AT506055B1 - Synchronisation von zweiseitigen prothesen - Google Patents

Abstract

Es wird eine Anordnung zum Verbessern der Effektivität eines bilateralen Hörprothesensystems offenbart. Die Zeitsteuerung der Prothesen wird synchronisiert, was es erlaubt, die Stimulierung und andere Prozesse zu koordinieren, um so Interferenz zwischen den Hörprothesen zu minimieren.

Description

Merreicfciscsts AT506 055B1 2014-03-15

Beschreibung

QUERVERWEIS AUF ZUGEHÖRIGE ANMELDUNGEN

[0001] Diese Anmeldung beansprucht die Unterstützung der anhängigen australischen Anmeldung Nr. 2007902247 mit dem Titel "Synchronisation von zweiseitigen Prothesen", die am 30. April 2007 angemeldet wurde. Diese Anmeldung wird hierbei durch Bezugnahmen hierin aufgenommen.

HINTERGRUND

TECHNISCHES GEBIET

[0002] Die vorliegende Erfindung betrifft im wesentlichen Hörprothesen und insbesondere die Synchronisation bilateraler Prothesen.

STAND DER TECHNIK

[0003] Hörprothesen werden bereitgestellt, um Individuen zu unterstützen, die ein beeinträchtigtes Hören aufweisen. Hörprothesen umfassen intracochleäre Implantate, Mittelohrstimulatoren, implantierte Hörhilfen, Hirnstammimplantate, elektroakustische Vorrichtungen und weitere Prothesen, die eine mechanische, akustische und/oder elektrische Stimulation einem Gehörsystem des Empfängers bereitstellen. In jüngerer Zeit wurden Empfänger mit zwei Hörprothesen ausgestattet worden, wobei eine für jedes Gehörsystem des Empfängers angepasst ist. Solche Kombinationen von Hörprothesen werden gemeinhin als zweiseitige Hörprothesensysteme oder bilaterale Prothesen bezeichnet.

[0004] Man nimmt allgemein an, dass bilaterale Prothesen derart Nutzen für den Empfänger bereitstellen, dass beidseitige Schallwahrnehmungen prinzipiell eine bessere Sprachwahrneh-mung durch den Empfänger erlauben. Man nimmt an, dass ein wichtiger Effekt der „Head Sha-dow"-Effekt ist, der es dem Empfänger im Wesentlichen erlaubt, selektiv an der Seite mit dem besseren Verhältnis von Signal zu Hintergrundrauschen zu hören, im allgemeinen der Seite, die näher an der Geräuschquelle ist. Interaurale Zeitverzögerungen und Niveauunterschiede können ebenfalls dabei helfen, die Geräuschquelle zu lokalisieren, sowie dabei, Sprache von Hintergrundrauschen zu trennen.

[0005] Im Falle cochlearer Implantate sind die implantierbaren Komponenten und die assoziierten externen Komponenten, die für bilaterale Systeme verwendet werden, primär dafür konzipiert, um als unabhängige monoaurale Systeme zu funktionieren. Es ist jedoch beobachtet worden, dass der unabhängige Betrieb beeinträchtigt werden kann, wenn die Hörprothesen in enger Nähe zueinander betreiben werden. Eine solche Beeinträchtigung kann den dem Empfänger bereitgestellten Gehörgewinn negativ beeinflussen. Eine solche Beeinträchtigung kann auch die Qualität und Integrität von Daten beeinflussen, die von der Hörprothese bereitgestellt werden, wie bspw. Telemetriedaten, welche von der Hörprothese für die klinische und diagnostische Anwendung von Gesundheitsfachleuten erzeugt werden.

ZUSAMMENFASSUNG

[0006] In einer Ausbildung ist ein Verfahren zum Betreiben einer bilateralen Hörprothese mit einer ersten und einer zweiten Hörprothese geoffenbart, wobei die erste Hörprothese ausgebildet ist, um wenigstens eine Operation durchzuführen, welche anfällig ist für Interferenzen durch Emissionen, welche von der zweiten Hörprothese generiert werden, wenn die zweite Hörprothese wenigstens eine störende Operation durchführt. Dieses Verfahren umfasst das Synchronisieren der Zeitsteuerung der empfindlichen und der störenden Operationen, welche von der ersten bzw. zweiten Prothese durchgeführt werden; und das Ausführen der empfindlichen und störenden Operationen basierend auf der genannten Zeitsteuerung, sodass die relative Zeitsteuerung der genannten Ausführung der empfindlichen und der störenden Operation die Inter- 1/17

Merreöiise-ts piiesSasnt AT506 055B1 2014-03-15 ferenz der empfindlichen Operation durch die Emissionen, welche von der zweiten Hörprothese generiert werden, minimiert.

[0007] In einer zweiten Ausbildung ist eine Hörprothese geoffenbart mit einem Empfänger zum Empfang von Signalen, wobei der genannte Empfänger mit einem Prozessor kommuniziert, und wobei der genannte Prozessor operativ angepasst ist, um synchronisierende Signale in dem empfangenen Signal zu detektieren und in Reaktion auf die synchronisierenden Signale die Zeitsteuerung der von der Prothese durchgeführten Operationen anzupassen, um ein koordiniertes Zeitsteuerungsregime mit einer bilateral angeordneten Prothese zu etablieren.

[0008] In einer dritten Ausbildung ist ein Verfahren zum Kommunizieren zwischen aktiven implantierten Vorrichtungen geoffenbart, wobei jede dieser Vorrichtungen eine Stimulationsvorrichtung umfasst, die dafür angepasst ist, elektrische Stimuli an den Körper auszuliefern und elektrische Antworten auf Stimuli wahrzunehmen, wobei die Stimulationsvorrichtung weiterhin dafür angepasst ist, Signale auszusenden, die Informationen für die Detektion durch eine andere implantierte Vorrichtung tragen.

[0009] In einer vierten Ausbildung ist ein Verfahren zur Kommunikation zwischen zwei aktiven implantierten Vorrichtungen geoffenbart, wobei eine solche Kommunikation durch die Übertragung und den Empfang vibratorischer oder akustischer Signale, die durch die Luft und/oder Körpergewebe des Empfängers übermittelt werden, beeinflusst wird.

[0010] Kurze Beschreibung der Zeichnungen [0011] Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen weiter beschrieben, in welchen: [0012] Figur 1 [0013] Figur 2 [0014] Figur 3 [0015] Figur 4 [0016] Figur 5 [0017] Figur 6 [0018] Figur 7 [0019] Figur 8 [0020] Figur 9 [0021] Figur 10 eine perspektivische Ansicht eines bilateralen Hörprothesesystems, bei welchem Ausbildungen der vorliegenden Erfindung vorteilhaft eingesetzt werden können, zeigt; eine perspektivische Ansicht eines bilateralen Hörprothesesystems, bei welchem Ausbildungen der vorliegenden Erfindung vorteilhaft eingesetzt werden können, zeigt; eine perspektivische Ansicht eines bilateralen Hörprothesesystems, bei welchem Ausbildungen der vorliegenden Erfindung vorteilhaft eingesetzt werden können, zeigt; eine perspektivische Ansicht eines bilateralen Hörprothesesystems, bei welchem Ausbildungen der vorliegenden Erfindung vorteilhaft eingesetzt werden können, zeigt; die Zeitsteuerung der Stimulierung und anderer Funktionen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; eine Ausführungsform der Synchronisation gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; eine zweite Ausführungsform der Synchronisation zeigt; und eine dritte Ausführungsform der Synchronisation zeigt;

Zeitsteuerungsprobleme bei einem bilateralen System aus dem Stand der Technik zeigt; und eine Ausführungsform der Zeitsteuerung für ein bilaterales System gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

[0022] Aspekte der vorliegenden Erfindung sind auf eine verbesserte Stimulierungs-Zeitsteuerungs-Anordnung bei einem bilateralen Hörprothesensystem gerichtet, bei welcher die 2/17 ästerreidiiscises pitwtot AT506 055B1 2014-03-15

Zeitsteuerung der Prothesen synchronisiert wird, sodass Operationen (störende Operationen), welche von einer Hörprothese des Systems durchgeführt werden, welche Emissionen generieren können, die möglicherweise mit Operationen (anfällige Operationen) der anderen Hörprothese interferieren, und die anfälligen Operationen von den Hörprothesen durchgeführt werden, um die mögliche Interferenz zwischen den nahe gelegenen Prothesen zu minimieren.

[0023] Ausbildungen der vorliegenden Erfindung können auf bilaterale Hörprothesenanordnungen angewandt werden, welche jedwede Art von Hörprothesen verwendet, die bereits existieren oder später entwickelt werden. Solche Hörprothesen können extern von einem Empfänger getragen werden oder können ganz oder teilweise im Empfänger implantiert sein. Solche Hörprothesen umfassen jede Kombination an gleichen oder ähnlichen Prothesen, wie bspw. coch-leare Implantate, Mittelohr-Hörhilfen, implantierte Hörhilfen, Stammhirnimplantate, elektro-akustische Vorrichtungen und andere Prothesen, die einem Gehörsystem eines Empfängers mechanische, akustische und/oder elektrische Stimuli liefern. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden vornehmlich unter Bezugnahme auf chochleare Implantate beschrieben, z.B. das Freedom™ cochleare Implantat, das kommerziell von Cochlear Limited, New South Wales, Australien, erhältlich ist. Solche Hörprothesen, wie z.B. bei Figur 2 aus dem Stand der Technik gezeigt, besitzen eine implantierte Empfänger/Stimulator-Komponente 205, einschließlich eines Elektroden-Arrays 206 und einer Spule 204 zum Energieempfang und zur Kommunikation mit der äußeren Komponente 203. Die äußere Komponente 203 enthält einen Tonprozessor ein oder mehrere Mikrophone (nicht gezeigt) und eine Spule 201 zum Senden von Energie und Daten an Empfänger/Stimulator-Komponente 205 über die Spule 204.

[0024] In einem breit gefassten Sinne kontrolliert die vorliegende Erfindung die relative Zeitsteuerung von ausgewählten, voreingestellten oder allen Operationen in wenigstens einer oder beiden Prothesen, um die Interferenz zwischen den Prothesen zu minimieren. In einer Ausführungsform kann eine Prothese anfällige Operationen, wie Kommunikations- und Signalmessungen zu einem Zeitpunkt unternehmen, ausführen oder initiieren (hierin durchführen), wenn störende Operationen der anderen Prothese eingestellt oder anderwärtig modifziert sind um nicht mit den anfälligen Operationen zu interferieren. Alternativ wird das Durchführen von anfälligen Operationen eingestellt oder anderwärtig modifiziert, um Interferenz zu vermeiden. In weiteren Ausbildungen wird die relative Zeitsteuerung der anfälligen und der störenden Operationen anhand von Leistungskriterien bestimmt.

[0025] Die anfälligen Operationen beinhalten beispielsweise beliebige Operationen in den oder durch die Prothesen, die anfällig gegenüber elektrischer, magnetischer, elektromagnetischer, mechanischer oder akustischer Interferenz sind, und sie können z.B. das Detektieren neuraler Antworten, das Abfragen von klinischen Eigenschaften und Elektrodeneigenschaften und Übertragungen der Datentelemetrie beinhalten. Die störenden Operationen beinhalten beliebige Operationen, die eine signifikante Übertragung einbeziehen, z.B. das Übertragen von Energie, Daten oder Anweisungen an eine implantierte Vorrichtung und das Ausliefern von Stimuli unter Verwendung einer implantierten Vorrichtung. Die Transmissionen können in Abhängigkeit von dem betroffenen System im Prinzip elektrisch, magnetisch, elektromagnetisch, mechanisch oder akustisch sein.

[0026] Figur 1 liefert eine Frontal- und Seitenansicht einer Person, die zwei Hörprothesen trägt, und zwar cochleare Implantate eines bilateralen Hörprothesensystems 100 trägt. Das bilaterale System 100 umfasst ein cochleares Implantat 101, das sich auf der rechten Kopfseite des Empfängers befindet, und ein cochleares Implantat 102, das sich auf der linken Kopfseite des Empfängers befindet. Die cochlearen Implantate 101 und 102 können die gleichen oder ähnliche cochleare Implantate sein.

[0027] Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausbildung von cochlearen Implantaten 101 und 102. Am Beispiel des cochlearen Implantats 101 umfasst das cochleare Implantat einen äußeren Tonprozessor 203, der über ein Kabel 202 elektrisch mit einer Induktionsspule 201 verbunden ist. Stimulierungsdaten und elektrische Energie werden elektromagnetisch von Spule 201 zu der Spule 204 übertragen, die mit der implantierten Stimulationseinheit 205 ver- 3/17

AT506 055B1 2014-03-15 bunden ist. Elektrische Stimuli, die dazu gedacht sind, Schallwahrnehmungen auszulösen, werden über ein oder mehrere Elektrodensysteme 206 an den Empfänger übertragen. Das Elektrodensystem 206 umfasst ein längliches Trägerbauteil, welches ausgebildet ist um in die rechte Cochlea des Empfängers eingesetzt zu werden, und eine Anordnung von einer oder mehreren Elektroden, welche am distalen Ende des Trägerbauteils angeordnet sind. Das coch-leare Implantat 102 ist im Wesentlichen das gleiche wie das cochleare Implantat 101.

[0028] Figur 3 zeigt schematisch das elektromagnetische Signal 240, das verwendet wird, um Energie, Daten und Energie von dem Tonprozessor 203 an dessen assoziierten implantierten Teil 205 zu übertragen. Jedoch verbreitet sich das elektromagnetische Signal 204 weiter und kann außerdem unerwünschte Artefakte als Signal 242 in den Spulen 215, 211 des lateral gegenüber liegenden cochlearen Implantats 102 induzieren. Der Erfinder hat gefunden, dass die Amplitude dieser Artefakte, wenn diese in die Spule 211 des cochlearen Implantats 102 gekoppelt wird, hinreichend ist, um den Datenempfang von Telemetrie-Signalen 241 mit niedriger Amplitude, wie sie von der implantierten Spule 215 an die Spule 211 und somit an den Tonprozessor 213 übertragen wird, zu unterbrechen. Dies erzeugt Schwierigkeiten für einen effizienten und verlässlichen Betrieb von cochlearem Implantat 102, sowohl im Hinblick des Sammelns von Telemetrie-Daten Daten als auch im Hinblick auf beliebige Betriebsparameter der Prothese, die auf die Telemetriedaten reagieren.

[0029] Figur 4 zeigt eine perspektivische Ansicht des Systems 100, die eine weitere Form der Interferenz bei bilateralen Systemen 100 darstellt. Wenn Stimulusströme auf das Elektrodensystem 206 eines Implantats 205 appliziert werden, so kann der Strom durch das dazwischen liegende Körpergewebe geleitet werden und das Elektrodensystem 215 der implantatierten Komponente 215 des cochlearen Implantats 102 als ein detektierbares Signal erreichen. Die Amplitude eines solchen Signals kann hinreichend sein, um Niedrig-Amplituden-Spannungs-messungen zu verwechseln, die verwendet werden können, um Parameter zu bestimmen, beispielsweise Aspekte der neuralen Reaktion des Empfängers und Charakteristika der Elekt-roden-Körpergewebe-Grenzfläche.

[0030] Die störenden Effekte können auch in umgekehrter Richtung wirken, um sich so störend auf das kontralaterale Implantat auszuwirken, insbesondere wenn die Prothesen vom gleichen Typ und mit der gleichen Software-Version versehen sind.

[0031] Cochleare Implantate führen normalerweise komplexe Datenverarbeitungsaufgaben durch, bspw. Tondatenverarbeitung, Mehrwegdatenkommunikation, Energie- und Peripheriesystemmanagement, Bedienoberflächen und interne Organisation ihrer digitalen Prozessoren. Die Verarbeitung innerhalb der cochlearen Implantate schleppt Verarbeitungsverzögerungen zwischen dem Audiosignal und der Zustellung der entsprechenden elektrischen Stimulation ein. Jede Prothese 101, 102 in bilateralen Systemen 100 weist unterschiedliche Verarbeitungsanforderungen auf und hat daher kleine Unterschiede in der Zeitsteuerung relativ zu der anderen Prothese 101, 102 im System 100. Solche Unterschiede tendieren dazu sich mit der Zeit zu vergrößern. Folglich werden die Zeitunterschiede zwischen Tonsignalen nicht erhalten und der Verlust der Phase und der zeitlichen Genauigkeit der zugestellten Toninformation kann das Vermögen des Empfängers, die Quelle eines eintreffenden Tones zu bestimmen, negativ beeinflussen.

[0032] Gemäß gewisser Ausbildungen der vorliegenden Erfindung sind das cochleare Implantat 101 und das cochleare Implantat 102 kommunikativ miteinander verbunden. In einer Ausbildungsform sind die cochlearen Implantate 101 und 102 miteinander vernetzt, wie in US Patenanmeldung No. 2003/0036782A1 von Hartley et al. beschrieben, welche hiermit durch Bezugnahmen aufgenommen wird. In einer Ausbildung wird eine kontinuierliche Verbindung zwischen den cochlearen Implantaten 101 und 102 zur Verfügung gestellt.

[0033] Die Figuren 9 und 10 zeigen vereinfachte Zeitsteuerungsdiagramme für Hörprothesen, und zwar cochleare Implantate. Es sollte angemerkt werden, dass die Wiederholungszeitspanne zwischen den Stimulusstößen, veranschaulicht in Figur 9 und 10, die in der Praxis etwa 10 ms betragen würde, und die Nicht-Stimulus-Zeitspanne von etwa 4 ms aus Gründen der sche- 4/17

8stm«iö»5idi«s fiäteiitafnt AT506 055B1 2014-03-15 matischen Klarheit reduziert wurden. In der Praxis sind Stoß-Wiederholungszeitspannen von etwa 4 ms wahrscheinlicher, wobei diese durch Nicht-Stimulus-Zeitspannen von wenigen hundert ps getrennt sind. Obwohl die Amplitude und die Periodizität der Stimuluspulse sich stetig ändern, um die Eigenschaften der übertragenen Schallinformation widerzuspiegeln, sind solche Veränderungen bei den Figuren 9 und 10 weggelassen worden, um die Klarheit weiter zu fördern.

[0034] Figur 9 zeigt ein vereinfachtes Zeitsteuerungsdiagramm, welches die Zeitsteuerung zwischen zwei nicht synchronisierten cochlearen Implantaten eines bilateralen Hörprothesensystems für einen Kanal der neuralen Stimulation verabschaulicht. Graph 1 veranschaulicht Stöße biphasischer Stimuluspulse variierender Amplitude von einem cochlearen Implantat mit einer Pulsbreite von etwa 25 ps pro Phase und getrennt durch ein Intervall von etwa 1 ms.

[0035] Der untere Graph 2 umfasst Stöße biphasischer Stimulus-Pulse variierender Amplitude des anderen cochlearen Implantats in der bilateralen Hörprothese. Diese biphasischen Stimuluspulse haben eine Pulsbreite von etwa 25 ps pro Phase und sind getrennt durch ein Intervall von etwa 1 ms. Anfällige Messungen sind nicht der möglichen Interferenz durch Emissionen von nahegelegenen Hörprothesen unterworfen, wenn die Operationen durchgeführt werden wenn, alleine durch zufälliges Zusammentreffen, keine der Hörprothesen 101, 102 eine störende Operation durchführt, beispielsweise das Liefern einer neuralen Stimulation. Solche Zeitspannen sind in den zwei Graphen mit dem Bezugszeichen 3 markiert. Andererseits hat der Erfinder gefolgert, dass anfällige Operationen wie Messungen und Telemetrie nicht verlässlich durchgeführt werden können während störende Operationen von der benachbarten Hörprothese durchgeführt werden. Solche Zeitspannen sind in den zwei Graphen mit 4 markiert. In diesem erklärenden Beispiel umfassen störende Operationen das Liefern von Stimulusströmen, da solche Operationen Stimulusströme liefern, welche störende Interferenzen bei einer benachbarten Hörprothese erzeugen kann. Gleichfalls kann die assoziierte Hochenergiedaten-Kommunikati-onen, welche die Stimulusströme hervorruft störende Interferenz in einer benachbarten Hörprothese erzeugen.

[0036] Figur 5 zeigt schematisch in vereinfachter Form das zeitliche Verhalten von zwei synchronisierten, bilateral angebrachten, cochlearen Implantaten A und B. Der Prozess, durch den die Prothesen A und B synchronisiert werden, wird im Folgenden weiter diskutiert. Es wird ersichtlich sein, dass ein angemessen hohes Maß der Synchronisation benötigt wird, um die Zeitsteuerungsbeziehungen zu erreichen, welche beschrieben werden wird.

[0037] Wie oben diskutiert, können die mit Telemetrie assoziierten RF-Signale, die beispielsweise von der implantierten Komponente an den assoziierten Tonprozessor des cochlearen Implantats A übermittelt werden, durch das RF-Signal, das durch den Tonprozessor an die implantierte Komponente des cochlearen Implantats B übermittelt wird, negativ beeinflusst werden. Dies liegt teilweise an den in Relation zur Rückgabe-Transmission der implantierten Komponente viel größeren Übertragungsenergieniveaus, die für die Transmission durch die Tonprozessoren verwendet werden.

[0038] Gemäß der in Figur 5 dargestellten beispielhaften Ausführungsform wird der Betrieb für Niedrigenergie-Kommunikationen zwischen Vorrichtungen oder für das Wahrnehmen oder das Messen von Niedrigamplituden-Signalen, wie etwa solchen, die mit der neuralen Antwort des Empfängers assoziiert sind, von dem cochlearen Implantat A während der Zeitspanne 503 und von dem cochlearen Implantat B während der Zeitspanne 506 durchgeführt. Zu dieser Zeit liefert weder Implantat A noch Implantat B Stimuli, und es werden keine Stimulus-Instruktionen zu cochlearem Implantat A oder B gesandt. Somit ist Interferenz für beide Richtungen unwahrscheinlich.

[0039] Es wird verständlich sein, dass die Auswahl geeigneter Zeitspannen sehr spezifisch für die Gerätetypen und Betriebsmodi ist und für jede unterschiedliche Hörprothese bedacht werden muss. Das Grundprinzip besteht jedoch darin, dass, wenn Prothese A Operationen durchführt, das heißt Operationen, die dazu neigen, Interferenz mit anfälligen Operationen, die von Prothese B durchgeführt werden, zu zeigen, Prothese B dann entweder pausieren sollte oder 5/17

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Operationen durchführen sollte, für die unwahrscheinlich ist, dass sie Interferenz verursachen (und umgekehrt).

[0040] Es sollte angemerkt werden, dass die Zeitsteuerungsbeziehungen, die durch Figur 5 angezeigt sind, eher veranschaulichend für den Prozess als eine genaue Darstellung der exakten Zeitsteuerungsbeziehungen sind. Die Zeitspanne, während der Hochenergiedaten-Kommunikationen und die Stimulationszufuhr 501 angehalten werden können, um den Austausch von Synchronisierungsdaten und die Durchführung von Messungen zu erlauben, ist auf sehr kleine Sekundenbruchteile beschränkt, um für den Empfänger nicht wahrnehmbar zu bleiben.

[0041] Figur 10 veranschaulicht in einer ähnlichen Ansicht wie Figur 9 die Zeitsteuerung zweier bilateral implantierter Vorrichtungen, welche nach den Lehren der vorliegenden Erfindung synchronisiert sind für einen Kanal der neuralen Stimulation. Graph 111 veranschaulicht Stöße biphasischer Stimuluspulse variierender Amplitude von cochlearem Implantat A mit einer Pulsbreite von etwa 25 ps pro Phase und getrennt durch ein Intervall von etwa 1 ms. In gleicher Weise veranschaulicht Graph 106 Stöße biphasischer Stimulus-Pulse variierender Amplitude von cochlearem Implantat B mit einer Pulsbreite von etwa 25 ps pro Phase und getrennt durch ein Intervall von etwa 1 ms. Die Wellenform 112 veranschaulicht zwei von cochlearem Implantat A bereitgestellte biphasische Synchronisationspulse mit einer Pulsbreite von etwa 10 ps pro Phase und getrennt durch ein Intervall von etwa 20 ps und mit einer Amplitude unterhalb dessen, was wahrscheinlich eine Hörwahrnehmung auslöst.

[0042] In ähnlicher Weise veranschaulicht die Wellenform 107 einen Stoß zweier biphasischer Synchronisationspulse, die von cochlearem Implantat B bereitgestellt werden, mit einer Pulsbreite von etwa 10 ps pro Phase und getrennt durch ein Intervall von etwa 20 ps und mit einer Amplitude unterhalb dessen, was wahrscheinlich eine Hörwahrnehmung auslöst.

[0043] Die Zeitspanne 103 ist die Verzögerungszeitspanne zwischen der Auslieferung der Synchronisationspulse und dem Beginn der Stimuluspulse, wenn keine Synchronisationspulse von einer anderen Hörprothese detektiert werden. Bei Detektion der Wellenform 112 durch cochleares Implantat B setzt cochleares Implantat B ihre Betriebssequenz-Zeitsteuerung zurück, um so den Start ihrer Stimulationsauslieferung und anderer Funktionen um eine Zeitspanne zu verzögern, die sich eng der Zeitspanne 103 annähert. Cochleares Implantat B bestätigt ihre Synchronizität mit cochlearem Implantat A durch Hinzufügen eines dritten Synchronisationspulses zum Erzeugen einer Wellenform 109, wobei das Zeitintervall zwischen diesen von 20 auf 10 ps reduziert wird, ebenso wie das Zeitintervall zwischen dem Aufhören von Stimuluspulsen und dem Beginn von Synchronisationspulsen reduziert wird.

[0044] Beim Detektieren des dritten Synchronisationspulses von cochlearem Implantat B zum Zeitpunkt 110 setzt das cochleare Implantat A ihren Betriebssequenzkontroll-Timer zurück, sodass sie nahezu unmittelbar damit beginnt, ein Paar von Synchronisationspulsen 104 zu übertragen, die wiederum und nachfolgend von cochlearem Implantat B detektiert werden. Auf diese Weise werden beide Prothesen synchronisiert, um Zeitspannen 105 zu garantieren, in denen empfindliche Messungen und Niedrigenergie-Telemetriedatenverknüpfung ohne Interferenz von beiden Vorrichtungen durchgeführt werden können.

[0045] Es wird ersichtlich sein, dass viele verschiedene Zeitsteuerungsanordnungen gemäß den Ausbildungen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, um die gewünschte Synchronisation zu erreichen. Die Synchronisationssignale werden detektierbar bleiben müssen. Weiterhin ist es bevorzugt, dass neurale Stimulation nicht für Zeitspannen unterbrochen wird, die viel länger als etwa 500 ps sind, da die Unterbrechungen sonst für den Empfänger wahrnehmbar werden können.

[0046] Synchronisation ist oben als der verwendete Lösungsansatz beschrieben, um die oben diskutierten Zeitsteuerungsbeziehungen zu erreichen. Weiterhin, wenn die Stimuli nicht in geeigneter Synchronizität dargebracht werden, so gehen einige der Vorteile bilateraler Implantation, die sich auf relative Signalzeitsteuerungen, Phasenunterschiede und Signalniveaus bezie- 6/17

Merrecfcische;; AT506 055B1 2014-03-15 hen, verloren.

[0047] Um Synchronisation zu erreichen, wird irgendein Mittel benötigt, durch welches das zeitabhängige Betriebsverhalten der Hörprothesen miteinander synchronisiert werden kann. Die Kurzzeit-Genauigkeit der Zeitsteuerung des inneren Messoszillators, der gewöhnlich in cochlea-ren Implantaten verwendet wird, kann es den Prothesen erlauben, für Zeitspannen von einigen wenigen Sekunden in Synchronizität zu laufen, nicht jedoch für die vielen Stunden, die für die normale Verwendung einer Hörprothese benötigt werden. Um sicherzustellen, dass Synchronizität für eine lange Zeitspanne aufrechterhalten wird, wird ein gewisser Mechanismus zum Etablieren und Aufrechterhalten der Synchronisation angewendet.

[0048] Bei einer Ausbildung werden Prothesen durch ein Kabel oder dergleichen physikalisch verbunden und ein verwenden gebräuchliches Messsignal oder eine ähnliche kontinuierliche Zeitsteuerungskontrolle. Eine solche Anordnung ist in der US-Patentanmeldung Nr. 2003/0036782A1 von Hartley et al. geoffenbart, deren Offenbarungsgehalt hier durch Referenz einbezogen wird.

[0049] Alternativ oder zusätzlich führen manche Ausbildungen der vorliegenden Erfindung die Verwendung eines Synchronisationsverfahrens aus, welches ein periodisches Signal bereitstellt, um das Erreichen der Synchronisation zu erlauben. Eine solche Anordnung ist praktischer, beispielsweise da, wo eine Vorrichtung vollständig implantiert ist, und prinzipiell benötigt sie weniger Energie zur Verwirklichung. Sie erlaubt weiterhin jeder Prothese, unabhängig ohne irgendeine Aktion durch den Empfänger zu arbeiten, z.B. im Fall einer Störung bei einer Vorrichtung.

[0050] Gemäß einer solchen Ausführungsform übermittelt die Hörprothese A wiederholt ein Signal, das durch die Hörprothese B in einer Weise detektierbar ist, die es Hörprothese B erlaubt, ihr Arbeitsverhalten mit dem von Prothese A zu synchronisieren und umgekehrt.

[0051] Bei Betrachtung von Figur 5 detektiert Prothese B gültige Synchronisationssignale 502 von Prothese A. Prothese B verhängt dann wiederholt eine Zeitverzögerung 504 vor der Übermittlung ihres eigenen Synchronisationssignals 505, ebenso wie modifizierender Merkmale dieses Signals, um eine Bestätigung ihres Synchronisationszustands an Prothese A zu übermitteln. Sobald die beiden Prothesen synchronisiert sind, wie in Figur 5 gezeigt, können durch beide Prothesen gleichzeitig während derZeitspanne 501 Stimuli appliziert werden.

[0052] Obwohl die folgenden beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung auf Basis der Notwendigkeit arbeiten, Synchronizität in einer mehr oder weniger kontinuierlichen Weise aufrecht zu erhalten (auch wenn nur periodisch Synchronisationssignale gesandt werden), sind die Anordnungen der Erfindung nichtsdestoweniger befähigt, in einer diskontinuierlichen Weise zu funktionieren, um Synchronizität nur für Zeitspannen bereitzustellen, wenn dies besonders günstig für einen Empfänger ist. Ein derartiger Betriebsmodus kann beispielsweise die elektrische Energie reduzieren, die verbraucht wird, um so Batteriestrom zu sparen.

[0053] Bei einer Ausführungsform der Erfindung, wie in Figur 6 dargestellt, wird ein Synchronisationssignal 601, das von Prothese A erzeugt wird, eingebettet in oder anderweitig hinzu addiert zu dem Strom kabelloser Energie- und Datenübertragungen 240, die von der Spule 201 an die implantierte Komponente 205 übertragen werden. Dieses Signal wird außerdem von Spule 211 oder einer anderen Induktionsspule 260, wie etwa einer Telespule, für die Detektion und Prozessierung in dem B-TonProzessor 213 empfangen.

[0054] Sobald eine Abfolge von zwei oder mehr Signalen, die den Akzeptanzkriterien gültiger Synchronisationssignale entsprechen, detektiert wird, kommt es zu einem wiederholten Zurücksetzen oder Synchronisieren innerer Mess- und Ereignisabfolge-Kontrollschaltkreise des empfangenden Elements bei jedem gültigen folgenden Synchronisationssignal. Ein Beispiel hierfür ist in größerem Detail im Hinblick auf Figur 10 beschrieben worden.

[0055] Wie es Fachleuten auf dem Gebiet ersichtlich sein wird, können diese Synchronisationssignale und die vorhergesehene Zeitabfolge ihrer Detektion zeitlich gesteuert werden, um bei einer festgelegten Rate zu erfolgen, indem man solche Schaltkreise und phasenfixierte Schlei- 7/17

pitesSäsnt AT506 055B1 2014-03-15 fen verwendet, oder sie können dazu gebracht werden, mit variierenden Raten zu erfolgen, wie dies unter Verwendung pseudo-zufällig erzeugter Zeitsteuerungssequenzen kontrolliert werden kann.

[0056] Gemäß dieser Ausführungsform ist es so, dass, sobald die Synchronizität einer Prothese für die erforderliche Zeitspanne des Synchronisierens konsistent gehalten worden ist, das synchronisierende Signal, das von dieser Prothese übertragen wird, modifiziert wird, um so die andere Prothese im Bezug auf ihren Synchronizitätszustand in Alarmbereitschaft zu versetzen. Die tatsächliche Anzahl der Detektionsereignisse kann lediglich eins oder zwei betragen, oder auch mehrere, in Abhängigkeit von den Niveaus von Signal und Hintergrundrauschen, die in der Praxis beobachtet werden, und deren Auswirkung auf die Verlässlichkeit der Detektion des Synchronisationssignals. Dieser Parameter kann festgelegt, programmierbar oder sich selbst anpassend sein, um den Bedingungen in vivo gerecht zu werden. Auf diese Weise wird das erste Element eines identischen Paars von Prothesen, das synchronisiert werden soll, an den Betrieb des anderen gebunden, welches in diesem Fall als das übergeordnete Zeitsteuerungs-kontrollelement betrachtet werden kann. Obwohl synchronisiert, stellen Zeitverzögerungsausgleiche sicher, dass das Arbeitsverhalten jedes Elements so zeitgesteuert ist, um nicht mit dem des bilateralen Gegenstücks zusammenzuprallen. Diese Beziehung der „Herr-Sklave"-Zeit-steuerungskontrolle setzt sich fort wie beschrieben, bis eine von beiden Vorrichtungen abgeschaltet wird, entfernt oder auf irgendeine Weise unterbrochen wird. Die Synchronizität wird automatisch in der beschriebenen Weise wieder hergestellt, wenn der Betrieb beider Prothesen wieder aufgenommen wird.

[0057] Es versteht sich, dass zahlreiche Variationen des obigen Regimes verwendet werden können, um Synchronizität in einer Weise zu erreichen und aufrecht zu erhalten, die energieeffizienter oder weniger empfindlich gegenüber äußerer Interferenz ist. Beispielsweise könnte eine alternierende Technik verwendet werden, bei der die „Herr-Sklave"-Zeitsteuerungsbezie-hung, auf die oben Bezug genommen wird, wiederholt auf irgendeine Weise abgewechselt wird. Die Verwendung pseudozufälliger zeitgesteuerter Synchronisationsübertragungen könnte außerdem die Zeit reduzieren, die benötigt wird, um Synchronizität zwischen den Prothesen zu erreichen.

[0058] Eine zweite Ausführungsform der Synchronisationsanordnung ist in Figur 7 dargestellt. In diesem Fall übermittelt der äußere Teil einer Prothese 203 eines bilateral angeordneten Systems wiederholt Daten an dessen implantierten Teil 205. Dies veranlasst den implantierten Teil nachfolgend wiederholte Signalströme 300 über sein Elektrodensystem 206 zu übertragen. In einem geeigneten Modus, z.B. wenn die andere Prothese konfiguriert ist, um eine neurale Antwort zu detektieren, so kann dieses Signal von dem Elektroden-Array 216 der anderen Prothese detektiert und so an den Sprachprozessor 213 übertragen werden. Die übermittelten Ströme besitzen spezifische Zeitsteuerungs- und Amplitudeneigenschaften, um sicherzustellen, dass sie biologisch sicher bleiben, und auf einem Niveau, das unzureichend ist, um irgendeine Hörempfindung bei dem Empfänger auszulösen. Diese Signale können außerdem Merkmale besitzen, die sie leicht von jedem angewandten neuralen Stimulus und den resultierenden neuralen Antwortsignalen unterscheidbar machen. Die zuvor diskutierten Zeitsteuerungskontrollen stellen ein Fenster bereit, damit ein solches Signal gesendet und empfangen werden kann. Es ist bevorzugt, dass die Zeitsteuerungsinformation durch die Verwendung eines schnellen Antwort-Synchronisationssignal-Detektionsschaltkreises mit konstanter Antwortzeit bewahrt wird.

[0059] Sobald die wiederholten Signalspannungen an dem Elektrodensystem 216 des Implantats 215 empfangen wurden, werden Datensignale 310, die diese Detektion und Zeitsteuerung beschreiben, unter Verwendung kabelloser Telemetrie an den entsprechenden Tonprozessor 213 übertragen. Die Synchronizität dieser Prothese 231 mit der anderen Vorrichtung 203 wird nun auf sehr ähnliche Weise wie zuvor beschrieben beeinflusst.

[0060] Wie bei der ersten Ausführungsform können beide Prothesen „Herr" oder „Sklave" werden, in Abhängigkeit davon, welche Prothese zuerst in die Synchronizität fällt. 8/17 isterreidiiscises psütütaffit AT506 055B1 2014-03-15 [0061] Wie Fachleuten auf dem Gebiet ersichtlich sein wird, sind andere Ausführungsformen der Erfindung möglich, indem man eine breite Vielzahl an Zeitsteuerung- und Amplitudentechniken anwendet, um die gewünschte oder benötigte Synchronizität zu erreichen um es den Hörprothesen zu erlauben die Zeitsteuerung der empfindlichen und der störenden Operationen zu steuern.

[0062] Ein weiteres beispielhaftes Synchronisierungsregime könnte als „nur auf Basis der Notwendigkeit" angewandt werden, wodurch Prothesen, die dafür konfiguriert sind, für einen Großteil der Zeit unabhängig zu arbeiten, Signale übertragen, um die andere an die Notwendigkeit zu erinnern, für eine bestimmte, vorab festgelegte Zeitspanne oder bis andere Übertragungen eine Rückkehr zur unabhängigen Betriebsweise signalisieren, synchron zu arbeiten. Diese in Teilzeit erfolgende Nutzung der Synchronizität erlaubt, dass zusätzlicher Batteriestrom, der für die synchrone Betriebsweise benötigt wird, für diese Verwendung bewahrt wird, die nur dann erfolgt, wenn sie benötigt wird oder am nützlichsten ist.

[0063] Die spezifischen, zuvor beschriebenen Beispiele des Zeitsteuerungssignals können beispielsweise eingebettet werden in, einen Teil bilden von oder direkt abgeleitet werden von dem Stimulus und den Datensignalen, die während des normalen Betriebs der anwendenden Hörprothesen verwendet werden. Synchronisierende Signale ebenso wie die Herr-Sklave-Beziehung, auf die zuvor Bezug genommen wurde, können diskontinuierlich, zufällig oder kontinuierlich mit unterschiedlichen Raten abgewechselt werden.

[0064] Bei einer anderen Ausführungsform wird die synchronisierende Information zwischen den Prothesen mittels im Wesentlichen kontinuierlicher, jedoch modulierter oszillatorischer elektromagnetischer Signale ausgetauscht. Die Modulation kann in jeder geeigneten Weise durchgeführt werden, z.B. mittels Amplituden-, Phasen-, Frequenz- und/oder Frequenzver-schiebungs-Verzahnung oder mittels Kombinationen hiervon.

[0065] Auf diese Weise könnten zwei bilateral angeordnete, teilweise oder vollständig implantierte Prothesen 801 und 803 wie in Figur 8 gezeigt hereinkommende Schallinformation ihrer Mikrophone (802) in einer Weise teilen, die es Strahlenerzeugung und anderen Techniken der Signalprozessierung erlaubt, angewendet zu werden, um eine verbesserte Signalprozessierung bereitzustellen. Dieses Merkmal kann die Fähigkeit eines Empfängers begünstigen, Klänge von einer bestimmten Quelle in einer Weise zu unterscheiden, die die Sprachwahrnehmung in lauten Umgebungen verbessert.

[0066] Weiters kann diese Anordnung verwendet werden, um es jedem Tonprozessor zu erlauben, eines von beiden Mikrophonen (Seite A oder B) oder eine Kombination hiervon als Basis für die Prozessierung auszuwählen. Andere Informationen oder Daten können ebenfalls zwischen den Prothesen übermittelt oder geteilt werden. Die manuelle Anpassung einer Kontrolleinstellung einer äußeren Komponente kann so übermittelt werden, dass die gleiche Einstellung bei einem gegenüberliegenden Element repliziert wird.

[0067] Es wird erkennbar sein, dass, obwohl die Ausführungsformen im Kontext eines Zwei-Prothesensystems beschrieben wurden, zusätzliche Hörprothesen ähnlich koordiniert werden können. Beispielsweise kann jede Prothese mehrere Komponenten aufweisen, die auf einer gemeinsamen Zeitsteuerungsbasis Zusammenarbeiten müssen, beispielsweise für effektive Kommunikationen, und diese Koordination könnte in den Komponenten jeder Prothese durchgeführt werden. Die Dinge, die empfindlich sind oder einander stören, können sich zwischen den Geräten unterscheiden, basierend auf der Weise, in der sie miteinander verbunden sind und interagieren. Die allgemeinen Prinzipien der vorliegenden Erfindung können auf teilweise oder vollständig implantierte Systeme angewandt werden, mit unterschiedlichen Aufspaltungen hinsichtlich der Funktionalität im Bezug auf konventionelle Hörprothesen wie beschrieben.

[0068] Zusätzlich zu der zuvor beschriebenen Verwendung elektrischer oder elektromagnetischer Signale können andere Mittel verwendet werden, um die Synchronizität zu erreichen. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf irgendeinen spezifischen Mechanismus beschränkt, um Synchronizität zu erreichen. 9/17

SstensiebiKhes fiäteiitafnt AT506 055B1 2014-03-15 [0069] Eine mehr oder weniger kontinuierliche Detektion bestimmter Typen abrupter Klangelemente durch jedes bilaterale Element könnte verwendet werden, um ein gewisses begrenztes Maß an Synchronizität zu erreichen. Bestimmte stimmliche Klänge eines Empfängers würden beim Erreichen des ähnlich lokalisierten Mikrophons jedes bilateralen Elements um mehr oder weniger die gleiche Zeit verzögert, sodass diese Klänge verwendet werden könnten, um deren Betrieb zu synchronisieren.

[0070] Hörprothesen, die mechanische vibratorische Mittel verwenden, um das Hören eines Empfängers wachzurufen oder zu verstärken, können synchronisiert werden durch das gemeinsame Nutzen von Synchronisationsdaten, die als Schall durch die Luft übertragen werden, oder die als Vibration durch den Körper eines Empfängers übermittelt werden. Diese Daten könnten bei sehr niedrigen oder sehr hohen akustischen Frequenzen übermittelt werden, sodass sie für den Empfänger und andere Personen unhörbar bleiben würden.

[0071] Es wird erkennbar sein, dass die vorliegende Erfindung mit zahlreichen Variationen an den beschriebenen Ausführungsformen und unter Hinzufügung weiterer Merkmale angewandt werden kann.

[0072] Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung können der anhängigen australischen Anmeldung No. 2007902247 mit dem Titel "Synchronisation bilateraler Prothesen", welche am 30.April 2007 eingereicht wurde, entnommen werden, welche hiermit hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird.

[0073] Die hierin beschriebene und beanspruchte Erfindung ist nicht in ihrem Umfang durch die hierin geoffenbarten speziellen bevorzugten Ausbildungen eingeschränkt, da diese Ausbildungen als Veranschaulichung, und nicht als Beschränkung, mehrerer Aspekte der Erfindung beabsichtigt sind. Alle gleichwertigen Ausbildungen sollen innerhalb des Schutzumfanges der Erfindung liegen. Gewiss zeichnen sich dem Fachmann auf dem Gebiet verschiedene Modifikationen der Erfindung, zusätzlich zu den hier gezeigten und beschriebenen, ab. Solche Modifikationen sollen ebenso innerhalb des Schutzumfanges der folgenden Ansprüche liegen. 10/17

Claims (14)

1. Mfrrek'Mseits jBfSKSitiat AT506 055B1 2014-03-15 Patentansprüche 1. Verfahren zum Betreiben einer bilateralen Hörprothese mit einer ersten und einer zweiten Hörprothese, wobei die erste Hörprothese ausgebildet ist um wenigstens eine Operation durchzuführen, welche anfällig ist für Interferenzen durch Emissionen, welche von der zweiten Hörprothese generiert werden, wenn die zweite Hörprothese wenigstens eine störende Operation durchführt, wobei das Verfahren umfasst: das Synchronisieren der Zeitsteuerung der anfälligen und der störenden Operationen, welche von der ersten bzw. zweiten Prothese durchgeführt werden; und das Ausführen der anfälligen und störenden Operationen basierend auf der genannten Zeitsteuerung, sodass die relative Zeitsteuerung der genannten Ausführung der empfindlichen und der störenden Operation die Interferenz der empfindlichen Operation durch die Emissionen, welche von der zweiten Hörprothese generiert werden, minimiert.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die anfälligen Operationen das Detektieren neuraler Antworten umfasst.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die anfälligen Operationen das Messen von Elektrodenimpedanzen umfasst.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die anfälligen Operationen die Übertragung von Telemetriedaten umfasst.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die störenden Operationen die Übertragung von Energie an einen implantierten Teil der Hörprothesen umfassen.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die störenden Operationen die Übertragung von Daten an einen implantierten Teil der Hörprothesen umfassen.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Synchronisieren der Zeitsteuerung die Übermittlung von Zeitsteuerungsinformation zwischen der ersten und der zweiten Prothese unter Verwendung kontinuierlicher Signale umfasst.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Synchronisieren der Zeitsteuerung die Übermittlung von Zeitsteuerungsinformation zwischen der ersten und der zweiten Prothese unter Verwendung periodischer Übertragungen synchronisierender Signale umfasst.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Synchronisieren der Zeitsteuerung die Übermittlung eines Signals zwischen der ersten und der zweiten Prothese, das eine erfolgreiche Synchronisierung der ersten und zweiten Hörprothese anzeigt, umfasst.
10. 10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei wenigstens eine der ersten oder zweiten Hörprothese ein cochleares Implantat umfasst.
11. 11. Hörprothese, die einem Empfänger zum Empfang von Signalen umfasst, wobei der genannte Empfänger mit einem Prozessor kommuniziert, und wobei der genannte Prozessor operativ angepasst ist, um synchronisierende Signale in dem empfangenen Signal zu detektieren und in Reaktion auf die synchronisierenden Signale die Zeitsteuerung der von der Prothese durchgeführten Operationen anzupassen, um ein koordiniertes Zeitsteuerungsregime mit einer bilateral angeordneten Prothese zu etablieren.
12. 12. Hörprothese nach Anspruch 11, wobei das koordinierte Zeitsteuerungsregime derart ist, dass empfindliche Operationen und störende Operationen sowohl von der Prothese als auch von der bilateralen Prothese zu weitgehend unterschiedlichen Zeiten durchgeführt werden. 11/17 SsteiwiÄiKs AT506 055B1 2014-03-15
13. 13. Verfahren zum Kommunizieren zwischen aktiven implantierten Vorrichtungen, wobei jede dieser Vorrichtungen eine Stimulationsvorrichtung umfasst, die dafür angepasst ist, elektrische Stimuli an den Körper auszuliefern und elektrische Antworten auf Stimuli wahrzunehmen, wobei die Stimulationsvorrichtung weiterhin dafür angepasst ist, Signale auszusenden, die Informationen für die Detektion durch eine andere implantierte Vorrichtung tragen.
14. 14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die aktiven Vorrichtungen Cochlea-Implantate sind, wobei die Stimulationsvorrichtung ein intracochleärer Array ist, und wobei die Signale Stimuli sind, die von dem intracochleären Array auf Niveaus ausgeliefert werden, die unterhalb von denen liegen, die wahrscheinlich als Schall von einem Benutzer wahrgenommen werden. Hierzu 5 Blatt Zeichnungen 12/17