(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
聴覚人工器官のデジタル入力信号を所定の信号処理アルゴリズムによって処理し、処理された聴覚人工器官出力信号を生成し、
聴覚人工器官の少なくとも１つの聴覚人工器官変数の値を、デジタル入力信号から引き出された入力信号データと共にデータスペースにログする工程からなる、聴覚人工器官にデータを記録する方法。
【請求項２】
データスペースが不揮発性データスペースである請求項１記載の方法。
【請求項３】
聴覚人工器官変数の値と入力信号データの少なくとも一方を監視し、監視された聴覚人工器官変数の値および監視された入力信号データを、聴覚人工器官変数の値用の所定変数基準および入力信号データ用の所定変数基準とそれぞれ比較し、各所定変数基準の少なくとも一方が合致したときに聴覚人工器官変数の値と入力信号データをログする工程をさらに備える請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
聴覚人工器官変数の値を監視し、
聴覚人工器官変数の値を所定の変数基準と比較し、
所定の変数基準が合致したとき、聴覚人工器官変数の値と入力信号データをログする工程をさらに備える請求項１又は２記載の方法。
【請求項５】
入力信号データを監視し、
入力信号データを所定の信号基準と比較し、
所定の信号基準が合致したとき、聴覚人工器官変数の値と入力信号データをログする工程をさらに備える請求項１又は２に記載の方法。
【請求項６】
所定の可変基準又は所定の信号基準によって、聴覚人工器官の変数の値と入力信号データの記録期間が制御される請求項３〜５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
聴覚人工器官の変数の値と入力信号の記録は、0.1〜60秒又は１〜30秒、さらに好ましくは２〜10秒の期間にわたって実行される請求項３〜５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項８】
聴覚人工器官の変数の値と入力信号のデータは、所定の信号基準および／又は所定の変数基準が合致する時以降でログされる請求項６又は７記載の方法。
【請求項９】
所定の変数基準および／又は所定の信号基準は、それぞれ聴覚人工器官の変数の値と入力信号のデータとをログする工程を始動および終了するための制限値を備える請求項７又は８記載の方法。
【請求項１０】
聴覚人工器官の変数の値と入力信号のデータは、クロック発振器の信号に基づいて共通の時間軸で記録される請求項１〜９のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１１】
聴覚人工器官の変数は、所定の信号処理アルゴリズムのパラメータ又は、プログラム選択スイッチやマイクロホン／テレコイル選択スイッチのようなユーザ制御可能アクチュエータの状態／値を備える請求項１〜１０のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１２】
所定の信号処理アルゴリズムは、適応フィードバック取消しアルゴリズムおよび／又は複数バンドダイナミックレンジ圧縮アルゴリズムからなる請求項１〜１１のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１３】
入力信号データは、デジタル入力信号自体、デジタル入力信号の長期平均スペクトル、最高および／または最小スペクトル、平均または最高瞬間入力の音圧レベルおよび振幅分布統計値の少なくとも一つを含むデジタル入力信号および／又はデジタル入力信号のスペクトル状および／又は時間的特徴を備える請求項１〜１２のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１４】
入力信号データは、デジタル入力信号に線型予測符号化および／又は高速フーリエ変換および／又は離散フーリエ変換および／又はケプストラル変換を施すことにより、デジタル入力信号から引き出される線型予測符号化パラメータおよび／又は高速フーリエ変換パラメータおよび／又は離散フーリエ変換パラメータおよび／又はケプストラルパラメータからなる請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
第１プロセッサとデータスペースとを備え、第１プロセッサが、所定の信号処理アルゴリズムによって聴覚人工器官デジタル入力信号を処理し、処理された聴覚人工器官出力信号を生成し、かつ、聴覚人工器官の少なくとも１つの聴覚人工器官変数の値を、デジタル入力信号から引き出された入力信号データと共にデータスペースにログするように適応される聴覚人工器官。
【請求項１６】
前記データスペースが不揮発性データスペースである請求項１５記載の聴覚人工器官。
【請求項１７】
前記プロセッサが、聴覚人工器官変数の値と入力信号データの少なくとも一方を監視し、監視された聴覚人工器官変数の値および監視された入力信号データを、聴覚人工器官変数の値用の所定変数基準および入力信号データ用の所定変数基準とそれぞれ比較し、各所定変数基準の少なくとも一方が一致したときに聴覚人工器官変数の値と入力信号データをログするように適応される請求項１５又は１６記載の聴覚人工器官。
【請求項１８】
前記プロセッサが、聴覚人工器官変数の値を監視し、聴覚人工器官変数の値を所定の変数基準と比較し、所定の変数基準が合致したとき、聴覚人工器官変数の値と入力信号データをデータスペースにログするように適応される請求項１５又は１６記載の聴覚人工器官。
【請求項１９】
前記プロセッサが、入力信号データを監視し、入力信号データを所定の信号基準と比較し、所定の信号基準が合致したとき、聴覚人工器官変数の値と入力信号データをデータスペースにログするようにさらに適応される請求項１５又は１６に記載の聴覚人工器官。
【請求項２０】
前記プロセッサが請求項６〜１４のいずれか１つに記載の方法を行うようにさらに適応される請求項１５記載の聴覚人工器官。
【請求項２１】
前記プロセッサは、デジタル信号プロセッサおよび／又はマイクロプロセッサからなる請求項１５〜２０のいずれか１つに記載の聴覚人工器官。
【請求項２２】
前記デジタル信号プロセッサは、ソフトウェアプログラマブルデジタル信号プロセッサからなる請求項２１記載の聴覚人工器官。
【請求項２３】
デジタル信号プロセッサおよび／又はマイクロプロセッサに請求項１〜１４のいずれか１つに記載の方法を実行させるための実行可能なプログラム指令を含むコンピュータプログラム。
【請求項２４】
請求項２３記載のコンピュータプログラムを備えた、ＣＤ−ＲＯＭ，フロッピー（登録商標）ディスク，ハードディスクドライブ又は固体メモリ素子のようなデータ担体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、聴覚人工器官に関連する1つ以上の変数の値と組み合わせて聴覚人工器官の入力信号データをログまたは記録する方法に関する。聴覚人工器官の変数は、その人工器官に装着され使用者が制御可能な単一またはいくつかのアクチュエータの論理状態および/または人工器官内で実行される所定のデジタル式信号処理アルゴリズムのアルゴリズムパラメータの値からなってもよい。
【０００２】
【従来の技術】
聴覚人工器官を正常に使用する際、聴覚人工器官の動作および性能をモニターすることが一般的に望ましい。これは、使用中に聴覚人工器官の動作および性能に関する様々な種類のデータをログまたは記録することによって行うことができる。
【０００３】
データロギング能力を有する聴覚人工器官としては、データロギング回路を含む多重プログラムをデジタル式にプログラム可能な聴覚人工器官の形態のものが知られている。このデータロギング回路は、異なるプリセットリスニングプログラムの変更または異なる信号処理手順の変更等の使用者が選択したイベントの履歴を記録するのに使用される。さらに、これらのプリセットリスニングプログラムの各使用期間は、データロギング回路で記録することができる（例えば、特許文献1参照）。
【０００４】
さらに、聴覚人工器官の使用が望ましい環境の物理的性質または心理的性質を特徴付ける統計データが回収されるデータロギング能力を有する聴覚人工器官も知られている。データは、着用者が聴覚人工器官をここでは、初めて使用する前か、または聴覚人工器官を正常に使用する期間中に回収される（例えば、特許文献2参照）。
【０００５】
【特許文献１】
米国特許第4,972,487号
【特許文献２】
WO 01/54456
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、データロギング能力を有する従来の聴覚人工器官は、その機能性が十分とは言えず、改良の余地が見られる。この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、プリセットプログラムの選択、音量調節および/または所定のデジタル信号処理アルゴリズムのアルゴリズムパラメータの値および状態等の聴覚人工器官の変数と組み合わせて入力信号データを記録することにより、その機能性を向上させることが可能な補聴器のデータ記録方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、聴覚人工器官内のデータを記録する方法に関する。この方法は、所定の信号処理アルゴリズムに従ってデジタル入力信号を処理して、処理された出力信号を生成し、聴覚人工器官の変数の値および入力信号データをデータスペースに記録する工程からなる。
好ましくは、データスペースは、停電で記録済データが破壊されないように、例えば、記録済データを破損せずに電池交換が可能な不揮発性データスペースである。
【０００８】
本発明の聴覚人工器官は、外耳(BTE)型、内耳(ITE)型、中耳(ITC)型またはCIC型の聴覚人工器官、もしくは移植蝸牛型聴覚器官として具体化することができる。
本発明によるデータ記録法は、信号処理アルゴリズムおよび/またはユーザーインターフェイス制御動作もしくは聴覚人工器官内の望ましくない他のイベント（事象）の異常または最適状態に及ばない動作条件を検出するための器具を提供することで、誤差トラッキングおよび性能の最適化を助ける。一例として、聴覚人工器官の変数と入力信号データの両方を記録することによって、入力信号データ内の1つ以上の所定の信号イベントの相互関係およびそれから引き出される聴覚人工器官の動作への影響を特定して追跡することができる。
【０００９】
したがって、本発明は、オフライン試験手順で、研究者、聴覚訓練士、研究開発員達が聴覚人工器官の動作の過去の履歴を分析可能な強力な器具を彼らに提供する。ログ済データは、聴覚人工器官からデータコミュニケーションインターフェイス、例えば、工業規格シリアルデータインターフェイス等を介してホストコンピュータに読み出すことができる。ログ済データから推論されるであろう結論は、例えば、聴覚人工器官の所定の信号処理アルゴリズムの特定部分の特性を調整することによって聴覚人工器官の性能を向上させるためや、今後の製品世代の様々な性能面を向上させるために利用することができる。
【００１０】
所定の信号処理アルゴリズムは、例えば、適応フィードバックの取り消し、多帯域ダイナミックレンジの圧縮、雑音の低減、ビーム形成等の1つ以上の信号処理機能を含んでもよい。聴覚人工器官のデジタル信号プロセッサのような信号プロセッサは、所定の信号処理アルゴリズムを実行するために適用できる。
【００１１】
聴覚人工器官の変数は、所定の信号処理アルゴリズムの1つ以上のアルゴリズムパラメータのそれぞれの値または状態を含んでもよい。
その上またはその代わりに、聴覚人工器官の変数は、聴覚人工器官のユーザーおよび/またはホストインターフェイスに関するデータを表す制御データを含んでもよい。
【００１２】
制御データは、例えば、プリセットプログラムセレクター、音量調節器、入力信号ソースセレクター、シリアルインターフェイスのコミュニケーションインターフェイス、低バッテリ検出器等の様々な機能に関連することができる。
入力信号データはデジタル入力信号から引き出される。デジタル入力信号は、聴覚人工器官の1つ以上のマイクロホン信号および/またはテレコイル（telecoil）信号から引き出すことができる。したがって、デジタル入力信号は、例えば、一対の無指向性マイクロホンから引き出される一対のマイクロホン信号にビーム形成アルゴリズムを適用することによって生じる指向性マイクロホン信号に基づくことができる。入力信号データは、使用者が日常行動をする様々な聴覚環境またはリスニング環境をそういうものとして特徴付けることができる。
【００１３】
入力信号データは、デジタル入力信号自体および/またはそれから選択されたある一定のセグメントから構成することができる。しかし、処理されていない、つまり「未処理」状態のデジタル入力信号は、頻繁に格納すべきデータが大量なため、データを圧縮した形で記録することが好ましい。入力信号データは、デジタル入力信号またはそのセグメントから引き出される線形予測符号化パラメータおよび/またはFFT/DFTパラメータおよび/またはケプストラル（cepstral）パラメータ等のデジタル入力信号またはそのセグメントのスペクトル特性および/または時間的特性を含んでもよい。入力信号データは、例えば、デジタル入力信号の長期の平均スペクトル、最高および/または最小スペクトル、平均または最高瞬間入力の音圧レベル、振幅分布統計値等の前述されるデジタル入力信号のスペクトル特性および/または時間的特性の統計的基準を含んでもよい。
【００１４】
不揮発性データスペースは、例えば、集積信号プロセッサ、抵抗器、蓄電器等の他の電子部品も保持できるプリント回路基板またはハイブリッド基板上に設置される別々のEEPROMまたはフラッシュメモリ装置の形態で、聴覚人工器官内に配置することが好ましい。別の選択肢として、不揮発性データスペースは、通常の集積回路またはチップ上の信号プロセッサと共に集積されてもよい。
【００１５】
さらに別の選択肢として、不揮発性データスペースは、有線または無線コミュニケーション経路を介して聴覚人工器官に機能的に連結される関連装置内に配置される。関連装置は、パーソナルコンピュータまたは携帯型遠隔制御装置、もしくはさらに別の関連した聴覚人工器官により構成することができる。そのような関連聴覚人工器官は両耳聴覚人工器官システムの他の半分を形成することができる。
【００１６】
本発明の使用に適した低電圧EEPROMおよびフラッシュメモリ装置のいくつかの種類は、登録商標Atmelのようなメーカーから入手可能である。不揮発性データスペースは、IICまたはSPI等の標準化シリアルデータインターフェイスプロトコルによって、例えば、専用または工業規格型のデジタル信号プロセッサのようなプロセッサに接続されるようになっていることが好ましい。不揮発性データスペースへのデータの書き込みは、出願人の同時係属出願である米国特許出願第10/007,823号に記載されるエラー保護データ格納技術に基づくのが好ましい。
【００１７】
さらに、多くのEEPROMおよびフラッシュメモリ装置は、例えば、10,000、100,000または1000,000書き込みサイクルのような限定数の書き込みサイクルを持続することができる。したがって、中間記録工程を本発明のデータ記録法に組み込むことが有利かもしれない。中間記録工程では、聴覚人工器官の変数の値および入力信号データは、プロセッサの揮発性記憶装置、例えば、データRAMまたはレジスターファイルに介在的に記録される。聴覚人工器官の変数の値および入力信号データは、比較的頻繁な速度で揮発性記憶装置に介在的に記録される。特別な用途に依っては、記録速度は、1秒当たり1回のように毎秒0.1〜10回の間から選択することができる。続いて、中間データは、実質的に頻繁でない速度、例えば、1〜30分、より好ましく5〜10分の速度で不揮発性データスペースに書き込みかつ格納することができる。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態によれば、方法は、聴覚人工器官の変数の値をモニターし、それを所定の変数基準と比較し、所定の変数の基準が一致した時に聴覚人工器官の変数の値と入力信号データを記録する工程をさらに含む。
【００１９】
所定の変数基準は、聴覚人工器官のユーザーインターフェイスに関連する所定の信号イベントに関係することができる。これらの所定の信号イベントは、プリセットリスニングプログラムのユーザー制御による変更またはパワーダウンモードの起動等のイベントを意味することができる。検出されたプリセットプログラムの変更に対応して、聴覚人工器官の変数の値および入力信号データは所定の期間記録することができる。これは、使用者が別のプリセットプログラムに変更すると決めた時に、使用者の聴覚環境を特徴付けて、特に聴覚環境を変更する情報を記録するために興味深いことである。
【００２０】
所定の変数基準は、所定の信号処理アルゴリズムのある一定の信号イベントに関連することができる。一例として、所定の信号処理アルゴリズムは、聴覚人工器官の物理的に外付けされたフィードバックパスを形作り、フィードバック信号を取り消すために適応フィルタを使用する適応フィードバックの取り消しアルゴリズムを含んでもよい。使用者の日常生活でログされる適応フィードバックの取り消しアルゴリズムの実質的な性能データは、研究開発にとって非常に有用である。それは、実験条件下でそのような適応フィードバックの取り消しアルゴリズムを適切に模擬し、試験することは困難であると証明されているためである。したがって、所定の変数基準とは、適応フィルタのフィルタ係数に対して所定基準が一旦一致すれば、フィルタ係数と入力信号データは不揮発性データスペースに記録されることである。この状況における関連信号イベントは、フィルタ係数の合計、第1ノルム、第2ノルム等が目的値に達してもよい。目的値は、適応フィードバックの取り消しアルゴリズムが動作の異常または最適状態に及ばない領域に入った場合に限り達すると知られているアプリオリの値にうまい具合に設定することができる。これらの条件下で入力信号データと共にフィルタ係数の値を記録することによって、適応フィードバックの取り消しアルゴリズムを不正に働かせて、最適状態に及ばない働きがどのくらい持続するかについて聴覚信号の種類を特定して分析することが可能である。例えば、雑音の低減アルゴリズム、自動利得制御アルゴリズムのように聴覚人工器官においてアクティブであって、信号処理アルゴリズムに対しそれぞれ所定の変数基準を含む、付加的または選択的な信号処理アルゴリズムの他の適切な変数をモニターすることで対応する利点を自然に得ることができる。
【００２１】
最後に、本発明の方法は、複数の所定の変数基準を含んでもよい。そのうちの1つ以上の基準は所定の信号処理アルゴリズムの信号イベントに関するのに対し、他の基準は聴覚人工器官のユーザーインターフェイスに関連する信号イベントに関する。
【００２２】
本発明の方法論は、入力信号データをモニターし、入力信号データを所定の信号基準と比較して、所定の信号基準が一致した時に聴覚人工器官の変数の値と入力信号データを記録する工程をさらに含んでもよい。本発明のこの実施形態によれば、所定の信号基準は、聴覚人工器官の変数の値と入力信号データのログをトリガーするのに望ましいある所定の信号の特性に関連することができる。一例として、入力信号データは、聴覚人工器官マイクロホンによって与えられるデジタル入力信号から引き出され、以下の所定の信号特性の1つ以上はデータロギングを始動することができる。その特性とは、音圧スペクトルおよび/または時間パターンが所定基準を満たすこと、1つ以上の周波数帯の最高音圧レベルが所定の目的値に達すること、平均の広帯域音圧レベルが所定の目的値に達すること、帯域幅が目的値よりも低くなること等である。
【００２３】
信号駆動データロギング法は、所定の信号処理アルゴリズム、ある特定の信号処理モジュールまたはサブルーチンの動作に影響を及ぼすある種類の入力信号データを調べるのを助ける情報を提供することができる。信号駆動データロギング法はまた、入力信号データの特性と聴覚人工器官使用者のプリセットリスニングプログラムの選択との関係およびプリセットリスニングプログラム間の変更に関する変数情報も提供することができる。
【００２４】
以下のように、聴覚人工器官の変数と所定の変数基準との一致または入力信号データと所定の信号基準との一致は、「トリガーイベント」と呼ばれる。
所定の変数基準および所定の信号基準は、聴覚人工器官の変数の値と入力信号データのそれぞれの記録期間を調節することができる。変数および/または信号基準は、開始および停止値の組を含んでもよい。開始値が変数および/または信号基準に達したとき、聴覚人工器官の変数の値と入力信号データのロギングが始まり、対応する停止値が変数および/または信号基準に達するまで続く。本発明のその実施形態によれば、入力信号データおよび/または聴覚人工器官の変数の値の特性は、データログが行われる期間を決定する。
【００２５】
代わりに、聴覚人工器官の変数の値と入力信号データの記録またはロギングは、検出されたトリガーイベントに応じて所定の記録の期間行うことができる。そのような記録期間は、当該の特別な種類の聴覚人工器官の変数に関する時定数に当然左右される。記録期間は、好ましくは、0.1〜60秒または1〜30秒、より好ましくは2〜10秒である。
【００２６】
イベント駆動データロギングでは、関連したトリガーイベントの前後に入力信号データと聴覚人工器官の変数の値を記録することは非常に有用である。所定の変数基準が手動式プリセットプログラムの変更に関係するならば、プリセットプログラムの変更が行われる前後に聴覚環境を特徴付ける入力信号データを記録することができる。これにより、例えば、使用者の聴覚環境の急な変更と使用者のプリセットプログラムの選択および/または音量調節の操作等との関係を築くための記録済入力信号データを分析することが可能になる。従って、本発明の好ましい実施形態において、聴覚人工器官の変数の値と入力信号データは、トリガーイベントの前後にログまたは記録され、記録期間はトリガーイベントあたりで対称的または非対称的に定めることが可能である。
【００２７】
聴覚人工器官の変数の値と入力信号データは、トリガーイベントと入力信号データの特性との関係をより容易に明確にさせるために共通の時間軸について記録することが好ましい。共通の時間軸は、聴覚人工器官の変数の値と入力信号データを有するタイムスタンプの各組を関連付けることによって確立することができる。タイムスタンプは、プロセッサをクロック制御するのに使用されるクロック発振器の信号に基づく各同値により表すことができるので好都合である。同値は、プロセッサ関連汎用レジスターまたはデータRAM領域から読み出すことができる。
【００２８】
本発明の第2の観点は、前記方法のいずれかに従ったある1つの方法を行うようになっているプロセッサを備える聴覚人工器官に関する。プロセッサは、デジタル信号プロセッサ（DSP）を備えることが好ましい。DSPは、所定の信号処理アルゴリズムを行うのに適応した結線接合構造または固定構造であってもよい。代わりに、DSPは予め格納したソフトウェアプログラムに従って所定の信号処理アルゴリズムを行うようになっているプログラム可能な専用装置または工業規格装置により構成されてもよい。プロセッサはDSPの他にマイクロプロセッサを備えていてもよい。マイクロプロセッサは工業規格型プロセッサであるのが好ましい。マイクロプロセッサは、聴覚人工器官の前記データロギング方法の1つ以上の工程を行うようにすることができる。
【００２９】
本発明の第3の観点は、聴覚人工器官のデータを記録する前記方法のいずれかに従って、デジタル信号プロセッサおよび/またはマイクロプロセッサにある1つの方法を実行させるために実行可能なプログラム指令を有するコンピュータプログラムに関する。実行可能なプログラムの指令は、コード互換DSPおよび/またはマイクロプロセッサにロードした時に、DSP、マイクロプロセッサまたはそれらを組み合わせたものを本発明の方法のいずれかを実行するようにすることが可能などんな種類の指令であってもよい。従って、実行可能なプログラムの指令は、例えば、モトローラ社製のDSP56型装置またはテキサスインスツルメント社製のC54型装置等の市販のDSPと互換性のある実行可能なプログラム指令もしくは専用DSP用に設計された実行可能なプログラム指令を含んでもよい。
前記の実行可能なフォーマットの代替として、コンピュータプログラムは、実行可能なプログラムに収集可能な対応ソースコードで表すことができる。
【００３０】
本発明の第4の観点は、前述される実行可能なフォーマットおよび/またはソースコードフォーマットのコンピュータプログラムを備えた、例えば、CD-ROM、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクドライブまたは固体記憶装置等のデータ記憶媒体に関する。
ソフトウェアプログラム可能なDSPベースの聴覚人工器官の形態である本発明の好ましい実施形態は、図面を参照して以下に述べる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の手動制御可能なプリセットプログラムセレクタを備える聴覚人工器官のブロック図である。聴覚人工器官は、聴覚人工器官の変数の値および入力信号データを聴覚人工器官のEEPROM装置１４の形の不揮発性メモリ内に格納するように構成されたデータ記録手段を備える。
【００３２】
２つの無指向性マイクロホン２aを使用することによって、聴覚人工器官を使用者の好みに応じて全方向モードと指向モードの両方で操作できるようになっている。図1のブロック図において、一般的な聴覚人工器官用の２つのマイクロホン２a, ２aはそれぞれ、各音響信号を受信し、それらをそれぞれ電気入力信号に変換するようになっている。電気入力信号は、消費電力の低い、好ましくは同期的に作動するシグマ−デルタ型の各アナログ−デジタルコンバータ４に送られる。聴覚人工器官１が全方向モードで作動する時、アナログ−デジタルコンバータのうち一方だけは作動する必要があるが、他方は節電のため停止できる。各低電力アナログ−デジタルコンバータ４は、入力信号を約1MHzでサンプリングし、続いてデシメーションを行い、インターフェイスバス５上にマイクロホン２aの各アナログマイクロホン信号を表すそれぞれのデジタル入力信号を生成するようになっている。単一の１.３ボルト亜鉛−空気電池２０は、端子１９と抵抗Rを介して聴覚人工器官１の全回路およびトランスデューサに電池電圧を供給し、聴覚人工器官１全体の電源として働く。誘導コイルつまりテレコイル２bは、使用者がワイヤループから磁気的に結合された入力信号を選択して聞けるよう聴覚人工器官にさらに設けられる。
【００３３】
デジタル信号は、インターフェイスバス５を通って信号プロセッサ６に伝達され、信号プロセッサ６は専用のデジタル信号プロセッサ/CPU７ならびに共通の集積回路に配置されたデータRAM１１、データおよびプログラムROM８、プログラムRAM１０およびデジタルアナログコンバータ (D/A) １２を含む関連ハードウェア資源を備える。すべてのハードウェア資源は、供給電圧が少なくとも１．０ボルトでも、非常に低い消費電力で確実に作動するよう、専用に設計されている。デジタル信号プロセッサ(DSP)７はプログラムRAM１０から実行されるあらかじめ格納されたソフトウェアプログラムに応じて、インターフェイスバス５を介して与えられるデジタル信号を受信し、処理するようになっている。このソフトウェアプログラムは、個々の患者の聴力損失に対して設定されたパラメータに応じてマルチバンドダイナミックレンジを圧縮するように適用される、所定のデジタル信号処理アルゴリズムからなる。また、予め格納されたソフトウェアプログラムはまた、種々のユーザーインターフェイス機能を実施する制御データサブルーチンまたはソフトウェアモジュールと、聴覚人工器官の変数および入力信号データをEEPROM装置１４に記録するデータロギングソフトウェアモジュールとを含む。このデータロギングサブルーチンは、図２のフローチャートを参照して以下に詳細に説明される。
【００３４】
制御データソフトウェアモジュールは、DSP読み出し可能デジタル入力ポート９に接続された、使用者が操作可能なプリセットプログラム選択スイッチ２１を操作する。聴覚人工器官の使用者は、プログラム選択スイッチ２１を作動させることにより、予め格納された3つの異なるプリセットプログラムから、無指向性マイクロホン入力、指向性マイクロホン入力またはテレコイル入力を有するプリセットプログラムを選択することができる。
【００３５】
DSP７は、所定のデジタル信号処理アルゴリズムによって、処理された出力信号をデジタルアナログコンバータ(D/Aコンバータ)１２に対して生成し、処理された出力信号の連続する１６ビットのサンプルを対応するパルス幅変調(PWM)出力信号に変換し、それを通常のレシーバーまたはスピーカ１３の端子対の両端に直接与える。その結果、PWM出力信号は、聴覚人工器官使用者の鼓膜に伝達可能な音響出力信号に変換される。
【００３６】
信号プロセッサ６に部分的に組み込まれるLC方式のマスタークロック発生器(図示せず)は、DSP７用のマスタークロック信号を生成する。DSP７は、このマスタークロック信号により直接クロック制御されるか、もしくはマスタークロック信号を倍増または分割したものによりクロック制御されてもよい。マスタークロック信号は２〜８MHzの周波数を有することができる。
【００３７】
予め格納されたソフトウェアプログラムは、好ましくは工業規格のハイプロ(Hi−Pro)装置の形で与えられる、ホストプログラミングシステム１６からインターフェイスボックス１５を介して、二方向性シリアルインターフェイス１７および１８を通り、最初の試着期間中に、聴覚人工器官内のEEPROM１４へとロードされる。一方、予め格納されたソフトウェアプログラムは、聴覚人工器官の製造中にEEPROM１４にロードされてもよく、特定のパラメータ値は、患者の特定の要求に基づいて試着期間中に供給されてもよい。したがって、EEPROM１４は電池２０からの電圧供給がなくても、予め格納されたソフトウェアプログラムを永久的に保持することが可能である。
【００３８】
データをログするため、聴覚人工器官の正常動作中に、すなわち聴覚人工器官が使用者の耳の中または後ろで作動してホストコンピュータ１６に接続不能な時、DSPはEEPROM１４に種々のデータを記録または書き込むようになっている。聴覚人工器官は一体型のマイクロコントローラを備えてもよく、そのマイクロコントローラは、ログされたデータをEEPROM１４に書き込む作業をDSPに全面的または部分的に代わって行い、従って、DSPの計算資源を除去するようになっている。
【００３９】
図２と図３は、多数のアドバンスドデータロギング(ADL)ソフトウェアモジュールが聴覚人工器官におけるそれぞれのデータのモニタリングおよび記録作業に関連している本発明の好ましい実施態様の説明図を示す。モジュールスケジュラー１００は、それぞれの所定のインターフェイスおよびプロトコルを介して、各ADLモジュールへとデータを連続的に読み出し/書き込みするようになっている。モジュールスケジュラー１００は、ソフトウェアベースのステートマシーンの形で実装され、DSP７のプログラムRAM１０(図１)から与えられる。
【００４０】
モジュールスケジュラー１００とは別に、DSP７の操作システムは、直列EEPROM１４内の不揮発性データスペースへのデータ書き込みおよびそこからのデータ読み出しを担うEEPROMコミュニケーションモジュール１０５の作動期間を設定する。
【００４１】
各ADLモジュールは、音声サンプルが入ってから出るまでの処理間のDSP７(図１)上のサブルーチンとして作動する。各ADLモジュールは、当のモジュールからのデータが格納されるDSP７のデータRAM １１(図１)の割り当てられたメモリセグメントへのアクセスを有する。これらメモリセグメントの各々に対するデータポインタは、操作システム(OS)に利用でき、そのOSが種々のADLモジュールにより生成されるデータに定期的にアクセスし、これらのデータをEEPROM１４に書き込めるようにしている。EEPROM１４(図１)へのデータの書き込みは、専用EEPROMコミュニケーションモジュール１０５への呼び出しにより操作され、EEPROM装置のコミュニケーションプロトコルおよびタイミング要求に応じてEEPROMデータの読み出しおよび書き込みの両方を助ける。
【００４２】
立ち上げ時、すなわち使用者が聴覚人工器官を起動させる時、DSP７(図１)は、予めEEPROM１４(図１)内に格納されていたADLモジュールデータを読み出し、これらのデータをデータRAM １１の割り当てられたメモリセグメントにロードする。これにより、データRAM 11(図１)の内容が消失する標準電力の供給中断時でも、ADLデータの連続ロギングが可能であることが保証される。OS制御下でEEPROMコミュニケーションモジュール１０５により行われるEEPROM１４(図１)への標準的なデータ書き込みおよび読み出し処理によって、ADLメモリセグメントのデータを保持するデータRAM １１(図１)の部分が事実上不揮発性であることが保証される。EEPROM１４へのADLデータの各書き込み間の時間間隔は、OSの調節可能なパラメータであり、特定の種類のログされた聴覚人工器官変数および/または、EEPROM１４が許容できる書き込み周期の最大数によって設定できる。ユーザーインターフェイスモジュール１４０は、デジタル入力ポート９(図１)を通ってDSPに接続されるデジタルプリセットプログラム選択スイッチ２１(図１)の論理状態への変化を検出し、記録する。プリセットプログラム間の変化が検出される度に、イベント(事象)が適切なデータRAM領域に記録され、さらに使用時間モジュール１３０に送られ、そのモジュールはDSP７(図１)の読み出し可能内部計数回路からの情報をもとに現在のプリセットプログラムがどれだけの間使用されていたかを記録する。各プリセットプログラムについて、累積利用時間が使用時間モジュール１３０に関連するデータRAM領域の対応するメモリ領域内に記録される。
【００４３】
HW(ハードウェア)ステータスモジュール１１０は、電池２０(図１)のDC電圧を定期的に測定する電池測定回路(図示せず)により供給される電池状態データを記録する。ハードウェアステータス情報のモニターリングおよびロギングは、新しいチップセットおよび/または新しいシステムソフトウェアの初期試験期間における有用な要点である。このモジュール１１０は、市場に出た聴覚人工器官の実使用の際に現れるバグ、特に非常に珍しく、それゆえ発育段階で観察および突きとめるのが困難であるバグを報告するようになっていてもよい。もし客が欠陥聴覚人工器官を販売店に返品すると、付属のソフトウェアはステータスモジュール１１０により記録されたデータにアクセスし、販売店に聴覚人工器官をメーカーに返品するよう知らせることができる。メーカーは、その後HWモジュールデータを読み出し、その情報を用いて今後の製品世代におけるハードウェアおよび/またはシステムソフトウェアを改良することができる。
【００４４】
フレキシブルヒストグラムモジュール115は、種々の数値データのヒストグラムを作成し、一組のヒストグラムデータを格納することができる。ヒストグラムモジュールへの入力データは、デジタル入力信号のユーザーインターフェイスデータ、アルゴリズム実行データ、音声サンプル、または音声サンプルのセグメントを含んでもよい。図３に示すように、音声サンプルは、ヒストグラムモジュールにより、それらの大きさ(magnitude)に応じた複数のビン(bin)に分類される。従って、デジタル入力信号の短期または長期振幅分布統計は、EEPROM１４から読み出すことができ、ログされたみデータの種々のオフライン調査に関連して、例えば適合なシステムにおいて分析できる。
【００４５】
フレキシブル最小/最大モジュール１２０は、一つ以上の聴覚人工器官変数のそれぞれの値のような種々の数値データの最小および最大値を計算し、格納することが可能である。最小/最大モジュール１２０への入力データは、使用者が操作できる音量調節器の位置であってもよい。入力データはまた、デジタル入力信号の音声サンプルまたは音声サンプルのセグメントであってもよい。
【００４６】
平均/標準偏差モジュール１２５は、種々の数値データの平均値ばかりでなくそれらの標準偏差も計算および格納することが可能である。モジュール１２５への入力データは、使用者が操作できる音量調節器の位置およびデジタル入力信号の音声サンプルまたは音声サンプルのセグメントであってもよい。
【００４７】
アルゴリズム実行データモジュール１３５は、聴覚人工器官のレシーバー１３(図１)からマイクロホン２a、２b(図１)に伝送される音響フィードバック信号を連続的に取り消すように構成された適応FIRフィルタ(図示せず)のフィルタ係数の値をモニターするようになっている。データRAM 11およびEEPROM 14(図１)両方の格納能力が限られているため、フィルタ係数の値は常に記録されているわけではない。アルゴリズム実行データモジュール１３５は、フィルタ係数の連続モニタリングを行い、係数の現在の組のノルム(norm)を定期的に、例えば毎秒ごとに計算する。計算されたノルムは、適応フィードバック取り消しアルゴリズムの正常および異常動作の境界である所定の閾値と比較される。閾値に達すると、トリガーイベントが検出され、フィルタ係数の値がデータRAM 11の割り当てられたメモリセグメントに記録される。このフィルタ係数の記録と同時に、入力信号データも音声データモジュール１４５に割り当てられたメモリセグメント内に記録される。
【００４８】
その入力信号データは、マイクロホン２a,２aの１つまたは両方からのデジタル入力信号の連続する周波数スペクトルを表す。したがって、本発明の実施態様は変数駆動方式データロギング法の一例であり、１つ以上の聴覚人工器官変数は、その１つがいくつかの所定の変数基準と一致すれば、モニターされ、データをログされる。
【００４９】
適応フィードバック取り消しアルゴリズムの正常ならびに異常動作条件とそのような作用を引き起こす音響信号の性質との関係を決定するのを助けるために、アルゴリズム実行データモジュール１３５および音声データモジュール１４５は、記録済データにそれぞれのタイムスタンプを付加するようになっている。タイムスタンプは、いくつかのまたはすべての記録済周波数スペクトルおよび適応フィルタ係数の各組と関連する。したがって、ホストプログラミングシステムは二方向性シリアルインターフェイス１７および１８(図１)を通って聴覚人工器官のADLモジュールからのデータにアクセスし、それを読み出すことができる。ホストプログラミングシステム１６にロードされるのに適したアプリケーションプログラムは、ADLモジュールデータの画像表示、特に記録済適応フィルタ係数と記録済入力信号データに対して共通の時間軸を持つ画像表示を行うようになっていてもよい。
【００５０】
図４と図５は、聴覚人工器官のユーザーインターフェイスにおける状態および/または変化を記録するユーザーインターフェイスモジュール１４０の他の応用例を示す。図５に示すフローチャート２００は、モジュールスケジュラー１００(図２)の処理工程を示す。図４に示すタイミングチャート３００の上部は、プリセットまたはプログラム選択スイッチ２１(図１)の作動に応じてデジタル入力ポート９により生成された作動信号３０１の例を示す。タイミングチャート３００の下部は、タイミングチャートの上部の時間軸に一致した時間軸で表した連続する音量調節器の位置３０２を示す。
【００５１】
ユーザーインタフェイスモジュールおよびモジュールスケジュラーの動作においては、まず、図５のステップ２０１でプリセットプログラム変化イベントが検出されたかどうかを調べる。もし検出されなければ、モジュールスケジュラー１００は他のADLモジュール(図２)からのデータを調べるか、または遊びモード１５０(図２)に帰るかのどちらかに進む。もし検出されていれば、音量調節器(ボリューム)の現在の値また位置が時間T1で読み出され、記憶される(ステップ２０２)。その後、モジュールスケジュラーは、音量調節器の現在の値を時間T2で再び読み出す前に、5秒から３０秒(図４のX秒)程度の所定の時間だけ待機する。音量調節の変化、すなわちT1およびT2での音量調節器(ボリューム)の位置の差はステップ２０４で算出される。最後に、音量調節(ボリュームコントロール)の変化および対応するプリセットプログラムの変化に関するデータが、ユーザーインターフェイス１４０に関連するメモリセグメントの適切な記憶領域へ記録される。
【００５２】
上記の音量調節の応用例はログされたデータを提供し、例えば、販売店または調査者がある特定のプリセットプログラムが、使用者による音量調節器の調節によって常に追従されるどうかを決定できるようにしている。もしそうであれば、それは、特定のプリセットプログラムにおいて音量調節器の別の不履行値が使用者にとって必要であることを示すことができる。当然、技法をさらに改良し、音量調節器の位置、または他の聴覚人工器官変数の値がログ済データの分析に基づいて、自動的かつ適応可能に調節されるようにしてもよい。DSP７の適当なソフトウェアモジュールであれば、このような自動分析を都合よく提供し、続いて音量調節器の値またはダイナミックレンジ圧縮パラメータの値等のようなある特定の聴覚人工器官変数の値の調節を行うことができる。
【００５３】
【発明の効果】
この発明によれば、聴覚人工器官の変数の値と入力信号のデータとがデータスペースに記録されるので、聴覚人工器官の動作の過去の履歴を分析して性能の向上をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のDSPベースの聴覚人工器官のブロック図である。
【図２】本発明のDSPベースの聴覚人工器官において、様々な聴覚人工器官の変数の各データを不揮発性メモリに記録する多数のソフトウェアモジュールを示す構成図である。
【図３】ビンと位置当りの時間との関係を示すグラフである。
【図４】この発明の音量調節操作を示すタイミングチャートである。
【図５】この発明において使用者のプリセットプログラムの選択および音量調節の操作に関する聴覚人工器官のデータをログするソフトウェアモジュールのフローチャートである。
【符号の説明】
１    聴覚人工器官
２ａ  マイクロフォン
２ｂ  テレコイル
３
４    アナログ−ディジタルコンバータ
５    インターフェイスバス
６    信号プロセッサ
７    ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）
８    プログラムＲＯＭ
９    ディジタル入力ポート
１０    プログラムＲＯＭ
１１    データＲＡＭ
１２    ディジタル−アナログコンバータ
１３    レシーバー
１４    ＥＥＰＲＯＭ
１５    インターフェイスボックス
１６    ホストプログラミングシステム
１７    インターフェイス
１８    インターフェイス
１９    端子
２０    電池
Ｒ    抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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