專利名稱：：全植入式人工耳蝸及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬生物醫(yī)學(xué)工程仿生學(xué)領(lǐng)域，涉及一種新型的全植入式人工耳蝸(totallyimplantablecochlear)及其制備方法。
背景技術(shù)：
：耳聾是耳部疾病的常見(jiàn)癥狀，各種耳聾約占耳鼻咽喉科門診的30％～40％。隨著聽力學(xué)的不斷充實(shí)以及耳顯微外科手術(shù)的迅速發(fā)展，相當(dāng)一部分耳聾患者得到了有效的治療。多數(shù)傳導(dǎo)性聾的患者可以通過(guò)手術(shù)提高聽力；大部分感音神經(jīng)性聾目前仍缺乏具有針對(duì)性的有效的治療，但其中輕至中度聾的患者仍可使用助聽器來(lái)改善聽力，提高交往能力；而對(duì)于雙耳極重度和全聾耳聾患者來(lái)說(shuō)使用植入式助聽裝置(人工耳蝸植入)是其改善聽力的唯一選擇。人工耳蝸植入技術(shù)在過(guò)去的30年中取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展，經(jīng)過(guò)術(shù)后的康復(fù)訓(xùn)練，患者中的大部分成人甚至可以通過(guò)電話與人交流，大部分兒童可以與正常兒童一同接受正規(guī)教育。但是，目前在世界各地可用于臨床的助聽裝置均為半植入式裝置，即將麥克風(fēng)、信號(hào)放大器、語(yǔ)音處理器、外線圈等部分仍置于體外，致使外觀上、心理上、使用上都有一定的不便之處。而相當(dāng)一部分患者拒絕使用助聽裝置的原因在于佩帶助聽器或部分植入式助聽裝置時(shí)，外裝置仍可被人發(fā)現(xiàn)有耳聾的殘疾，這給患者造成心理上的障礙；此外一些日?；顒?dòng)如沐浴、游泳等也受到限制；且裝置外置易受損壞。眾多學(xué)者的理想和目標(biāo)是研制出可靠的全植入式助聽裝置，這種裝置的研制成功有賴于兩大技術(shù)上的突破可植入式傳聲器和可植入式充電電池。關(guān)于后者，目前已有研究可利用無(wú)線近紅外能量傳輸對(duì)鋰電池進(jìn)行透皮充電，美國(guó)的WilsonGreatbatch及德國(guó)的Simplex等公司已研制出應(yīng)用于植入式助聽裝置的微型鋰離子充電電池。而可植入式傳聲器的研究則更依賴于耳科學(xué)家和技術(shù)部門的共同努力。目前，國(guó)外有學(xué)者已經(jīng)對(duì)這種類型的可植入式傳聲器進(jìn)行了相關(guān)研究，但尚無(wú)壓電及光纖傳聲器應(yīng)用的報(bào)道；國(guó)內(nèi)亦無(wú)可植入式傳聲器的相關(guān)研究報(bào)道。雖然這種裝置顯著增加了技術(shù)上的問(wèn)題和手術(shù)時(shí)的困難，但是它完全無(wú)礙于接受植入者的外觀，對(duì)患者尤其是兒童患者的身心健康有利，從而必將提高人們對(duì)裝置的接受及信賴程度，使之造福更多的耳聾患者。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為臨床應(yīng)用提供一種全植入式人工耳蝸，涉及帶有各種類型用途傳感器，尤其是壓電式或光纖式的可植入傳聲器的全植入式人工耳蝸。本發(fā)明全植入式人工耳蝸的工作原理是通過(guò)中耳聽骨振動(dòng)提取信號(hào)，由振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸入耳蝸，通過(guò)植入電極刺激激活聽神經(jīng)，然后產(chǎn)生聽覺(jué)。本發(fā)明全植入式人工耳蝸主要由傳聲器、信號(hào)放大器、語(yǔ)音處理器和解碼刺激器組成，所述的傳聲器可以是壓電式或光纖式，其特征是用傳聲器取代原麥克風(fēng)，聲音通過(guò)外耳道、鼓膜引起的聽骨振動(dòng)被傳聲器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，完成聲-電轉(zhuǎn)換的過(guò)程，取代原麥克風(fēng)的功能，言語(yǔ)處理器將信號(hào)進(jìn)行處理后，提供和分配到電極極陣，電極刺激耳蝸的聽覺(jué)神經(jīng)元，形成全植入人工耳蝸信號(hào)。本發(fā)明的技術(shù)方案通過(guò)下述步驟實(shí)現(xiàn)1.制備傳感系統(tǒng)采用各種類型用途傳感器，尤其是壓電式或光纖式作為傳感源，外覆生物相容性良好的材料，制成可植入式傳聲器，植入于中耳后可將聽骨振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。體外實(shí)驗(yàn)中以揚(yáng)聲器作為聲波振動(dòng)源，與可植入式傳聲器連接，傳聲器輸出端連接示波器。輸入100Hz-8000Hz倍頻，97dbSPL的純音信號(hào)，記錄各頻率的純音經(jīng)過(guò)可植入式傳聲器處理后產(chǎn)生電脈沖的電極位置和輸出圖像，計(jì)算輸出信號(hào)電壓幅值(峰峰值)，得出靈敏度和頻率響應(yīng)；同時(shí)采用壓電陶瓷振蕩傳聲器進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，證明在0.1～8kHz范圍對(duì)聽骨傳聲振動(dòng)有較好的頻響反應(yīng)，最大頻響反應(yīng)在1～2kHz。2.經(jīng)傳聲器信號(hào)補(bǔ)償成麥克風(fēng)信號(hào)傳統(tǒng)的人工耳蝸是通過(guò)麥克風(fēng)來(lái)拾取語(yǔ)音信號(hào)，而本發(fā)明通過(guò)在聽骨上放置傳聲器來(lái)拾取語(yǔ)音振動(dòng)信號(hào)。利用SystemView軟件來(lái)仿真經(jīng)傳聲器出來(lái)的信號(hào)，并通過(guò)濾波處理補(bǔ)償成麥克風(fēng)出來(lái)的信號(hào)。首先把語(yǔ)音信號(hào)(語(yǔ)音信號(hào)1)通過(guò)一個(gè)無(wú)規(guī)則的濾波器(濾波器1)畸變掉，用以模仿信號(hào)通過(guò)傳聲器后聲音的畸變，再設(shè)計(jì)濾波器(濾波器2)讓畸變后的語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)后恢復(fù)到原始信號(hào)(語(yǔ)音信號(hào)2)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)語(yǔ)音信號(hào)1和語(yǔ)音信號(hào)2相似，證明通過(guò)傳聲器的信號(hào)通過(guò)處理器處理后是可以調(diào)節(jié)成和麥克風(fēng)提取的信號(hào)一樣，并能達(dá)到語(yǔ)言的頻率響應(yīng)要求。聽述的SystemView(ELANIX公司)是一種圖控式界面的程序語(yǔ)言，具有示波器的面板，可以直接把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成波形顯示在電腦熒幕上。3.全植入式人工耳蝸仿生聽覺(jué)模型及優(yōu)化的MSPR混合編碼策略雙極刺激模式的彌散電場(chǎng)呈現(xiàn)偶極子的空間分布，半波帶通濾波器組能夠反映耳蝸地址編碼的基本特征。聽覺(jué)神經(jīng)的同步響應(yīng)破壞了語(yǔ)音信號(hào)的相位特性，同時(shí)將共振峰(含基頻)映射為窄帶調(diào)諧，因而造成聽覺(jué)生理上的模糊。交替時(shí)間編碼是必需的，以防止電極電場(chǎng)的相互泄漏。刺激脈沖理解為聽覺(jué)神經(jīng)濾波器組的選通信號(hào)，對(duì)聲調(diào)的辯識(shí)有重要的意義?；谏鲜鲅芯?，本發(fā)明提供了下述優(yōu)化的混合刺激脈沖速率編碼策略(MixedStimulationPulsetileRate，MSPR)，在語(yǔ)音處理時(shí)提取基頻(F0)作為刺激速率，同時(shí)用能量峰來(lái)選擇刺激的頻率通道。帶通濾波器的范圍為100Hz~8KHz，劃分為22個(gè)帶通濾波器組。在22通道前置濾波放大FFT處理后根據(jù)設(shè)置輸出3～10個(gè)最大的濾波通道，刺激速率大于800pps；為適應(yīng)漢語(yǔ)的聲調(diào)識(shí)別，同時(shí)只針對(duì)最低頻率的濾波通道采用F0刺激速率。這種策略包含了兩個(gè)刺激頻率，其中最低頻率通道具有F0優(yōu)先權(quán)。低頻子帶寬度大致是150Hz左右，利用聽覺(jué)腦干的錯(cuò)覺(jué)，憑借對(duì)F0的“節(jié)拍”感知，因此模糊了共振峰的音調(diào)信息，能夠更精細(xì)地反映漢語(yǔ)音調(diào)的動(dòng)態(tài)特性。22個(gè)電極的耳蝸裝置，雙極刺激模式對(duì)應(yīng)有21個(gè)濾波通道，單極刺激模式對(duì)應(yīng)有22個(gè)濾波通道，其中后者具有高度選擇性的彌散電場(chǎng)。如果減小聽覺(jué)模型的濾波子帶寬度，則能夠獲得更加清晰的言語(yǔ)識(shí)別效果。經(jīng)過(guò)模擬仿真對(duì)比，發(fā)現(xiàn)1/4濾波帶寬有較明顯的改善，表明高度聚焦的電極能夠增加病人的言語(yǔ)識(shí)別率；濾波帶寬太窄則彌散電場(chǎng)會(huì)導(dǎo)致耳蝸裝置難以刺激到足夠數(shù)量的聽神經(jīng)細(xì)胞群。本發(fā)明采用美國(guó)德州ADI公司DSPTMC系列Blackfin系列中的數(shù)字微處理芯片ADSP-BF533作為處理芯片，先對(duì)傳聲器過(guò)來(lái)的信號(hào)進(jìn)行帶通濾波和放大，然后通過(guò)調(diào)節(jié)濾波因子和放大信號(hào)進(jìn)行編碼然后升壓發(fā)送信號(hào)進(jìn)行濾波補(bǔ)償。4.新的信號(hào)分配方式根據(jù)臨床實(shí)踐表明，適合裝人工耳蝸的病人蝸內(nèi)毛細(xì)胞損失大多在1-8kHz，而用能量峰編碼方式采集的語(yǔ)音信號(hào)能量主要集中在1kHz以下，為更能適合病人的實(shí)際需要，本發(fā)明所采用的MSPR策略(動(dòng)態(tài)范圍輸出最大的3～10個(gè)濾波通道)頻率優(yōu)化為高低頻二個(gè)區(qū)域，即在1kHz以下選取2～4個(gè)能量峰最大值，在1kHz以上再選取1～6個(gè)能量最大值，重點(diǎn)在中高頻區(qū)作能量補(bǔ)償以提高言語(yǔ)分辨率。5.多種個(gè)性化可選擇的刺激模式(1)傳統(tǒng)的異步模式采用輪流發(fā)送的方式輸出信號(hào)到電極極陣；(2)部分同步模式低頻區(qū)對(duì)漢語(yǔ)語(yǔ)音的音調(diào)識(shí)別相當(dāng)重要，同時(shí)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)強(qiáng)度感受起主導(dǎo)作用，高頻區(qū)對(duì)言語(yǔ)的分辨率起主要作用。本發(fā)明的刺激模式是當(dāng)信號(hào)刺激低頻區(qū)電極時(shí)仍采用異步模式，而當(dāng)信號(hào)刺激高頻區(qū)電極時(shí)則同步刺激相應(yīng)的低頻區(qū)電極(根據(jù)F0的頻率)，可提高漢語(yǔ)音調(diào)的識(shí)別率和聲音的敏感度；(3)全同步模式預(yù)留全同步刺激所有電極的刺激模式。6.制備全植入人工耳蝸專用芯片本發(fā)明可采用集成高精度的模/數(shù)(A/D)芯片將前置放大器、濾波器還有后置放大器集成在一個(gè)全植入系統(tǒng)芯片內(nèi)，再配合高速的集成處理器，以實(shí)現(xiàn)超高分辨率模式并包含更多的聲音細(xì)節(jié)信息。全植入式系統(tǒng)選擇精度高的A/D采集數(shù)據(jù)，同時(shí)選擇處理速度快的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，把A/D芯片、DSP和分配電極功能等集成在同一個(gè)芯片上。在Demo板上預(yù)演系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)所有的功能。信號(hào)進(jìn)入集成A/D芯片采集后，先經(jīng)過(guò)一組帶通濾波器劃分頻帶帶通濾波器的范圍為100Hz~8KHz，劃分為22個(gè)帶通濾波器組。前7個(gè)呈線性分布，后面15個(gè)呈對(duì)數(shù)分布，這樣更接近正常的聽覺(jué)頻率分布特點(diǎn)。調(diào)節(jié)這22個(gè)濾波器的濾波因子把具有傳聲器特性的電信號(hào)補(bǔ)償成有麥克風(fēng)特性的電信號(hào)，可以使用各種信號(hào)處理及刺激策略。本發(fā)明不需要考慮信號(hào)在體內(nèi)外的傳輸和傳輸過(guò)程中的信息的丟失，可多種刺激策略。本發(fā)明以傳聲器做動(dòng)物實(shí)驗(yàn)時(shí)反復(fù)實(shí)驗(yàn)調(diào)整，得到最佳的濾波因子并調(diào)節(jié)22個(gè)濾波因子；語(yǔ)音信號(hào)補(bǔ)償成有麥克風(fēng)特性的電信號(hào)后，做基本調(diào)整后再經(jīng)過(guò)自動(dòng)增益控制(AGC)處理，擴(kuò)展聲音輸入的動(dòng)態(tài)范圍(IDR)。采用的策略直接提取語(yǔ)音信號(hào)幅值作為電極刺激強(qiáng)度，不提取語(yǔ)音信號(hào)的包絡(luò)，同時(shí)實(shí)時(shí)一點(diǎn)一點(diǎn)處理；最后按22個(gè)頻帶劃分直接分配電極刺激。本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于1、取消了原部分植在中耳結(jié)構(gòu)正常的患者中，將一換能器直接耦合于聽骨鏈上作為傳聲器，聲波通入式裝置體內(nèi)-外的射頻信號(hào)傳輸過(guò)程，簡(jiǎn)化了裝置。2、利用了耳廓、外耳道原有的集音，定向、放大等生理功能。3、直接利用聲傳導(dǎo)的振動(dòng)(如鼓膜的振動(dòng))作為傳聲器的振動(dòng)源。本發(fā)明重點(diǎn)考慮漢語(yǔ)四聲的特點(diǎn)。與傳統(tǒng)人工耳蝸相比，具有如下特點(diǎn)表1為全植入人工耳蝸與傳統(tǒng)人工耳蝸相比的創(chuàng)新性與特點(diǎn)。表1圖1為全植入人工耳蝸的工作模式圖，其中，壓電傳聲器從中耳的聽骨上采集聲信號(hào)→言語(yǔ)處理器將信號(hào)進(jìn)行處理→處理后的信號(hào)分配到電極極陣→電極刺激耳蝸的聽覺(jué)神經(jīng)元。圖2為全植入人工耳蝸總體技術(shù)路線。圖3為整個(gè)將傳聲器信號(hào)補(bǔ)償成麥克風(fēng)信號(hào)程序的架構(gòu)圖。圖4為用于傳聲器信號(hào)補(bǔ)償成麥克風(fēng)信號(hào)SystemView的編程界面。圖5為全植入高精度的A/D人工耳蝸專用芯片的整個(gè)系統(tǒng)原理框圖。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1壓電式可植入式傳聲器的體外測(cè)試1、實(shí)驗(yàn)儀器XD7低頻信號(hào)發(fā)生器，新建SS1-A20MHz示波器，愛(ài)捷倫56422A100MHz示波器，WYJ-30V/2A晶體管直流穩(wěn)壓電源，耳顯微外科手術(shù)器械和顯微鏡。所有實(shí)驗(yàn)均在安靜隔音室內(nèi)進(jìn)行(環(huán)境噪聲小于20dbSPL)。2、采用壓電陶瓷為原料，鈦合金為載體，外覆絕緣膠制備壓電式可植入式傳聲器。成品長(zhǎng)6mm，寬2mm，厚0.2mm，質(zhì)量20mg，載體一端呈T型金屬臂狀，起固定作用。輸出端連接微型信號(hào)放大器。傳聲器工作電流0.18mA。3、體外振動(dòng)模型實(shí)驗(yàn)在體外以揚(yáng)聲器作為聲波振動(dòng)源，可植入式傳聲器與揚(yáng)聲器輸出端相接觸，感受由揚(yáng)聲器發(fā)出的聲波，傳聲器輸出端與示波器連接，分別給予100Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、1500Hz、2000Hz、3000Hz、4000Hz、6000Hz、8000Hz，97dbSPL的純音信號(hào)，從示波器上記錄輸出信號(hào)的電壓幅值(峰峰值)。每個(gè)頻率測(cè)試3次，取平均值。麥克風(fēng)的測(cè)試在相同環(huán)境下取一個(gè)部分植入式人工耳蝸外裝置中的麥克風(fēng)代替?zhèn)髀暺?，在其輸入端給予相同的純音信號(hào)，進(jìn)行測(cè)試。4、模擬人工耳蝸工作實(shí)驗(yàn)將裝置的輸出端與人工耳蝸連接，實(shí)驗(yàn)以發(fā)光二極管代表電極，二極管發(fā)光即表示該二極管所代表的電極產(chǎn)生了電脈沖。給與相同不同頻率的純音通過(guò)傳聲器后將刺激不同的電極產(chǎn)生電脈沖，這種電脈沖也就是人工耳蝸植入人體后直接刺激螺旋神經(jīng)節(jié)，使接受植入者獲得聽覺(jué)并且辨別各種聲音的電脈沖。在實(shí)驗(yàn)中，記錄各頻率的純音刺激后產(chǎn)生電脈沖的電極組號(hào)，記為傳聲器組，然后進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)作為對(duì)照。對(duì)照組1以麥克風(fēng)代替?zhèn)髀暺鬟M(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也就是采用目前的半植入式人工耳蝸進(jìn)行相同的實(shí)驗(yàn)，同樣記錄各頻率純音刺激后產(chǎn)生電脈沖的電極組號(hào)，記為麥克風(fēng)組。對(duì)照2不通過(guò)傳聲器或麥克風(fēng)進(jìn)行聲-電轉(zhuǎn)換，將信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的電信號(hào)直接輸入人工耳蝸，記錄不同頻率信號(hào)刺激后產(chǎn)生電脈沖的電極組號(hào)，記為直接組。每組測(cè)試后重復(fù)1次。5、觀察輸出波形實(shí)驗(yàn)裝置與前相同，只是將人工耳蝸的電極受刺激后產(chǎn)生的電脈沖信號(hào)輸入示波器進(jìn)行觀察，同樣分為三組對(duì)照，傳聲器組，麥克風(fēng)組，直接組。6、數(shù)據(jù)處理1)靈敏度的計(jì)算取輸入信號(hào)為1000Hz時(shí)的輸出電壓值，根據(jù)公式靈敏度＝輸出電壓(mV)/入射聲壓(Pa)，計(jì)算出傳聲器的靈敏度(mV/Pa)，根據(jù)參考靈敏度1V/Pa相當(dāng)于0db，將其轉(zhuǎn)換成分貝值。2)頻率響應(yīng)。與以上計(jì)算靈敏度相同的方法計(jì)算出傳聲器在各個(gè)頻率的靈敏度，繪出頻率響應(yīng)曲線。結(jié)果顯示體外振動(dòng)模型實(shí)驗(yàn)中傳聲器靈敏度為-15.1db麥克風(fēng)靈敏度為-1.5db，頻響曲線平坦；模擬人工耳蝸工作實(shí)驗(yàn)中三組(傳聲器組、麥克風(fēng)組、直接組)的結(jié)果一致，證明輸入相同信號(hào)時(shí)，由傳聲器和麥克風(fēng)采集和處理后輸入人工耳蝸的信號(hào)刺激人工耳蝸工作的情況是一致的，它們與信號(hào)直接輸入人工耳蝸的結(jié)果也是一致的，從另一個(gè)側(cè)面反映了傳聲器可能取代麥克風(fēng)的功能；觀察輸出波型實(shí)驗(yàn)所得的圖像均為相似的方波。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，相同頻率的聲信號(hào)通過(guò)可植入式傳聲器或麥克風(fēng)進(jìn)入人工耳蝸后，經(jīng)過(guò)言語(yǔ)處理，編碼解碼過(guò)程后，其產(chǎn)生刺激電脈沖的電極位置和輸出圖像一致，與相同頻率的電信號(hào)直接輸入人工耳蝸的結(jié)果也是一致的，表明其在人工耳蝸系統(tǒng)中可能取代麥克風(fēng)進(jìn)行聲信號(hào)的傳遞和轉(zhuǎn)換。實(shí)施例2壓電式可植入式傳聲器的體內(nèi)(動(dòng)物)實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)儀器XD7低頻信號(hào)發(fā)生器，新建SS1-A20MHz示波器，愛(ài)捷倫56422A100MHz示波器，WYJ-30V/2A晶體管直流穩(wěn)壓電源，耳顯微外科手術(shù)器械和顯微鏡。所有實(shí)驗(yàn)均在安靜隔音室內(nèi)進(jìn)行，環(huán)境噪聲小于20dbSPL。2、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物成年貓6只(雌雄各3只)，購(gòu)于奉賢動(dòng)物飼養(yǎng)場(chǎng)，體重2.5-3kg，飼養(yǎng)于清潔動(dòng)物房。3、方法急性動(dòng)物實(shí)驗(yàn)(1)通過(guò)手術(shù)將可植入式傳聲器固定于貓的錘骨頭，于鼓膜前方輸入100Hz-8000Hz倍頻，97dbSPL的純音信號(hào)，記錄輸出信號(hào)電壓幅值(峰峰值)，由此得出靈敏度和頻率響應(yīng)。共測(cè)試8耳，取平均值。(2)可植入式傳聲器固定于貓的錘骨頭，輸入信號(hào)仍為純音，將其輸出端記錄各頻率的純音經(jīng)過(guò)可植入式傳聲器處理后產(chǎn)生電脈沖的電極位置和輸出圖像。以上實(shí)驗(yàn)均設(shè)中耳腔對(duì)照組——將傳聲器空置于中耳聽泡內(nèi)，不與任何結(jié)構(gòu)接觸，直接感受空氣中聲波的振動(dòng)；鼓膜穿孔對(duì)照組——傳聲器仍固定于錘骨頭，人為造成動(dòng)物鼓膜大穿孔后進(jìn)行測(cè)試。壓電式可植入式傳聲器的植入實(shí)驗(yàn)將傳聲器植入動(dòng)物中耳，飼養(yǎng)2月后取出，觀察動(dòng)物中耳和傳聲器的狀態(tài)。共植入2只動(dòng)物的2耳。4、結(jié)果急性動(dòng)物實(shí)驗(yàn)(1)植入組平均靈敏度-38.7db(1000Hz，參考靈敏度1V/Pa相當(dāng)于0db)，頻率范圍包含從100Hz至8000Hz的主要言語(yǔ)頻率，頻響曲線平坦。中耳組1000Hz無(wú)輸出信號(hào)，鼓膜穿孔組平均靈敏度-52.6db。(2)輸入相同頻率的信號(hào)，通過(guò)可植入式傳聲器處理后，其產(chǎn)生刺激電脈沖的電極位置和輸出圖像三組的結(jié)果基本一致。壓電式可植入式傳聲器的植入實(shí)驗(yàn)一傳聲器仍固定于原位置，另一傳聲器滑落。動(dòng)物中耳腔內(nèi)無(wú)明顯炎癥等跡象。傳聲器外觀和性能完好。結(jié)果證實(shí)壓電式可植入式傳聲器在體內(nèi)(動(dòng)物)具有較高的靈敏度，較好的頻響特性，在0.1～8kHz范圍對(duì)聽骨傳聲振動(dòng)有較好的頻響反應(yīng)，最大頻響反應(yīng)在1～2kHz；在人工耳蝸系統(tǒng)中可取代麥克風(fēng)進(jìn)行聲信號(hào)的傳遞和轉(zhuǎn)換；在體內(nèi)具備一定的穩(wěn)定性；將其應(yīng)用于全植入式助聽裝置是可行的。實(shí)施例3將傳聲器信號(hào)補(bǔ)償成麥克風(fēng)信號(hào)實(shí)驗(yàn)1、利用SystemView軟件仿真并證明通過(guò)傳聲器的信號(hào)是可以調(diào)節(jié)成和麥克風(fēng)出來(lái)的信號(hào)一樣。2、把語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)一個(gè)無(wú)規(guī)則的濾波器給畸變掉，用以模仿信號(hào)通過(guò)傳聲器后畸變后的語(yǔ)音信號(hào)。3、設(shè)計(jì)濾波器讓畸變后的語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)后恢復(fù)到原始信號(hào)。結(jié)果顯示通過(guò)傳聲器后改變的信號(hào)經(jīng)濾波器恢復(fù)后與原始語(yǔ)音信號(hào)相似。權(quán)利要求1.一種全植入式人工耳蝸，主要由傳聲器、信號(hào)放大器、語(yǔ)音處理器和解碼刺激器組成，其特征是所述的的傳聲器選自壓電式或光纖式傳感器，提取聽骨振動(dòng)信號(hào)；所述的信號(hào)放大器、語(yǔ)音處理器和解碼刺激器采用優(yōu)化MSPR混合編碼策略分配方式和多種刺激模式進(jìn)行信號(hào)處理。2.按權(quán)利要求1所述的全植入式人工耳蝸的制備方法，其特征是包括下述步驟(1).制備傳感系統(tǒng)采用壓電式或光纖式傳感器作為傳感源，外覆生物相容性良好的材料，制備可植入式傳聲器，植入于中耳后將聽骨振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；(2).經(jīng)傳聲器信號(hào)補(bǔ)償成麥克風(fēng)信號(hào)通過(guò)在聽骨上放置傳聲器拾取語(yǔ)音振動(dòng)信號(hào)，通過(guò)濾波處理補(bǔ)償成麥克風(fēng)出來(lái)的信號(hào)；(3).全植入式人工耳蝸仿生聽覺(jué)模型及優(yōu)化MSPR混合編碼策略選擇信號(hào)范圍為100Hz~8KHz，劃分為22個(gè)頻率組，在語(yǔ)音處理時(shí)提取基頻F0作為刺激速率，同時(shí)用能量峰選擇刺激的頻率通道；(4).新的信號(hào)分配方式將所采用的MSPR策略頻率優(yōu)化為高低頻二個(gè)區(qū)域，在1kHz以下選取2～4個(gè)能量峰最大值，在1kHz以上選取1～6個(gè)能量最大值，在中高頻區(qū)作能量補(bǔ)償提高言語(yǔ)分辨率；(5).多種個(gè)性化可選擇的刺激模式信號(hào)刺激低頻區(qū)電極時(shí)采用異步模式，信號(hào)刺激高頻區(qū)電極時(shí)根據(jù)F0的頻率同步刺激相應(yīng)的低頻區(qū)電極，預(yù)留全同步刺激所有電極的刺激模式；(6).制備全植入人工耳蝸專用芯片采用集成高精度的模/數(shù)(A/D)芯片將前置放大器、濾波器和后置放大器集成在一個(gè)全植入系統(tǒng)芯片內(nèi)，再配合高速的集成處理器，實(shí)現(xiàn)超高分辨率模式并包含更多的聲音細(xì)節(jié)信息。3.按權(quán)利要求1所述的全植入式人工耳蝸，其特征是所述的傳聲器采用微型壓電陶瓷或光纖作為傳感源，外覆生物相容性材料，制成壓電陶瓷或光纖可植入式傳聲器。4.、根據(jù)權(quán)利要求1所述的全植入式人工耳蝸，其特征是所述的優(yōu)化MSPR混合編碼策略分配方式，其中MSPR混合編碼策略選擇信號(hào)范圍為100Hz~8KHz，劃分為22個(gè)頻率組，在語(yǔ)音處理時(shí)提取基頻F0作為刺激速率，同時(shí)用能量峰選擇刺激的頻率通道；其中分配方式用MSPR策略將頻率優(yōu)化為高低頻二個(gè)區(qū)域，在1kHz以下選取2～4個(gè)能量峰最大值，在1kHz以上選取1～6個(gè)能量最大值。5.、按權(quán)利要求1所述的全植入式人工耳蝸，其特征是所述的多種刺激模式是異步刺激，部分同步刺激和全同步刺激。全文摘要本發(fā)明屬生物醫(yī)學(xué)工程仿生學(xué)領(lǐng)域，涉及一種新型的全植入式人工耳蝸及其制備方法。本發(fā)明主要由可植入式壓電式或光纖式傳聲器、信號(hào)放大器、語(yǔ)音處理器和解碼刺激器組成，用傳聲器取代原麥克風(fēng)的功能，通過(guò)信號(hào)放大器、語(yǔ)音處理器和解碼刺激器采用優(yōu)化MSPR混合編碼策略分配方式和多種刺激模式進(jìn)行信號(hào)處理。本發(fā)明經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，可取代麥克風(fēng)進(jìn)行聲信號(hào)的傳遞和轉(zhuǎn)換，可植入式傳聲器在動(dòng)物體內(nèi)具有較高的靈敏度和較好的頻響特性，可應(yīng)用于全植入式助聽裝置，有利于患者尤其是兒童患者的身心健康，可提高人們對(duì)裝置的接受及信賴程度，造福更多的耳聾患者。文檔編號(hào)H04R31/00GK101081188SQ20061002719公開日2007年12月5日申請(qǐng)日期2006年5月31日優(yōu)先權(quán)日2006年5月31日發(fā)明者遲放魯,江曄,范寶華,王正敏申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院