人工耳蝸仿真系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及人工耳蝸技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種人工耳蝸仿真系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]人工耳蝸是一種電子裝置，由體外言語處理器即人工耳蝸體外機(jī)將聲音轉(zhuǎn)換為一定編碼形式的電信號(hào)，通過植入人體內(nèi)的電極系統(tǒng)直接興奮聽神經(jīng)來恢復(fù)或重建聾人的聽覺功能。近年來，隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、語音學(xué)、電生理學(xué)、材料學(xué)、耳顯微外科學(xué)的發(fā)展，人工耳蝸已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)入臨床應(yīng)用?，F(xiàn)在全世界已把人工耳蝸?zhàn)鳛橹委熤囟让@至全聾的常規(guī)方法。
[0003]人工耳蝸利用植入內(nèi)耳的電極繞過內(nèi)耳受損部位，用微弱電流直接刺激殘余的聽神經(jīng)產(chǎn)生興奮，該興奮沿聽覺通路傳遞至大腦并被解釋為聲音，從而使患者獲得聽覺。由于患者聽到的不是真正聲場的聲音，而是由電刺激誘發(fā)的聽覺，所以簡稱電聽覺。電聽覺效果的好壞，是否真的和正常人聽到聲音的感覺相似，取決于電子耳蝸體外語音編碼器中運(yùn)行的語音編碼算法的好壞。然而，不可能依靠反復(fù)在患者身上多次植入來驗(yàn)證和選擇算法。因此，需要一種能對(duì)人工耳蝸進(jìn)行仿真的平臺(tái)，能反饋人工耳蝸所發(fā)出的電極刺激信號(hào)以及反饋出人工耳蝸聽到的語音信號(hào)最好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種人工耳蝸仿真系統(tǒng)及方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中人工耳蝸的工作原理不能進(jìn)行實(shí)際演示的問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種人工耳蝸仿真系統(tǒng)，其包括:
[0006]用于接收聲音信號(hào)并且將聲音信號(hào)編碼處理的人工耳蝸體外機(jī)，人工耳蝸體外機(jī)設(shè)有發(fā)射線圈；
[0007]植入體模擬器，包括依次相連的接收線圈、解碼器、刺激器和電極模擬顯示模塊，所述接收線圈與所述發(fā)射線圈信號(hào)相通，所述電極模擬顯示模塊包括多個(gè)電極模擬支路，每個(gè)電極模擬支路由電阻和發(fā)光二極管串聯(lián)構(gòu)成，電阻的大小為耳蝸植入體中電極所在人耳內(nèi)周圍組織的阻抗；
[0008]控制開關(guān)組，包括多個(gè)控制開關(guān)，每個(gè)控制開關(guān)單獨(dú)控制一個(gè)所述發(fā)光二極管的通斷。
[0009]優(yōu)選的，所述植入體模擬器上還設(shè)有用于與數(shù)據(jù)采集器相連的外界插口，外界插口由多個(gè)采集端口構(gòu)成，每個(gè)采集端口單獨(dú)采集一個(gè)所述電阻兩端的電壓。
[0010]優(yōu)選的，所述人工耳蝸仿真系統(tǒng)還包括設(shè)于計(jì)算機(jī)內(nèi)的操作系統(tǒng)，所述操作系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)仿真模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊用于采集并存儲(chǔ)所述數(shù)據(jù)采集器采集到的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)仿真模塊用于對(duì)所述數(shù)據(jù)采集模塊保存的數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真運(yùn)算，并且恢復(fù)出所述人工耳蝸體外機(jī)所接收到的時(shí)域聲音信號(hào)。
[0011 ]優(yōu)選的，所述控制開關(guān)組上還設(shè)有控制所述植入體模擬器工作狀態(tài)為單極刺激模式或雙極刺激模式中的一種的轉(zhuǎn)換開關(guān)，且所述植入體模擬器上具有對(duì)應(yīng)兩種工作狀態(tài)的兩個(gè)顯示燈。
[0012]優(yōu)選的，所述電極模擬支路有22條，所有電極模擬支路中的發(fā)光二極管排布成所述耳蝸植入體在人體內(nèi)的狀態(tài)。
[0013]優(yōu)選的，所述人工耳蝸體外機(jī)為耳背式體外機(jī)或佩戴式體外機(jī)。
[0014]本發(fā)明還提供一種人工耳蝸仿真方法，所述人工耳蝸仿真方法采用如上所述的人工耳蝸仿真系統(tǒng)，具體仿真過程為:所述人工耳蝸體外機(jī)處于開機(jī)狀態(tài)，斷開所述控制開關(guān)組中的所有控制開關(guān)，所述植入體模擬器上的所有發(fā)光二極管具有亮滅顯示，通過發(fā)光二極管的亮滅模擬耳蝸植入體中各電極在人體內(nèi)的工作狀態(tài)，以及通過發(fā)光二極管的光亮強(qiáng)度來表達(dá)所述發(fā)光二極管對(duì)應(yīng)電極的刺激輸出強(qiáng)度。
[0015]優(yōu)選的，所述人工耳蝸仿真方法采用的所述人工耳蝸仿真系統(tǒng)還包括帶有數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)仿真模塊的操作系統(tǒng)，所述植入體模擬器上還設(shè)有采集各所述電阻兩端電壓的外界插口 ；具體仿真過程還包括:將數(shù)據(jù)采集器與所述外界插口相連，且與帶有所述操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)相連，所述人工耳蝸體外機(jī)處于開機(jī)狀態(tài)，閉合所述控制開關(guān)組中的所有控制開關(guān)，操作所述操作系統(tǒng)通過所述數(shù)據(jù)采集器采集所述植入體模擬器上各電極模擬支路的電壓數(shù)據(jù)信號(hào)，運(yùn)行所述數(shù)據(jù)仿真模塊，數(shù)據(jù)仿真模塊根據(jù)采集到各電極模擬支路的電壓數(shù)據(jù)信號(hào)，提取出電壓幅度值，并且根據(jù)所述電阻的阻值得出電流幅度值，再根據(jù)人工耳蝸編碼策略算法逆向合成所述人工耳蝸體外機(jī)接收的時(shí)域聲首?目號(hào)。
[0016]如上所述，本發(fā)明的人工耳蝸仿真系統(tǒng)及方法，具有以下有益效果:本發(fā)明的仿真系統(tǒng)及方法可以展示植入體電極工作狀態(tài)，還可進(jìn)一步恢復(fù)時(shí)域聲音信號(hào)，為人工耳蝸的檢測和試驗(yàn)帶來方便。
【附圖說明】
[0017]圖1顯示為本發(fā)明的人工耳蝸仿真系統(tǒng)示意圖。
[0018]圖2顯示為本發(fā)明的植入體模擬器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3顯示為本發(fā)明的植入體模擬器外觀示意圖。
[0020]圖4顯示為本發(fā)明的人工耳蝸仿真方法的流程示意圖。
[0021]元件標(biāo)號(hào)說明
[0022]I 人工耳蝸體外機(jī)
[0023]11發(fā)射線圈
[0024]2 植入體模擬器
[0025]21接收線圈
[0026]22電極模擬顯示模塊
[0027]221 電阻
[0028]222發(fā)光二極管
[0029]223控制開關(guān)
[0030]23外界插口[0031 ]24解碼器
[0032]25刺激器
[0033]26顯示燈
[0034]27轉(zhuǎn)換開關(guān)
[0035]3數(shù)據(jù)采集器
[0036]4計(jì)算機(jī)
【具體實(shí)施方式】
[0037]以下由特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0038]請(qǐng)參閱圖1至圖4。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容所能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。
[0039]如圖1所示，本發(fā)明提供一種人工耳蝸仿真系統(tǒng)，其包括:
[0040]用于接收聲音信號(hào)并且將聲音信號(hào)編碼處理的人工耳蝸體外機(jī)I，人工耳蝸體外機(jī)I設(shè)有
[0041 ]發(fā)射線圈11;
[0042]植入體模擬器2，見圖2及圖3所示，包括依次相連的接收線圈21、解碼器24、刺激器25和電極模擬顯示模塊22，接收線圈21與發(fā)射線圈11信號(hào)相通，電極模擬顯示模塊22包括多個(gè)電極模擬支路，每個(gè)電極模擬支路由電阻221和發(fā)光二極管222串聯(lián)構(gòu)成，電阻221的大小為耳蝸植入體中電極所在人耳內(nèi)周圍組織的阻抗；
[0043]控制開關(guān)組，包括多個(gè)控制開關(guān)，每個(gè)控制開關(guān)223單獨(dú)控制一個(gè)發(fā)光二極管222的通斷。
[0044]本發(fā)明的人工耳蝸仿真系統(tǒng)可模擬展示耳蝸植入體中的各電極工作狀態(tài)，一方面，能模擬展示耳蝸的頻率選擇特性，即耳蝸從蝸尖至蝸底選擇聲音對(duì)應(yīng)為低頻至高頻聲音信號(hào);本仿真系統(tǒng)的植入體模擬器會(huì)根據(jù)人工耳蝸體外機(jī)接受的聲音信號(hào)特點(diǎn)通過發(fā)光二極管的亮滅顯示出這一特性。此外，發(fā)光二極管愈亮，表示對(duì)應(yīng)電極刺激輸出強(qiáng)度愈強(qiáng)，即代表該發(fā)光二極管對(duì)應(yīng)電極的響應(yīng)頻率幅度值愈大。當(dāng)做此功能演示時(shí)，植入體模擬器的控制開關(guān)需全部打開。
[0045]如圖1所示，上述人工耳蝸體外機(jī)I為耳背式體外機(jī)或佩戴式體外機(jī)，主要完成聲音信號(hào)拾取、聲音信號(hào)處理、編碼發(fā)射等工作。
[0046]如圖2及圖3所示，植入體模擬器2主要由接收線圈21、專用集成電路(ASIC)及電極模擬顯示模塊22組成，專用集成電路(ASIC)主要指解碼器24和刺激器25。其中，接收線圈21和ASIC與真實(shí)的耳蝸植入體相對(duì)應(yīng)部分等同。接收線圈21主要作用是接收人工耳蝸體外機(jī)I上的發(fā)射線圈11發(fā)送過來的信號(hào);解碼器24主要對(duì)接收線圈所接收的信號(hào)進(jìn)行解碼，得出刺激電極編號(hào)及對(duì)應(yīng)的刺激幅度等信息;刺激器25主要實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)的電極給予相應(yīng)寬度和幅度的刺激脈沖信號(hào)。
[0047]上述電極模擬顯示模塊22由電阻陣列、發(fā)光二極管陣列和開關(guān)陣列組成。本實(shí)施例中的上述電極模擬支路有二十二條，相對(duì)應(yīng)真實(shí)的耳蝸植入體中的電極數(shù)，所有電極模擬支路22中的發(fā)光二極管222排布成耳蝸植入體在人體內(nèi)的狀態(tài)，見圖3所示，即成渦旋狀，從內(nèi)至外二十二個(gè)發(fā)光二極管(即LED燈)代表E