JPH0367694B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 複数の搬送信号をそれぞれ別々の伝送チヤン
ネルに沿つて送信するため作動可能な発信装置、
および可聴周波数のそれぞれの情報内容を表わす
信号によつて上記搬送信号の少なくとも１つの搬
送信号を変調するため作動可能な変調装置と、 上記搬送信号の１つの搬送信号にそれぞれ応答
する複数の受信チヤンネルを有する各送信信号を
受信するための多重チヤンネル受信装置と、 多重電極補聴装置と、 装置が使用されている時に上記多重電極補聴装
置によつて聴神経に電気的刺激を与えるために、
上記多重チヤンネル受信装置の各受信チヤンネル
をそれぞれ上記多重電極補聴装置の少なくとも１
つの電極に接続するための手段とを備えており、 上記発信装置は、可聴周波数帯域内の複数の周
波数帯域数にそれぞれ対応する複数のチヤンネル
を有し、上記複数の各チヤンネルは、それぞれ１
つの周波数帯域を選択するための帯域波器と、
該帯域波器に接続されその帯域波器からの信
号の周波数及び振幅にに応じた出力信号を発生す
る信号処理回路と、該信号処理回路の出力信号に
よつて搬送信号を変調するための発信器とを含ん
でいることを特徴とする聴神経電気的刺激用の多
重周波数装置。

２ 上記多重チヤンネル受信装置の各受信チヤン
ネルは、それぞれ１つの同調受信コイルと１つの
信号復調器とを有する請求の範囲第１項記載の多
重周波数装置。

３ 上記多重電極補聴装置は、細長い組織適合性
の成形体と、この成形体の内部に配置された複数
の導線とを備え、上記複数の各導線は、それぞれ
１つの電極接点に終端し、上記各電極接点は、上
記成形体の表面に取付けられた請求の範囲第１項
または第２項記載の多重周波数装置。

４ 上記複数の各導線は、蝸牛中に導入する際の
上記成形体の可撓性をよくするために、それぞれ
上記成形体の成形過程の前に波形にされる請求の
範囲第３項記載の多重周波数装置。

５ 上記各電極接点は、蝸牛をその周波数応答に
従つて刺激し得るように上記電極接点を位置決め
された請求の範囲第３項または第４項記載の多重
周波数装置。

６ 上記信号処理回路は、パルス発生器と、上記
帯域波器に接続されその帯域波器からの信号
の周波数に応答して上記パルス発生器の周波数を
制御するための装置と、上記帯域波器を通過し
た信号の振幅に応答して上記パルス発生器のパル
スを制御するための装置とを含んでおり、上記発
信器は、上記パルス発生器の出力信号によつて搬
送信号を変調する請求の範囲第１項記載の多重周
波数装置。

７ 上記パルス発生器は、単安定マルチバイブレ
ーターであり、上記信号振幅に応答してパルスを
制御する装置がパルス幅を制御する請求の範囲第
６項記載の多重周波数装置。

８ 上記発信装置の複数のチヤンネルは、それぞ
れ0.25〜0.5KHz、0.5〜1.0KHz、1.0〜2.0KHzおよ
び2.0〜4.0KHzの各帯域に対応する請求の範囲第
６項記載の多重周波数装置。

９ 上記多重チヤンネル受信装置は、４つのチヤ
ンネルを有し、それらの各チヤンネルは、それぞ
れ１つのコイルを含み、上記発信装置は、２つの
コイルを有し、それらの各コイルは、それぞれ２
つの変調された搬送信号を受入れ、上記受信装置
の２つのコイルは、上記発信装置の１つのコイル
と誘導結合され、上記受信装置の他の２つのコイ
ルは、上記発信装置の他の１つのコイルと誘導結
合されている請求の範囲第６項記載の多重周波数
装置。

１０ 上記受信装置の２つのコイルは、重ね合せ
に配置され、上記受信装置の他の２つのコイルも
やはり重ね合せに配置され、それによつてこれら
のコイルの相互インダクタンスが最小ならしめら
れた請求の範囲第９項記載の多重周波数装置。

１１ 上記発信装置は、上記の複数の変調された
信号を送出するための少なくとも１つのコイルを
有し、上記受信装置は、そのチヤンネル数に対応
した複数のコイルを有し、発信装置の上記コイル
は、受信装置の上記複数のコイルに誘導結合され
ている請求の範囲第１項記載の多重周波数装置。

１２ 上記信号処理回路は、ダイナミツクレンジ
圧縮装置と、周波数の高音依存性の補償装置とを
含んでおり、上記発信器は、処理されるアナログ
音響信号によつて搬送信号を変調する請求の範囲
第１項記載の多重周波数装置。

１３ 上記多重チヤンネル受信装置は、４つのチ
ヤンネルを有し、これら各チヤンネルは、それぞ
れ１つのコイルを含み、上記発信装置は、２つの
コイルを有し、これら各コイルは、それぞれ２つ
の変調された搬送信号を受入れ、上記受信装置の
２つのコイルは、上記発信装置の１つのコイルと
誘導結合され、上記受信装置の他の２つのコイル
は、上記発信装置の他のコイルと誘導結合されて
いる請求の範囲第１２項記載の多重周波数装置。

１４ 上記受信装置の２つのコイルは、重ね合せ
に配置され、上記受信装置の他の２つのコイルも
やはり重ね合せに配置され、それによつてこれら
のコイルの相互インダクタンスが最小ならしめら
れた請求の範囲第１３項記載の多重周波数装置。

１５ 適当な非直線性の電子素子により上記ダイ
ナミツクの圧縮が行われる請求の範囲第１３項記
載の多重周波数装置。

１６ 上記非直線性の電子素子が対数増幅器であ
る請求の範囲第１５項記載の多重周波数装置。

１７ 周波数を上方にずらせた信号によつて対数
増幅器を駆動し、次に、信号の周波数を下方にず
らせることによりダイナミツクレンジの圧縮を行
う請求の範囲第１３項記載の多重周波数装置。

１８ オクターブ幅の複数の帯域中に配置された
非直線性の素子を使用することによりダイナミツ
クレンジの圧縮を行う請求の範囲第１３項記載の
多重周波数装置。

１９ 利得制御された増幅器を使用することによ
りダイナミツクレンジの圧縮を行なう請求の範囲
第１３項記載の多重周波数装置。

２０ 上記発信器は、ベース変調される非飽和出
力増巾器を含んでいる請求の範囲第１２項記載の
多重周波数装置。

２１ 上記発信器は、エミツター変調される非飽
和出力増巾器を含んでいる請求の範囲第１２項記
載の多重周波数装置。

２２ 上記伝送装置は、帯域波器を含み、上記
帯域波器は、発信器タンクおよび同調された受
信回路からなる請求の範囲第１２項記載の多重周
波数装置。

２３ 上記帯域波器は、臨界結合されている請
求の範囲第２２項記載の多重周波数装置。

２４ 上記発信機は、発信器コイルを含む耳フツ
クに取付けられている請求の範囲第１３項記載の
多重周波数装置。

明細書 本発明は、特に全ろう者又は難聴者が聴感を得
るように神経又は筋肉に電気的刺激を与えるため
の方法、多重チヤンネル電極、多重チヤンネル受
信装置並びに多重周波数装置に、特に電気的パル
スにより刺激を与えることに関する。

乳様突起に植込むための、音波の増幅に役立つ
従来の人工手段（補聴器）の改良は、米国特許第
3209081号により既知である。その場合には植込
まれた受信器は骨と直接に接触しており、音波は
そこから骨伝導により内耳に導かれる。

最近は単に音波を増幅するのではなく、音波を
電気的パルスに変換する装置も知られている。パ
ルスは聴神経を電気的に刺激して聴感をひき起こ
すために用いられる。米国特許第3449768号には、
視覚又は聴覚系統を刺激するために役立つ所望の
勾配をもつた電界を発生させるために符号化パル
ス列を用いることが記載されている。また米国特
許第3752939号には、電極の全長に亘り２本の導
線を表面に備えた電極を用いることが記載されて
いる。

耳咽喉会誌第103巻、1977年12月発行、シンド
ラーほかの論文「多重電極の蝸牛内への植込み」
には、空間的に局在化された猫の聴神経の刺激が
記載されている。耳咽喉年報90／７、1976年、ク
ラーク及びホールウオースの論文「蝸牛植込みの
ための多重電極アレイ」には、扁平な可撓性担体
物質上に取付けた薄膜構造をもつ蝸牛電極が記載
されている。そのほかに、細い導線束のような装
置も知られ、蝸牛から引出された後に聴神経に直
接に電気的刺激を与えるために用いられる。

欧州特許願783005671号及びドイツ公開公報
2823798号には、聴神経を電気的に刺激すること
に基づいた植込み可能な多重チヤンネルの補聴器
が記載され、そのために活性素子を備えた回路が
用いられている。

本発明は、１つの周波数帯域を表わす１つの信
号により各々変調された複数の搬送信号の伝送装
置と、発信器信号を受信するための多重チヤンネ
ル受信装置とを有し、音響信号の１つの周波数帯
域を表わす１つの信号に各々の受信チヤンネルが
所属され、そのほかに、多重チヤンネル電極の少
くとも１つの電極接点に各々の上記受信チヤンネ
ルからの信号を印加する信号印加装置を有し、上
記多重チヤンネル電極は電気的刺激を与えるため
に用いられる、多重チヤンネル電極を介し電気的
刺激を与えるための多重周波数装置を対象として
いる。

本発明による聴神経の電気的刺激を改善するた
めの多重周波数装置は、皮ふを通る複数の伝達チ
ヤンネルを有することができ、可聴数波数帯の各
１つの周波数帯域を表わす信号が、それらの伝送
チヤンネルの搬送周波数に重畳される。

本発明による多重チヤンネル受信装置は、或る
所定の発信器信号を受信するように同調された１
個のコイルを各々含む複数の互に独立したチヤン
ネルと、信号復調のために上記コイルに結合され
た復調器と、復調された信号を電極接点に結合す
るための結合装置とを備えている。これらの各々
の受信チヤンネルは、皮ふを通り無線伝送された
各１つの信号を受信する。

本発明はまた、細長い組織適合性の成形体があ
り、該成形体の内部に複数の導線が配され、各々
の該導線は１つの電極接点に終端し、複数の電極
接点が上記成形体の表面に取付けられ、上記導線
は電極を可撓性とし且つ引張り負荷から解放する
ために波形としてなる、蝸牛に植込むための多重
チヤンネル電極装置に存する。

また本発明は、(a)１つの接点を先端に有する複
数の導線を製造し、(b)電極本体の可撓性を高める
ために上記導線を波形にし、(c)上記接点が真空吸
引により所定位置に保たれるように、上記導線を
成形型中に収容し、(d)上記成形型中に組織的適合
性材料を滴たすことからなる。蝸牛に植込むため
の多重チヤンネル電極装置の製造方法も対象とし
ている。

本発明による聴覚の電気的刺激を改善する方法
は、(a)可聴周波数帯内の１つの周波数帯域に各々
対応する複数の変調された信号を送出し、(b)これ
らの変調された複数の信号を受信し、(c)変調され
た信号を復調し、(d)復調された信号を、蝸牛に植
込まれた多重チヤンネル電極に印加する、ことか
らなる方法である。

次に図面を参照して更に説明する。

第１図は本発明による刺激装置の配列も示した
人の耳の断面図、第２図は耳の電気的刺激をよく
するための多重周波数装置の一部としての外部の
音響処理発信装置の好ましい実施例を示す電気的
ブロツク線図、第３図は耳の電気的刺激をよくす
るための多重周波数装置の一部としての多重チヤ
ンネル受信装置を示す電気的ブロツク線図、第４
図は本発明の一実施例による受信コイルの２つの
可能な幾何学的配列を示す説明図、第５図は聴覚
の電気的刺激装置の一部としての多重チヤンネル
蝸牛電極の斜視図、第６図は音高特異性を示すた
めの人の耳の略図であり、蝸牛に沿う所定の箇所
において最大活性を聴神経にひき起す周波数
（Hz）にて示す図、第７図は本発明による多重チ
ヤンネルの蝸牛電極の略断面図、第８図は第７図
による蝸牛電極を製造するための成形型を示す斜
視図、第９ａ図は本発明による多重チヤンネルの
蝸牛電極の変形例を示す説明図、第９ｂ図は第９
ａ図の蝸牛電極の挿入状態を示す説明図、第１０
図は外部の音響処理発信装置を示す電気的なブロ
ツク線図、第１１図は第１０図に示したダイナミ
ツクレンジ圧縮回路の電気結線図、第１２図は第
１０図に示す発信装置の好ましい実施例を示す電
気結線図である。

音波は通常の場合は外耳１０により鼓膜１２に
導かれ、鼓膜１２は中耳の聴小骨１４に結合され
てこれを運動させ、それにより蝸牛１６が付勢さ
れる。蝸牛１６は2.5巻回を有する螺房状の形成
物である。蝸牛１６は上管即ち前庭階１８と、下
管即ち鼓室階２０とを有する。前庭階１８と鼓室
階２０との間には蝸牛管２２がある。液が満たさ
れた両方の階１８，２０には、到来した音波によ
つて液の波動が生じ、その波動は内耳の変換機能
により電気パルスを生じ、これらのパルスは聴神
経２４により脳に導かれ、聴感として解釈され
る。

完全に聴覚のない全ろうの人の内耳は、脳に伝
達され得る電気的信号に到来した音波を変換でき
ない。そのため本発明による多重周波数刺激装置
は、蝸牛を直接に電気的に刺激するようになつて
いる。

刺激装置は、身体に帯用可能な多重チヤンネル
の音響処理発信装置３０を備えている。音響処理
発信装置３０は、植込まれた受信装置に結合され
ている。結合は好ましくは誘導作用によりコイル
３６，３８を介して行なわれ、コイル３６，３８
は、植込まれた受信装置の一部をなすコイル３
２，３４及び音響処理−発信装置３０に接続され
ている。

以下に詳述するように、音響処置発信装置３０
は複数の搬送信号を発生し、その搬送信号に、可
聴周波数帯の一連の信号が重畳される。発信信号
は植込まれた受信装置により受信されて復調され
る。復調された信号は、導線４２，４４を介し多
重チヤンネル電極４６に供給される。電極４６は
蝸牛中に植込まれている。電極４６はその表面上
に多数の電極接点を有し、これらの電極接点はそ
の周波数割当てに対応して蝸牛を局所的に選択刺
激するために用いられる。

好ましい実施態様によれは、多重周波数装置
は、４つの周波数帯域に対応して４つのチヤンネ
ルを有し、それらの周波数帯域に聴取域が分割さ
れている。

第２図は音響処理発信装置３０の電気的ブロツ
ク線図であり、この装置３０は、0.25〜0.5KHz、
0.5〜1.0KHz、1.0〜2.0HHz及び2.0〜4.0KHzに対
応して４つのチヤンネルを備えている。各チヤン
ネルの構成はチヤンネル１のブロツク線図の形で
示されている。各チヤンネルは所望の周波数帯域
（例えば、チヤンネル１の場合は0.25〜0.5KHz）
に同調された帯域波器５０を備えている。波
器５０の入力部には可聴信号（音響信号）が供給
され、この可聴信号はマイクロフオン５２により
受信され、制御された増巾器５４により増巾され
る。可聴信号は増巾器５４の後方では別の周波数
帯域、例えば周波数帯域５５をなお含むが、波
器５０を通過した後は、周波数帯域５７により示
すように制限される。

蝸牛の全長に亘る遊走波が必要とする健康な耳
において存在する時間を模擬する信号遅延回路
を、低周波数処理チヤンネルに配設してもよい。

信号５７は次に比較器５８に供給され、それに
より制限された信号５９が生じる。この信号５９
の零交差は信号５７の零交差と合致される。

制限された信号５９は、周波数電圧変換器６０
に導かれる。変換器６０は、信号５９の周波数に
比例した可変の直流電圧を発生する。変換器６０
は適当な構造要素例えば単安定マルチバイブレー
ターを有し、このマルチバイブレーターは信号５
９によりトリガーされ、信号５９からのパルスと
同じ繰返し頻度をもつた同じパルス幅のパルスを
発生する。マルチバイブレーターの出力部は、パ
ルス繰返し頻度に比例する可変の直流電圧を発生
する低域波器に接続されている。

変換器６０の出力部の電圧信号は、電圧制御さ
れる発振器である電圧周波数変換器６２に供給さ
れる。変換器６２の出力信号６３は一連のパルス
からなり、これらのパルスは一定のパルス幅を有
し、そのパルス列周波数は発振器を制御する電圧
に対応している。

信号６３のパルス列周波数は、或る帯域内、例
えば40〜400Hzにあることができ、帯域波器５
０はそれより大きいか又は小さい周波数帯域を
去し得る。

以下に更に説明するように、聴神経は、刺激信
号中の約400Hz以下の繰返し周波数を最もよく識
別できる。帯域波器５０により波された周波
数帯域を聴神経に最もよく適合したより低い周波
数帯域に上述したように変換するのはこのためで
ある。この帯域は多くの場合400〜400Hzである
が、それより大きくしてもよい。

帯域波器５０の出力部の信号は、整流器６６
と対数増巾器６８との直列回路にも導かれ、この
直列回路により、整流器６６により整流された信
号の振幅の対数に依存する直流電圧が生ずる。

全部のチヤンネルは、相異なる帯域波器の後
方に同一の回路素子を備えている。各々のチヤン
ネルの単安定マルチバイブレーターは、蝸牛の刺
激に特に適した周波数帯域に対応して400〜400Hz
の範囲内で繰返し頻度が変化する可変パルス幅の
パルスからなる出力パルス列を発生させる。これ
らのパルス列は発信器７４において搬送信号に重
畳される。

４チヤンネルのこの実施例では、多重チヤンネ
ルの発信器７４は、４つの搬送信号を使用し、そ
のうち２つは12MHz、他の２つは31MHzである。
チヤンネル１，３のパルス列は12MHzの搬送信号
の変調に用いられ、チヤンネル２，４のパルス列
は31MHzの搬送信号を変調する。チヤンネル１，
２の信号がその上に重畳される。搬送信号は、一
方の発信器コイルに、またチヤンネル３，４の信
号がその上に重畳される搬送波は第２の発信器コ
イルにそれぞれ印加される。従つて発信器コイル
に印加される両方の搬送周波数は不同になり、チ
ヤンネル間の相互作用は回避される。

ただしこの発信器コイルを２つのチヤンネルに
用いることにより構造が簡略になる。しかし各々
のチヤンネルに専用の発信機コイルを用いること
も、別の理由から有利である。

第３図に４チヤンネル用の多重チヤンネル受信
装置の好ましい構成例を示す。

各チヤンネルはコイル８１〜８４を有し、コイ
ル８１，８２は発信器コイル７６に誘導結合さ
れ、コイル８３，８４は発信機コイル７８に誘導
結合されている。コイル８１〜８４の各々にコン
デンサー８５が並列に接続され、それにより12M
Hz、又は31MHzの共振周波数をもつた発振回路が
形成される。

コイル８１により受信された信号は、ダイオー
ド８６とコンデンサー８７と抵抗８８とからなる
復調器に供給される。パルス幅変復調方式の場合
には、ゼナーダイオードを抵抗８８と並列に接続
することにより、検出器出力部の電圧が制限され
る。それにより発信機コイルと受信器コイルとの
間の結合の変化による電圧変動を最小にすること
ができる。

検出器出力部９０の電圧は好ましくは０〜3V
の範囲内において移動し、変調信号に対応して40
〜400Hzの周波数を有する。

同時に複数の信号により付勢される互に独立し
た少数のチヤンネルを有する組織刺激のための装
置、特に２〜９チヤンネルを有する装置にとつて
は、次の方法が有利であり得る。それは複数の受
信器コイルの使用により生じた場所の需要を最小
にするために、受信器コイルを重ねて群別に配列
する方法である。

或る１群の各々の受信号コイルが特定の１つの
周波数に同調されたとしても、単にコイルを重ね
合せに配列しただけでは、２個又は３個の受信器
コイルの相互インダクタンスにより、聞き取れな
いほど強い漏話を生ずることがある。対向する磁
束が補償されるようにコイル８１，８２を第４図
のように配列すると、相互インダクタンスは消失
する。これにより単一チヤンネルの場合に比べて
も占有場所がそれほど大きくなく、漏話も無視で
きる程度の、互に独立した２〜３チヤンネルが得
られる。この構想に対応して、第４図には、コイ
ル８１，８２及びコイル８３，８４が２つの互に
別々の群として配列されている。これら２つの群
は、相互インダクタンスを補償するために２個の
コイルを１つの群として配列する構成のいろいろ
の可能性を表わしている。８５，８６，８７は相
互インダクタンスを補償するために１群にまとめ
た３つのコイルである。コイル８５〜８７の直径
は1.5〜２cm程度とし、２つのコイル群の間隔は、
その間の漏話を防止するために約３cmとする。

コイル８１，８２は相異なる周波数（例えば
12、31MHzに同調されているため、各々の受信チ
ヤンネルは、それに所属された発信チヤンネルの
信号のみを受信し復調する。各々の受信チヤンネ
ルからの復調された信号は第５図に示すように多
重チヤンネル電極に導かれる。各々のチヤンネル
に１個以上の電極接点９２が結合することがで
き、これらの電極接点は、このように規定された
蝸牛に沿う箇所を所期の音高知覚のために刺激す
るために、多重電極本体に沿い配設されている。

いろいろの接続結線を用いる際に、バイポラー
刺激、遠隔のアース電極に対するユニポラー刺激
又は共通の分布されたアースに対する刺激を用い
ることができる。

多重電極はシリコンエラストマー例えば「シラ
ステイツク」製の成形体からなり、この成形体の
内部に多数の導線９１が埋めこまれている。各々
の導線９１は電極本体９０の表面上の球状の電極
接点９２に終端する。電極面上の接点本体の配列
により、蝸牛中の電極の植込みに従つて、各々の
蝸牛区域の選択的な刺激が可能になる。人の蝸牛
の略図である第６図からわかるように、高周波応
答域は根元の領域にあり、低周波の応答域は尖端
の領域にある。それにより蝸牛内の電極接点９２
の配列に対応して所望の音高知覚が得られる。付
加的な刺激周波数の変更によつて音高の連続性が
実現される。

多重チヤンネル電極の略断面図である第７図に
は、電極内部の導線の配設状態が示されている。
図示を簡単にするために２本のみの導線９３，９
４のみが示されている。導線９３，９４は引張り
負荷を除くために波形にしてあるが、これにより
蝸牛中に導入する際に電極を曲げ易くなる。

好ましい実施例によれば、導線９３，９４は、
直径26μｍのテフロン絶縁された白金（90％）−
イリジウム（10％）線である。導線９３，９４の
先端の球体は直径0.3mmであり、導線９３，９４
を火炎溶融することにより形成される。

電極接点９２は、電極本体９０に沿つて互に対
向する２列に対として配設される。

好ましい実施態様によれば、電極本体９０の直
径は0.9mmであり、尖端の方にかけて0.5mmまで減
少する。電極本体９０の全長は蝸牛中への20〜25
mmの電極導入に対応させねばならない。

第８図には多重チヤンネル電極を制御するため
の２個の同一の半成形型のうちの１つの半成形型
９６が示されている。半成形型９６は所望の電極
形状とした徐々に狭くなる溝９７を有し、溝９７
中には全て１つの真空導管９９と連通する多数の
通孔９８が形成されている。多重チヤンネル電極
を製造する際には、半成形型の溝９７中に導線９
３，９４を配設する。その際に導線９３，９４の
球状の先端は真空作用により半成形型９６の通孔
９８中に位置させる。その後に型９６を組立てて
溝９７中に上記シラステイツク材料を圧入する。
通孔９８を介した真空吸引により電極本体９０の
表面上に電極接点９２が正確に位置決めされる。

第９ａ図に示した変形例による電極本体１００
は、螺牛の曲率に対応した曲率を有する。

第９ｂ図には蝸牛中に電極本体１００を導入す
る方法が示されている。真直なロツド例えば鋼線
は、電極本体１００の内部にあり、電極本体１０
０を蝸牛中に挿入する間に徐々に引出される。そ
れにより電極本体１００は再びもとの形状にな
る。

上述したもの以外の、外部に設けられるか又は
内部に植込まれるサブシステムの構造形態は次の
通りである。

(イ) ４チヤンネルの内部装置及び１チヤンネルの
外部の音響処理発信装置と結合される、蝸牛中
に導入される４チヤンネル又は４以上のチヤン
ネルの電極。

この場合には、刺激のための１つの電極チヤ
ンネルを選出するか、又は所望数の電極接点を
相互に結合する。後者の場合には、別々の電極
接点のための相異なる闘値を対応の適合により
補償することができる。

(ロ) 大きなアース電極と結合して固定した、丸窓
のところ又はその近辺の単一チヤンネル電極。
アース電極は蝸牛の外側にも取付けできる。単
一チヤンネル電極は、単一チヤンネルの内部装
置及び単一チヤンネルの外部音響処理発信装置
と共に使用することができる。

(イ)の装置は数人の全ろうのボランテイアについ
て既に価値が確かめられており、補助的な読唇を
必要とせずに、電気的刺激だけで、未知の単語又
は文章について普通の会話の60〜70％の理解が得
られた。この人工手段が全ろう者にとつて有用な
聴覚の助けになると見てよいことがこれにより明
らかにされる。

(ロ)の装置は主に全ろうでない人、即ち離聴者及
び聴覚に支障のある小児用である。

外部音響処理発信装置を単一チヤンネル方式に
した場合にも、多重チヤンネルにした場合にも、
音波をパルス列に変換する代りに、アナログ信号
を用いることができる。この場合には適当なダイ
ナミツクレンジ圧縮と音の強さの周波数依存性の
補償とが音響処理発信装置の非常に重要な特性に
なる。これらの特性が重要なのは次の理由によ
る。即ち限界的な聴感と高すぎる聴感とにそれぞ
れ必要な刺激値の間のダイナミツクレンジは、通
常の聴覚の人が耳で聞く場合に比べて非常に狭
く、また面倒なことに、多くの場合、限界的な音
と限界を越える音の強さの感覚は、刺激周波数に
大きく依存するものである。

ダイナミツクレンジ圧縮のためには特に非直線
性が利用される。この非直線性は対数関数又はべ
き関数でもよく、断続的な直線関数からなつてい
てもよく、その他適当な形態でもよい。

非直線性は、ダイオードとして結線されたトラ
ンジスター又はダイオード網状回路に結合された
適当な差動増巾器又は演算増巾器を用いることに
よつて得られる。

ダイナミツクレンジ圧縮により不所望な周波数
が生じないように、周波数をずらせた信号により
非直線性を制御できる。この場合には偶数ひずみ
波成分を狭帯域の帯域波器により、周波数を上
方にずらせた信号において除去した後、その信号
を再び当初の可聴周波数範囲に下方にずらせて混
合するとができる。

ひずみ波成分を減少させる別の可能性は、複数
の非直線性をオクターブ幅の帯域内において使用
することである。

２〜10ｍ秒ないし100〜300ｍ秒という十分低い
応答時定数ないしは下降時定数をもつた制御され
る増巾器を用いてもよい。信号経路に適当な非直
線性を付加して、この制御される増巾器の振巾特
性に所望の形状を与えることができる。

ダイナミツクレンジ圧縮回路は、周波数応答補
償回路に前置してもよい。この場合には必要とな
る周波数応答補償の量は比較的わずかであるが、
この補償は非常に正確に行なわねばならない。

第１０図に単一チヤンネル又は多重チネンネル
の音響処理発信装置をブロツク線図により示す。
多重チヤンネル刺激装置は、各々特定の高周波伝
送部を備えたほぼ同一の複数のチヤンネルからな
つている。各々のチヤンネルはそれぞれの帯域
波器により波される所定の可聴周波数帯域を分
担する。単一チヤンネルの刺激装置の場合には、
ただ１つのチヤンネルが用いられるため、帯域
波器１０３は不要になる。エレクトレートマイク
ロフオン１０４により受信された信号は、80dB
以上のダイナミツクレンジを有する。この大きな
ダイナミツクレンジを約10dBの許容刺激値の範
囲に変換することは、後に詳述するダイナミツク
圧縮回路１０７と、増巾器１０５に作用する入力
制御される反制御とのうちどちらか一方又は両方
によつて行なわれる。非直線性素子によるダイナ
ミツク圧縮に比べてこの制御は時間的にひき起こ
される非直線性のひずみが少ないという利点をも
つが、最終的な応答時間のため、高音の信号が突
然発生すると、じよう乱ピークも通過されるの
で、一般にはダイナミツク圧縮だけでなく制御も
使用される。

予め測定した使用者の等音高曲線の予め測定さ
れた周波数依存性に周波数応答を適合させる適合
回路１０６は、周波数依存性の素子例えばRC素
子又はLC素子を有し、通常のように接続される。
適合回路１０６は原則としてダイナミツク圧縮回
路１０７に従つた構造を有するが、この場合には
非常にわずかな、しかし非常に正確な周波数作用
が必要とされる。伝送すべき信号は、出力回路１
０９を有する振幅変調発信装置１０８を経て、同
調された植込み受信回路１１０及び復調器１１１
に、そこから更に電極１１２に伝送される。

第１１図に示したダイナミツク圧縮に用いる回
路は、集積回路１１２（TL441）に基づくもの
で、この集積回路１１２は、減衰度の異なる電圧
分割器を介し制御される４個の差動増巾器からな
り、これらの差動増巾器の出力部は互に並列に結
線されている。点１２２，１２３（ｙ、）の間
の差電圧として得られる出力電圧は、点１２１の
入力電圧に対数関数的に依存する。この入力電圧
は、時に存在する直流電圧を抑止するためのコン
デンサー１１３を経て、集積回路１１２の入力部
となる点１２４に導かれる。抵抗１２０は回路１
１２の点１２４の直流電圧レベルを固定するため
に用いられる。点１２２，１２３の間の差電圧
は、慣用されるように、抵抗１１５〜１１８と共
に減算回路を形成する演算増巾器１１４により、
非平衡電圧に変えられる。トリマーポテンシヨメ
ーター１１９はオフセツト電圧を平衡させるため
に用いられる。

第１２図に振幅変調発信器の回路図を示す。発
信器は、搬送周波数12MHzを生ずる発振器１２０
と、出力段とを備えている。出力回路１２６は、
同じ周波数に同調された植込まれた受信回路１２
７と共に、帯域波器を形成している。電流制御
される（従つて入力オーム抵抗の高い）帯域波
器は、所定の結合、いわゆる臨界結合において、
２次誘起電圧の最大値を示す。従つてこの固定点
の周辺では２次誘起電圧は結合にほとんど依存し
ない。従つてこの場合に使用される誘導結合によ
れば、臨界結合を生ずる送信コイルと受信コイル
との間の距離において発信コイルの位置移動に関
する公差特性は非常にゆるやかである。臨界距離
は、回路の品質を適切に選ぶことによつて、10〜
12ｍに保たれる。発信器コイル直径23mm、移動±
10mmの場合、２次電圧の変動量はわずか−５％で
ある。

発信器回路について要求される回路の品質が高
いため、出力トランジスター１２８の飽和を回避
せねばならないことから、振幅変調のためにコレ
クター変調は使用できず、エミツター電流変調又
は（図示した例のように）ベース変調によらねば
ならない。変調電圧は、抵抗１３３、結合コイル
１３４及び抵抗１３０を経てベースに導かれる。
抵抗１３０は所要の出力の大きさに対応して選定
され、高周波制御出力の正確な値を可能にし、結
合コイル１３４の巻数の面倒な変更は不要にな
る。コンデンサー１３１，１３２は、変調入力部
及び動作電圧給与部と大地との高周波に従う結合
に用いられる。シヨツトキーダイオード１２７は
出力トランジスターの予期しない飽和に際して、
じよう乱性の発振をひき起こす不安定性の発生を
防止する。

発信器の出力回路１２６は、プレクシガラス製
の耳片上にあるため、植込まれた受信コイルを経
て正確に位置決めすることができる。

発信器全体は小形であり、やはり耳片上に取付
けできる。この場合、高周波回路の全長は２cm以
下であり、アンテナとしてはほとんど作用しない
ため、電磁波の放射が少ないという利点がある。

本発明の多重周波数装置を用いて聴覚を電気的
に刺激する上述した方法により、全ろう者と難聴
者の聴覚が改善される。

可聴信号を帯域別に分割し、蝸牛内のいろいろ
の箇所を選択的に刺激したことにより、聴感の質
及び分り易さが改善される。植込まれた受信回路
は受動性の電子素子のみからなるため、給電部は
必要ではなく、刺激信号のみを皮ふを通り身体内
部に伝送するだけでよい。

多重チヤンネルの蝸牛電極を含む人工手段とし
ての聴器は容易に製造でき、上述した製造方法に
よつて、蝸牛の刺激に際して所望の音高感を得る
ための電極接点の正確な位置決めが行なわれる。
上述した例ではパルス幅変調が用いられるが、他
の変調例えば振幅変調又は周波数変調を用いても
よい。

アナログ刺激信号を適当に電子的に処理した後
にパルス信号又はデジタル信号のように用いても
よい。上述したデジタル信号による例では可聴周
波数帯域が40〜400Hzの対応の信号帯域に変換さ
れるが、対応の信号帯域は、デジタル回路の場合
だけでなくアナログ回路においても、可聴周波数
と同一の周波数範囲を有していてもよい。