專利名稱：人工耳蝸的數據無線傳輸方法
技術領域：
本發明涉及仿生醫學電子技術領域，具體地說是一種人工耳蝸的數據無線傳輸方法。
背景技術：
人工耳蝸是目前仿生學科技含量較高的一種電子裝置，主要用于幫助配戴助聽器效果不好或者根本無效的重度、極重度耳聾患者。人工耳蝸將聲波轉換成微弱的電流信號，并將此電流信號傳到內耳(耳蝸)中，通過植入耳蝸的多通道電極剌激耳蝸里面的聽神經纖維產生神經沖動，并將神經沖動傳到大腦，從而形成聽覺。人工耳蝸分為體內植入裝置和佩帶于體外的言語處理器兩個部分，體內植入裝置與體外佩帶裝置以無線的方式傳輸數據，外部模擬聲音信號經言語處理器收集、模數變換、信號處理、編碼、調制發送出去，體內植入裝置接收言語處理器發送的無線信號，完成信號解調、解碼、電極剌激功能。由于植入裝置需要長期植入人體，植入裝置設計為無源的，由言語處理器通過無線的方式供給電能，因此對兩個部分的無線通信方式有著特殊的要求。同時，作為幫助人們恢復聽力的設備，人工耳蝸的數據無線傳輸必需及時、有效、可靠。 目前人工耳蝸的數據無線傳輸有采用幅度鍵控(ASK)的調制方式，載波頻率選擇10MHz，這種調制方法的缺點是載波幅度會隨著數據的變化而變化，而體內電路是依靠外部發送的載波能量供電，由于它不能持續、穩定的供電，影響體內裝置的工作穩定性。而且，這種方法在數據傳輸的安全性上也存在問題，如果出現一位誤碼就會對神經剌激造成誤操作，影響人工耳蝸的電氣安全性。人工耳蝸的數據無線傳輸也有采用音頻信號模擬調制的方法，調制電路采用晶體管和阻容元件構成，若采用幅度調制(AM)也存在著上述供電不穩定的問題，若采用頻率調制(FM)或相位調制(PM)，可以解決穩定供電的問題，但是，這種方法傳輸的是模擬音頻信號，體內植入裝置接收后，還要進行復雜的信號處理，不但增加了植入裝置的體積和功耗，也降低了工作的可靠性。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足而提供的一種人工耳蝸的數據無線傳輸方法，它采用載波脈沖計數法傳輸編碼后的電極剌激參數，能滿足植入裝置持續穩定的供電，抗干擾力強，數據傳輸可靠，而且植入裝置的解碼電路簡單，功耗低，進一步提高了人工耳蝸的可靠性和安全性。 實現本發明目的的具體技術方案是一種人工耳蝸的數據無線傳輸方法，特點是傳輸的原始數據以8N+4的方式進行糾錯編碼，編碼后的數據以脈沖計數法調制成相應的載波脈沖段，并以編碼后的數據組成數據幀的格式映射為多個載波脈沖段，連續發送多個載波脈沖段實現數據的傳輸，每個載波脈沖段表示一個數據，載波脈沖段之間設有時間間隔，載波脈沖的頻率為5MHz 。 所述糾錯編碼以發送8N+4個載波脈沖表示為原始數據N，并以脈沖個數除以8進行譯碼。 所述數據幀由數據同步頭、數據段組成，數據同步頭為4 8個連續脈沖，數據段內包括剌激電極、參考電極、剌激幅度、剌激脈寬的數據。 所述剌激幅度的數據傳輸采用剌激幅度越大，發送的脈沖個數越少的反比調制方法。 本發明與現有技術相比能夠滿足植入裝置的持續穩定供電，抗干擾性強，功耗低，而且植入裝置的解碼電路簡單，大大提高了人工耳蝸系統的可靠性和安全性。
圖1為本發明連續脈沖段示意圖
圖2為本發明數據幀結構示意圖
具體實施方式
實施例1 參閱附圖l，本發明采用傳輸多個載波脈沖段的無線傳輸方式，以人工耳蝸的體外言語處理器向體內的植入裝置實現單向無線傳輸。傳輸的數據是以8N+4的方式進行糾錯編碼后的電極剌激參數，用脈沖計數法調制成相應的載波脈沖段，并以編碼后的數據組成數據幀的格式映射為多個載波脈沖段，每個脈沖段表示一個數據，連續脈沖的載波頻率為5MHz，各脈沖段的間隔為4微秒，每一個數據幀包含多個載波脈沖段，并以脈沖段中的脈沖
個數來表示數據，脈沖個數與實際量關系成正比或成反比，即以脈沖個數增加表示實際數據值變大或者以脈沖個數減小表示實際數據值變大。 參閱附圖2，數據幀為一組固定格式的數據集合，它由數據同步頭1、數據段2組成，數據段2由剌激電極3、參考電極4、電極剌激幅度5及電極剌激脈寬6組成，數據同步頭1為4個連續脈沖，其作用不僅僅是指示一幀信號的傳輸開始，還可以為植入裝置充電使其開始工作，為后面的數據段2進行解碼做準備。剌激電極3表示在22道人工耳蝸電極中被選中的剌激電極，參考電極4表示在22道人工耳蝸電極中被選中的參考電極，剌激電極3和參考電極4組成一對電極對人工耳蝸神經進行電剌激。電極剌激幅度5表示電極剌激的脈沖大小，它采用反比調制的方法，即剌激幅度越大，發送的脈沖個數越少，這樣，當因為無線電路阻尼振蕩使發送的脈沖意外增多時，剌激幅度是變小的，從而可以有效保護耳蝸神經不受傷害。電極剌激脈寬6表示電極剌激的脈沖持續時間。多段連續脈沖與數據幀的對應關系為一個數據幀包括n個數據，以n段連續的脈沖段表示，每個數據由一個脈沖段表示，脈沖段的脈沖個數與表示的數據成比例。 人工耳蝸對數據傳輸的實時性要求較高，在數據傳輸編碼方面，采用前向糾錯編碼方式比出錯重發方式更適合人工耳蝸的應用。本發明采用8N+4前向糾錯方式編碼，即以8N+4個載波脈沖表示原始數據N，植入裝置將接收到的脈沖個數除以8進行譯碼。這種編碼簡單，而且容錯性好，能允許3個脈沖的誤差，克服了在傳輸過程中的由于干擾帶來的脈沖個數的變化。
權利要求
一種人工耳蝸的數據無線傳輸方法，其特征在于傳輸的原始數據以8N+4的方式進行糾錯編碼，編碼后的數據以脈沖計數法調制成相應的載波脈沖段，并以編碼后的數據組成數據幀的格式映射為多個載波脈沖段，連續發送多個載波脈沖段實現數據的傳輸，每個載波脈沖段表示一個數據，載波脈沖段之間設有時間間隔，載波脈沖的頻率為5MHz。
2. 根據權利要求1所述人工耳蝸的數據無線傳輸方法，其特征在于所述糾錯編碼以發送8N+4個載波脈沖表示為原始數據N，并以脈沖個數除以8進行譯碼。
3. 根據權利要求1所述人工耳蝸的數據無線傳輸方法，其特征在所述數據幀由數據同步頭、數據段組成，數據同步頭為4 8個連續脈沖，數據段內包括剌激電極、參考電極、剌激幅度、剌激脈寬的數據。
4. 根據權利要求3所述人工耳蝸的數據無線傳輸方法，其特征在所述剌激幅度的數據傳輸采用剌激幅度越大，發送的脈沖個數越少的反比調制方法。
全文摘要
本發明公開了一種人工耳蝸的數據無線傳輸方法，特點是傳輸的原始數據以8N+4的方式進行糾錯編碼，編碼后的數據以脈沖計數法調制成相應的載波脈沖段，并以編碼后的數據組成數據幀的格式映射為多個載波脈沖段，連續發送多個載波脈沖段實現數據的傳輸，每個載波脈沖段表示一個數據，載波脈沖段之間設有時間間隔，載波脈沖的頻率為5MHz。本發明與現有技術相比不但能滿足植入裝置的持續穩定的供電，抗干擾力強，數據傳輸可靠，而且植入裝置的解碼電路簡單，功耗低，進一步提高了人工耳蝸系統的可靠性和安全性。
文檔編號A61F11/04GK101753223SQ20081020720
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月18日 優先權日2008年12月18日
發明者孫增軍, 王振, 王正敏, 賀燦 申請人:上海力聲特醫學科技有限公司