基于脑电活动规律的电子耳蜗的联合编码策略研究

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1、东北大学硕士学位论文基于脑电活动规律的电子耳蜗的联合编码策略研究姓名：马文河申请学位级别：硕士专业：生物医学工程指导教师：王旭20040101盖键適算子嘶滤跛sP,语音彳东北太学硕士学位论文摘要基于脑电活动规Lb子耳蜗是种咼精度的1激人耳听神经的电信号。他的出或极度失聪，使聋人听到了声音电子耳蜗的发展经历了50从最开始的单一编码策略到现在mdjfe矗®金極册比風配皿a®皿卓直卑奄毛堀曲也澎褂冉强倉卑電民柜囲伍东北大学硕士学位论文ABSIThestudyof/mP1antBasecEnctCochlearimplantisprocessingtheory,whichca1ltransfe

2、rthtingtheacousticnervextent,itsettlesthesnerearsinjufing,whicmakesthepossibi1itygoftheb1inds・fr3PkQy~t亦00本人声明所呈交的空取得的研究成果除加以彳表或撰写过的研究成果,材料。与我一同工作的同作了明确的说明并表示谢东北人学硕士学位论文绪论第一章绪论1.1电子耳蜗简介当内耳耳蜗的毛细胞受损到很火的程度而引致严重或极度失聪时，就算最具输出能晕的助听器亦术能提供足够的音量刺激听觉神经，因而未能传递足够的讯息到大脑去辨別声音。在这情况｝,人t耳蜗町能是这些听障人士的希望。人工耳蜗又被称为仿生

3、耳蜗，它和助听器的性能完全不同，助听器只可将声音放大传送到巳受损的听觉系统，但人T耳蜗是一精密安全的电子装置，绕过II斥觉系统里坏死的毛细胞，玄接刺激听觉神经，将讯息传递到人脑去…。1.1.1电子耳蜗的理论实现依据电子耳蜗的发展，从产牛到现在也就50多年的时间。最初，科学家们就尝试对耳聋痫人的听觉神经施加电刺激来恢复其听觉，但是在此Z前的儿个世纪来人们一直认为恢复耳聋病人的听力是个不可实现的梦想，笫一•次有关这方面试验的结果也并不乐观。据被测者反映，听到的声音无法理解其内容。但这并没有阻碍研究者继续尝试的科学热情。他们使用不同技术向听神经传递电刺激，经过不懈的努力和研究，对耳聋病人的听

4、觉神经施加电刺激而引发的听觉终于越来越接近正常人的听觉。这种技术不断改进的过程也正是人们対耳蜗的结构和対声音信号接受这-•牛理现彖加深理解的过程。因此，在介绍电子耳蜗的原理Z前我们就不可避免的要介绍〜下耳蜗的结构和正常人是怎样昕到声音的。正常人听觉产牛的机理比较复杂，涉及到牛理学的研究范围，在,F—章中会具体介绍，这里简单地作如下概括：外界的声音振动经鼓膜、三块听小骨传至耳蜗，耳蜗内的淋巴液的振动又引起基底膜的上F行波式移动。基底膜上有很多微小的纤毛细胞，这些毛细胞随基底膜的波动而摆动，机械振动转变为电信号，刺激耳蜗内的听神经，神经兴奋经神经元传至大脑语言屮枢“。。在看了上面简单的介绍

5、声音信号从进入人耳到听到声音这个过程，我们可以想象到造成耳聋的原因也就是在这整个的传导通路屮莱一环节出现了问题，如骨膜损坏，听小骨出现问题。或者药物致使毛细胞受损，以及毛细胞先天性发育不全等。前两个属于听觉传导通路屮某一部分损佩农魏血诩性廿南陶卿删呦蒯佩羯M换尖端鉤備織渝觀附附优耳蜗绕蜗轴盘）魏是加鱷竊能姻勺披困曲他植绸牠侧闔摄燈師魏㈱惋独題恤轴激的为滋数际镰患听蘭听神（从耳蜗的截面看，耳蜗被前庭膜和基底膜分为三部分：前庭阶、蜗管和鼓阶。基底膜从蜗底到蜗顶逐渐变宽，且底部比顶部较硕，其上面的毛细胞与昕神经纤维相连。1960年，G.Yon,gekesy用正弦信号对耳蜗的特性进行了研究.证

6、明了从蜗底到蜗顶，不同部分感受的音频频率是不同的，蜗底感受的频率较高，而蜗顶则感受较低的频率。由此可见，耳蜗可以被简单地认为是一个空间的机械式频率分析器。人工电子耳蜗是对耳蜗特性的一种模仿，依据耳蜗对语音的部位编码原理.将若干个r色极植入耳蜗的鼓阶内，体外的语音信号经处理器处理_1亓产牛相应电极的电刺激脉冲，H接兴奋耳蜗内不同部位电极附近的昕神经，可以使全聋人感受到声音。1,1・2电子耳蜗的组成电子耳蜗实际上是模仿了声音的传导过程，详细过程如下图声音的传导途径：]JJ]卩.11卜人耳声咅传丰程関匸L%rFi911thcptroccssofsoundingcondu牟j这两个卡程电于耳蜗

7、球了两个独立的部分：-¥分是刘丁语咅j号进行gj集处戈》并将信号编码，菽也就是我们常说的体外部分，他实现了人耳的声音采觀分频过程；另一部分就是将编码的信译码，转化成能够刺激听神经的电信号，这部分就完成了正常人体毛细胞实现的功能。体外部分包括语音处理器和连接装置USP出音伯号处理器（采集和处理谄音）音依号©円）图1.2电子耳蜗体外部分结构图Fig・1.2lhe$lruclureofexlcmalcochlearimp1anI縣确鴉締t翊（臓激翩®