定位置處產(chǎn)生期望電勢；用于使用同時(shí)符號(hào)相關(guān)脈沖和通道相互作用補(bǔ)償來將所述順序刺 激序列轉(zhuǎn)換為通道相互作用(CI)序列的程序代碼，所述CI序列具有 CI脈沖率和CI平均脈沖振幅，所述CI序列用于在所述給定位置處產(chǎn) 生基本上等于期望電勢的合成電勢，所述CI脈沖率基本上等于順序刺 激序列脈沖率，以至于所述CI序列包括脈沖之間的時(shí)間間隙；以及用于在增加脈沖相位持續(xù)時(shí)間的同時(shí)，減少所述CI序列的脈沖振 幅的程序代碼，以至于每個(gè)脈沖的電荷基本保持不變，其中，減少在脈沖之間的時(shí)間間隙。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，進(jìn)一步包括程序代 碼，所述程序代碼用于在所述CI序列的作用下同時(shí)地激活所述多通道 電極陣列的至少兩個(gè)電極，從而獲得在所述給定位置處的期望電勢。
27. —種用于同時(shí)地激活在具有單極電極配置的多通道電極陣列 中的電極的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)可用介 質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)上有計(jì)算機(jī)可讀程序代碼，所述計(jì)算機(jī)可讀 程序代碼包括用于確定具有順序刺激序列脈沖率和順序刺激序列平均脈沖振幅 的順序剌激序列的程序代碼，所述順序刺激序列用于在相對(duì)于所述多通道電極陣列的給定位置處產(chǎn)生期望電勢；用于使用同時(shí)符號(hào)相關(guān)脈沖和通道相互作用補(bǔ)償來將所述順序刺 激序列轉(zhuǎn)換為通道相互作用(CI)序列的程序代碼，所述CI序列具有ci脈沖率和CI平均脈沖振幅，所述CI序列用于在所述給定位置處產(chǎn) 生基本上等于期望電勢的合成電勢，所述CI脈沖率基本上等于順序刺 激序列脈沖率，以至于所述CI序列包括脈沖之間的時(shí)間間隙；以及 用于增加所述CI脈沖率的程序代碼，其中，減少在脈沖之間的時(shí)間間隙。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，進(jìn)一步包括程序代 碼，所述程度代碼用于在所述CI序列的作用下同時(shí)地激活所述多通道 電極陣列的至少兩個(gè)電極，從而獲得在所述給定位置處的期望電勢。
全文摘要
刺激系統(tǒng)包括刺激器，刺激器具有使用單極電極配置的多通道電極。處理器被操作地連接到刺激器。處理器被配置為使用同時(shí)符號(hào)相關(guān)脈沖和通道相互作用補(bǔ)償來確定通道相互作用(CI)序列。CI序列具有CI脈沖率和CI平均脈沖振幅，以及產(chǎn)生基本上等于相對(duì)于多通道陣列的給定位置處的期望電勢的合成電勢。CI序列可以包括脈沖之間的時(shí)間間隙，其中處理器可以被配置為增加CI脈沖率，以至于減少脈沖之間的時(shí)間間隙。此外，處理器可以被配置為減少CI序列的脈沖振幅，同時(shí)增加脈沖相位持續(xù)時(shí)間，以至于每個(gè)脈沖的電荷基本上保持不變，并且減少脈沖之間的時(shí)間間隙。
文檔編號(hào)A61N1/36GK101160151SQ200680011463
公開日2008年4月9日 申請日期2006年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月7日
發(fā)明者克萊門斯·M·齊爾霍費(fèi)爾 申請人:Med-El電氣醫(yī)療器械有限公司