电生理信号的分布式处理
阅读：251发布：2020-07-04
专利汇可以提供电生理信号的分布式处理专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 申请 公开了一种用于电生理 信号 的分布式处理的系统和方法。该系统可以包括处理器、远程设备以及包括 电极 阵列的植入体。该方法可以包括处理器从远程设备接收电生理信号 请求 ，该电生理信号请求 指定 在植入体处用于从其接收电生理信号的至少一个电极，向植入体传送指令以经由所指定的至少一个电极施加多个刺激，并且对于多个刺激中的单独的刺激，记录由于该刺激所导致的电生理信号分量。该方法还可以包括处理器将所记录的单独的电生理信号分量进行组合以产生电生理信号，并且将该电生理信号传送至远程设备以用于进一步处理。在该方法的一些 实施例 中，处理器可以在将电生理信号传送至远程设备之前对其进行压缩。，下面是电生理信号的分布式处理专利的具体信息内容。
1.一种处理电生理信号的方法，包括：
从远程设备接收电生理信号请求，所述电生理信号请求指定植入体中用于从其接收电生理信号的至少一个电极；
经由所指定的所述至少一个电极施加多个刺激；
对于所述多个刺激中的单独的刺激，记录由于所述刺激所导致的电生理信号分量；
将所记录的单独的电生理信号分量进行组合以产生所述电生理信号；并且将所述电生理信号传送至所述远程设备以用于进一步处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述电生理信号请求进一步指定刺激水平。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述刺激水平是电流水平。
4.根据权利要求2所述的方法，其中经由所指定的所述至少一个电极施加所述多个刺激包括以所指定的所述刺激水平经由所指定的所述至少一个电极施加所述多个刺激。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括压缩所述电生理信号以产生压缩的电生理信号。
6.根据权利要求5所述的方法，其中将所述电生理信号传送至所述远程设备包括将所述压缩的电生理信号传送至所述远程设备。
7.根据权利要求5所述的方法，其中压缩所述电生理信号包括通过以下方式中的一种或多种来压缩所述电生理信号：源代码压缩、去除直流(DC)偏移、归一化、截取所述电生理信号以及降低所述电生理信号的分辨率。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述电生理信号分量包括来自所述听觉路径的诱发电位。
9.根据权利要求8所述的方法，其中来自所述听觉路径的所述诱发电位包括来自所述听觉神经的复合动作电位。
10.根据权利要求1所述的方法，其中将所述电生理信号传送至所述远程设备包括通过无线链路将所述电生理信号传送至所述远程设备。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述无线链路包括低比特率无线链路。
12.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
确定所述电生理信号分量中的一个或多个是否失真；
响应于确定所述电生理信号分量中的一个或多个为失真的而经由所指定的所述至少一个电极重新施加所述多个刺激；并且
对于所述多个刺激中的单独的刺激，重新记录所述电生理信号分量。
13.根据权利要求12所述的方法，其中如果所述一个或多个电生理信号分量的所述失真与放大器饱和相关联，则所述重新施加和所述重新记录包括(a)使用减小的放大器增益以避免放大器饱和以及(b)使用不同的刺激波形以避免放大器饱和中的至少一项。
14.一种用于在用于处理电生理信号的系统中使用的设备，所述设备包括：
输入，被配置为从远程设备接收电生理信号请求，所述电生理信号请求指定用于从其接收电生理信号的至少一个电极；
第一输出，被配置为传送指令以经由所指定的所述至少一个电极施加多个刺激；
记录模块，被配置为对于所述多个刺激中的单独的刺激记录由于所述刺激所导致的电生理信号分量；
组合器，被配置为将所记录的单独的电生理信号分量进行组合以产生所述电生理信号；以及
第二输出，被配置为将所述电生理信号传送至所述远程设备以用于进一步处理。
15.根据权利要求14所述的设备，进一步包括压缩器，所述压缩器被配置为压缩所述电生理信号以产生压缩的电生理信号。
16.根据权利要求15所述的设备，其中所述第二输出进一步被配置为传送所述压缩的电生理信号。
17.根据权利要求15所述的设备，其中所述压缩器被配置为通过以下方式中的一种或多种来压缩所述电生理信号：源代码压缩、去除直流(DC)偏移、归一化、截取所述电生理信号以及降低所述电生理信号的分辨率。
18.根据权利要求14所述的设备，其中所述输入和所述第二输出中的至少一个包括无线接口。
19.根据权利要求14所述的设备，其中所述第一输出包括第一线圈。
20.根据权利要求19所述的设备，其中所述第一线圈通信耦合至第二线圈，并且其中所述第二线圈通信耦合至包括多个电极的植入体，所述多个电极包括所指定的所述至少一个电极。
21.根据权利要求14所述的设备，其中所述设备通信耦合至包括多个电极的植入体，所述多个电极包括所指定的所述至少一个电极。
22.根据权利要求14所述的设备，其中所述设备完全包含在植入体内。
23.根据权利要求14所述的设备，其中所述设备至少部分包含在植入体内。
24.根据权利要求14所述的设备，进一步包括被配置为检测所述电生理信号分量的失真的逻辑。
25.根据权利要求14所述的设备，其中所述设备是可由用户佩戴的。
26.一种用于处理电生理信号的系统，包括：
远程设备，被配置为创建并且传送指定至少一个电极的电生理信号请求；以及处理器，包括：
输入，被配置为从所述远程设备接收所述电生理信号请求；
第一输出，被配置为传送指令以经由所指定的所述至少一个电极施加多个刺激；
记录模块，被配置为对于所述多个刺激中的单独的刺激记录由于所述刺激所导致的电生理信号分量；
组合器，被配置为将所记录的单独的电生理信号分量进行组合以产生电生理信号；以及
第二输出，被配置为将所述电生理信号传送至所述远程设备以用于进一步处理。
27.根据权利要求26所述的系统，其中所述处理器进一步包括压缩器，所述压缩器被配置为压缩所述电生理信号以产生压缩的电生理信号，并且其中所述第二输出进一步被配置为传送所述压缩的电生理信号。
28.根据权利要求26所述的系统，进一步包括植入体，其中所述植入体包括多个电极，所述多个电极包括所述至少一个电极。
29.根据权利要求28所述的系统，其中所述处理器通信耦合至所述植入体。
30.根据权利要求26所述的系统，其中所述处理器完全包含在植入体内。
31.根据权利要求26所述的系统，其中所述远程设备是手持无线设备。
32.根据权利要求26所述的系统，其中所述输入和所述第二输出中的至少一个包括无线接口。
33.一种用于监测耳蜗植入体的系统，包括：
耳蜗植入体，包括与耳蜗内部的多个神经刺激点相接触的多个电极；
远程设备，可操作为创建并且传送指定所述多个电极中的至少一个电极的电生理信号请求；以及
声音处理器，通信耦合至所述耳蜗植入体和所述远程设备中的每一个，所述声音处理器包括：
输入，用于从所述远程设备接收所述电生理信号请求；
第一输出，用于向所述植入体传送指令以向所述耳蜗植入体中所指定的所述至少一个电极施加多个刺激；
记录模块，用于对于所述多个刺激中的单独的刺激记录由于所述刺激所导致的电生理信号分量；
组合器，可操作为将所记录的单独的电生理信号分量进行组合以产生电生理信号；以及
第二输出，用于将所述电生理信号传送至所述远程设备以用于进一步处理。
34.根据权利要求33所述的系统，其中所述声音处理器进一步包括压缩器，所述压缩器可操作为压缩所述电生理信号以产生压缩的电生理信号。
35.根据权利要求33所述的系统，其中所述耳蜗植入体进一步包括换能器。
电生理信号的分布式处理
背景技术
[0001] 耳蜗植入体可以通过经由植入人体耳蜗的电极阵列刺激人的听觉神经而为具有感觉神经性听力损失的人提供感知声音的能力。耳蜗植入体的外部部件检测声波，该声波被转换为经由电极阵列送至植入体接受方的听觉神经的一系列电刺激信号。以这种方式刺激听觉神经可以使得耳蜗植入体接受方的脑部感知到与送至听觉神经的自然听觉相类似的听觉。
[0002] 耳蜗植入体的效力不仅取决于耳蜗植入体自身的设计，而且还取决于耳蜗植入体对于植入体接受方配置或“适配(fit)”得如何。有时也被称作“编程”或“映射”的耳蜗植入体的适配创建一组配置设置以及对送至植入体接受方的听觉神经的刺激信号的具体特性进行定义的其它数据。该配置信息有时被称作接受方的“程序”或“MAP”。
[0003] 耳蜗植入体的适配经常涉及可以被称作监测的过程，其中经由耳蜗植入体中的特定电极施加刺激信号(或简称“刺激”)并且记录对该刺激的响应。对于每个刺激，将由该刺激所导致的听觉路径的纤维内的活动生成响应。该响应例如可以是来自听觉路径的诱发电位。就个体而言，响应可以被称作“电生理信号分量”。为了监测响应，可以施加若干刺激并且可以记录若干个电生理信号分量。该电生理信号分量然后可以通过平均、相加、相减或其它方法中的一种或多种进行组合以产生所谓的“电生理信号”。电生理信号的示例包括电诱发复合动作电位(ECAP)、电诱发听觉脑干响应(EBAR)、皮层诱发电位(CEP)以及电镫骨肌反射(ESR)。其它示例也是可能的。
[0004] 耳蜗植入体的效力还取决于耳蜗植入体在使用期间的持续操作。出于这一原因，可能希望的是对耳蜗植入体进行后续监测。为此，耳蜗植入体可以被设计为例如经由无线网络定期向中央数据库传送响应。可以对该响应进行分析以便评估耳蜗植入体的性能。
[0005] 因此，耳蜗植入体的适配期间和使用期间的监测可以有助于提高耳蜗植入体的效力。
[0006] 用于监测耳蜗植入体的典型系统可以包括分析设备和记录设备。分析设备和记录设备通常通过一个或多个物理线路(诸如通信电缆)进行连接，并且记录设备通常例如通过一个或多个物理线路或无线电链路通信耦合至耳蜗植入体。该分析设备例如可以是计算机。该分析设备通常可以被设计为能够进行密集数据挖掘和计算。该记录设备例如可以是声音处理器，诸如佩戴在接受方耳后的声音处理器。该记录设备通常可以主要被设计为换能器，并且一般无法进行密集数据挖掘和计算。
[0007] 在监测系统的使用期间，分析设备通常识别耳蜗植入体中通过其提供刺激以便接收所希望的电生理信号的特定电极或电极集合。该分析设备向记录设备发送特定电极的指示，并且该记录设备向耳蜗植入体传送指令以经由特定电极施加刺激。该记录设备随后记录所产生的电生理信号分量并且将所记录的每个电生理信号分量回传给分析设备以用于分析和处理。
[0008] 然而，典型的监测系统的一个缺陷在于，必须在分析设备和记录设备之间传送大量信息。作为示例，每个电生理信号分量必须从记录设备传送至分析设备。在一些情况下，这可以是多达35个信号，并且每个信号可以是32×16比特。这样大量的信息对分析设备与记录设备之间的链路的吞吐量和可靠性都提出了严格的要求。虽然在典型监测系统中用来连接记录设备和分析设备的物理线路可以满足这些要求，但是它们也限制了监测系统的灵活性。在许多应用中，可能希望利用更为灵活和方便的无线链路来替代物理线路。然而，由于严格的吞吐量和可靠性要求，无线链路的这样的用途当前并不切合实际。发明内容
[0009] 本申请公开了用于处理电生理信号的系统和方法。在实施例中，该方法可以包括处理器从远程设备接收电生理信号请求，该电生理信号请求指定植入体中要从其接收电生理信号的至少一个电极。响应于接收到该电生理信号，处理器可以指示植入体经由所指定的电极施加多个刺激。对于单独的刺激，该处理器可以记录由于该刺激所导致的电生理信号分量。该处理器还可以将所记录的单独的电生理信号分量进行组合以产生该远程设备所请求的电生理信号，并且可以将该电生理信号传送至远程设备以用于进一步处理。
[0011] 在实施例中，该处理器还可以压缩该电生理信号以产生压缩的电生理信号，并且可以将该压缩的电生理信号传送至远程设备。压缩电生理信号例如可以涉及源代码压缩、去除直流(DC)偏移、归一化、截取电生理信号以及降低电生理信号的分辨率。
[0012] 在实施例中，该电生理信号分量可以是来自听觉路径的诱发电位，诸如来自听觉神经的复合动作电位。
[0013] 在实施例中，该处理器和远程设备可以经由诸如低比特率无线链路之类的无线链路进行连接。在该实施例中，该处理器可以通过该无线链路向远程设备传送电生理信号。
[0014] 在实施例中，该处理器还可以确定一个或多个电生理信号分量是否失真。在该实施例中，该处理器可以指示植入体经由所指定的电极重新施加多个刺激，并且该处理器可以重新记录电生理信号分量。如果一个或多个电生理信号分量的失真与放大器饱和相关联，则该处理器可以使用减小的放大器增益以避免放大器饱和，和/或可以使用不同刺激波形以避免放大器饱和。
[0015] 还公开了一种在用于处理电生理信号的系统中使用的设备。在实施例中，该设备可以包括被配置为从远程设备接收电生理信号请求的输入，该电生理信号请求指定要从其接收电生理信号的至少一个电极。该设备还可以包括被配置为传送指令以经由所指定的电极施加多个刺激的第一输出。
[0016] 该设备还可以包括记录模块，其被配置为对于该多个刺激中的单独的刺激记录由于该刺激所导致的电生理信号分量；以及组合器，其被配置为将记录的单独的电生理信号分量进行组合以产生电生理信号。该设备还可以包括第二输出，其被配置为将该电生理信号传送至远程设备以用于进一步处理。
[0017] 在实施例中，该设备还可以包括压缩器，其被配置为压缩该电生理信号以产生压缩的电生理信号。在该实施例中，该第二输出可以进一步被配置为传送该压缩的电生理信号。
[0018] 在实施例中，该设备还可以包括被配置为检测电生理信号分量的失真的逻辑。
[0019] 在实施例中，该输入和第二输出之一或二者可以是无线接口。第一输出可以是第一线圈。该第一线圈可以通信耦合至第二线圈，该第二线圈通信耦合至植入体。该植入体可以包括多个电极，该多个电极包括所指定的(多个)电极。
[0020] 在实施例中，该设备可以部分或完全包含在植入体内。在实施例中，该设备可以是可由用户佩戴的。
[0021] 还公开了一种用于处理电生理信号的系统。该系统可以包括远程设备，其被配置为创建并且传送指定至少一个电极的电生理信号请求。该远程设备可以是手持无线计算设备。该系统还可以包括处理器。该处理器例如可以是以上所描述的设备。在实施例中，该处理器可以通信耦合至植入体。该植入体可以包括多个电极，该多个电极包括所指定的(多个)电极。
[0022] 还公开了一种用于监测耳蜗植入体的系统。该系统可以包括耳蜗植入体，其包括与耳蜗内部的多个神经刺激点相接触的多个电极。在实施例中，该耳蜗植入体还可以包括换能器。该系统还可以包括诸如以上所描述的远程设备之类的远程设备以及可以与以上所描述的处理器相类似的声音处理器。附图说明
[0023] 图1示出了可以植入耳蜗植入体接受方的耳蜗植入体的示例。
[0024] 图2示出了可以在对于植入体接受方对植入体进行监测时使用的典型监测系统的概况图。
[0025] 图3示出了典型监测系统的监测系统部件的示例分布。
[0026] 图4示出了对于典型监测系统的示例吞吐量要求。
[0027] 图5示出了依据实施例的示例监测系统中的监测系统部件的示例分布。
[0028] 图6示出了依据实施例的对于示例监测系统的示例吞吐量要求。
[0029] 图7示出了依据实施例的示例监测系统。
[0030] 图8示出了处理电生理信号的示例方法。
具体实施方式
[0031] 以下详细描述参考附图对所公开的系统和方法的各种特征和功能进行了描述。在附图中，除非上下文另外指出，否则相似的附图标记通常标示出相似部件。在此所描述的说明性系统和方法的实施例并非意在进行限制。所公开的系统和方法的某些方面可以以各种不同的配置进行布置和组合，所有这些配置都在此被考虑到。
[0032] 1.耳蜗植入体概述
[0033] 图1示出了可以植入到植入体接受方之中的耳蜗植入体。在此对接受方的外耳101、中耳105和内耳107的相关组成部分进行了描述，随后是对耳蜗植入体100的描述。
[0034] 对于没有某种类型听力损伤的人而言，声压或声波103由耳廓109收集并且送入并通过耳道102。鼓膜104位于耳道102的远端。鼓膜104响应于声波103而振动。
[0035] 鼓膜104的振动通过中耳105中的三块骨头而耦合至卵圆窗或椭圆窗115，这三块骨头共同被称作听小骨117并包括锤骨113、砧骨110和镫骨111。对于没有特定听力损伤的人而言，中耳105的骨头113、110和111用来滤波和放大声波103，使得卵圆窗115发音和/或震动。卵圆窗115的震动导致耳蜗132内一波波的流体运动。耳蜗132内的该流体运动转而激活排列在耳蜗132内部的微小毛细胞(未示出)。耳蜗132内的毛细胞的激活导致神经冲动通过螺旋神经节细胞(未示出)和听觉神经138传输至脑部(未示出)，在那里神经冲动可以被感知为声音。但是对于具有感觉性听力损失的人而言，耳蜗植入体可以被用来创建并且应用电刺激信号，该电刺激信号可以被人的听觉神经所检测并且被感知为声音。
[0036] 耳蜗植入体100可以包括直接或间接地附接至接受方的身体的外部部件组件142，以及临时或永久地植入接受方的内部部件组件144。
[0037] 外部组件142可以包括声音处理单元116和外部传送器单元106。声音处理单元116可以包括数字信号处理器(DSP)、对耳蜗植入体100供电的电源以及声换能器120。声换能器120可以被配置为检测声音并且生成表示所检测声音的音频信号(通常是模拟音频信号)。在图1A中所示的示例实施例中，声换能器120是麦克风。在其它情况下，声换能器120例如可以包括多于一个的麦克风，一个或多个识音线圈感应拾取线圈(telecoil induction pickup coil)，或者目前或日后研发的可以检测声音并且生成表示所检测声音的电信号的其它设备。在一些实施例中，声换能器120可以不集成到声音处理单元116中，而可以是外部部件组件142的单独部件。
[0038] 外部传送器单元106可以包括经皮(transcutaneous)能量传输系统的外部线圈108以及用于驱动该线圈的相关联的电路。外部传送器单元106还可以优选地包括直接或间接地固定至外部线圈108的磁铁(未示出)。
[0039] 声音处理单元116可以被配置为对麦克风120的输出进行处理，在所描绘的实施例中，该麦克风120位于接受方的耳廓109附近。声音处理单元116可以被配置为生成在此被称为刺激数据信号的编码信号，其可以经由电缆(未示出)被提供至外部传送器单元106。该示例实施例中所示出的声音处理单元116被设计为适配于耳廓109之后。可替换的形式可以被佩戴于身体上，或者可能提供一种可完全植入的系统，其将声音处理单元整合到内部部件组件144之中。
[0041] 内部接收器单元112可以包括所提到的经皮传输系统的内部线圈(未示出)以及相关联的电路。如图1中所示，所植入的内部接收器单元112可以位于与接受方的外耳101相邻的颞骨的凹处中。外部线圈108可以被适当固定并且经由所提到的磁铁与所植入的内部线圈对准。在一个实施例中，外部线圈108可以被配置为经由射频(RF)链路向内部线圈传送电信号。
[0042] 电极组件118可以被设计为从刺激器单元126延伸至耳蜗132并且终止于电极136的阵列134。由刺激器单元126生成的信号被电极136施加到耳蜗132，从而对听觉神经138进行刺激。虽然听觉神经138的电刺激是典型的，但是可替换地或除此之外，电极组件118可以被配置为例如通过机械刺激耳蜗132内的流体直接地或例如通过机械刺激中耳间接地向耳蜗132提供机械刺激。
[0043] 如图1中所示，耳蜗植入体100可以进一步被配置为与耳蜗植入体监测系统145进行交互操作。监测系统145例如可以包括诸如个人计算机、工作站、手持计算设备等计算设备。如所示出的，耳蜗植入体100经由有线连接而连接至监测系统145。可替换地或除此之外，耳蜗植入体100可以进一步被配置为与例如电信系统的一个或多个另外的系统进行交互操作。其它示例也是可能的。
[0044] 2.现有技术的监测系统
[0045] 如以上所提到的，耳蜗植入体可以在耳蜗植入体的适配期间监测以及在耳蜗植入体的正常使用期间定期进行监测。这样的监测可以由监测系统来执行。图2示出了可以在监测植入体时使用的典型监测系统的概况图。如所示出的，典型监测系统200可以包括植入体202、记录设备204和分析设备206。
[0046] 植入体202例如可以是以上结合图1所描述的耳蜗植入体，虽然类似监测系统可以利用其它类型的植入体来实施。植入体202被示为经由连接208连接至记录设备204，并且记录设备204被示为经由连接210连接至分析设备206。典型地，连接210可以是诸如物理线路的有线连接，这是因为如以下将进一步讨论的，一些配置中对于连接210的吞吐量和可靠性的高要求。
[0047] 用于监测植入体202的监测系统通常包含四个主要组成部分：记录、失真检测、组合和专家系统分析。现在将对这些组成部分中的每一个进行描述。
[0048] 记录是指记录如以上所描述的从提供至植入体202中的电极或电极集合的刺激所导致的电生理信号分量。
[0049] 失真检测是指检测例如由于记录设备中的放大器的饱和而已经失真的电生理信号分量。典型地，放大器的饱和表明提供至植入体的刺激超出了植入体的特定敏感度。
[0050] 组合是指对多个电生理信号分量进行组合以产生电生理信号。组合例如可以涉及对多个电生理信号分量进行平均。其它示例也是可能的。
[0051] 专家系统分析是指对所记录的电生理信号进行自动分析。作为示例，专家系统分析可以涉及随时间监测电生理信号以便检测任意变化。作为另一个示例，专家系统分析可以涉及确定植入体中的每个电极的ECAP阈值。该处理有时被称作神经响应遥测(Neural Response Telemetry)。作为又一示例，专家系统分析可以涉及与一个或多个生理测量同时地确定一个或多个ECAP阈值。作为再一示例，专家系统分析可以涉及确定神经响应的一个或多个参数以便确定植入体的最优操作。作为又一示例，专家系统分析可以涉及建立表示跨植入体中的一个或多个电极的电流水平的电流水平分布，并且在施加刺激信号的同时调节电流分布的一个或多个参数。
[0052] 图3示出了典型监测系统中的监测系统的组成部分的示例分布。记录设备302和分析设备304之间的组成部分的分布由两个虚线框所示出。
[0053] 在典型监测系统中，记录设备302包括记录电路306。分析设备304通常包括失真检测电路308、组合电路310和专家系统分析电路312。
[0054] 特别地，在典型监测系统中，分析设备304向记录设备302传送对于电生理信号的请求。在接收到该请求时，记录设备302使用记录电路306来记录所请求的电生理信号的电生理信号分量，并且将每个电生理信号分量传送至分析设备304以用于分析和处理，该处理包括由失真检测电路308进行的失真检测，由组合电路310进行的组合以及由专家分析电路312进行的专家系统分析。如以上所提到的，分析设备304通常是诸如计算机之类的被设计为能够进行密集的数据挖掘和计算的设备，而记录设备302通常是诸如处理器之类的被主要设计为换能器的设备，并且通常无法进行密集的数据挖掘和计算。
[0055] 因此，分析设备304包括计算上密集的组成部分(例如，失真检测电路308、组合电路310和专家系统分析电路312)的大多数，而记录设备302则仅包括记录电路306。
[0056] 然而，如以上所提到的，作为在现有技术的监测系统中的典型情况，监测系统的组成部分的这一分布需要在记录设备302和分析设备304之间进行多个电生理信号分量的传输。该要求转化为对记录设备302和分析设备304之间的连接更高的吞吐量和可靠性要求。
[0057] 图4示出了对于典型监测系统的示例吞吐量要求。如所示出的，典型监测系统400的组成部分之间的较宽的连接指示较高的吞吐量要求，并且较窄的连接指示较低的吞吐量要求。
[0058] 在典型监测系统400中，最大量的数据传输出现在记录电路404和分析设备之间。在典型监测系统400中，由于记录电路404包括在记录设备中而监测系统400的其余部分则包括在分析设备中，因此这意味着典型监测系统400中最大量的数据传输出现在记录设备和分析设备之间的连接402上。连接402上的这一大量数据传输使得对于连接402的高吞吐量要求成为必要。如以上所讨论的，这样的高吞吐量要求通常使得典型监测系统400中的记录设备和分析设备之间的无线连接不切实际。
[0059] 3.用于处理电生理信号的系统
[0060] 在许多设置中，可能希望通过在监测系统中使用无线连接而令便利性和灵活性有所提高。然而，如以上所示出的，在典型监测系统中所发现的记录设备和分析设备之间的连接的高数据传输吞吐量和可靠性要求可能会禁止无线链路的使用。
[0061] 在这里所公开的监测系统中，监测系统的组成部分在监测系统中的设备之间重新分布。这样的重新分布的示例在图5中被示出。图3和图5的比较可以帮助对组成部分在设备之间的重新分布进行说明。
[0062] 图5示出了依据实施例的示例监测系统中的监测系统的组成部分的示例分布。为了清楚的目的，并且为了与典型监测系统区分开来，示例监测系统的设备可以被称为处理器502和远程设备504。图5的实施例中的处理器502和远程设备504之间的组成部分的分布由两个虚线框所示出。
[0063] 在所示出的实施例中，与典型监测系统中的记录设备一样，处理器502包括记录电路506。然而，处理器502被示为还包括失真检测电路508和组合电路510。远程设备504被示为包括专家系统分析电路514。
[0064] 在一些实施例中，记录电路506、失真检测电路508和组合电路510可以在单个集成电路上实施。在其它实施例中，一些或所有电路可以在分开的集成电路上实施，并且在一些实施例中，记录电路506、失真检测电路508和组合电路510中的两个可以在一个集成电路上实施而其余的电路则在一个或多个不同的集成电路上实施。在一些实施例中，一些或所有电路例如可以被实施为具有定制门阵列(custom gate arrays)的集成电路或专用集成电路(ASIC)。在一些实施例中，一些或所有电路可以利用分立的硬件部件来实施。特别地，所要理解的是，这里所描述的逻辑结构和方法步骤可以以诸如ASIC之类的专用硬件来实施，或者被实施为由微处理器或其它计算设备所执行的程序指令。
[0065] 在示例监测系统中，处理器502可以使用记录电路506来记录所请求的电生理信号的电生理信号分量。然而，不同于简单地将电生理信号分量传送至远程设备504，处理器502还可以使用失真检测电路508来确定任意电生理信号分量是否失真，并且可以使用组合电路510将多个电生理信号分量组合成单个电生理信号。处理器502然后可以向远程设备504仅传送单个电生理信号(而不是多个电生理信号)。远程设备504可以使用专家系统分析电路514对该电生理信号执行专家系统分析。
[0066] 监测系统的组成部分的该重新分布可以以至少两种方式降低处理器502和远程设备504之间的连接的吞吐量和可靠性要求。
[0067] 第一，在示例监测系统中，处理器502可以向远程设备仅传送单个组合的电生理信号(而不是多个电生理信号分量)，这可以大幅减少在处理器502和远程设备504之间传送的信息量。这转而可以降低处理器502和远程设备504之间的连接的吞吐量和可靠性要求。
[0068] 第二，该示例监测系统还可以通过避免传输失真的电生理信号分量而降低处理器502和远程设备504之间的连接的吞吐量和可靠性要求。在典型监测系统中，失真检测电路包括在分析设备中(图3)。因此，电生理信号分量通常在进行有关任意电生理信号分量是否失真的任何确定之前就从记录设备传送至分析设备。在一些情况下，所传送的一个或多个电生理信号分量可以是失真的或者甚至是无法使用的，从而在可以执行专家系统分析之前必须重新请求、重新记录并且重新传输该电生理信号分量。在这些情况下，将不必要地传送失真的电生理信号，因此不必要地增加了在记录设备和分析设备之间传送的数据量。
[0069] 作为对比，在示例监测系统中，失真检测电路508可以包括在处理器502中，从而处理器可以在电生理信号分量被传送之前使用失真检测电路508对它们的任意失真进行检测。以这种方式，仅对可使用的(无失真的)电生理信号进行传送，因此减少了在处理器502和远程设备504之间传送的信息量。这转而可以降低处理器502和远程设备504之间的连接的吞吐量和可靠性要求。这还可以减少在处理器502和远程设备504之间传输可使用的电生理信号所需的时间量。
[0070] 处理器502还可以包括压缩电路512，其可以允许进一步降低处理器502和远程设备504之间的连接的吞吐量和可靠性要求。处理器502可以在将电生理信号传送至远程设备504之前使用压缩电路512对其进行压缩，并且然后可以将电生理信号的压缩版本传送至远程设备504。压缩电路512例如可以包括源代码压缩电路、被配置为去除直流(DC)偏移的电路、被配置为对电生理信号进行归一化的电路、被配置为截取电生理信号的电路以及被配置为降低电生理信号的分辨率的电路。由于压缩的电生理信号可以需要比原始电生理信号更少的带宽，所以在处理器502处包括压缩电路512可以允许进一步降低该连接的吞吐量和可靠性要求。
[0071] 因此，作为重新分布监测系统的组成部分的结果，处理器502和远程设备504之间的连接的吞吐量和可靠性要求可以低于典型监测系统(图3)中的记录设备和分析设备之间的连接的吞吐量和可靠性要求。这样放宽吞吐量和可靠性要求可以允许在处理器502和远程设备504之间使用无线链路，这在记录设备和分析设备之间可能还是不切实际的。
[0072] 处理器502和远程设备504之间的连接的放宽的吞吐量要求可以结合图6进一步进行说明。图4和图6的比较可以有助于说明一个示例监测系统的放宽的吞吐量要求。图6示出了依据实施例的对于示例监测系统的示例吞吐量要求。
[0073] 如图4中那样，在图6中，示例监测系统600的组成部分之间较宽的连接指示较高的吞吐量要求，而较窄的连接则指示较低的吞吐量要求。在示例监测系统600中，与典型监测系统中的情形一样，最大数据传输量出现在记录电路404和失真检测电路406之间。然而，鉴于在典型监测系统中，最大数据传输量出现在记录设备和分析设备之间的连接上，而在示例监测系统600中，记录电路404和失真检测电路406都包括在处理器中，从而该大量数据传输不会出现在处理器和远程设备之间的连接上。相反，如所示出的，在示例监测系统600中，处理器和远程设备之间的连接602具有示例监测系统600中的最低吞吐量要求，其出现在处理器处的压缩电路610和远程设备处的专家系统分析电路612之间。
[0074] 因此，虽然典型监测系统中的记录设备和分析设备之间的连接的较高吞吐量要求可能已经使得无线链路的使用不切实际，但是示例监测系统600中的连接602的较低吞吐量要求则非常适于用于处理器和远程设备之间的连接602的无线链路的使用。用于处理器和远程设备之间的连接602的无线链路可以整体上提高示例监测系统600的便利性和灵活性。结合图7对处理器进行详细讨论。
[0075] 图7示出了依据实施例的示例监测系统。如所示出的，示例监测系统700包括远程设备702、处理器704和植入体706。远程设备702可以经由无线连接708而无线连接至处理器704。无线连接708例如可以是低比特率的无线连接。在一些实施例中，无线连接708可以被配置为在远程设备702和处理器704之间提供可靠、安全和/或经认证的通信。对于这里所描述的每种通信，可以提供用于确保可靠通信(即，有保障的消息传递)的信息，其可能作为消息头(header)和/或尾(footer)的一部分(例如，分组/消息排序信息、封装头和/或尾、大小/时间信息以及诸如循环冗余校验(CRC)和/或奇偶校验值之类的传输验证信息)。可以使用一种或多种加密协议和/或算法(例如但不限于DES、AES、RSA、Diffie-Hellman和/或DSA)使得通信安全(例如，被编码或加密)和/或被解密/解码。除了这里所列出的用于保护(并且然后解密/解码)通信的那些加密协议和/或算法之外，也可以使用其它加密协议和/或算法。
[0076] 处理器704可以经由通信耦合710连接至植入体706。
[0077] 植入体706可以包括接收器/传送器单元712、刺激器单元714以及电极716的阵列或其它配置。接收器/传送器单元712可以被配置为从处理器704接收指令并且向处理器704传送电生理信号分量。刺激器单元714可以被配置为生成即将经由电极716施加的刺激。在一些实施例中，刺激器单元714可以被配置为根据从处理器704所接收的指令生成刺激。
[0078] 在一些实施例中，植入体706可以是耳蜗植入体，并且电极716可以与耳蜗内部的多个神经刺激点相接触。在这些实施例中，植入体706还可以包括换能器。在其它实施例中，植入体706可以是另一种类型的听力植入体，诸如直接声学耳蜗刺激器(DACS)植入体或中耳设备。
[0079] 处理器704可以包括输入718。连接至无线连接708的输入718可以被处理器704用来接收由远程设备702所创建并传送的电生理信号请求。输入718例如可以是无线接口。在一些实施例中，输入718例如可以包括一个或多个无线收发器，诸如蓝牙收发器、Wi-Fi收发器和/或可配置为经由无线协议进行通信的其它相似类型的无线收发器。
[0080] 在实施例中，每个电生理信号请求可以指定在植入体706处的用于从其接收电生理信号的电极716的至少一个电极。在实施例中，每个电生理信号请求还可以指定刺激水平，以该刺激水平来经由电极716施加刺激。该刺激水平例如可以是电流水平。
[0081] 处理器704还可以包括第一输出720。连接至通信耦合710的第一输出720可以被处理器704用来向植入体706发送指令以用于经由植入体706在电生理信号请求中所指定的电极716施加刺激。
[0082] 在一些实施例中，第一输出720可以包括第一线圈730，并且植入体706处的接收器/传送器单元712可以包括第二线圈732。第一线圈730和第二线圈732可以被配置作为通信耦合710并且可以允许在处理器704和植入体706之间经由射频(RF)链路进行电信号的传输。在这些实施例中，处理器704可以向植入体706发送作为电信号的指令。除其它之外，该指令可以包括电生理信号请求中所指定的电极716的指示。在电生理信号请求还包括刺激水平的实施例中，该指令还可以包括刺激水平。
[0083] 植入体706处的接收器/传送器单元712可以接收指令并且可以将该指令传递至刺激器单元714。刺激器单元714然后可以经由电生理信号请求中所指定的电极716施加刺激。如果指定了刺激水平，则刺激器单元714可以以所指定的刺激水平施加刺激。如以上所描述的，电生理信号分量可以由于施加单独的刺激而产生。
[0084] 作为示例，如果植入体706是耳蜗植入体，则如以上所描述的，经由电极716所施加的每个刺激可以导致听觉路径的纤维内的活动，并且该活动可以导致电生理信号分量，诸如诱发电位形式的响应。在一些实施例中，所诱发的动作电位可以是来自听觉神经的复合动作电位。
[0085] 处理器704可以进一步包括记录模块722，其例如可以包括以上所描述的记录电路。记录模块722可以被处理器704用来对于单独的刺激记录由于该刺激所导致的电生理信号分量。
[0086] 处理器704还可以包括组合器724，其例如可以包括以上所描述的组合电路。组合器724可以被配置为将所记录的电生理信号分量进行组合以产生电生理信号。可选地，处理器704还可以包括压缩器726，其例如可以包括以上所描述的压缩电路。压缩器726可以被配置为压缩电生理信号以产生压缩的电生理信号。
[0087] 最后，处理器704还可以包括连接至无线连接708的第二输出728，其可以被处理器704用来向远程设备702传送电生理信号。如果已经使用压缩器726来产生压缩的电生理信号，则第二输出728还可以被处理器704用来向远程设备702传送压缩的电生理信号。第二输出728例如可以是无线接口。
[0088] 虽然没有示出，但是如以上所描述的，处理器704还可以包括用于检测电生理信号分量的失真的逻辑。该逻辑例如可以包括以上所描述的失真检测电路。
[0089] 处理器704还可以包括可以被处理器704读取或访问的一个或多个计算机可读存储介质。该一个或多个计算机可读存储介质可以包括易失性和/或非易失性存储部件，诸如光学的、磁性的、有机的或者其它存储器或磁盘存储器。在一些实施例中，数据存储器可以使用单个物理设备(例如，一个光学的、磁性的、有机的或者其它存储器或磁盘存储器单元)来实施，而在其它实施例中，数据存储器可以使用两个或更多物理设备来实施。
[0090] 数据存储器可以包括计算机可读程序指令以及可能的附加数据。在一些实施例中，数据存储器还可以包括执行这里所描述的方法的至少一部分和/或这里所描述的系统的功能的至少一部分所需的存储器。
[0091] 虽然处理器704被示为不同于植入体706，但是在一些实施例中，处理器704的部件可以部分或整体包含在植入体706之内。可替换地，在一些实施例中，处理器704的一些部件可以至少部分包含在植入体706之内而处理器704的其它部件则可以处于植入体706之外。可替换地或除此之外，处理器704可以是可由用户佩戴的。在一些实施例中，处理器704可以是声音处理器。
[0092] 在一些实施例中，远程设备702可以是具有被配置为与处理器704进行通信的无线接口的计算设备。在一些实施例中，远程设备702可以是手持无线计算设备。远程设备还可以包括诸如图形用户接口的用户接口(未示出)，诸如一个或多个阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)、使用数字光处理(DLP)技术的显示器、打印机、灯泡和/或目前已知或后续研发的其它类似设备。远程设备还可以包括一个或多个用户输入设备(未示出)，诸如键盘、小键盘、触摸屏、计算机鼠标、轨迹球、操纵杆和/或目前已知或后续研发的其它类似设备。远程设备可以被配置为例如使用扬声器、扬声器插口、音频输出端口、音频输出设备、耳机和/或目前已知或后续研发的其它类似设备来生成可听输出。
[0093] 4.处理电生理信号的方法
[0094] 图8示出了处理电生理信号的示例方法。方法800在块802开始，其中处理器从远程设备接收电生理信号请求。该电生理信号请求可以指定用于从其接收电生理信号的电极或电极集合。在一些实施例中，该电生理信号请求可以进一步指定用于经由所指定的电极生成刺激的刺激水平，诸如电流水平。
[0095] 方法800在块804继续，其中处理器可以诸如通过向植入体发送指令而使得植入体经由所指定的电极生成多个刺激。在电生理信号请求指定刺激水平的实施例中，植入体可以以所指定的刺激水平生成多个刺激。
[0096] 方法800在块806继续，其中，对于多个刺激中的单独的刺激，处理器记录由于该刺激所导致的电生理信号分量。处理器所记录的每个电生理信号分量可以是来自听觉路径的诱发电位。特别地，分量电生理信号可以是来自听觉神经的复合动作电位。
[0097] 在块808，处理器将所记录的单独的电生理信号分量进行组合以产生电生理信号。在一些实施例中，处理器还可以压缩电生理信号以产生压缩的电生理信号。如以上所提到的，这样的压缩可以涉及源代码压缩、去除DC偏移、归一化、截取电生理信号以及降低电生理信号的分辨率中的一个或多个。
[0098] 在块810，处理器将电生理信号传送至远程设备以用于进一步处理。在处理器压缩电生理信号以产生压缩的电生理信号的实施例中，该处理器可以将该压缩的电生理信号传送至远程设备以用于进一步处理。在一些实施例中，处理器可以通过诸如低比特率无线链路之类的无线链路向远程设备传送电生理信号。
[0099] 如所示出的，方法800在块810后结束。方法800可以被重复，或者可以定期执行。
[0100] 在一些实施例中，方法800可以进一步包括确定一个或多个电生理信号分量是否失真。在这些实施例中，如果确定一个或多个电生理信号分量失真，则方法800可以进一步包括重复块804和块806以试图记录无失真的电生理信号分量。特别地，方法800可以进一步包括处理器指示植入体经由所指定的电极重新施加多个刺激，并且该处理器对于单独的刺激重新记录电生理信号分量。
[0101] 在电生理信号分量的失真与放大器饱和相关联的实施例中，方法800还可以包括使用减小的放大器增益和使用不同的刺激波形之一或二者，其二者都试图避免放大器饱和。
[0102] 虽然以上用于处理电生理信号的方法和系统的公开内容集中于耳蜗植入体和监测系统，但是本公开内容并不局限于此。存在许多其中出于从适配和患者监测到治疗引导的目的而对电生理信号进行记录和分析的其它应用。这样的应用的一个示例是起搏器监测。可能希望对由于起搏器所施加的刺激所导致的心脏的电生理信号分量进行记录。这些电生理信号分量可以如以上所描述的被组合成电生理信号，并且可以被无线传送至远程设备。其它应用也是可能的。
[0103] 虽然这里已经公开了各个方面和实施例，但是其它方面和实施例对于本领域技术人员而言将是显而易见的。这里所公开的各个方面和实施例是出于说明的目的而并非意在进行限制，且实际的范围由以下权利要求来指示。
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