JPH08501241A - 蝸牛移植具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 改善された蝸牛移植片及び刺激方法を開示する。この方法は、使用にとってより規則的、且つ単調的なピッチ知覚表象のセットを供するよう、異なる複数の幾何学様式を有する電流刺激セットを利用して電極配列を刺激することを含んで成る。一の態様において、これは患者にとって異なる複数の刺激モードを組合せることによって、一部のチャンネルが一方のモードを利用し、そして他のチャンネルが１又は複数の別のモードを利用するようにさせることで達成できうる。

Description

【発明の詳細な説明】 蝸牛移植具 技術分野 本発明は聴覚人工器官の改善、そしてより詳しくは蝸牛（うずまき巻）移植片 に関する刺激手法及び配置の改善に関する。 背景技術 蝸牛移植の効果的な働きはピッチ情報を伝達する能力にある程度依存する。異 なるピッチ知覚表象（percept）は２通りの異なる方法で蝸牛移植片によりもた らされうる。第一は、蝸牛における異なる部位での電気刺激が異なる群のニュー ロンを興奮させ、そして蝸牛におけるニューロンの空間的配置の理由により、異 なるピッチ感覚が得られる。空間的とは、蝸牛における特定の部位に対応する知 覚表象が、その部位が先端から基底に至る方向において変化するにつれ、ピッチ において低いものから高いものへと変化することを意味している。このようにし て変化するピッチは「位置ピッチ」(placepitch)として知られている。第二に、 電気刺激の異なるパルスレートが異なるピッチ感覚を作り出す。このようにして 変化するピッチは「レートピッチ」として知られている。本発明は位置ピッチを 変化させる様々な手段を扱っている。 いくつかの一般的に知られている刺激の方法又はモードがある。これら種々の 知られている作動モードそれぞれは、各患者において一モードのみを利用するこ とで伝統的に採用されている。 利用されている現状公知のモードの一つは二極式（bipolar）剌激であり、こ れは一般に例えば22−バンド電極配列上の電極バンド組 の間に二位相電流パルスを流すことを含んで成る。これらのバンドは基底端の１ （この配列の入口点付近にある、高周波数に対応する蝸牛うずの広い部分）から 、先端の22（低周波数に対応するうずの中央のどこか）まで番号付けすることが できうる。一般的に、二極式刺激は任意の２本のバンドの間に電流を流すことを 包括しうる。二極式なる語は、上記の番号付け様式を採用するなら、隣り合って いる２本のバンド（例えば３と４）を利用する刺激を述べる特別な意味において も用いられている。より一般的には、二極＋１式のモードが利用されており、こ の場合、電流はとあるバンドと、一本置いて次のバンド（例えば３と５）との間 に流れる。同様に、「二極＋ｎ式」モードが知られ、この場合、電流は電極ｋと 電極ｋ＋ｎ＋１との間に流れる。 別の刺激の公知態様は「単極式」又は「遠隔接地」（remoteground）である。 下記において、このシステムについで言及しているとき、「単極式」なる語を用 いる。かかる場合、電流は、蝸牛の内側の一の電極（可能としては上記の公知の システム中の１〜22番目の電極のどれか）と、蝸牛の外側のどこかの単一の電極 との間に流れる。この配置は低電流条件を含むいくつかの利点を有するが、しか し現在に至るまで、その電流についての正確性において認められた欠点がありう る。 別の公知の刺激モードは一本の電極（おそらくは全ての刺激のためのもどり電 極としてのこのバンド配列（上記の22−バンド配列）上の一のバンド）と、別の 第一バンド（例えば３，１；４，１；５，１…22，１）を採用する。これは特定 のタイプの二極式（以降「可変二極式」と呼ぶ）刺激である。もしもどり電極が 蝸牛の内側にあるなら、それは二極式刺激に似ているが、しかしもしもどり電極 が蝸牛の外側にあるなら、それは単極式刺激に非常に似ている。 「共通接地」（common ground）と呼ばれる更なる配置は可変第一電極を利用 し、そして他の全ての電極はもどりとして互いと接続し合っている。 一般に、刺激電極が変わると（上記の22バンド配列において）、又は換言すれ ば蝸牛における刺激部位が変わると、ピッチ感覚は、蝸牛の空間的配置から予測 されうる通り、規則的、且つ単調的に変化する（低い番号の電極にとっての高か ら、高い番号の電極にとって低に至るまで）。しかしながら、これは全てのケー スにおいて常であるのではなく、そして上記の様々なモードについで認められて いるピッチ感覚は異なる。 一定の電極部位の刺激に係る電流分布は配列における電極のタイプによって、 又はより適切には電極の幾何学様式によっても変わりうる。従来技術において様 々な幾何学様式が開示されており、それにはバンド電極、及び配列表面の一部の みの上に導性材料を有する並んだ配列が含まれる。異なる電極幾何学様式の利用 は刺激部位のまわりに異なる電流分布をもたらすであろう。公知の配置において 、異なる目的のために様々な電極幾何学様式が利用されているが、しかしながら どのような特別な患者においても蝸牛内電極の幾何学様式は同じとなっている。 本発明の目的は、患者においてより良い言語知覚をもたらすであろう蝸牛移植 具において使用するための改良配置及びかかる器具において電極を刺激する改良 方法を提供することにある。 発明の概要 一の観点に従うと、本発明は蝸牛人工器管を刺激する改良方法を提供し、ここ で前記人工器管の複数の個々にアドレス可能な電極を含む電極配列、及び音響信 号に応答して前記電極の選定された群に 電気刺激を供するように適合されている刺激装置を含んで成るものであり、ここ で前記及び対応の電極の群の分類は所定の命令セットに対応して決定されるもの であり、 異なる音響信号に応答して、その使用者の聴覚構造において二以上の異なる電 流分布幾何学様式が誘発されうることを特徴とする。 言及している電流分布幾何学様式における変動は、単なる強度の変化ではなく 、幾何学における変化を包括することを意図している。これらの変動は、種々の 刺激のモードの選択及び種々の電極幾何学の使用の様々な要因によって生じうる 。 別の観点に従うと、本発明の聴覚人工器管を提供し、これは、複数の個々にア ドレス可能な電極を含む電極配列、及び音響信号に応答して前記電極の選定され た群に電気刺激を供するように適合されている刺激装置を含んで成るものであり 、前記刺激及び対応の電極の群の分類の所望の命令セットに対応して決定される ものであり、 異なる音響信号に応答して、その使用者の聴覚構造において二以上の異なる電 流分布幾何学様式が誘発されうることを特徴とする。 上記の段階並びに以降の明細書及び請求の範囲において、電極の「群」の１本 の電極を含んで成っていてよく、そして１本より多くの電極が群を構成している 場合、これらの電極は隣り合わせるか、又は任意の患者において所望の有利な結 果が達せられるように完全な配列とは異なる任意の所望のパターンを選んでよい 。更に、異なる刺激モードは、限定することなく、二極式、可変二極式、単極式 又は共通接地モードのいづれかを含みうる。 図面の簡単な説明 本発明を添付図面を参考に説明し、ここで： 図１は数人の患者についてのピッチの評価を示し； 図２，４及び６は種々のモードにおける刺激に対する患者によるピッチ評価を 示し； 図３，５及び７は組合せモードを利用するピッチマップを示し； 図８は蝸牛移植システムの一般的な配置を示し；そして 図９は３人の患者Ｐ７，Ｐ８，Ｐ９における種々のモードについての更なるセ ットのピッチ評価を示す。 詳細な説明 本発明を、特にCochlear Pty.Ltd．より入手した商業的に入手できる蝸牛移植 具、レシーバー刺激ユニット及びスピーチプロセッサーに関連づけてより詳しく 説明する。しかしながら、本発明のその他の配列も含むものと理解されるであろ う。本発明の概念は広く適用される本発明の実施において採用できうる鍋牛移植 具は、必須ではないが、Cochlear CI １（配列上に22本の有効バンド）、CI １ （「20＋２」）（配列上の20本の有効バンドと、蝸牛の外の２本の選り抜きの電 極）、及び任意の似たような将来の開発品である。Cochlear CI １は現状広く利 用されている器具である。「20＋２」バージョンは本質的にCI１の実験改良品で あり、それにおいては２つの巡回点が、２本の最基底バンドの代わりに、２本の 外電極に接続されている。これは単極式刺激を可能にする。 一般配置は図８を参照することで理解されうる。読み手は、かかる配置の構造 及び働きに一般に利用される原理を知っているものであり、従って一般的な概況 のみを供する。 音響信号はマイクロホン８により検出され、そしてスピーチプロセッサー７へ と流される。プロセッサー７は入ってくる音響信号を分析し、そして電極配列１ にとっての刺激命令のセットを作る。スピーチ処理のための様々な技術が当業者 に知られ、そして本発明は 採用されている任意の特定の処理方式に依存しない。出力及び信号は、好ましく は経皮的誘発性リンク５，６を介して、ｔ／シーバー／刺激ユニット（RSU）３ に連絡している。このRSU３は、ワイヤーコネクション２を介して電極配列１の 選定された電極に刺激を供する。この刺激は好ましくは短い二位相パルスである 。 通常の器具が刺激モードの選択を可能にすることが理解され、従って本発明の 態様に従って組合せモード刺激を供するのに用いることができうる。 本発明は、単一の移植した配列についての種々の電流分布幾何学様式を利用す ることは、患者にとってのより良いレンジのピッチ知覚表象を可能にしうること を知ることにより、改善された刺激配置を提供する。例えば全ての電極に関して 二極＋１式モードで固定されている刺激パターンの代わりに、例えば種々の電極 のために複合モードを使用することができうる。同様に、電極幾何学様式は、蝸 牛内の種々の部位が種々の幾何学様式の電流分布により刺激され、そして改善さ れたピッチ知覚表象のセットを作り出すように、この配列内で変えてよい。これ らの変化は所定の移植部位での刺激にかかわる電流分布を変化させるのに担い、 これは関連のピッチ知覚表象を変え、そしてより広いレンジの可能なピッチ知覚 表象の伝達を可能にする。 例えば、一部の患者は、基底電極上に二極＋１式刺激を利用し、且つより先端 の電極上に単極式刺激を利用したとき、最適な結果を得ることができうる。現状 の蝸牛配列（その標準の二極式モードにおいて）は、電流が配列にわたる別々の 位置にある２本のバンドの間に流れる際に「縦方向刺激」を供する。「放射状」 刺激は他の可能性である。かかるケースにおいては、バンドが分断されているこ とがあり、そして電流は半分に分れたバンドの間を流れうる。例え ば一定の電極が分断リングであり、そして残りがバンドである特別の配列の利用 は本発明の実施手段であることが理解されるであろう。 本発明者により実施された研究は、ここに記載のタイプの発明の開発について の要望の裏付けを供し、その利用により、患者によって知覚される位置ピッチが 向上しうる。これらの研究は、標準の電極挿入深さ又は深い電極挿入のいづれか を伴って異なる刺激モードについてのピッチ評価に関連して行った。これらの研 究の第一において、標準の深さに至るまで電極配列の挿入されている９人の言語 修得後難聴の成人患者を調べた。二極式、共通接地及び「可変二極式」刺激（即 ち、この場合においては、配列にわたる個々の電極と配列上の最基底電極との間 ）を利用して電極配列伝いの電極の刺激についてのピッチ評価を決定した。患者 の最も快適なレベルにおいて、電気刺激についてのピッチ評価に基づく従来の研 究において利用されているもの（Shannon，1983; Dormanら、1990）と類似の単 一間隔数値評価法を利用してピッチを測定し、そしてこれを添付図面におけるピ ッチ評価グラフ上の左手スケールについで基礎とした。 添付図面９においてある程度示しているこの調査の結果は、ピッチ評価の予測 の規則性及び単調性についての若干の相違を示唆した。「可変二極式」刺激を利 用したときには、もどり電極が蝸牛の内側のときに患者に関するピッチについて 狭まったレンジが認められることも観察された。ピッチ評価における個体差もほ とんどの患者に関してこの３モードの刺激間で観察された。更に、域値（Ｔ）及 び快適な傾聴（Ｃ）のレベルに達するのに必要とされる電流のレベルは採用した 刺激のモードで変動した。二極式刺激についての域値及び快適傾聴レベルでは一 貫したパターンは現れなかった。これは空間の広がりを狭める理由によりおそら く予測される。共通接地刺激では、域値及び快適な傾聴レベルが、配列の両端よ りも配列の中央 における電極に関して高い傾向にあった。共通接地刺激を利用したときのダイナ ミックレンジのサイズは二極式刺激を利用したものと実質的に等しいものと認め られ、そして一般に可変二極式刺激よりも大きかった。 図１は電極配列が深く挿入されている６人の対象者についての別のピッチ評価 研究の結果である。全ての患者に利用した二極＋１式刺激に加えて、単極式も対 象者Ｓ５及びＳ６に関して利用した。これは、二極＋１式刺激についての４人の 患者（Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６）及び単極式刺激による２人の対象者（Ｓ５，Ｓ ６）に関する電極についてのピッチ評価の予測される規則的な変化からの逸脱を 示した。各患者に関して、Ｎは反復回数であり、そして添付のキーは二極＋１式 、ボール電極を伴う単極式（MONO-B）及びプレート電極を伴う単極式（MONO-P） を利用しての何人かの患者について得られた様々な知覚表象を示している。Puls edurは各ケースにおいてμｓで示している二位相パルスの各相についてパルス時 間である。 これらの調査は、１より多くの刺激モードを１人の患者において利用すること によってその患者により知覚される位置ピッチが改善されうる本発明についての 要望を裏付ける。 図２〜７は一定の患者のためのより適正なピッチセットを作り出すための組合 せモードの利用の例を例証する。どのようなケースにおいても、その患者のため の最適なピッチセットをデザインするために、その患者による応答より成る詳細 な試験を行う必要があることが強調される。ある患者においては、本発明は必要 でないか、又は有効でないことがある。このことはケースバイケースで決定され る必要があり、そして所望のピッチセットが常に達成されるわけではないであろ う。一般に、漸進的により先端側の方の電極の刺激が規則的、且つ単調的に減少 するピッチ知覚表象をもたらすようなピ ッチセットを作り出すことが非常に所望される。 図２に関して（図１より抜粋）、単極式と二極＋１式モードについての知覚表 象の比較は、より基底側の電極に関する単極式モードによる比較的平らな応答、 及び電極12を超えたときのより所望される結果を示している。逆に、二極＋１式 モードについでの電極12を超えたときのピッチ知覚表象はほとんど変動がなく、 しかしながら、規則的、且つ単調的な知覚表象が基底端で記録された。図３は図 ２に示しているのと同一の患者についてのピッチセットを示し、ここではより規 則的な結果を供するために刺激モードを複合させている。 図４（図９より抜粋）は共通接地及び二極＋１式モードについて得られた別の 患者の知覚表象を示す。図５は共通接地と二極＋１式モードを組合せることによ ってこの患者から得られたピッチセットを示す。ここでも、いづれか単独よりも はるかに規則的なピッチセットが得られた。 図６（図９から抜粋）は別の患者についての可変二極式モードと二極＋１式モ ードの知覚表象を示す。可変二極式とは、このケースにおいてはもどり電極とし て電極１を使用していることを意味する。この患者は蝸牛の外側にいくつかのバ ンドを有するため、この患者に関してはそれは単極式と非常に似ていた。図７は 可変二極式と二極＋１式モードを組合せたピッチセットを供している。ここでも 、はるかに規則的なピッチ知覚表象パターンが得られうる。 一定の刺激部位にかかわる電流分布を変えるためのその他の技術も、一定の患 者についてのピッチセットを選定し、より規則的、且つ単調的な機能を供するよ うにピッチ知覚表象の更なる相違を供するのに利用できうることが理解されるで あろう。更に、二極＋１式刺激のもとでは任意の一定の電極部位により知覚され ないピッチ知覚表象を供する複合ピッチの如きの技術の利用は、単一式モードの みを利用して可能なものに追加の知覚表象を供しうる。上記の説明は組合せモー ドを主に考慮しているが、記載のその他のバリエーション、並びに電極幾何学様 式のバリエーション及びモードバリエーションの組合せも本発明の範囲に属する と考えられる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バスビー，ピーター アンドリュー オーストラリア国，ビクトリア 3161，コ ールフィールド，レダン ロード 24

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．蝸牛人工器管を刺激する改善された方法であって、ここで前記人工器管が 、複数の個々にアドレス可能な電極を含む電極配列と、音響信号に応答して前記 電極の選定された群に電気刺激を供するように適合した刺激装置とを含んで成り 、前記刺激及び対応の電極の群の分類が所定の命令セットに対応して決定される ものである場合、 種々の音響に対応して、２以上の異なる電流分布幾何学様式が使用者の聴覚構 造において誘発されうることを特徴とする方法。 ２．前記異なる電流分布幾何学様式が： 異なる複数の刺激モードの選定；及び 異なる複数の電極幾何学様式の使用； より成る群から選ばれる要因のいづれか又はその組合せにより誘発される、請 求項１記載の方法。 ３．前記電極が２以上の群に分類され、そして各群の中の１又は複数の電極を 異なる複数の刺激モードを利用して刺激する、請求項１又は２記載の方法。 ４．前記電極配列の中の前記電極の１又は複数の群の中の１又は複数の電極が 、この電極配列の中の前記電極の別の群の中の１又は複数の電極と異なる幾何学 様式を有する、請求項１又は２記載の方法。 ５．前記電極が少なくとも１本の蝸牛電極を含む、先の請求項のいづれか１項 記載の方法。 ６．聴覚人工器管であって、複数の個々にアドレス可能な電極を含む電極配列 と、音響信号に応答して前記電極の選定された群に電気刺激を供するように適合 した刺激装置とを含んで成り、前記刺激及び対応の電極の群の分類が所定の命令 セットに対応して決定され るものであり、 種々の音響に対応して、２以上の異なる電流分布幾何学様式が使用者の聴覚構 造において誘発されうることを特徴とする方法。 ７．前記異なる電流分布幾何学様式が： 異なる複数の刺激モードの選定；及び 異なる複数の電極幾何学様式の使用； より成る群から選ばれる要因のいづれか又はその組合せにより誘発される、請 求項６記載の人工器管。 ８．前記電極が２以上の群に分類され、そして各群の中の１又は複数の電極を 異なる複数の刺激モードを利用して刺激する、請求項６又は７記載の人工器管。 ９．前記電極配列の中の前記電極の１又は複数の群の中の１又は複数の電極が 、この電極配列の中の前記電極の別の群の中の１又は複数の電極と異なる幾何学 様式を有する、請求項６又は７記載の人工器管。 10．前記電極が少なくとも１本の蝸牛電極を含む、請求項８〜13のいづれか１ 項記載の人工器管。