JP2001508667A - 音声処理装置を制御する装置及び方法、並びに、個人的なデータを前記音声処理装置に入力するための音声処理制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明が提供する聴覚インプラントのような補聴装置は、音声コマンドとともに環境音を受信して、それらの信号に対応する電気信号を生成するためのマイクロフォン（１１６）を備える。処理装置（１４２）は生成された電気信号をコマンド信号と音声信号とに分離する。音声信号は通常の仕方で患者に伝達されるが、コマンド信号は、音量調節の処理基準を選択すること、あるいは、バッテリ状態、時間、使用者の体温や使用者によって作りだされた合図もしくは注意などの情報を供給することなどの、処理装置の機能を制御するために使用される。アラームメッセージは適時、自動的に患者に送信される。あるいはまた、使用者によって設定された時間において、または要求に応じて送信される。システムは使用者が自身のメッセージを記憶し、キーパッドまたは音声認識のいずれかを使ってコマンドを入力することができるように構成することも可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 音声処理装置を制御する装置及び方法、並びに、個人的なデータを 前記音声処理装置に入力するための音声処理制御装置発明の分野 本発明は、たとえば蝸牛インプラント（Cochlear implant）などの、人の聴覚 能力を補助するために使用される装置の動作を制御するための装置および方法に 関する。さらに本発明は、興味のある情報を目立たない個人な仕方で着用者に直 接的に送信することによって、その情報を着用者に伝達することができる人工蝸 牛に関する。これはデータを、使用者の聴覚神経を蝸牛インプラントが作用する 通常路において刺激する処理された音声刺激に組み込むことによって実行される 。発明の背景 蝸牛インプラントなどのさまざまな装置が、外部補聴器などによっても解消さ れることのない慢性的な聴覚疾病または聴覚障害を有する人を補助するために使 用されている。一般的にこれらの装置は２つのセクションを含む。一つは使用者 の体外にある外部セクション、もう一つは使用者の体内に植え込まれた内部セク ションである。 この外部セクションは、一般的に、環境音を電気信号に変換するためのマイク ロフォンと、電気信号を処理された信号に変換するための信号処理手段と、処理 された信号を内部セクションに送信するための信号トランスミッタ（信号送信機 ）とを備える。また、内部セクションは、一般的に、トランスミッタから信号を 受信するための信号受信手段と、受信した信号を処理するための信号処理手段と 、そして受信した信号に応じて、蝸牛などの人の内耳を刺激するための刺激手段 を備える。 一般的に外部セクションは、さらに、音声制御、バッテリチェックなどの、装 置の動作に対するさまざまな手動制御を有する。この種の装置における問題は、 マイクロフォン、トランスミッタ、そして信号処理手段が予め小型化された電気 的な（構成）成分であるにもかかわらず、外部セクション全体の大きさは、それ が機械的な成分を含んでいること、または機械的な成分を使用して実現される手 動制御が使用されていることなどが理由となって、なお大きすぎることである。 現存するシステムのさらなる欠点は、当然のことながら、人は障害が分からな いように外部セクションを、たとえば衣類の中に隠しがちであるということであ る。しかしながら、いったん外部セクションを隠すと手動制御を行うことが困難 となる。 加えて、いくつかの装置の外部成分は、着用者に、装置のさまざまな機能に関 する、状態インジケータを備えている。この技術はいくつかの欠点を有する。一 つの主要な欠点は、この技術は比較的目立つものであり、できるだけ目立たない ことを目指して設計される一般的な人工器官とは逆行することである。 この技術の他の欠点は、アラームが使用者に気づかれないことがあるというこ とである。たとえば、アラームが外部成分上に取り付けられたＬＥＤなどのよう な視覚的なインジケータであって、そして使用者がこの外部装置を耳の後ろに装 着し、またはポケットの中に入れた場合、故意的にインジケータを点検する努力 がなされない限りは警告は検出されない。さらに、まじめでまめな使用者でない と、定期的にこうした状態インジケータをチェックして、すべてが機能しており 、点検の労が必要でないことを見出せない。 上記技術に係るさらなる欠点は、非常に特定な機能のみを監視かつ指摘するよ うに構成されているために、柔軟性が欠如しているということである。 視覚的な手段ではなく、たとえば小さな拡声器または信号音生成器を使う音声 アラームを利用することが可能であるが、しかしながら、このアプローチにも問 題がある。音声アラームの欠点は、それによって着用者が過度に人目についたり 、人前を気にし過ぎることになることである。加えて、この装置の真の目的は聴 覚に障害を有する人を補助することである。しかし、使用者に明確に聞き取れな い外部音声がさらに与えられると、混乱やいらだちなどの望まれない効果が発生 するもととなる。 最後に、外部成分が完全に無くなるまで、そしてそのすべての機能が植え込ま れた単一の成分に組み込まれるまで、これらの装置を最小化する試みがなさる。 もちろん、このタイプの装置は視覚的または音声的なアラームのいずれかの使用 者には修正の余地はない。発明の目的と概要 上記問題点を解決するため、本発明は聴覚障害を持つ患者を補助するための装 置を提供する。この装置は、環境音、音声コマンドを含むコマンド、及び、その 他の音声信号を電気信号に変換するためのマイクロフォンと、前記電気信号を制 御信号に従って処理するための信号処理手段と、前記信号処理手段により処理さ れた信号を前記患者に向けて送信する送信手段と、前記マイクロフォンに結合し た、前記音声コマンドを認識するためのコマンド認識手段とを備え、前記コマン ド認識手段は前記制御信号を生成するように構成されることを特徴とする。 本発明は聴覚障害を持つ患者を補助するための他の装置も提供する。この装置 は、前記患者に装着された外部セクションと前記患者に植え込まれた内部セクシ ョンとを備える。前記外部セクションは、音声信号を受信するとともに該音声信 号を受信電気信号に変換するマイクロフォンと、前記電気信号を刺激信号に処理 するための信号処理手段と、前記刺激信号を前記内部セクションに送信するため の送信手段と、前記外部セクションに電力を供給するためのバッテリと、前記バ ッテリの状態を報告するための報告手段とを備える。また前記報告手段は、前記 バッテリを監視するための監視手段と、前記バッテリの状態を表すバッテリ状態 信号を生成するための、前記監視手段に結合した信号生成手段と、前記患者に向 けて前記バッテリ状態を示すために前記バッテリ状態信号と前記刺激信号とを組 み合わせるための信号組み合わせ手段とを備える。 以上の装置の他に、さらに本発明は、聴覚障害を持つ患者を補助するためのシ ステムを提供する。このシステムは、環境およびコマンド信号を受信して、該信 号を電気信号に変換するための信号変換手段と、前記電気信号を音声信号とコマ ンド信号に分離するための信号分離手段と、前記音声信号を処理して音声刺激信 号を生成するための信号処理手段と、前記コマンド信号に従って前記処理信号を 制御するための制御手段と、前記刺激信号を前記患者の聴覚神経に向けて送信す るための送信手段とを備えることを特徴とする。 上記システムの他にもうさらに本発明は、蝸牛インプラントを植え込まれた聴 覚障害を持つ患者を補助するためのシステムを提供する。このシステムは、環境 音を感知して、それに応じて第１の電気信号を生成するための信号生成手段と、 前記環境音以外の事象を感知して、それに応じて第２の電気信号を生成するため の事象手段と、前記第１および第２の電気信号に対応する処理信号を生成する信 号生成手段と、前記患者が前記環境音を知覚するとともに前記事象に関する情報 を受け取ることができるように、前記処理信号を前記患者の聴覚神経に印加させ るための刺激電極とを備えることを特徴とする。図面の簡単な説明 図１は従来技術による装置のブロック図である。 図２は本発明の第１の実施形態における装置のブロック図である。 図３は図２の装置におけるコマンド認識モジュールのブロック図である。 図４は本発明の第２の実施形態における装置のブロック図である。 図５は図４の装置におけるメモリに記憶されたプログラミング情報を示した図 である。 図６は本発明の第３の実施形態における蝸牛インプラントのブロック図である 。 図７は本発明の第４の実施形態における蝸牛インプラントのブロック図である 。 図８は本発明による、二部分構成の蝸牛インプラントシステムの構成要素の略 図である。 図９は本発明による、完全埋め込み式の蝸牛インプラントシステムの構成要素 の略図である。詳細な説明 図１は従来技術による一般的な装置１０を示した図である。装置１０は外部セ クション１２と内部セクション１４から成る。外部セクション１２は環境音を拾 い上げ、ライン１８上でそれに対応する電気信号に変換するマクロフォン１６を 備える。ライン１８は電位差計として図示されている手動音量調節器２０に接続 されている。音量調節出力２２は第１および第２の変換器２４、２６にそれぞれ 並列で与えられる。第１および第２の変換器２４、２６は各々、受信した信号を ある予め選択された基準に基づいて蝸牛刺激信号に変換する。 たとえば、変換器２４は込みあった部屋内の信号に最適な基準を使って変換を 実行し、一方、変換器２６はより親密な一対一の会話における音響にとってより 適当な変換を実行するようにすることができる。 人は手動スイッチ２８を使用して、ある特定の環境にとってより適当な変換を 選択する。スイッチ２８によって選択された変換された信号はトランスミッタ２ ７に与えられ、内部セクション１４に送られる。 内部セクション１４はレシーバ（受信機）３０と、信号生成器３２と、刺激電 極（蝸牛電極）３４を備える。レシーバ３０からの信号は信号生成器３２によっ て適当な刺激信号に変換される。これらの刺激信号は、その後、蝸牛を刺激する ための電極３４に送信される。 システムは、外部セクション１２の小組立部品に電力を供給するために使用さ れるバッテリ３６のような他の構成要素を有する。バッテリが消耗したかどうか をチェックするために、使用者はバッテリテストスイッチ３８を閉じる。このこ とによって、電流がバッテリ３６からＬＥＤ（発光ダイオード）４０に流れる。 バッテリ３６が残り少ないときはＬＥＤ４０の明かりが微かになって、バッテリ が消耗しており、交換が必要であることを知らせる。 すでに言及したように、このような構成には、ＬＥＤ４０は言うに及ばず、ス イッチ２８やスイッチ３８などのような手動式の構成要素が含まれており、特に 衣類の中に隠された場合には、かさばって扱いにくく、操作することが困難であ るという点において欠点が存在する。加えて、指を動かすことができない人はこ うした装置を使用することができない。 図２は、本発明の一つの実施形態よる改良された装置１１０を示した図である 。装置１１０は、外部セクション１１２と内部セクションから成る。内部セクシ ョンは図１の内部セクション１４と同一であることが好ましく、それゆえに説明 は省略することとする。ほとんどの時間、外部セクション１１２は図１の外部セ クション１２と全く同一の仕方で動作する。特に、マイクロフォン１１６は環境 音を拾い上げ、それをライン１１８上でそれに対応する電気信号に変換する。電 気信号が増幅器１２０によって増幅された後、増幅された信号は２つの変換器１ ２４、１２６に並列に与えられる。電気スイッチ１２８を使用して一つの変換器 の出力が選択され、選択された出力はトランスミッタ１２７に送られる。バッテ リ１３６は外部セクション１１２の全体に電力を供給する。 加えて、さらに外部セクション１１２は、マイクロフォン１１６により生成さ れた信号の受信も行うコマンド認識モジュール１４２を備える。コマンド認識モ ジュール１４２はマイクロフォン１１６を介して使用者から受け取った複数の音 声コマンドを認識することができるように構成される。これらのコマンドは外部 セクション１１２の動作を制御するために使用される。 この目的のために、コマンド認識モジュール１４２は、受入可能なコマンドの リストを記憶するための（図３に図示されいる）メモリ１４３を備える。たとえ ばこれらのコマンドは、「音量増大」、「音量減少」、「変換器Ａ」、「変換器 Ｂ」、「バッテリ」などとすることができる。 さらにコマンド認識モジュール１４２は、マイクロプロセッサ１４４と、音声 認識回路１４６と、そして逆多重装置１４８を備える。マイクロフォン１１６か らの電気信号は監視され、音声認識回路１４６によってデジタル様式に変換され る。マイクロプロセッサ１４４は継続的に音声認識回路１４６からの信号を監視 し、それらの信号とメモリ１４３からのコマンドリストとを比較する。マイクロ プロセッサ１４４によって信号のワンセットが一つのコマンドとして認識される と、マイクロプロセッサ１４４は、外部セクション１１２の動作を制御するため の一つの適当なコマンドを発行する。たとえば、使用者がコマンドとして「音量 増大」または「音量減少」を発声すると、マイクロプロセッサ１４４は対応する 制御信号をライン１５０上で増幅器１２０に向けて出力し、増幅率を増大または 減少させる。 コマンド「変換器Ａ」または「変換器Ｂ」が受信され、そして認識された場合 、マイクロプロセッサ１４４はライン１５２上で電気スイッチ１２８に向けて制 御信号を発行して、適当な変換器１２４または１２６を選択する。 バッテリチェック機能に関しては、使用者にフィードバックが要求される。こ の目的を果たすため、外部セクション１１２は、バッテリ監視装置１５４と、発 振器１５６と、制御ライン１６０によって効果的になる制御ゲート１５８と、ミ クサ１６２を備える。バッテリ監視装置１５４はバッテリ１３６の状態（すなわ ち、バッテリ出力があるしきい値よりも上か下か、あるいは、バッテリ状態を表 す他の基準を使って）を表す出力を生成する。この出力は制御ゲート１５８を制 御するために使用される。特定の周波数にある発振信号が発振器１５６によって 生成され、制御ゲート１５８に与えられる。 「バッテリ」コマンドが受信され、認識されると、マイクロプロセッサ１４４ は、所定の時間の間、ライン１６０上に制御ゲート１５８への出力信号を生成す る。制御信号がライン１６０上にあるその時間の間、もし監視装置１５４がバッ テリの出力が弱くなった、または、作動しなくなったこと示す場合、制御ゲート １５８は発振器１５６の出力がミクサ１６２に伝達されることを許可する。バッ テリ１３６が作動可能である、またはその出力が監視装置１５４によって受け入 れ可能とされる限り、制御ゲート１５８はライン１６０の状態とは無関係に無能 化される。もしバッテリが受け入れ不可能な場合には、ミクサ１６２は発振器１ ５６から出力を受信するとともに、この信号をマイクロフォン１１６からの信号 に重ね合わせる。使用者はこの重ね合わされた信号を聞くとともに、強度、ピッ チ、あるいは他の特徴から、バッテリ１３６がまだ作動可能であるかどうか、交 換が必要かどうかを認識する。この代りとして、バッテリ監視装置１５４を、た とえば周波数または出力振幅を変化させることによって発振器の出力を直接的に 制御するのに使用してもよい。 コマンドは、使用者がさまざまなコマンドを発声することが求められるトレー ニング期間の間に、メモリ１４３に記憶しておくことが好ましい。さまざまな使 用者の声の特徴は固有または特有であるので、コマンド認識モジュール１４０は 、偶発的な会話における他人からの類似ワードを無視しながら、使用者からのコ マンドを認識して、それに応答することが可能である。あるいは、コマンドは、 会話の中で通常には使用されない特定ワード、音節および（または）数になるよ うに選択することが可能である。システムの安全性を増大させるため、特別なコ マンドがモジュール１４０を「目覚めさせる」のに付与される。モジュール１４ ０は、この「ウエークアップ（目覚めよ）」コマンドを最初に受信しなければ、 マイクロフォン１１６からのすべての信号を無視する。 図４に示された実施形態は、外部セクション２１２を有するより発展した装置 ２１０に関する。この装置２１０において、マイクロフォン２１６からの信号は Ａ／Ｄ変換器２７０に与えられ、Ａ／Ｄ変換器２７０の出力はデジタル信号プロ セッサ（ＤＳＰ）２７２に与えられる。信号プロセッサ２７２は、図５に列挙さ れたさまざまな機能を実現することができるようにプログラムされている。これ らの機能は２つの変換、つまり図１と図２に示された変換器２２４と変換器２２ ６の変換を含む。 さらにデジタル信号プロセッサ２７２は、バッテリチェック２５４と発振機能 ２５６ともに、すでに説明されたような使用者によるコマンドを認識するための コマンド認識機能２４０を備える。バッテリチェック２５４はバッテリ２３６を チェックし、必要ならば、発振器２５６を効果的にする。発振器の出力はミクサ ２６２に与えられる。かくして、この実施形態はより洗練されたデジタル信号プ ロセッサに基づいたものであることを除けば、図２と図３において記述された実 施形態と類似する。 さて図６は、蝸牛インプラントのための本発明による他の実施形態を示した図 である。このシステムは音声モジュール３１０と、マイクロフォン３１２と、音 声処理装置３１４と、そしてマイクロプロセッサ３１６とを備える。音声モジュ ール３１０は刺激送出手段３１８に結合されている。 端的に言えば、マイクロフォン３１２は環境音を検出し、それに対応する電気 信号を生成する。マイクロプロセッサ３１６の制御のもとで、これらの信号は音 声処理装置３１４によって処理される。この音声処理装置３１４は、所定のアル ゴリズムに従って「トークン」（“tokens”）と呼ばれる処理された信号を生成 する。その後、図８と図９において以下で詳しく説明されるように、処理された 信号は刺激送出手段３１８に与えられる。 バッテリ及び電源部３３６はモジュールに電力を供給する。全体的に植え込ま れた装置の場合には、バッテリも植え込まれ、皮膚を通じての結合手段によって 充電が可能である。図８のように、全体的に植え込まれない装置の場合には、バ ッテリは外部装置内に収納される。 上述の要素は従来技術においてよく知られたものである。一般的に、音声処理 装置３１４は、反エイリアシングフィルタリング、アナログ／デジタル変換（Ａ ＤＣ）、特徴抽出などの機能を実行する。蝸牛インプラントシステムについては 、たとえば、米国特許第４，５３２，９３０号に開示されている。また、この開 示内容を本明細書の内容の一部とする。 重要なこととして、システムはさらに一つ以上の以下の要素を含む。それらは 、環境センサ３２０、コマンド送受器３２３、コマンド復号器３２４、アナログ ／デジタル変換器３２６、クロック３２８、メッセージソース３３０、そして加 算回路３０３である。図６に示されたメッセージソース３３０は、音声信号を記 録、生成するためのメッセージＲＡＭ３０６と、音声およびトーン・シンセサイ ザ（合成器）３０４から成る。 付加的な成分（これらのいくつかは選択的）を使用して、患者に対して、以前 は当人にとって利用不可能であったさまざまな情報が提供される。こうした情報 で最も単純なものはクロック３２８によって提供される情報である。 このクロックは個別のタイミング装置でよいが、マイクロプロセッサ３１６の ための基本クロック信号を提供するのにも使用されるクロックと同一であること が好ましい。本発明において、クロック３２８は患者に現在時刻を告げることに も使用される。マイクロプロセッサによって、請求時または周期的のいずれかで 要求された際には、クロック３２８は時間をマイクロプロセッサに対して利用可 能なものとさせる。また使用者は、時間チェックをたとえば「ビープ(beeps)」 として知覚することができる。 図６を参照しながら説明すると、ビープはクロックによって正時での生成が可 能であるが、クロックはその時間においてマイクロプロセッサ３１６に合図する 。その後、マイクロプロセッサ３１６はメッセージソース３３０に対して音声シ ンセサイザ３０４を使ってトーンを生成することを要求する。トーンは接続線３ ０２を介して加算回路３０３に与えられ、ここでトーンはマイクロフォン３１２ からの音声信号と組合わされる。組合わされた音声信号は音声処理装置３１４に よって処理され、使用者に伝達される。使用者は通常の聴取情報とともに重ね合 わされたビープとして時間チェックトーンを知覚する。あるいは、ビープ音は、 １５分おき、または他の時間間隔で鳴るトーンの特定系列を持つグランドファー ザ時計のようなスキームに従って生成するこも可能である。 時間チェック機能に関して代替となる実施形態において、メッセージソース３ ３０は、トーンではなく、複数のワードメッセージを生成させるのに使用するこ とが可能である。このときある特定時間に対応して一つのメッセージが生成され る。たとえば、このような一つのメッセージとして「午後１時です」などがある 。「午後…時です」といったワードはメッセージＲＡＭ３０６に記憶される。ク ロック３２８によって示されたときのワードが「１時」といった際には、マイク ロプロセッサ３１６はロックアップテーブルを使ってメッセージを検索して、そ れを音声シンセサイザ３０４によって時間に対して作り出されたワードに挿入し て、「午後１時です」といったワードのつながりを生成する。その後、発話され たメッセージは接続線３０２を介して加算回路３０３に送信され、処理され、使 用者に送られる。 しかしながら、より有効な方法は、予め処理された音声信号ではなく、後で処 理されるデータの“トークン”を記憶かつ合成することである。図７にはその場 合の実施形態が示されている。この実施形態において、メッセージソース３３０ ＡはトークンＲＡＭ３１０Ａとトークンシンセサイザ３０８Ａから成る。トーク ンＲＡＭ３１０Ａはさまざまな“トークン”を記憶するのに使用される。“トー クン”は音声処理装置３１４によって処理されて、ＲＡＭ３１０Ａに記憶された メッセージに対応する。トークンシンセサイザ３０８Ａは単一または頻繁に繰り 返し構成されるフレーズの部分、たとえばトーキング・クロックの部分、を生成 するのに使用される。さらに、図６の加算回路３０３は省略され、外部音声に対 応する“トークン”とメッセージソース３３０Ａからの“トークン”とを組み合 わせるために、レベル調整及びインタリーブ回路３３２が使用される。 こうして、時間チェック機能については、メッセージソース３３０Ａからのメ ッセージは適当な発話された時間チェックメッセージに対応するが、それらのメ ッセージは刺激送出モジュール３１８に直接的に送られることのできる信号から 成る。クロック３２８からのタイミング信号が予め選択された事象に一致したと き、マイクロプロセッサはメッセージソース３３０Ａに知らせて、トークンＲＡ Ｍ３１０Ａまたはトークンシンセサイザ３０８Ａのいずれかから適当なメッセー ジトークンを発行させ、それをレベル調整及びインタリーブ回路３３２に送る。 レベル調整及びインタリーブ回路３３２はメッセージソース３３０Ａからの“ト ークン”を音声処理装置３１４からの“トークン”とインタリーブ（交互配置） して、刺激送出モジュール３１８による刺激のための組み合わされた処理データ を送る。レベル調整及びインタリーブ回路３３２は、使用者が個人的なメッセー ジを聞きながら、それによって中断されることなく会話に参加したり、あるいは ラジオを聞いたりなどすることができるように、メッセージソース３３０Ａから の情報を音声処理装置３１４からの情報と重ね合わせる。その後、組み合わされ た信号は患者の神経に印加される。 もちろん、クロック機能の働きを開始させたり、または停止させたりすること ができるように、そして自身の特別な必要に応じてそれをカスタマイズさせるこ とができるように、患者には制御手段が与えられることが好ましい。一つの実施 形態では、コマンド送受器３２３がこの目的のために提供される。このコマンド 送受器３２３は、たとえば無線送信信号などの信号を生成し、信号はコマンド復 号器３２４によって検出され、マイクロプロセッサの命令を含むデジタル様式に 変換される。コマンド送受器３２３は、患者の要求コマンドのレパートリの範囲 に応じて、一つ以上のキーを有することができる。最も単純なコマンドはオン／ オフのコマンドである。この目的を果たすには、コマンド送受器３２３には、タ イミング機能を開始または停止させるために患者によって操作される（図示され ていない）単一スイッチが与えられる。たとえばメッセージをある特定時に要求 したり、あるいはアラームクロックを設定するなどの、より複雑なコマンドにつ いては、コマンド送受器３２３には以下に説明されるようなキーパッドまたは表 示スクリーンが与えられる。 以上のような装置によって実行し得る他の機能は、さまざまなメッセージおよ び備忘録、電話番号、住所などのデータを記憶かつ選択的に検索することである 。こうした情報は遠隔操作のためのキーパッドを介して入力され、トークンシン セサイザ３０８Ａによって適当に変換された後、メッセージソース３３０または ３３０Ａに記憶される。その後、コマンド送受器３２３によって要求された際に 、患者はこの情報を検索して「聞く」ことができる。 使用者のメッセージを記憶するためにコマンド送受器３２３を使用する例とし て、友人の電話番号を記憶したいとする。使用者はコマンド送受器３２３を使っ てコマンド「メッセージを記録せよ（Record Message）」を入力する。図７では 、このコマンドはコマンド送受器３２３によってコマンド復号器３２４に送信さ れる。コマンド復号器３２４はコマンドを復号化して、マイクロプロセッサ３１ ６に、次のマイクロフォン入力を記憶すべきことを知らせる。マイクロプロセッ サ３１６は音声処理装置３１４から受信したトークンを一時記憶して、それらを メッセージソース３３０Ａに向けてメモランダム・トークンを記録するための命 令とともに送る。 いったん使用者が電話番号を発声し終えると、使用者はコマンド送受器３２３ を使ってコマンド「メッセージ終了(End Message)」を送る。その後、コマンド 復号器３２４はマイクロプロセッサ３１６に対して、コマンドは受信し終ってお り、そのコマンドに作用していることを合図し、マイクロプロセッサ３１６は記 録を停止する。その後、マイクロプロセッサ３１６はメッセージソース３３０ま たは３３０Ａにメッセージ「メッセージは記録された、メッセージのプロンプト を入力せよ（Message Recorded，Enter Message's Prompt）」を発行させる。そ の後、使用者は、電話番号、たとえば「ピータの電話番号」、を使って検索がし たいということを短な文句またはニーモニックでタイプし、さらに命令「プロン プト終了(Prompt Ends)」をタイプする。一旦これがなされれば、使用者は後に 「メッセージを呼び出せ（Recall Message）」とタイプすることによって電話番 号を呼び出した後、コマンド送受器３２３の表示スクリーンを使ってメッセージ のプロンプトを選択すればよい。 患者（または他の人）は、メッセージおよびコマンドをマイクロフォン３１２ を使って入力することもできる。もちろん、この機能については、装置は患者か らのコマンド／データと通常音声とを区別することができなければならない。こ のことはコマンド／データに先立って、コマンド送受器３２３上の一つのキーを 作動させることによって実行可能である。あるいは、コマンド復号器３２４を、 マイクロフォン３１０からコマンド送受器３２３ではなく接続線３０１（図６参 照）を介して受信されたデータを認識するのに使用することができる。マイクロ フォンから送られたあるコード・ワード／フレーズが認識された場合、コマンド 認識装置はマイクロプロセッサに対して、あとに続く音声は、処理すべき、かつ 、メッセージソース３３０、３３０Ａに記憶すべきデータを含んでいることを合 図する。 この他に、コマンド復号器３２４は、音声認識アルゴリズムを組み込んで着用 者の肉声を認識し、それによってさらに環境音とコマンドとを区別して、登録さ れていない人が偶然的にプログラミングすることを回避するようにすることがで きる。この目的を果たすために、コマンド復号器３２４はマイクロフォン３１２ から接続線３１９を介して電気信号を受信し、認識されたコマンドをバス３２４ Ａを介してマイクロプロセッサ３１６に送信する。 使用者のメッセージを記憶するために音声認識システムを使用する例として、 友人の電話番号を記憶したいとする。使用者はコマンド「メッセージを記録せよ （Record Message）」を口に出す。図７では、この発声音はマイクロフォン３１ ２によって変換され、接続線３１９を介してコマンド復号器３２４に送られる。 コマンド復号器３２４はコマンドを認識して、マイクロプロセッサ３１６に対し て、次のマイクロフォン入力は記録しなければならないものであることを知らせ る。マイクロプロセッサ３１６は音声処理装置３１４から受信した“トークン” を一時記憶して、それらをメッセージソース３３０Ａに向けてメモランダム・ト ークンを記録するための命令とともに送る。 使用者が一旦、電話番号を発声し終えると、使用者はコマンド「メッセージ終 了(End Message)」を発声する。その後、コマンド復号器３２４はマイクロプロ セッサ３１６に対して、コマンドを受信し終っており、そのコマンドに作用して いるということを合図し、マイクロプロセッサ３１６は記録を停止する。その後 、マイクロプロセッサ３１６はメッセージソース３３０、３３０Ａにメッセージ 「メッセージは記録された、メッセージのプロンプトを入力せよ（Message Reco rded，Enter Message's Prompt）」を発行させる。その後、使用者は、たとえば 「ピータの電話番号」、によって検索がしたいというフレーズを入力し、ついで 命令「プロンプト終了(Prompt Ends)」を入力する。一旦これがなされれば、使 用者はその後に、「メッセージを呼び出せ（Recall Message）」と発声すること によって電話番号を呼び出すことができる。その後、メッセージソースは使用者 がコマンド「選択せよ（Select）」を発声するまでメッセージプロンプトのリス トを読み出すが、「選択せよ」が発声されると、その時点で選択されたメッセー ジが呼び出されることになる。 他の情報も同様に患者に送信することができる。たとえば、患者の体温を感知 するための温度センサなどのセンサ３２０を提供することができる。こうした機 能を実現するため、患者は、発声するワードによって、またはコマンド送受器３ ２３を介してのいずれかで、温度の読み出しを要求することができる。センサ３ ２０は温度を表すアナログ信号を生成し、その信号はアナログ／デジタル変換器 ３２６に送られる。結果として生じたデジタル信号はマイクロプロセッサ３１６ によって記録される。 その後マイクロプロセッサ３１６は、メッセージソース３３０Ａから適当なメ ッセージを要求して、必要なトークンがレベル調整及びインタリーブ装置３３２ に送られ、次いで患者に刺激を与える刺激送出装置３１８に送られる。（図６の 実施形態では、メッセージが加算回路３０３に提供される。） もちろん、センサ３１８の代りに適当なセンサを使用して他の情報を感知する ようにしてもよい。たとえば、患者の血圧または脈拍を感知することもできる。 さらに、ウオーキングまたはジョギングの距離を測定するためのオドメータなど の他のタイプのセンサも、患者の体調とは直接的に関係しないパラメータを測定 するために使用することができる。 モジュール３１０は内部診断報告も生成するように構成することもできる。た とえば、バッテリレベルが低いというアラームは、バッテリが所定のしきい値を 下回った際にデジタル信号を提供するなんらかの回路と、その信号をマイクロプ ロセッサに向けて発行することによって実現される。 あるいはまた、図７においてすでに記述されたシステムを使用してこうした機 能を実現する便利な方法は、マイクロプロセッサ３１６に周期的にアナログ／デ ジタル変換器３２６に対して、バッテリ及び電源部３３６から電力の読み出しを 要求することである。バッテリの読みが最低限界を下回った場合、マイクロプロ セッサ３１６はメッセージソース３３０Ａから使用者に向けてメッセージ「バッ テリレベルが低い」を送る。 また選択的に、患者がコマンド送受器３２３上のあるキーを押ことにより、ま たは、あるコマンドワードを発声することにより、状態報告を要求するようにす ることもできる。これに応答して、マイクロプロセッサ３１６は、たとえば誤差 率の統計的情報、音量レベル、バッテリレベルなどのシステムの状態をチェック して、メッセージソース３３０Ａを使って患者に報告する。 図８は外部部分３４０と、内部部分または植え込まれた部分３５４から成る実 施形態を示した図である。外部部分３４０は装着可能な音声処理装置の筐体３４ ２を含む。筐体３４２は図６に示されたモジュール３１０のすべての要素とコマ ンド送受器３２３を収める。外部部分３４０はマイクロフォン３４４と誘導送信 コイル３５２も有する。マイクロフォン３４４はマイクロフォン３１２と同一機 能を備え、いわゆる耳後（ビハインドイヤ）マイクロフォンと呼ばれるものとし て与えられる。 この実施形態では、筐体３４２はメッセージスクリーン３４８を含み、複数の キー３５０は図６のコマンド送受器３２３の機能を提供する。患者はキー上でさ まざまな情報またはコマンドを入力し、スクリーン３４８上で、キー３５０で入 力されたデータを監視する。スクリーン３４８は蝸牛インプラントからの他の情 報を同様に表示するものであってよい。筐体３４２はケーブル３５１を使って送 信コイル３５２に接続される。 装置の植え込まれた部分３５４はレシーバ筐体３５６を含む。筐体３５６は受 信コイル３５８を含む。通常の仕方で、ケーブル３６０は筐体３５６から患者の 内耳内に延び、（蝸牛の）基底膜３６４に隣接するように配設された蝸牛電極列 ３６２で終わる。送信コイル３５２と受信コイル３５８の間は誘導結合になって いる。 まとめると、図８の実施形態において、患者はボタン３５０を介してコマンド を送信し、スクリーン３４８上で視覚的に情報を取得し、あるいは、蝸牛電極列 ３６２を介して聴覚知覚的情報を取得することができる。 図９の実施形態は完全に植え込まれた蝸牛インプラント装置３７０を示してい るという点で図８の実施形態とは異っている。装置３７０は内部筐体３７２を含 み、内部筐体３７２はマイクロフォン３７４とＲＦ（無線）コイル３７６を収納 している。ケーブル３６０は筐体３７２から延び、蝸牛電極列３６２で終わって いる。 外部世界とコミュニケーションを行うために、さらに装置は図６、図７のコマ ンド送受器３２３に相当するリモート制御装置３７８を備える。リモート制御装 置３７８はＲＦ信号によってインプラント３７２と連絡を取るためのＲＦコイル ３８０を含む。リモート制御装置３７８はスクリーン３４８とキー３５０も有す る。この実施形態では、患者と蝸牛インプラント装置３７０との間のコミュニケ ーションはＲＦまたは類似手段（たとえばレーダ、超音波など）によって実行す ることが可能である。この実施形態では、モジュール３１０は筐体３７２内部に 位置しており、コマンド送受器３２３はリモート制御装置３７８によって実現さ れる。 もちろん、図８と図９の実施形態はともに図６または図７のいずれかの構成を 使用すれば実現することができる。工業的応用 本発明による装置は蝸牛インプラントの動作を制御するのに用いることができ る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デイリー，クリストファー・ニュートン オーストラリア国、2107 ニュー・サウ ス・ウェールズ、ビルゴラ・プラトー、シ ェリル・クレセント 95

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 聴覚障害を持つ患者を補助するための装置であって、 環境音、音声コマンドを含むコマンド、及び、その他の音声信号を電気信号に 変換するためのマイクロフォンと、 前記電気信号を制御信号に従って処理するための信号処理手段と、 前記信号処理手段により処理された信号を前記患者に向けて送信する送信手段 と、 前記マイクロフォンに結合した、前記音声コマンドを認識するためのコマンド 認識手段とを備え、 前記コマンド認識手段は前記制御信号を生成するように構成したことを特徴と する音声処理制御装置。 ２． 前記信号処理手段は、前記患者のために前記処理された信号の音量を調 節するための音量調節手段を含むとともに、 前記音量調節手段は前記制御信号によって調節することができるように構成し たことを特徴とする請求項１に記載の音声処理制御装置。 ３． 前記信号処理手段は、基準の第１および第２のセットの中から選択され た一つの基準のセットに従って前記電気信号を聴覚刺激信号に変換するための信 号変換手段を含むとともに、 前記制御信号が前記選択された基準を定めることを特徴とする請求項１に記載 の音声処理制御装置。 ４． 前記装置は、 該装置に電力を供給するためのバッテリと、 前記バッテリの状態を監視するためのバッテリ監視手段と、 発振信号を生成するための発振信号生成手段と、 前記バッテリの状態を知らせるために、前記発振信号を前記電気信号の上に重 ね合わせるための信号重ね合わせ手段とをされに備えることを特徴とする請求項 １に記載の音声処理制御装置。 ５． 前記コマンド認識手段は、バッテリ状態コマンドを認識するとともに、 前記バッテリの状態に関するバッテリ状態制御信号を生成し、 前記バッテリ状態制御信号は前記信号重ね合わせ手段を可能にするように構成 したことを特徴とする請求項４に記載の音声処理制御装置。 ６． 聴覚障害を持つ患者を補助するための装置であって、前記患者に装着さ れた外部セクションと前記患者に植え込まれた内部セクションとを備え、 前記外部セクションは、音声信号を受信するとともに該音声信号を受信電気信 号に変換するマイクロフォンと、前記電気信号を刺激信号に処理するための信号 処理手段と、前記刺激信号を前記内部セクションに送信するための送信手段と、 前記外部セクションに電力を供給するためのバッテリと、前記バッテリの状態を 報告するための報告手段とを備え、 前記報告手段は、前記バッテリを監視するための監視手段と、前記バッテリの 状態を表すバッテリ状態信号を生成するための、前記監視手段に結合した信号生 成手段と、前記患者に向けて前記バッテリ状態を示すために前記バッテリ状態信 号と前記刺激信号とを組み合わせるための信号組み合わせ手段とを備えることを 特徴とする音声処理制御装置。 ７． 前記外部セクションは、前記患者からのコマンドを受信するためのコマ ンド受信手段をさらに備え、 前記コマンド受信手段は前記報告手段を起動させるように構成したことを特徴 とする請求項６に記載の音声処理制御装置。 ８． 前記コマンド受信手段は、発声されたコマンドを受信することができる ように構成したことを特徴とする請求項７に記載の音声処理制御装置。 ９． 前記信号処理手段は制御信号に応じて前記電気信号を処理するとともに 、 前記制御信号は、前記患者からのコマンドに応じて前記コマンド受信手段によ って生成されるように構成したことを特徴とする請求項７に記載の音声処理制御 装置。 １０． 前記コマンドは発声されたコマンドであることを特徴とする請求項９ に記載の音声処理制御装置。 １１． 前記信号処理手段は、音量コマンドに応じて前記刺激信号の音量を調 節するための音量制御回路を備えることを特徴とする請求項９に記載の音声処理 制御装置。 １２． 前記信号処理手段は、第１および第２の変換基準の中の一つに従って 前記信号を処理するとともに、前記コマンドに従って前記変換基準を選択するた めの選択手段を含むことを特徴とする請求項９に記載の音声処理制御装置。 １３． 聴覚障害を持つ患者を補助するためのシステムであって、 環境およびコマンド信号を受信して、該信号を電気信号に変換するための信号 変換手段と、 前記電気信号を音声信号とコマンド信号に分離するための信号分離手段と、 前記音声信号を処理して音声刺激信号を生成するための信号処理手段と、 前記コマンド信号に従って前記処理信号を制御するための制御手段と、 前記刺激信号を前記患者の聴覚神経に向けて送信するための送信手段と を備えることを特徴とする補聴システム。 １４． 前記コマンド信号は音声コマンドであることを特徴とする請求項１３ に記載の補聴システム。 １５． 前記制御手段は、前記音声コマンドを認識するためのコマンド認識手 段を含むことを特徴とする請求項１４に記載の補聴システム。 １６． 前記制御手段は、複数のテストワードを記憶するための記憶手段と、 前記テストワードと前記コマンドとを比較して、ある特定のコマンドを前記シス テムの機能と同一視するための比較手段とを備えることを特徴とする請求項１４ に記載の補聴システム。 １７． 前記テストワードは、バッテリチェック機能と音量調節機能の中の一 つを表すワードを含むことを特徴とする請求項１６に記載の補聴システム。 １８． 前記信号処理手段は、第１の基準に基づいて前記音声信号を処理する ための第１のモジュールと、第２の基準に基づいて前記音声信号を変換するため の第２のモジュールとを備え、 前記システムは、前記モジュールの中の一つを選択するためのモジュール選択 手段を備え、 前記モジュール選択手段は前記コマンドの一つによって制御されるように構成 したことを特徴とする請求項１５に記載の補聴システム。 １９． 蝸牛インプラントを植え込まれた聴覚障害を持つ患者を補助するため のシステムであって、 環境音を感知して、それに応じて第１の電気信号を生成するための信号生成手 段と、 前記環境音以外の事象を感知して、それに応じて第２の電気信号を生成するた めの事象手段と、 前記第１および第２の電気信号に対応する処理信号を生成する信号生成手段と 、 前記患者が前記環境音を知覚するとともに前記事象に関する情報を受け取るこ とができるように、前記処理信号を前記患者の聴覚神経に印加させるための刺激 電極と を備えることを特徴とする蝸牛インプラントシステム。 ２０． さらに前記システムは、前記事象の一つに対応する、予め選択された メッセージを記憶するためのメッセージ記憶手段を備え、 前記刺激電極は、前記メッセージに対応する刺激信号を印加するように構成さ れたことを特徴とする請求項１９に記載の蝸牛インプラントシステム。 ２１． 前記メッセージは前記刺激電極で印加するのに適当な処理メッセージ 信号を含むことを特徴とする請求項２０に記載の蝸牛インプラントシステム。 ２２． 前記事象手段は、前記システムの内部状態を判定して該内部状態を表 す信号を生成するための内部センサを備えることを特徴とする請求項１９に記載 の蝸牛インプラントシステム。 ２３． 前記システムは、該システムに電力を供給するための電源をさらに備 え、前記内部センサが該電源を監視するように構成しことを特徴とする請求項２ ２に記載の蝸牛インプラントシステム。 ２４． 前記事象手段は、外部状態を感知して該外部状態を表す信号を生成す るための外部センサを備えることを特徴とする請求項１９に記載の蝸牛インプラ ントシステム。 ２５． 前記外部センサは、前記患者の運動を感知することができるように構 成されていることを特徴とする請求項２４に記載の蝸牛インプラントシステム。 ２６． 前記外部センサは、前記患者による発話を感知するように構成されて いることを特徴とする請求項２４に記載の蝸牛インプラントシステム。 ２７． 前記メッセージ記憶手段は、前記患者による発話に対応する注意（思 い出させるための）メッセージを記憶することを特徴とする請求項２６に記載の 蝸牛インプラントシステム。