一種檢測(cè)電子耳蝸電極性能及輸出脈沖參數(shù)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及工程檢測(cè)領(lǐng)域，提出了一種針對(duì)電子耳蝸設(shè)電刺激脈沖參數(shù)的檢測(cè)方 法，用于對(duì)電子耳蝸植入體芯片質(zhì)量評(píng)估，具體涉及一種檢測(cè)電子耳蝸電極性能及輸出脈 沖參數(shù)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 人聽到聲音的機(jī)制是聲音信號(hào)從外耳傳入中耳，中耳將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng) 信號(hào)，然后傳入內(nèi)耳中的耳蝸，之后再由耳蝸將機(jī)械振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，然后通過神經(jīng) 通路傳遞到大腦。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，人體自身的耳蝸傳遞的一個(gè)完整電信號(hào)電壓呈現(xiàn)為前負(fù) 后正的特點(diǎn)。正電位信號(hào)的是傳輸信號(hào)的主體，它攜帶了信息成分，而負(fù)電位是為了中和正 電荷，保證大腦內(nèi)的電位平衡。
[0003] 電子耳蝸是一種將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的神經(jīng)假體，被植入到耳聾患者的大腦 中以取代人體自身耳蝸的功能?；谏鲜鋈梭w耳蝸產(chǎn)生電信號(hào)的特征，自從電子耳蝸發(fā)明 以來，研究人員嘗試采用了正弦波、正負(fù)三角波、正負(fù)脈沖等各種類似人體信號(hào)特征的信號(hào) 作為電子耳蝸的信號(hào)源，目前已上市的絕大多數(shù)產(chǎn)品均采用先負(fù)后正的脈沖信號(hào)作為電子 耳蝸的信號(hào)輸出。
[0004] 電子耳蝸實(shí)質(zhì)上是聲電轉(zhuǎn)換設(shè)備，在植入大腦后直接向人體大腦放電，所以電子 耳蝸向大腦放電時(shí)間長短，電流大小，電荷多少必須被嚴(yán)格控制在人體安全范圍內(nèi)。脈沖寬 度、脈沖幅度、脈沖間隙、脈沖刺激率的精度都是影響到人體安全，上述的這些參數(shù)直接反 映了電子耳蝸植入體的電流源、電子開關(guān)與晶振的穩(wěn)定性和可靠性。在筆者與國內(nèi)的一些 電子耳蝸生產(chǎn)廠商接觸過程中發(fā)現(xiàn)，所有的廠商在產(chǎn)品出廠前產(chǎn)品質(zhì)量管理中，都是采用 通過示波器觀察刺激脈沖波形的人工手段來檢驗(yàn)產(chǎn)品。
[0005] 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展新一代的電子耳蝸多采用的是多通道方式來刺激神經(jīng)，也就 是說，一個(gè)電子耳蝸有多個(gè)電極、最多甚至多達(dá)24個(gè)。在檢測(cè)這醫(yī)療產(chǎn)品的時(shí)候，理論上需 要對(duì)所有的電極信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。目前國內(nèi)外基本上采用人工看示波器來檢測(cè)電極性能，該 測(cè)方法效率非常底下，而且存在較大的檢測(cè)誤差，客觀上加大了這種產(chǎn)品的安全隱患。
[0006] 為了最大限度的消除該種醫(yī)療設(shè)備的質(zhì)量安全隱患，有必要研究一種新型的快速 高效高精度的檢測(cè)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于，提供一種快速高效準(zhǔn)確的檢測(cè)方法去檢測(cè)電子耳蝸產(chǎn)品的質(zhì) 量性能，為生產(chǎn)廠商和質(zhì)檢機(jī)構(gòu)提供一種可靠的高效的檢測(cè)手段。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種檢測(cè)電子耳蝸電極輸出脈沖參數(shù)的方法，所 述方法包含：
[0009] 步驟101)設(shè)定采集的初始段的脈沖序列信號(hào)的門限值；
[0010] 步驟102)基于設(shè)定的門限值檢測(cè)脈沖序列信號(hào)，進(jìn)而定位各脈沖的起始點(diǎn)；
[0011] 步驟103)基于如下公式計(jì)算電子耳蝸電極輸出各脈沖的脈沖參數(shù)，所述脈沖參數(shù) 包含：正脈沖寬度W+，負(fù)脈沖寬度I，電極脈沖信號(hào)正幅值負(fù)幅值和雙相刺 激脈沖之間的間隙G :
[0012] ff+=N+/Fs
[0013] W_=N_/Fs
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種檢測(cè)電子耳蝸電極輸出脈沖參數(shù)的方法，所述方法包含： 步驟101)設(shè)定采集的初始段的脈沖序列信號(hào)的口限值； 步驟102)基于設(shè)定的口限值檢測(cè)脈沖序列信號(hào)，進(jìn)而定位各脈沖的起始點(diǎn)； 步驟103)基于如下公式計(jì)算電子耳蝸電極輸出各脈沖的脈沖參數(shù)，所述脈沖參數(shù)包 含；正脈沖寬度W+，負(fù)脈沖寬度W_，電極脈沖信號(hào)正幅值.Sii否+，負(fù)幅值.及雨_，和雙相刺激 脈沖之間的間隙G W+=N7F曰 W_=N-/Fs
其中N+表示正相脈沖的寬度，N_表示負(fù)相脈沖的寬度，F(xiàn),表示采樣頻率，E+。表示正脈 沖內(nèi)第n點(diǎn)的幅值，E_。表示負(fù)脈沖內(nèi)第n個(gè)采樣點(diǎn)的幅值，P+1表示正相脈沖起始點(diǎn)位置， 〇 表示負(fù)相脈沖結(jié)束點(diǎn)位置，P_1表示負(fù)相脈沖起始點(diǎn)位置，^表示正相脈沖結(jié)束點(diǎn)位 置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)電子耳蝸電極輸出脈沖參數(shù)的方法，其特征在于，所述 步驟101)采用如下公式確定正脈沖口限值和負(fù)脈沖口限值：
其中，對(duì)初始段脈沖序列信號(hào)的幅度值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得到的平均幅值，0th初始段脈沖 序列信號(hào)的幅度標(biāo)準(zhǔn)差，化+，Th_正脈沖口限值和負(fù)脈沖口限值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)電子耳蝸電極輸出脈沖參數(shù)的方法，其特征在于，所述 步驟102)進(jìn)一步包含： 步驟102-1)將脈沖序列信號(hào)的每一個(gè)數(shù)據(jù)的幅度值與設(shè)定的口限值進(jìn)行比較，如果滿 足W下所有條件則首脈沖檢測(cè)成立，并確定次脈沖的起始點(diǎn)P+、P_和末端點(diǎn)P_、P+ ;否則，繼 續(xù)檢測(cè)脈沖；具體為： 條件1)首先連續(xù)檢測(cè)到若干個(gè)點(diǎn)的幅度值大于Th+或者，連續(xù)檢測(cè)到若干個(gè)點(diǎn)幅度 值小于化+，則連續(xù)檢測(cè)的若干點(diǎn)中的第一點(diǎn)為首脈沖起始點(diǎn)Pb+或者化其中，Pb+和 Pb-分別表示所述起始點(diǎn)P+、P_ ; 條件2)W化點(diǎn)為起點(diǎn)的1. 5倍的參考脈沖寬度RW范圍，即從叩b+1. 5RW"點(diǎn)開始反向 檢測(cè)，如果連續(xù)檢測(cè)到若干點(diǎn)幅度值小于化_或者，連續(xù)檢測(cè)到若干個(gè)點(diǎn)幅度值小于于化+， 則連續(xù)檢測(cè)到的若干點(diǎn)幅度值小于Th_或者若干個(gè)幅度值小于Th+中的點(diǎn)中的第一點(diǎn)為首 脈沖末端點(diǎn)Pe-或化+ ;其中，Pe-或Pe+分別表示所述末端點(diǎn)P_、P+ ; 步驟102-2)當(dāng)P+ >P_時(shí)，該脈沖為"前負(fù)后正"型脈沖，反之，則是"前正后負(fù)"型脈 沖。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)電子耳蝸電極輸出脈沖參數(shù)的方法，其特征在于，所述 步驟102)進(jìn)一步包含： 步驟102-1)基于設(shè)定的口限值檢測(cè)脈沖序列信號(hào)，進(jìn)而定位首脈沖起始位置； 步驟102-2)W首脈沖起始位置作為整個(gè)脈沖信號(hào)的起點(diǎn)，利用電子耳蝸信道參考刺激 率St對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行分段，然后基于設(shè)定的口限值檢測(cè)分段脈沖信號(hào)的起始點(diǎn)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的檢測(cè)電子耳蝸電極輸出脈沖參數(shù)的方法，其特征在于，確定 分段長度的公式為： EW=RW++RW_+RG Li=Fs/St-l. 5XEW 其中，RW+表示參考正脈沖寬度，RW_表示參考負(fù)脈沖寬度，RG表示雙相刺激脈沖之間的 參考間距，EW表示估計(jì)寬度，Li表示分段檢測(cè)長度，即從上一個(gè)脈沖結(jié)束點(diǎn)向后數(shù)Li后作 為當(dāng)前需檢測(cè)的脈沖檢測(cè)起始點(diǎn)，下標(biāo)i表示第i個(gè)跳躍段。
6. -種檢測(cè)電子耳蝸電極性能的方法，所述方法包含： 步驟201)設(shè)定采集的初始段的脈沖序列信號(hào)的口限值； 步驟202)基于設(shè)定的口限值檢測(cè)脈沖序列信號(hào)，進(jìn)而定位脈沖的起始點(diǎn)； 步驟203)基于如下公式計(jì)算電子耳蝸電極輸出脈沖參數(shù)，所述脈沖參數(shù)包含；正脈沖 寬度W+，負(fù)脈沖寬度W_，電極脈沖信號(hào)正幅值iS京t，負(fù)幅值態(tài)項(xiàng)"，和雙相刺激脈沖之間的 間隙G: W+=N7F曰 W_=N_/Fs
其中，N+表示正相脈沖的寬度，N_表示負(fù)相脈沖的寬度，F(xiàn),表示采樣頻率，E+。表示正脈 沖內(nèi)第n點(diǎn)的幅值，E_。表示負(fù)脈沖內(nèi)第n個(gè)采樣點(diǎn)點(diǎn)的幅值，P+1表示正相脈沖起始點(diǎn)位置， P表示負(fù)相脈沖結(jié)束點(diǎn)位置，P_i表示負(fù)相脈沖起始點(diǎn)位置，^表示正相脈沖結(jié)束點(diǎn)位 戶-.V- 置； 步驟204)依據(jù)得到的電子耳蝸電極輸出脈沖參數(shù)，和統(tǒng)計(jì)學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算公式計(jì)算電 子耳蝸電極性能的參數(shù)，且當(dāng)計(jì)算的性能參數(shù)的數(shù)值變范圍越趨向于0則表明電子耳蝸電 極的性能越好； 其中，所述性能參數(shù)包含： 正脈寬標(biāo)準(zhǔn)差〇，+，負(fù)脈寬標(biāo)準(zhǔn)差〇，，寬標(biāo)準(zhǔn)差表示耳蝸芯片電流開關(guān)穩(wěn)定性； 正脈沖幅標(biāo)準(zhǔn)差，負(fù)脈幅標(biāo)準(zhǔn)差，幅標(biāo)準(zhǔn)差表示耳蝸芯片放電穩(wěn)定性. 間隙標(biāo)準(zhǔn)差〇e，表示耳蝸芯片電流正負(fù)跳變穩(wěn)定性； 刺激率0 ,，表示耳蝸芯片中多通道電子開關(guān)跳變聞聽性。
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種檢測(cè)電子耳蝸電極性能及輸出脈沖參數(shù)的方法，所述方法包含：步驟101）設(shè)定采集的初始段的脈沖序列信號(hào)的門限值；步驟102）基于設(shè)定的門限值檢測(cè)脈沖序列信號(hào)，進(jìn)而定位各脈沖的起始點(diǎn)；步驟103）基于如下公式計(jì)算電子耳蝸電極輸出各脈沖的脈沖參數(shù)，所述脈沖參數(shù)包含：正脈沖寬度W+，負(fù)脈沖寬度W-，電極脈沖信號(hào)正幅值負(fù)幅值和雙相刺激脈沖之間的間隙G。本發(fā)明提供的性能檢測(cè)方法用于電子耳蝸設(shè)備出廠前質(zhì)量管理評(píng)估，所述方法包含：檢測(cè)脈沖參數(shù)模塊，用于檢測(cè)電子耳蝸植入體發(fā)出的電刺激脈沖信息并且通過分析這些脈沖信息來客觀判定電子耳蝸的性能；和結(jié)果生成模塊，用于收集測(cè)試信息和數(shù)據(jù)，生成分析評(píng)測(cè)結(jié)果。
【IPC分類】A61F2-18
【公開號(hào)】CN104783927
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410025524
【發(fā)明人】馮海泓, 原猛, 楊震亞
【申請(qǐng)人】中國科學(xué)院聲學(xué)研究所
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2014年1月20日