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这项技术才是人工耳蜗体外机的核心科技!

(作者:奥地利人工耳蜗   日期:2024年02月03日   加入收藏 )

在整个人工耳蜗系统中,耳蜗外机作为接收和处理声音信号的重要角色,直接影响着使用者最终的聆听体验,当我们在选择一款人工耳蜗时,也会综合考量耳蜗外机的诸多因素, 外观和颜值,可靠性和稳定性、连接性和兼容性等等 ,但其中一项最应优先考虑的关键技术,即人工编码策略,它一直是影响人工耳蜗能否实现自然聆听的核心科技。


如何理解编码策略

人工耳蜗在替代真耳聆听时 ,佩戴在外部的体外机需要先将收集到的声音信号进行编码处理转换成电信号,传输给内部的植入体,植入体解码这些信息将电信号精准刺激到耳蜗的相应部位,最后由听神经发送给大脑的听觉中枢进行处理和理解,让使用者听到声音。


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从这个过程中不难发现,体外机对声音的编码处理是声音从外界通过人工耳蜗最终传递到大脑的第一步, 它在一定程度上影响着大脑最终接收到的声音是什么样子,就像盖一座好房子需要先打好地基一样。好的编码策略就是人工耳蜗自然聆听的基础,不同的编码策略会呈现出不同的聆听效果。


在人工耳蜗发展的几十年历程中,编码技术也在不断进步,从最初的声音特征提取到现在的精细结构提取,每一个阶段的技术变革都带来了聆听感受的重大飞跃!


编码策略发展的四个阶段


最初的编码策略为“特征编码”(MPEAK/F0等),主要提取声音突出的特征,丢失的声信号多,无法满足基本沟通需求。


第二代“波峰提取”编码策略(ACE、SPEAK等)主要提取声音的幅度信息,对言语感知有了一定程度提高,但无法满足精细辨听的需要。


第三代“包络策略”(CIS、HiRes系列等)提取声音的轮廓信息,对言语信号的处理有了质的飞跃,并具有一定音调识别能力。但各个频率段电极的刺激速率相同,对低频声信号的采集编码不足,进而影响音调和音乐的感知。


第四代“精细结构”编码策略(FSP、FS4-P等)基于不同频率分配更为确切的刺激速率。不仅提取言语的包络信号,还有低频时域精细结构信息,大大提高了人工耳蜗使用者的音调感知能力,同时改善了复杂环境下的言语理解力,提高了音乐聆听的愉悦度,能更大程度满足患者不断提高的挑战性聆听需要。


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奥地利人工耳蜗目前采用的就是更新的第四代精细结构编码策略,信号处理更接近自然听觉。


包络结构+精细结构,让声音有轮廓更有细节。


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   精细结构编码策略如何处理声音信号? 


声音的音质具有两个关键要素:响度和频率,而决定人工耳蜗音质的也是响度和频率。

 

精细结构编码策略更好的做到了对声音的这两大关键要素的自然处理。


①更自然的响度压缩比


响度压缩比,即为了让耳蜗佩戴者在不同的声音环境下,获得更自然更舒适的响度感知。通过体外机的压缩技术,来实现小声听的更清楚,大声听的更舒适, 同时对那些突发高声噪音调节到更小,以避免不舒适。 

 

为了实现更自然的响度感知,MED-EL 人工耳蜗采用了3:1的自然压缩比,旨在匹配基底膜的自然压缩比,这意味着言语声和音乐声会更容易识别,也确保了使用者在不同的环境下都可以听到更舒适更自然的声音。

 

②更精准的频率刺激


声音的频率特征是声音的重要属性,它决定了声音的高低、音调和音质。

 

耳蜗从底转到顶转也是高频、中频、低频的频率分布,只有当具有频率特异性的声音通过编码策略的处理,变成不同的频率信号分配到耳蜗内相对应的频率位置,最终才能让使用者听到自然的声音。

 

如果把耳蜗内部比喻成一架钢琴,精细结构编码策略就像是一张工整清晰的乐谱,它可以将声音分解为不同的音符,有低频,有中频,有高频,让每个音符都落在相应的琴键上,最终呈现出一首完整动听的曲子。

 

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精细结构编码策略可以实现精准的频率刺激是因为它可以通过对脉冲速度的精准控制,来实现时间和空间的双维编码。


精细结构编码策略有250个频谱通道,同步刺激,重现了正常听力的自然时间编码;精细结构编码策略各通道不再使用相同的刺激速率,它可以为信息量更丰富的低频分配更高的采样速率,获取更完整的信息,同时让刺激速率与输入信号速率保持一致,从而呈现声音原本的频率,又因为MED-EL的全覆盖电极可以完整覆盖耳蜗的高中低频,因此使用者可以听到全频谱的自然的声音呈现 。


  精细结构编码策略有低频、有细节  


对于人工耳蜗使用者来说,低频聆听非常重要,低频聆听,可以呈现语言的浑厚饱满,可以呈现音乐的丰富旋律,而精细结构编码策略提供了70-10000Hz的更宽频谱范围,可采集低至70Hz的声音频率, 让人工耳蜗使用者们拥有更接近正常耳的听觉。显著提高音调(如汉语四声)的识别能力,更好的欣赏和聆听音乐,同时增强改善噪声下的言语识别能力, 更好的改善声音质量,聆听更细腻 ,拥有更佳的声源定位能力。


精细结构编码策略,让使用者更好的享受音乐,学习乐器和舞蹈! 


不仅是编码策略,在人工耳蜗科技不断发展的过程中,每一次产品更新迭代的背后都是研发人员们一直秉承和坚持的“科技以人为本”的核心理念。“耳蜗从分体机到一体机,无论是佩戴方式和充电方式等诸多方面都为用户带来了更佳的使用体验;耳蜗外机的智能物联设计,可以通过手机APP便捷操控处理器;包括耳蜗外机蓝牙连接这样小小的技术点, 研发人员们都会深思熟虑综合考量各种因素,既不让内置蓝牙增加体外机电池负担,影响聆听,同时又保证了蓝牙聆听的舒适性和便捷性!”


最后小编想说,一款优秀的人工耳蜗总是颜值与实力兼具,让使用者拥有自然聆听效果的同时也拥有更舒适的佩戴体验,享受真正的畅听人生!


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