難 度，然后對要表達的某個音符的基波和諧波頻率根據某種原則映射到一側電極陣列上，從 而確保同一音符在一側電極工作，不同音符可在不同側電極陣列表達，W實現整個音樂曲 段采用雙側交替合成音效的旋律處理策略。在實際對應轉換、表達中，少數諧波中屯、頻率可 能會"就近落鄭'另一側電極位上，對于運種情況，可W采取"同側就近"或"適當舍棄"原則 加 W處理。
[0072] 為了更好的說明本發明的電極布置方式所達到的效果，本發明給出了另一實施例 子：
[0073] 基于上述雙聲道耳蝸電極布置方法，人工耳蝸音樂聲音處理器根據電極工作模式 和編碼策略，按圖3信號處理流程產生對應電極刺激信號，其中音符越低，在音樂感知頻帶 范圍內其諧波個數越多，對應刺激電極數應越多，音符越高，其諧波數越少，有效刺激電極 數就越少。在確定每個音符工作電極時，依據臨界帶原則，確定各有效工作電極，即基波和 有效諧波準確或近似對應的同一側耳蝸的各個電極，其中可能舍棄個別諧波，如近似到另 一側電極的諧波。該分析和處理工作由外接聲音處理器來完成。
[0074] 由于不同樂器品種，其諧波成分的幅度相互比值關系有所不同，通常需根據樂器 品種做適當參數調整。
[0075] W-段簡單旋律來說明電極的工作情況：
[0076] 選取一段音樂旋律，由Ξ音符構成，依次是43、63八4，假設各音符音程相等，信號 波形如圖6所示。
[0077] 首先確定音符的基波，然后根據圖3處理流程及編碼策略（即臨界帶限制、同一音 符的諧波在同側確定工作電極、舍棄不同側諧波對應電極等)處理，分配好該音符基波和各 諧波的備選電極，如表4.1機及表4.2, W刺激聽神經系統，保證同一音符的音樂信號不分側 對接聽神經刺激，不破壞每個音符感知整體性。運樣，每個音符在一側確定各工作電極，不 同的音符，可能在同側或不在同側交替工作，完整的音樂旋律是由雙側耳蝸電極陣列刺激 聽神經的疊加效果獲得音樂感知。
[0078] 若在雙側均分電極模式下工作，對旋律段43、63^4，其中第1、2音符在一側，第3音 符在另一側電極工作，如表4.1給出第1 (A3 )、2 (G3)音符在一側依次工作的電極情況，表4.2 給出第3個音符C4在另一側電極的工作情況。
[0079] 表4.1第1(A3)、2(G3)音符在均分雙耳模式下依次工作電極(在一側）
[0080]
[0081]
[0083]
[0082] 表4.2第3音符(C4)在均分雙耳模式下工作電極(另一側）
[0084]
[0085] 另外，隨著技術的發展，當耳蝸電極布局不受實現工藝局限時，表2.1中所有頻點 均布局在單側耳蝸中是最理想設計，當所有電極均布置在單耳中時，上述人工耳蝸裝置及 相應的優化系統依然適用。
[0086] 上述雖然結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本發明保護范 圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不 需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍W內。
【主權項】
1. 增強音樂旋律感知的耳蝸電極均分布置，其特征是，在每側耳蝸基底膜附近，按照音 樂音符的特征頻率對應關系，將蝸頂到蝸底對應的感音全頻帶分隔成響應特定音符的頻率 區域;在每個頻率區域中放置一個該頻帶信號的電極，即每個電極置于音樂音符所在的特 征頻帶內，利用雙耳雙聲道的特點，對雙側耳采用均分法，將電極均分成兩組，一組電極植 入一側耳蝸中，另一組電極植入另一側耳蝸中，在設定的頻率段，等音高間隔交錯分組布局 電極陣列。2. 如權利要求1所述的增強音樂旋律感知的耳蝸電極均分布置，其特征是，雙側耳蝸中 除低頻區以外其余頻率區分別植入相同數量的33個電極； 其中一側，耳蝸中植入的電極布局是： 第一個電極與B8音符的基波頻率相對應；第三十三個電極與G3音符的基波頻率相對 應，第一個電極與第三十三個電極之間的電極按一個整音高頻率間隔布置； 另一側耳蝸中除低頻區以外其余頻率區植入的33個電極布局是： 第一個電極與C9音符的基波頻率相對應;第三十三個電極與G#/Ab3音符的基波頻率相 對應，第一個電極與第三十三個電極之間的電極同樣按照一個整音高音符頻率間隔布置。3. 如權利要求2所述的增強音樂旋律感知的耳蝸電極均分布置，其特征是，在低頻區， 取設定3個代表頻點，分別布置在雙側耳蝸蝸頂附近相應位置。4. 如權利要求3所述的增強音樂旋律感知的耳蝸電極均分布置，其特征是，在低頻區的 3個電極分別是:第三十六個電極與A1音符的基波頻率相對應，第三十五個電極與E2音符的 基波頻率相對應，第三十四個電極與C3音符的基波頻率相對應。5. 基于權利要求1-4所述的任一增強音樂旋律感知的耳蝸電極均分布置的方法，其特 征是，包括以下步驟： 將電極分成兩組，雙側耳蝸中分別植入相應的一組電極，每個電極置于音樂音符所在 的對應特征頻帶內，電極主要集中布置在100Hz-8000Hz主要頻率感應區，在低頻率區域，選 取相應的代表頻點布置電極； 對于均分法，電極分成數量相同的兩組時，在主要頻率感應區域，每側耳蝸中電極按音 符基波特征頻率左右交錯、等間隔布置。6. 增強音樂旋律感知的耳蝸電極陣列裝置，其特征是，包括多個電極，所述電極按照權 利要求10的電極布置方法布置成陣列，每個電極包括多個環狀電極觸點，環狀電極觸點均 通過帶絕緣層的金屬絲與電極回路相連，所述電極還包括包裹所有電極回路的柔性包層， 所述電極按照上述權利要求5所述的布置方法布置成陣列。7. 增強音樂旋律感知的人工耳蝸系統，其特征是，采用權利要求6所述的增強音樂旋律 感知的耳蝸電極陣列裝置，包括植入部分和外接部分，植入部分和外接部分可采用無線通 信連接方式或有線連接方式，其中植入部分至少包括電極陣列裝置，外接部分至少包括聲 音處理器及與處理器相連的聲音采集裝置，聲音信號由聲音采集裝置獲取，由處理器完成 音樂信號主旋律的音符、音程的分析和編碼，處理器根據樂器品種產生對應的MIDI音樂編 碼，通過相應的處理算法處理，轉換成各側耳蝸電極刺激編碼信號，經無線通信或專用有線 接口驅動，送達刺激部位。8. 如權利要求7所述的增強音樂旋律感知的人工耳蝸系統，其特征是，對于無線通信連 接方式，電極陣列裝置與接收裝置作為人工耳蝸的植入部分，發射器、處理器及聲音采集裝 置作為人工耳蝸的外接部分； 植入部分與外接部分無線通信方式為藍牙通信方式、紅外通信方式或RF射頻通信方 式，有線連接方式可以是用柔性材料包裹的連接結構。9. 如權利要求7所述的增強音樂旋律感知的人工耳蝸系統，其特征是，對于有線連接方 式，電極陣列裝置作為人工耳蝸的植入部分，有線接口裝置、信號驅動裝置、處理器及聲音 采集裝置作為外接部分，經聲音采集裝置采集的信號傳輸至處理器，處理器對得到的信號， 經分解、量化產生相應的信號發送至信號驅動裝置，信號驅動裝置將驅動產生的各路信號 傳輸至有線接口裝置，在有線接口裝置處，各路信號與植入電極各路信號對接，以產生相應 的刺激信號。10. 基于權利要求7所述的增強音樂旋律感知的人工耳蝸系統的工作方法，其特征是， 包括以下步驟： 經聲音采集裝置采集的信號傳輸至處理器，由處理器完成音樂信號主旋律的音符、音 程的分析和編碼，其中處理器根據樂器品種產生對應的MIDI音樂編碼，通過與模式對應的 處理算法處理； 處理器根據電極工作模式，確定各音符有效工作電極位置，確定每側陣列及各個電極 編碼序列； 處理器通過與模式對應的處理算法處理，轉換成各側耳蝸電極刺激編碼信號，經無線 通信或專用有線接口驅動，送達刺激部位。
【專利摘要】本發明公開了增強音樂旋律感知的耳蝸電極均分布置、裝置、系統及方法，在每個耳蝸基底膜上，按照音樂音符的特征頻率對應關系，將蝸頂到蝸底對應的感音全頻帶分隔成響應特定音符刺激信號的音樂響應區域；在每個音樂響應區域中放置一個用于傳導或感知該頻帶信號的對應電極，即每個電極置于音樂音符所在的對應特征頻帶內，所述電極分成兩組，雙側耳蝸中分別植入相應的一組電極。本發明因為電極布置在雙側耳蝸實施起來而相對容易，且雙側耳蝸布置電極能更好地感知音樂。
【IPC分類】A61N1/36, A61F11/04, A61N1/05, A61F2/18
【公開號】CN105596120
【申請號】CN201610060626
【發明人】田嵐, 魏瑩, 馬發江, 楊陽, 馬小潔
【申請人】山東大學
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年1月27日