低消費電力の同時刺激装置
単極電極構成を利用するマルチチャンネル電極アレイを有する刺激装置を含む刺激システム。プロセッサは、同時符号相関パルスと、チャンネル相互作用補償を使用することでチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスを決定するように構成されている。プロセッサは作動的に刺激装置と結合される。ＣＩシーケンスは、ＣＩパルスレートとＣＩ平均パルス振幅を持ち、マルチチャンネルアレイに関して与えられた位置で実質的に所望の電位と等しい電位を生成する。ＣＩシーケンスがパルス間に時間ギャップを含み、プロセッサは、該パルス間時間ギャップが減少するようにＣＩパルスレートを増加させるように構成されうる。その上、プロセッサは、１パルスあたりの電荷が実質的に変ることなくかつパルス間時間ギャップが減少するようにパルス位相持続時間を増加させながら、ＣＩシーケンスのパルス振幅を減少させるように構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気的神経刺激に関し、特にチャンネル特定サンプリングシーケンスに基づく神経の電気刺激に関する。
【背景技術】
【０００２】
内耳プロテーゼである移植蝸牛刺激装置（蝸牛刺激インプラント）は聴覚障害の大きい（程度が激しい）聴覚障害者を助ける可能性である。増幅され調整された音響信号を単に使用する従来の補聴器と異なり、移植蝸牛刺激装置は内耳神経を直接刺激する電気システムに基づく。移植蝸牛刺激装置の意図は、正常聴覚とほぼ同様な感覚を内耳で得ることができるようにニューロン構造を電気的に刺激することである。
【０００３】
図１は従来の蝸牛の補綴装置を示している。蝸牛補綴装置は本質的に２つの部品から成る。即ち、通常耳のそばの外部に最も近く置かれるスピーチプロセッサ１０１と、移植刺激装置１０５である。スピーチプロセッサ１０１は、システム全体のための電源（バッテリー）を含み、刺激パラメタを抽出するために音響信号の信号処理を行うのに使用される。刺激装置１０５は、内耳の鼓室階１０９に広がる電極アレイ１０７による刺激パターンを作って神経組織にそれらを使う。スピーチプロセッサと刺激装置の接続は、刺激装置１０５の中に一次コイル１０３と二次コイルを使用する無線周波リンク（経皮）又は皮膚内のプラグ（経皮）によって確立される。
【０００４】
１つの成功した刺激方法は、ウィルソンＢ．Ｓ、フィンリーＣ．Ｃ、ロースンＤ．Ｔ．、ウルフォードＲ．Ｄ．、エディントンＤ．Ｋ．、ラビノウィッツＷ．Ｍ．によってネイチャー、ｖｏｌ．３５２、２３６−２３８（１９９１年７月）「移植蝸牛刺激装置を用いたより良い音声認識」によって説明される、いわゆる「連続インタリーブサンプリング戦略」（ＣＩＳ）である。この文献（以下、「ウィルソン他、１９９１」という）は参照のためにここに組み入れられる。スピーチ（音声処理）プロセッサでのＣＩＳのための信号処理は以下のステップを含む。
【０００５】
ａ フィルタバンクによってオーディオ周波数範囲をスペクトルバンドに分ける
ｂ 各フィルタ出力信号のエンベロープ検出
ｃ エンベロープ信号の瞬時の非線形圧縮（マップ法）。
【０００６】
蝸牛の周波数部位対応構造によると、鼓室階のそれぞれの刺激電極は外部フィルタバンクのバンドパスフィルタに関連している。刺激のために、対称二相性電流パルスが適用されている。刺激パルスの振幅は圧縮されたエンベロープ信号から直接得られる（上のステップｃ）。これらの信号が連続して標本化され、刺激パルスは厳密に重なっていないシーケンスで適用される。したがって、典型的なＣＩＳの特徴として、一時に１個の刺激チャンネルだけが活性化されている。総刺激率は比較的高い。例えば、総刺激率を１８ｋｐｐｓであるとし、１２チャンネルのフィルタバンクを使用すると、１チャンネルあたりの刺激率は１．５ｋｐｐｓである。通常、そのような１チャンネルあたりの刺激率はエンベロープ信号の適切な時間表現に対して十分である。
【０００７】
最大総刺激率は１パルスあたりの最小位相持続時間によって制限される。位相持続時間を任意に短く選ぶことができない。なぜならば、パルスが短ければ短いほど、電流の振幅は、ニューロンでの作動電位を引き出すために、より高くなければならず、また、電流の振幅が様々な実際的な理由で制限されるからである。総刺激率が１８ｋｐｐｓの場合、位相持続時間は２７μｓであり、これは下限である。
【０００８】
ＣＩＳバンドパスフィルタの各出力は、該バンドパスフィルタの中心周波数においては、エンベロープ信号によって調節される正弦波状と見なされうる。これはフィルタのＱ（品質係数）がＱ＝３であるためである。有声スピーチセグメントの場合は、このエンベロープはほとんど周期的であり、反復率はピッチ周波数と等しい。
【０００９】
電流ＣＩＳ法では、エンベロープ信号だけがさらなる処理に使用され、すなわち、それらが全体の刺激情報を含んでいる。各チャンネルに関して、エンベロープは二相性シーケンスとして一定反復率で表される。ＣＩＳの特色として、この反復率（通常１．５ｋｐｐｓ）はすべてのチャンネルで等しく、個々のチャンネルの中心周波数との関係が全くない。反復率は患者のための時間的な手がかりでないことを意図し、すなわち、それは十分高くあるべきであり、そのため、患者が反復率と等しい周波数にトーンを知覚しない。通常、反復率はエンベロープ信号の帯域幅の２倍に以上に設定される（ナイキスト理論）。
【００１０】
単極刺激を使用する１２チャンネルの移植蝸牛刺激装置の電極構成
図２は、米国特許第６，６００，９５５号で説明されるように、１２チャンネルの移植蝸牛刺激装置に使用する電極構成の例を示す。１２個の電極接点２０１（図で黒点として示している）を含む電極アレイは蝸牛鼓室階の中に置かれる。これらのそれぞれの電極２０１は、コンデンサーＣ２０３と、１組の電流源２０５、２０７に接続されていて、電流源２０５、２０７の２番目のポートは移植装置のそれぞれの接地２０９と供給電圧Ｖｃｃ２１１に接続されている。例えば、電流源２０５、２０７は、それぞれＰチャンネルとＮチャンネル形のＭＯＳ電界効果トランジスタを使用することで実行されるだろう。したがって、利便のために、電流源２０５、２０７はＰソースとＮソースとして指定される。基準電極２１３は、蝸牛の外に置かれて、１組のスイッチ２１５、２１７に接続される。スイッチ２１５、２１７の２番目のポートはそれぞれ、移植装置のＧＮＤと供給電圧Ｖｃｃに接続される。
【００１１】
この構成の簡易型集中要素モデルは図３に示される。インピーダンスＺＩ３０１は、イントラ内耳電極接点の金属表面と、鼓室階中体液間のインタフェースインピーダンスを表す。インピーダンスＺＩ，ＲＥＦ３０３は基準電極のインタフェースインピーダンスを表す。イントラ内耳体液はオーム抵抗器ＲＳ３０５によって表される。鼓室階に沿って断面積が変化するので、クラルＡ．、ハルトマンＲ．、モルタザビＤ．、およびクランケＲ．によるヒアリングリサーチ１２１、１９９８、ページ１１−２８、「移植蝸牛刺激装置の空間精度：電場と励振の聴力導入」で説明されるように、通常、変数ＲＢが想定される（この文献は、参照のために、ここに組み入れられる。）抵抗器ＲＢ３０７は蝸牛が埋め込まれている骨組織に言及する。これらの抵抗器は位置に依存する。空間的な依存はほとんど重要でなく、したがって、利便のために、ＲＢとＲＢは一定であると仮定する。そのうえ、無限はしご形回路ＲＳ／ＲＢを想定する。刺激電流は、基準電極への径路の途中の高抵抗の構造を通る。
【００１２】
インピーダンスＺＩと、ＺＩ，ＲＥＦは、一般に、複素数であり周波数依存である。しかしながら、インピーダンスインビトロ測定は、移植蝸牛刺激装置で使用される電極形状と非常に短いパルス刺激波形に関して、インタフェースインピーダンスが純粋にオーム性であると見なすことができることを示す。
【００１３】
米国特許第６，６００，９５５号で説明されるように、図３に示す刺激装置の構成は、（ａ）単一の非同時の刺激のパルス、又は（ｂ）「符号相関」の同時パルスのどちらかを発生させるのに使用されるだろう。例えば、１つの電極における単一の対称二相性パルスの２つのフェーズは、まず、この電極に関連するＰソース３１３の１つを活性化し、スイッチ３１５を閉じ、関連するＮソース３１１を活性化し、スイッチ３１７を閉じることによって作り出される。このパルスの第１のフェーズでは、電流は、関連する電流源の組からはしご形回路を介してスイッチの組まで流れ、第２のフェーズでは、電流方向は逆である。２つのフェーズの振幅と位相持続時間が等しいなら、パルスは電荷バランスがとれ、すなわち、はしご形回路にいかなる実効電荷が与えられない。
【００１４】
１つ以上の刺激パルスが同時に与えられるならば、そのようなパルスは「符号相関」を受け、すなわち、いくつかのＰソースが同時に活性化され、スイッチ３１５が閉じられ、あるいは、いくつかのＮソースが同時に活性化され、スイッチ３１７が閉じられるかのいずれかであり、活性化されたＰ−ソースと活性化されたＮ−ソースが混り合うことはない。これは、電流の合計が基準電極（すなわち、インピーダンスＺＩ，ＲＥＦ）を通していつも流れていることを確実にする。そのような刺激構成は「分配型単極」と言われる。
【００１５】
例えば、単一二相性パルスの第１段階の間に起こる電位は図４の助けによって説明される。Ｐソース４０１に特定の振幅Ｉｐを生産させ電圧降下を引き起こす（このフェーズでは関連するＮソース４０３が不活性であることに注意された）。パルスの前にコンデンサー４０５が荷電されていないとすると、電流Ｉｐはコンデンサー４０５を横切る電圧Ｕｃを生じさせる。これは、時間に従って、線形に増加する。しかしながら、十分高いキャパシタンスを想定すると、第１のパルスフェーズの終わりで、比較的わずかな電位降下だけがコンデンサー４０５を横切る。通常、Ｕｃは数十ミリボルト以下であり、オーム性ネットワークでの他の電圧降下と比較して通常無視できる。インピーダンスＺＩと、ＺＩ，ＲＥＦはかなりの電圧降下ＵＩ＝ＺＩＩｐを引き起こす。電流Ｉｐは、水平抵抗ＲＳと垂直抵抗ＲＢで構成された無限はしご形回路の中に分配される。垂直抵抗ＲＢを横切る電圧降下の分配は、抵抗４０９に最大電圧降下ＵＢが起こることころでは指数関数的挙動を示し、両側の隣接している電圧降下は指数関数的に減衰し、すなわち、抵抗４１１と４１３ではαＵＢ、抵抗４１５と４１７ではα２ＵＢ、抵抗４１９、４２１ではα３ＵＢ等となる。係数αはＲＢ／ＲＢ比のみの関数であり、短い計算から次式として与えられる。
【式１】
【００１６】
抵抗ＲＢを流れるすべての電流の合計はここでもＩｐであり、これは、インピーダンスＺＩ，ＲＥＦ４２３と、閉じたスイッチ４２５を通って移植装置の方へ戻るように流れる。ＺＩ，ＲＥＦを横切る電圧ＵＩ，ＲＥＦは、ＵＩ，ＲＥＦ＝ＺＩ，ＲＥＦＩｐで与えられ、そして、理想的なスイッチを仮定して、閉じているスイッチ４２５に電圧降下が全くないとする。すべての電圧降下をまとめて以下の移植装置供給電圧Ｖｃｃを得る。
【００１７】
Ｖｃｃ＝ＵＰ＋ＵＣ＋ＵＩ＋ＵＢ＋ＵＩ，ＲＥＦ （１）
そのような回路の合計電力消費は以下の通りである。
【００１８】
ＰＴＯＴ＝ＶｃｃＩｐ （２）
本願では、ＰＴＯＴはできるだけ小さい方が望ましい。与えられた電流振幅Ｉｐに関して、移植装置供給電圧が最小にされるなら、合計電力消費は最小である。
【００１９】
典型的な数値例として、インタフェースインピーダンスＺＩ＝５ｋΩ、ＺＩ，ＲＥＦ＝２５０ｋΩ、はしご形回路インピーダンスＲＳ＝４５０Ω、ＲＢ＝９ｋｋΩ、電流振幅Ｉｐ＝８００μＡであると仮定する。これらの仮定はＵＩ＝４Ｖ、ＵＢ＝０．８Ｖ、およびＵＩ，ＲＥＦ＝０．２Ｖをもたらす。これらを式（ｌ）に代入し、電圧ＵＣを無視すると、
Ｖｃｃ−ＵＰ＝ＵＩ＋ＵＢ＋ＵＩ，ＲＥＦ＝５Ｖとなる。
【００２０】
無視できる電圧ＵＰでＰ−ソース４０１を操作できると仮定すると、最小移植装置供給電圧Ｖｃｃ＝５Ｖとなる。これを（２）式に代入すると、合計電力ＰＴＯＴ＝４ｍＷとなる。明らかに、ＰＴＯＴの８０％がインタフェースインピーダンスＺＩによって吸収され、すなわち、ＰＩ＝ＵＩＩｐ＝３．２ｍＷであり、この電力は刺激自体に貢献しない。したがって、移植装置供給電圧の低減と刺激電力消費の低減の両方に関して、如何なる電圧降下の低減が望ましい。
【００２１】
ＺＩを横切る電圧降下を減少させるための１つのアプローチはＺＩ自身を減少させることである。例えば、より大きい電極表面を使用すると、ＺＩは減少するだろう。しかしながら、電極距離などの幾何学的な限界に既に達しているので通常電極表面サイズをさらに増加することはできない。別のアプローチは、時間がたつにつれてＺＩが安定せず、移植後数週間もすると増加しているという観測に基づく。その理由は、特定の組織が成長して電極表面を覆うからである。外科手術の間にコルチコイドを与えることで、この組織の成長を減少させ、インピーダンスを少なくとも初期値に保つと思える。
【発明の開示】
【００２２】
発明の第１の態様では、単極電極構成を有するマルチチャンネル電極アレイにおける電極を同時に活性化させる方法が提供される。方法は、電極アレイに関して与えられた位置で所望の電位を決定することを含んでいる。マルチチャンネルアレイの少なくとも２つの電極に関連する同時符号相関パルスの振幅は、実質的に所望の電位と等しい、与えられた位置での合計電位を提供するように決定される。与えられた位置で所望の電位を達成するために少なくとも２つの電極が同時に振幅の関数として活性化され、これらの少なくとも２つの電極は、活性化されるときに空間チャンネル相互作用を有する。
【００２３】
発明の関連する実施の形態によると、振幅の決定は、与えられた位置における各符号相関パルスから結果として起こる電位を加えることを含むことができる。各決定された振幅は、所望の電位を達成するのに連続インタリーブサンプリング戦略を使用するマルチチャンネル電極アレイにおいて電極を活性化させるのに必要である振幅よりも小さいであろう。同時符号相関パルスを使用して少なくとも２つの電極を活性化させるのに必要である電力は、所望の電位を達成するのに連続インタリーブサンプリング戦略を使用するマルチチャンネルアレイの少なくとも２つの電極を活性化させるのに必要である電力よりも小さいであろう。電極アレイは生者に植えつけられる。例えば、電極アレイは、内耳神経を刺激するのに使用されうる。
【００２４】
発明のもう一つの形態では、マルチチャネル電極アレイの電極を活性化させる方法は、順次刺激シーケンスパルスレートと順次刺激シーケンス平均パルス振幅を有する順次刺激シーケンスであって、マルチチャンネル電極アレイに関して与えられた位置で所望の電位を生成するための順次刺激シーケンスを決定することを含んでいる。順次刺激シーケンス−これは、例えば、連続インタリーブサンプリング（ＣＩＳ）シーケンスである−は、同時符号相関パルスとチャンネル相互作用補償を使用することでチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスに変換される。ＣＩシーケンスは、ＣＩパルスレートとＣＩ平均パルス振幅を有し、前記与えられた位置で実質的に所望の電位と等しい結果として起こる電位を生成するためのものである。
【００２５】
発明の関連する実施例によると、電極はＣＩシーケンスの関数として活性化される。ＣＩシーケンスの平均パルス振幅は、順次刺激シーケンスの平均パルス振幅より小さいであろう。ＣＩシーケンスに必要である刺激電力は順次刺激シーケンスに必要である刺激電力以下であるだろう。順次刺激シーケンス、そして／または、ＣＩシーケンスは対称の二相性電流パルスを含んでいるだろう。マルチチャンネルアレイは離れた接地を有する単極電極構成を使用するだろう。
【００２６】
発明のさらなる実施の形態によると、ＣＩパルスレートはパルス間に時間ギャップを含み、実質的に順次刺激シーケンスパルスレートと等しい。ＣＩパルスレートは増加するであろうが、パルス間の時間ギャップが減少する。ＣＩシーケンスのパルス振幅が減少すると共に、パルス位相持続時間は、１パルスあたりの電荷が実質的に変わりがないように増加し、パルス間の時間ギャップが減少する。
【００２７】
発明のさらに別の態様で、蝸牛補綴システムは移植可能に設けた刺激装置を含み、該刺激装置は単極電極構成を有するマルチチャンネル電極アレイを含む。プロセッサは作動的に刺激装置と結合される。プロセッサは、マルチチャンネル電極アレイに対する与えられた位置の総電位が所望の電位と等しくなるように、マルチチャンネルアレイの少なくとも２つの電極（これらの少なくとも２つの電極は空間チャンネル相互作用を有する）に関連している同時符号相関パルスの振幅を決定するように構成されている。プロセッサはさらに、与えられた位置で所望の電位を達成するために、少なくとも２つの電極を決定された振幅の関数として同時に活性化させるように構成されている。
【００２８】
発明の関連する実施の形態によると、総（合計）電位は与えられた位置における、それぞれの同時符号相関パルスから結果として起こる電位の総和と等しい。それぞれの決定された振幅は、与えられた位置で所望の電位を達成するのに連続インタリーブサンプリング戦略を使用するマルチチャンネル電極アレイの電極を活性化させるのに必要であるパルス振幅よりも小さいであろう。同時符号相関パルスを使用して少なくとも２つの電極を同時に活性化させるに必要である電力は、所望の電位を達成するのに連続インタリーブサンプリング戦略を使用して少なくとも２つの電極を活性化させるのに必要である電力よりも小さいであろう。
【００２９】
発明のまた別の態様で、蝸牛補綴システムは移植可能に設けた刺激装置を含み、刺激装置は単極電極構成を有するマルチチャンネル電極アレイを含む。プロセッサは作動的に刺激装置と結合される。プロセッサは、マルチチャンネル電極アレイに関して与えられた位置で所望の電位が生成されるように、順次刺激シーケンスパルスレートと順次刺激シーケンス平均パルス振幅を有する順次刺激シーケンスを決定するように構成されている。その上、プロセッサは、同時符号相関パルスとチャンネル相互作用補償を使用することで順次刺激シーケンスをチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスに変換する。ここで、ＣＩシーケンスはＣＩパルスレートとＣＩ平均パルス振幅を有し、与えられた位置で実質的に所望の電位と等しい結果として起こる電位を生産するためのものである。
【００３０】
発明の関連する実施の形態によると、プロセッサは、与えられた位置で所望の電位を達成するために、マルチチャンネル電極アレイの少なくとも２つの電極をＣＩシーケンスの関数として同時に活性化させるように構成される。ＣＩシーケンスの平均パルス振幅は順次刺激シーケンスの平均パルス振幅より小さいであろう。ＣＩシーケンスに必要である刺激電力は順次刺激シーケンスによって必要とされる刺激電力以下であるだろう。順次刺激シーケンスとＣＩシーケンスは対称の二相性電流パルスを含んでいるだろう。ＣＩパルスレートは、ＣＩシーケンスがパルス間の時間ギャップを含むように、実質的に順次刺激シーケンスパルスレートと等しい。プロセッサは、ＣＩパルスレートを増加させ、パルス間の時間ギャップが減少するようにさらに構成される。プロセッサは、１パルスあたりの電荷が実質的に変わりがないように、そして、パルス間の時間ギャップが減少するように、ＣＩシーケンスのパルス振幅を減少させると共にパルス位相持続時間を増加させるように、さらに構成されている。順次刺激シーケンスは連続インタリーブサンプリング（ＣＩＳ）シーケンスであるだろう。
【００３１】
発明のもう一つの態様では、刺激システムが単極電極構成を有するマルチチャンネル電極アレイを含む刺激装置を含んでいる。プロセッサは作動的に刺激装置と結合される。プロセッサは、同時符号相関パルスとチャンネル相互作用補償を使用することでチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスを決定するために構成されている。ＣＩシーケンスはＣＩパルスレートとＣＩ平均パルス振幅を有する。ＣＩシーケンスは、マルチチャンネルアレイに関して与えられた位置で実質的に所望の電位と等しい結果として起こる電位を生産するためのものである。
【００３２】
発明の関連する実施の形態によると、刺激装置は移植可能に設けられ、移植蝸牛刺激装置の一部である。プロセッサは、与えられた位置で所望の電位を達成するためマルチチャンネル電極アレイの少なくとも２つの電極をＣＩシーケンスの関数として同時に活性化させるために構成されている。ＣＩシーケンスは対称の二相性電流パルスを含んでいるだろう。
【００３３】
発明のさらなる関連する実施の形態によると、ＣＩシーケンスはパルス間に時間ギャップを含んでいるだろう。プロセッサは、パルス間の時間ギャップが減少するようにＣＩパルスレートを増加させるようにさらに構成されるだろう。プロセッサは、１パルスあたりの電荷が実質的に変わりがなくて、パルス間の時間ギャップが減少するように、パルス位相持続時間を増加させると共に、ＣＩシーケンスのパルス振幅を減少させるようにさらに構成されている。
【００３４】
発明のまた別の態様では、刺激システムは単極電極構成を有するマルチチャンネル電極アレイを含む刺激装置を含んでいる。制御手段は刺激装置を制御する。制御手段は、同時符号相関パルスとチャンネル相互作用補償を使用することでチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスを決定する。ＣＩシーケンスは、ＣＩパルスレートとＣＩ平均パルス振幅を有し、マルチチャンネルアレイに関して与えられた位置で実質的に所望の電位と等しい結果として起こる電位を生産する。
【００３５】
発明の関連する実施の形態によると、刺激装置は、移植可能に設けられ、移植蝸牛刺激装置の一部であるだろう。制御手段は、与えられた位置で所望の電位を達成するためにマルチチャンネル電極アレイの少なくとも２つの電極をＣＩシーケンスの関数として同時に活性化させるだろう。ＣＩシーケンスは対称の二相性電流パルスを含んでいる。
【００３６】
発明のさらなる関連する実施の形態によると、ＣＩシーケンスはパルス間に時間ギャップを含んでいるだろう。制御手段は、パルス間の時間ギャップが減少するようにＣＩパルスレートを増加させる。制御手段は、１パルスあたりの電荷が実質的に変わりがなくて、パルス間の時間ギャップが減少するように、パルス位相持続時間を増加させると共に、ＣＩシーケンスのパルス振幅を減少させるようにさらに構成されうる。
【００３７】
発明のさらに別の態様で、単極電極構成を有するマルチチャンネル電極アレイの電極を同時に活性化させるコンピュータプログラム製品が提供される。コンピュータプログラム製品は、コンピュータで読み込み可能なプログラムコードを有しているコンピュータで使用可能なメディアを含んでいる。コンピュータで読み込み可能なプログラムコードは、同時符号相関パルスとチャンネル相互作用補償を使用することでチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスを決定するためのプログラムコードを含んでいる。ＣＩシーケンスはＣＩパルスレートとＣＩ平均パルス振幅を有し、マルチチャンネルアレイに関して与えられた位置で実質的に所望の電位と等しい結果として起こる電位を生産するためのものである。
【００３８】
さらなる関連する実施の形態によると、コンピュータプログラム製品は、与えられた位置で所望の電位を達成するためにマルチチャンネル電極アレイの少なくとも２つの電極をＣＩシーケンスの関数として同時に活性化するプログラムコードをさらに含む。ＣＩシーケンスは対称の二相性電流パルスを含んでいるだろう。
【００３９】
発明のさらなる実施の形態によると、ＣＩシーケンスはパルス間に時間ギャップを含んでいる。コンピュータ製品はさらに、パルス間の時間ギャップが減少するようにＣＩパルスレートを増加させるためのプログラムコードを含んでいるだろう。
【００４０】
コンピュータプログラム製品はさらに、１パルスあたりの電荷が実質的に変わりがなくて、パルス間の時間ギャップが減少するように、ＣＩシーケンスのパルス振幅を減少させると共に、パルス位相持続時間を増加させるプログラムコードを含んでいるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
発明の以上の特徴は、添付図面に関してなされる以下の詳細な説明を参照することにより容易に理解されるであろう。
【００４２】
例示的な実施の形態では、マルチチャンネル電極アレイの電極を同時に活性化させるためのシステムと方法が提示される。同時符号相関パルスとチャンネル相互作用補償を有するチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスなどの同時の刺激シーケンスはパルス間に時間ギャップを含んでいる。ＣＩシーケンスは、例えば、ＣＩパルスレートが実質的に順次刺激シーケンスパルスレートと等しいように順次刺激シーケンスに基づく。「微細構造戦略」の実施のために、ＣＩパルスレートは、情報速度が増加されるように、パルス間の時間ギャップを付加パルスで満たすことによって増加される。他の実施の形態では、１秒あたりのパルスの数を増加させないで、ＣＩシーケンスのパルス振幅を減少させて、標準逐次刺激戦略の低電力、低電圧の実施を可能にする。例示の実施の形態を以下に詳細に説明する。
【００４３】
同時刺激
図３に言及し、インタフェースインピーダンスＺＩを横切る電圧降下は２個以上のチャンネルの同時刺激に基づいて減少する。２つ以上の電極が同時に刺激されるなら、以下で説明するように空間チャンネル相互作用の効果を利用できる。
【００４４】
ａ．空間チャンネル相互作用
異なった刺激電極（鼓室階に置かれる）が活性化され、刺激可能な神経組織の位置において電場のかなりの幾何学上重複があるとき、空間チャンネル相互作用は起こる。したがって、異なる電極が刺激されるなら、同じニューロンが活性化される。リモート接地電極（単極の刺激）に対する特定の電極の刺激は、電極の両側の２つの減衰指数関数で大まかに表される鼓室階の中に電位を引き起こす。通常、空間定数（人間のもの）λは約１０ｍｍである。
【００４５】
ＣＩＳ戦略では、時間的に重ならないパルスを使う（インタリーブサンプリング）ことによって、空間チャンネル相互作用の影響は減少する。ここでの鼓室階の伝導性は、刺激可能な部位で電場がかなり広がり消磁されることにつながる。しかしながら、リモート接地電極に対する２つ以上の電極の非相関同時刺激が考えられるならば、追加の効果が生じる。ここで伝導率は活性電極間の短絡コンダクタンスを表し、一般に、それは、ニューロン位置で電場の生成と破壊の重ね合わせの混合物をもたらす。例えば、２個の同時刺激チャンネルが等しい振幅、但し、異なった符号の電流を発生させると、電流の大部分は、短絡コンダクタンスを通して流れ、意図するニューロンに達しない。
【００４６】
ｂ．符号相関パルス
発明の好適実施例は、リモート基準電極（単極電極構成）に接する鼓室階において２つ以上の電極を同時に活性化させる。その上、すべてのパルスがまさに同時であり、すなわち、正負パルス位相は、同じ時間的瞬間にそれぞれ始まりかつ終わる。さらに、すべての同時位相は同符号を有する。ここに使用されるように、そのような同時パルスは「符号相関」パルスと定義される。
【００４７】
符号相関パルスを使うことで、単一の刺激電流の合計が基準電極を通していつも流れていることを確実にする。したがって、刺激しやすいニューロンの場所では、電流の重ね合わせだけが起こる。
【００４８】
ｃ．チャンネル相互作用補償（ＣＩＣ）
米国特許第６，５９４，５２５号で説明される「チャンネル相互作用補償（ＣＩＣ）」は、１セットの連続した振幅を１セットの同時の振幅に変換するのに使用され、そこでは、活性電極位置における鼓室階の中では電位は変わりがない。２つの電極を使用する実施例は図５（ａ）、（ｂ）で示される。図５（ａ）（先行技術）は、連続して適用された等しい振幅の２つの刺激パルスによる２つ（正規化）の鼓室階電位を示している。活性電極間の距離は１２ｍｍである。各電位分布は、両側でλ＝１０ｍｍで、指数関数的減衰を示す。図５（ｂ）は、発明の実施例に従って、２つの刺激パルスが同時に適用され、かつ、振幅がＣＩＣを使用することで適合させられた後の結果の電位（実線）を示している。上の図と比べて、電極の位置でのピーク電位が変っていないことに注意されたい。このカーブは２つの単一電位（点線）の重ね合わせの結果である。単一電位の最大振幅に関して、図５（ａ）の電位と比べて、これらが減少することは明確である。この実施例では、減少率は２３％である。
【００４９】
刺激電力の低減
ａ．同時刺激を使用することでの刺激電力の低減
ＣＩＣの一般的な特徴として、空間チャンネル相互作用を考慮に入れることによって、刺激パルス振幅は減少する。したがって、ＣＩＣと組み合わせて同時刺激を利用する如何なる刺激戦略は、１秒あたり同じ数の刺激パルスを使用する標準ＣＩＳと比べると、平均して刺激電力低減に通じる。平均した低減量は、同時に使用されたチャンネルの数、これらのチャンネル間の距離、または空間減衰率などのさまざまなパラメータに依存する。平均した低減量はまた、ＣＩＣの入力に使用される連続した振幅の確率分布に依存する。図５（ａ）、５（ｂ）に示す例に戻り、電力消費は、刺激振幅の減少に比例して減少し、即ち、２３％の減少である。しかしながら、節電効果に関して、２つの等しい連続した振幅のケースは「ベストケース」を表す。「ワーストケース」は２つの連続した振幅の１つがゼロの場合に起こる。次に、ＣＩＣはこれらの振幅を変えないので、節電が全くない。
【００５０】
例えば、隣接電極間距離が４ｍｍである６チャンネルのイントラ内耳電極アレイを考える。標準ＣＩＳ−モードで駆動すると、パルスは厳密に連続して、例えば、図６（ａ）に示すように、パターン・・・（１）（２）（３）（４）（５）（６）（１）（２）・・・に従って起こる。発明の実施の形態によるＣＩＣベースのシステムは図６（ｂ）に示される。図６（ｂ）では、同時符号相関パルスが起こる。より詳しくは、３対の電極（１、４）、（２、５）および（３、６）はそれぞれ、パターンに従って、同時である。但し、・・・（１、４）（２、５）（３、６）（１、４）・・・に制限されるものでない。減衰率は、例えば、λ＝１０ｍｍであるだろう。図５（ｂ）はそのような電極対の例を表す。両方のシステムが１秒あたりの同じ刺激パルス数を使用し、両方のシステム方が同じ移植装置供給電圧を使用するとすると、約１５−２０％の範囲の平均刺激電力低減を期待できる。
【００５１】
ｂ．より長いパルスを使用することによる低減
図６（ｂ）に示すように、同時パルスを適用することで、ベアの同時パルス間にギャップを設けることができる。これに限定されるものではないが、同時に２パルスを使用する場合は、発明の実施の形態に従って図６ｃに示すように位相持続時間を倍にすることによって、このギャップをなくすことができる。１位相あたりの等しい電荷とすると、刺激振幅を係数２によって減少させることができる。Ｎ個の同時パルスを用いると、連続パルス位相持続時間はＮ倍であり、１位相あたりの等しい電荷とすると、振幅は係数Ｎで割ったものとなる。移植装置供給電圧Ｖｃｃの低減にこの振幅の低減を利用できる、すなわち、移植装置供給電圧をＮで割ったものとすることができる。１位相あたり同じ電荷が短い位相を持つ同時パルスとして使用されるので、移植装置供給電圧と平均刺激振幅の積に比例する総刺激電力は係数Ｎによって減少される。
【００５２】
刺激電力の低減と移植装置供給電圧の低減は共にかなりの利益を表す。特に完全に移植可能な移植蝸牛刺激装置（ＴＩＣＩ）の場合、そうである。低消費電力はＴＩＣＩの限られた電力資源に関する一般的な利点であるが、低電圧刺激戦略には特別の関心があり、そこでは、移植装置供給電圧をＶｃｃ＝３Ｖまで下げて非常に低い電圧で刺激を行うことができる。現在の移植蝸牛刺激装置では、移植装置供給電圧は通常Ｖｃｃ＝５−６Ｖである。低電圧刺激戦略が適用されるなら、充電可能な電池によって発生される電圧を直接使用できる。例えば、リチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ２）を使用するリチウムポリマ二次電池は３．６５Ｖを発生する。そのような供給電圧は標準ＣＩＳ−戦略の実施に十分でないだろう。したがって、電位を倍増する、あるいは、同様のサーキットが必要であり、そのようなサーキットはＴＩＣＩの規模と電力消費をかなり上げる。
【００５３】
発明の図示の実施の形態では、ＣＩＣと組み合わせて、符号相関パルスを使用する同時刺激を適用することは、例えば、「微細構造」刺激戦略を適用する際に情報速度を増加させるのに利用される。図７は、発明の様々な実施の形態に従って刺激情報速度を増加させる方法を示している。方法は、これに制限されるものでないが、単極電極構成を利用するマルチチャンネル電極アレイ１０７を有する刺激装置１０５と、図１に示されるように刺激装置１０５を制御するためのプロセッサ１０１などの制御装置を含む刺激システムによって実行されるだろう。制御装置は、これに制限されるものでないが、様々なサーキットリー、そして／または、メモリを含み、適切に前プログラムされるか、または適切なプログラムがロードされるように構成されるだろう。メモリ（記憶装置）は例えばディスケット（フレキシブルディスク）、固定ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラム可能読み込み専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、そして／または、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）を含むことができるであろう。図１に示されるように、システムの様々な部分は移植でき、内耳神経を刺激する移植蝸牛刺激装置の一部であるだろう。
【００５４】
図７のステップ７０２では、制御装置は、同時符号相関パルスとチャンネル相互作用補償を使用することでチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスを決定する。上で説明したように、ＣＩシーケンスは、ＣＩパルスレートとＣＩ平均パルス振幅を持ち、マルチチャンネルアレイに関して与えられた位置で実質的に所望の電位と等しい結果として起こる電位を生産する。
【００５５】
発明の様々な実施の形態では、制御装置は、ＣＩＳシーケンスなどの順次刺激シーケンスであって、順次刺激シーケンスパルスレートと順次刺激シーケンス平均パルス振幅を有し、マルチチャンネル電極アレイに関して与えられた位置で所望の電位を生産するためのものを決定することによって、ＣＩシーケンスを決定する。制御装置は次に、与えられた位置で実質的に所望の電位と等しい結果として起こる電位を生産するために、順次刺激シーケンスを同時符号相関パルスとチャンネル相互作用補償を使用するチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスに変換する、上で述べたように、各ＣＩパルス振幅は、所望の電位を生産するために同時ＣＩパルスが加えられるので、順次刺激シーケンスを使用してマルチチャンネル電極アレイの電極を活性化させるのに必要な振幅より通常少ない。
【００５６】
そのような変換されたＣＩシーケンス、または初めて決定されたＣＩシーケンスはパルス間に時間ギャップを含むことができる。これは、例えば、図７のステップ７０４に示されるようにパルス間の時間ギャップが減少するようにＣＩパルスレートを増加させることで制御装置によって利点を持って活用される。増加する刺激率は上で説明されるように微細構造刺激戦略の移植を可能にする。ＣＩシーケンスに基づいて、制御装置は次に、空間チャンネル相互作用を介して与えられた位置の所望の電位を達成するために少なくとも２つの電極を決定されたＣＩパルス振幅の関数として同時に活性化させる。
【００５７】
上で説明したように、様々な実施の形態では、パルス間時間ギャップは、また、標準ＣＩＳ刺激戦略の低電力、低電圧の実施を可能にするのに有利に利用されるだろう。図８は、発明の様々な実施例による刺激電力及び電圧要件を減少させる方法を示している。図８のステップ８０２では、制御装置は、図７におけるステップ７０３と同様に、同時符号相関パルスとのチャンネル相互作用補償を使用することでチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスを決定する。図８のステップ８０４では、ＣＩシーケンスのパルス振幅を減少させると共に、パルス位相持続時間を増加させて、１パルスあたりの電荷が実質的に変わりがなく、パルス間の時間ギャップが減少する。
【００５８】
様々な実施例では、開示された方法はコンピュータシステムによる使用のためのコンピュータプログラム製品として実施されるだろう。そのような実施は、コンピュータで読み込み可能なメディア（例えば、ディスケット、ＣＤ−ＲＯＭ、ＲＯＭ、または固定ディスク）などの感知可能なメディアに固定された一連のコンピュータ命令、又は、ネットワークに接続した通信アダプターなどのモデム他のインタフェイス装置を介してコンピュータシステムに移送可能でメディアに記録できる一連のコンピュータ命令を含む。メディアは、感知できるメディア（例えば、光メディアまたはアナログ通信線メディア）又は無線技術（例えば、マイクロウェーブ、赤外線他の伝送技術）により実行されたメディアである。一連のコンピュータ命令は以前にシステムに関してここに説明された機能のすべてか一部を実施する。当業者は、多くのコンピュータアーキテクチャかオペレーティングシステムによる使用のために多くのプログラミング言語でそのようなコンピュータ命令を書くことができるのを理解するべきである。その上、そのような命令は、半導体、磁気、光学メモリ素子他のメモリ素子に格納され、光学、赤外線、マイクロウェーブ他の伝送技術などのどんな通信技術も使用することで伝えられるだろう。そのようなコンピュータプログラム製品は、添付の印刷ドキュメント又は電子ドキュメントと共にリムーバブル・メディア（例えば、シュリンク包装されたソフトウェア）として配給され、コンピュータシステムにプレロードされ（例えば、システムＲＯＭか固定ディスクにプレロード）、又は、ネットワーク（例えば、インターネットかＷＷＷ）上でサーバか電子掲示板から配給されることが予想される。
【００５９】
発明の様々な例示の実施の形態を開示したが、発明の本当の範囲から逸脱しないで様々な変更と変形を行い、発明の利点のいくつかを達成することができることは当業者にとって明らかである。特許請求の範囲はこれらの明白な変更例を含むことを意図する。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】従来の蝸牛補綴装置を示す図である。
【図２】１２チャンネル移植蝸牛刺激装置に使用する単極電極構成のブロック図である。
【図３】図２の電極構成の簡易型集中要素モデルを示す図である。
【図４】１持続刺激パルスが誘導されるとき、図２の電流と電圧の詳細を示す図である。
【図５】図５ａは、連続して適用された等しい振幅の２つの刺激パルスによる２つの（正規化）鼓室階電位を示す図である。図５ｂは、発明の実施の形態に従って、同時に適用された２つのＣＩＣ刺激パルスによる２つの（正規化）鼓室階電位を示す図である。
【図６】図６（ａ）は従来のＣＩＳでの連続パルスを示す図である。図６（ｂ）は発明の実施の形態によるＣＩシーケンスにおける同時バルスを示す。図６（ｃ）は発明の実施の形態に従って、パルス持続時間を増加させた場合の図６（ｂ）のＣＩシーケンスを示す図である。
【図７】発明の実施の形態により、刺激情報速度を増加させる方法を示す図である。
【図８】発明の実施の形態による刺激電力及び電位要件を減少させる方法を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気的神経刺激に関し、特にチャンネル特定サンプリングシーケンスに基づく神経の電気刺激に関する。
【背景技術】
【０００２】
内耳プロテーゼである移植蝸牛刺激装置（蝸牛刺激インプラント）は聴覚障害の大きい（程度が激しい）聴覚障害者を助ける可能性である。増幅され調整された音響信号を単に使用する従来の補聴器と異なり、移植蝸牛刺激装置は内耳神経を直接刺激する電気システムに基づく。移植蝸牛刺激装置の意図は、正常聴覚とほぼ同様な感覚を内耳で得ることができるようにニューロン構造を電気的に刺激することである。
【０００３】
図１は従来の蝸牛の補綴装置を示している。蝸牛補綴装置は本質的に２つの部品から成る。即ち、通常耳のそばの外部に最も近く置かれるスピーチプロセッサ１０１と、移植刺激装置１０５である。スピーチプロセッサ１０１は、システム全体のための電源（バッテリー）を含み、刺激パラメタを抽出するために音響信号の信号処理を行うのに使用される。刺激装置１０５は、内耳の鼓室階１０９に広がる電極アレイ１０７による刺激パターンを作って神経組織にそれらを使う。スピーチプロセッサと刺激装置の接続は、刺激装置１０５の中に一次コイル１０３と二次コイルを使用する無線周波リンク（経皮）又は皮膚内のプラグ（経皮）によって確立される。
【０００４】
１つの成功した刺激方法は、ウィルソンＢ．Ｓ、フィンリーＣ．Ｃ、ロースンＤ．Ｔ．、ウルフォードＲ．Ｄ．、エディントンＤ．Ｋ．、ラビノウィッツＷ．Ｍ．によってネイチャー、ｖｏｌ．３５２、２３６−２３８（１９９１年７月）「移植蝸牛刺激装置を用いたより良い音声認識」によって説明される、いわゆる「連続インタリーブサンプリング戦略」（ＣＩＳ）である。この文献（以下、「ウィルソン他、１９９１」という）は参照のためにここに組み入れられる。スピーチ（音声処理）プロセッサでのＣＩＳのための信号処理は以下のステップを含む。
【０００５】
ａ フィルタバンクによってオーディオ周波数範囲をスペクトルバンドに分ける
ｂ 各フィルタ出力信号のエンベロープ検出
ｃ エンベロープ信号の瞬時の非線形圧縮（マップ法）。
【０００６】
蝸牛の周波数部位対応構造によると、鼓室階のそれぞれの刺激電極は外部フィルタバンクのバンドパスフィルタに関連している。刺激のために、対称二相性電流パルスが適用されている。刺激パルスの振幅は圧縮されたエンベロープ信号から直接得られる（上のステップｃ）。これらの信号が連続して標本化され、刺激パルスは厳密に重なっていないシーケンスで適用される。したがって、典型的なＣＩＳの特徴として、一時に１個の刺激チャンネルだけが活性化されている。総刺激率は比較的高い。例えば、総刺激率を１８ｋｐｐｓであるとし、１２チャンネルのフィルタバンクを使用すると、１チャンネルあたりの刺激率は１．５ｋｐｐｓである。通常、そのような１チャンネルあたりの刺激率はエンベロープ信号の適切な時間表現に対して十分である。
【０００７】
最大総刺激率は１パルスあたりの最小位相持続時間によって制限される。位相持続時間を任意に短く選ぶことができない。なぜならば、パルスが短ければ短いほど、電流の振幅は、ニューロンでの作動電位を引き出すために、より高くなければならず、また、電流の振幅が様々な実際的な理由で制限されるからである。総刺激率が１８ｋｐｐｓの場合、位相持続時間は２７μｓであり、これは下限である。
【０００８】
ＣＩＳバンドパスフィルタの各出力は、該バンドパスフィルタの中心周波数においては、エンベロープ信号によって調節される正弦波状と見なされうる。これはフィルタのＱ（品質係数）がＱ＝３であるためである。有声スピーチセグメントの場合は、このエンベロープはほとんど周期的であり、反復率はピッチ周波数と等しい。
【０００９】
電流ＣＩＳ法では、エンベロープ信号だけがさらなる処理に使用され、すなわち、それらが全体の刺激情報を含んでいる。各チャンネルに関して、エンベロープは二相性シーケンスとして一定反復率で表される。ＣＩＳの特色として、この反復率（通常１．５ｋｐｐｓ）はすべてのチャンネルで等しく、個々のチャンネルの中心周波数との関係が全くない。反復率は患者のための時間的な手がかりでないことを意図し、すなわち、それは十分高くあるべきであり、そのため、患者が反復率と等しい周波数にトーンを知覚しない。通常、反復率はエンベロープ信号の帯域幅の２倍に以上に設定される（ナイキスト理論）。
【００１０】
単極刺激を使用する１２チャンネルの移植蝸牛刺激装置の電極構成
図２は、米国特許第６，６００，９５５号で説明されるように、１２チャンネルの移植蝸牛刺激装置に使用する電極構成の例を示す。１２個の電極接点２０１（図で黒点として示している）を含む電極アレイは蝸牛鼓室階の中に置かれる。これらのそれぞれの電極２０１は、コンデンサーＣ２０３と、１組の電流源２０５、２０７に接続されていて、電流源２０５、２０７の２番目のポートは移植装置のそれぞれの接地２０９と供給電圧Ｖｃｃ２１１に接続されている。例えば、電流源２０５、２０７は、それぞれＰチャンネルとＮチャンネル形のＭＯＳ電界効果トランジスタを使用することで実行されるだろう。したがって、利便のために、電流源２０５、２０７はＰソースとＮソースとして指定される。基準電極２１３は、蝸牛の外に置かれて、１組のスイッチ２１５、２１７に接続される。スイッチ２１５、２１７の２番目のポートはそれぞれ、移植装置のＧＮＤと供給電圧Ｖｃｃに接続される。
【００１１】
この構成の簡易型集中要素モデルは図３に示される。インピーダンスＺＩ３０１は、イントラ内耳電極接点の金属表面と、鼓室階中体液間のインタフェースインピーダンスを表す。インピーダンスＺＩ，ＲＥＦ３０３は基準電極のインタフェースインピーダンスを表す。イントラ内耳体液はオーム抵抗器ＲＳ３０５によって表される。鼓室階に沿って断面積が変化するので、クラルＡ．、ハルトマンＲ．、モルタザビＤ．、およびクランケＲ．によるヒアリングリサーチ１２１、１９９８、ページ１１−２８、「移植蝸牛刺激装置の空間精度：電場と励振の聴力導入」で説明されるように、通常、変数ＲＢが想定される（この文献は、参照のために、ここに組み入れられる。）抵抗器ＲＢ３０７は蝸牛が埋め込まれている骨組織に言及する。これらの抵抗器は位置に依存する。空間的な依存はほとんど重要でなく、したがって、利便のために、ＲＢとＲＢは一定であると仮定する。そのうえ、無限はしご形回路ＲＳ／ＲＢを想定する。刺激電流は、基準電極への径路の途中の高抵抗の構造を通る。
【００１２】
インピーダンスＺＩと、ＺＩ，ＲＥＦは、一般に、複素数であり周波数依存である。しかしながら、インピーダンスインビトロ測定は、移植蝸牛刺激装置で使用される電極形状と非常に短いパルス刺激波形に関して、インタフェースインピーダンスが純粋にオーム性であると見なすことができることを示す。
【００１３】
米国特許第６，６００，９５５号で説明されるように、図３に示す刺激装置の構成は、（ａ）単一の非同時の刺激のパルス、又は（ｂ）「符号相関」の同時パルスのどちらかを発生させるのに使用されるだろう。例えば、１つの電極における単一の対称二相性パルスの２つのフェーズは、まず、この電極に関連するＰソース３１３の１つを活性化し、スイッチ３１５を閉じ、関連するＮソース３１１を活性化し、スイッチ３１７を閉じることによって作り出される。このパルスの第１のフェーズでは、電流は、関連する電流源の組からはしご形回路を介してスイッチの組まで流れ、第２のフェーズでは、電流方向は逆である。２つのフェーズの振幅と位相持続時間が等しいなら、パルスは電荷バランスがとれ、すなわち、はしご形回路にいかなる実効電荷が与えられない。
【００１４】
１つ以上の刺激パルスが同時に与えられるならば、そのようなパルスは「符号相関」を受け、すなわち、いくつかのＰソースが同時に活性化され、スイッチ３１５が閉じられ、あるいは、いくつかのＮソースが同時に活性化され、スイッチ３１７が閉じられるかのいずれかであり、活性化されたＰ−ソースと活性化されたＮ−ソースが混り合うことはない。これは、電流の合計が基準電極（すなわち、インピーダンスＺＩ，ＲＥＦ）を通していつも流れていることを確実にする。そのような刺激構成は「分配型単極」と言われる。
【００１５】
例えば、単一二相性パルスの第１段階の間に起こる電位は図４の助けによって説明される。Ｐソース４０１に特定の振幅Ｉｐを生産させ電圧降下を引き起こす（このフェーズでは関連するＮソース４０３が不活性であることに注意された）。パルスの前にコンデンサー４０５が荷電されていないとすると、電流Ｉｐはコンデンサー４０５を横切る電圧Ｕｃを生じさせる。これは、時間に従って、線形に増加する。しかしながら、十分高いキャパシタンスを想定すると、第１のパルスフェーズの終わりで、比較的わずかな電位降下だけがコンデンサー４０５を横切る。通常、Ｕｃは数十ミリボルト以下であり、オーム性ネットワークでの他の電圧降下と比較して通常無視できる。インピーダンスＺＩと、ＺＩ，ＲＥＦはかなりの電圧降下ＵＩ＝ＺＩＩｐを引き起こす。電流Ｉｐは、水平抵抗ＲＳと垂直抵抗ＲＢで構成された無限はしご形回路の中に分配される。垂直抵抗ＲＢを横切る電圧降下の分配は、抵抗４０９に最大電圧降下ＵＢが起こることころでは指数関数的挙動を示し、両側の隣接している電圧降下は指数関数的に減衰し、すなわち、抵抗４１１と４１３ではαＵＢ、抵抗４１５と４１７ではα２ＵＢ、抵抗４１９、４２１ではα３ＵＢ等となる。係数αはＲＢ／ＲＢ比のみの関数であり、短い計算から次式として与えられる。
【式１】
【００１６】
抵抗ＲＢを流れるすべての電流の合計はここでもＩｐであり、これは、インピーダンスＺＩ，ＲＥＦ４２３と、閉じたスイッチ４２５を通って移植装置の方へ戻るように流れる。ＺＩ，ＲＥＦを横切る電圧ＵＩ，ＲＥＦは、ＵＩ，ＲＥＦ＝ＺＩ，ＲＥＦＩｐで与えられ、そして、理想的なスイッチを仮定して、閉じているスイッチ４２５に電圧降下が全くないとする。すべての電圧降下をまとめて以下の移植装置供給電圧Ｖｃｃを得る。
【００１７】
Ｖｃｃ＝ＵＰ＋ＵＣ＋ＵＩ＋ＵＢ＋ＵＩ，ＲＥＦ （１）
そのような回路の合計電力消費は以下の通りである。
【００１８】
ＰＴＯＴ＝ＶｃｃＩｐ （２）
本願では、ＰＴＯＴはできるだけ小さい方が望ましい。与えられた電流振幅Ｉｐに関して、移植装置供給電圧が最小にされるなら、合計電力消費は最小である。
【００１９】
典型的な数値例として、インタフェースインピーダンスＺＩ＝５ｋΩ、ＺＩ，ＲＥＦ＝２５０ｋΩ、はしご形回路インピーダンスＲＳ＝４５０Ω、ＲＢ＝９ｋｋΩ、電流振幅Ｉｐ＝８００μＡであると仮定する。これらの仮定はＵＩ＝４Ｖ、ＵＢ＝０．８Ｖ、およびＵＩ，ＲＥＦ＝０．２Ｖをもたらす。これらを式（ｌ）に代入し、電圧ＵＣを無視すると、
Ｖｃｃ−ＵＰ＝ＵＩ＋ＵＢ＋ＵＩ，ＲＥＦ＝５Ｖとなる。
【００２０】
無視できる電圧ＵＰでＰ−ソース４０１を操作できると仮定すると、最小移植装置供給電圧Ｖｃｃ＝５Ｖとなる。これを（２）式に代入すると、合計電力ＰＴＯＴ＝４ｍＷとなる。明らかに、ＰＴＯＴの８０％がインタフェースインピーダンスＺＩによって吸収され、すなわち、ＰＩ＝ＵＩＩｐ＝３．２ｍＷであり、この電力は刺激自体に貢献しない。したがって、移植装置供給電圧の低減と刺激電力消費の低減の両方に関して、如何なる電圧降下の低減が望ましい。
【００２１】
ＺＩを横切る電圧降下を減少させるための１つのアプローチはＺＩ自身を減少させることである。例えば、より大きい電極表面を使用すると、ＺＩは減少するだろう。しかしながら、電極距離などの幾何学的な限界に既に達しているので通常電極表面サイズをさらに増加することはできない。別のアプローチは、時間がたつにつれてＺＩが安定せず、移植後数週間もすると増加しているという観測に基づく。その理由は、特定の組織が成長して電極表面を覆うからである。外科手術の間にコルチコイドを与えることで、この組織の成長を減少させ、インピーダンスを少なくとも初期値に保つと思える。
【発明の開示】
【００２２】
発明の第１の態様では、単極電極構成を有するマルチチャンネル電極アレイにおける電極を同時に活性化させる方法が提供される。方法は、電極アレイに関して与えられた位置で所望の電位を決定することを含んでいる。マルチチャンネルアレイの少なくとも２つの電極に関連する同時符号相関パルスの振幅は、実質的に所望の電位と等しい、与えられた位置での合計電位を提供するように決定される。与えられた位置で所望の電位を達成するために少なくとも２つの電極が同時に振幅の関数として活性化され、これらの少なくとも２つの電極は、活性化されるときに空間チャンネル相互作用を有する。
【００２３】
発明の関連する実施の形態によると、振幅の決定は、与えられた位置における各符号相関パルスから結果として起こる電位を加えることを含むことができる。各決定された振幅は、所望の電位を達成するのに連続インタリーブサンプリング戦略を使用するマルチチャンネル電極アレイにおいて電極を活性化させるのに必要である振幅よりも小さいであろう。同時符号相関パルスを使用して少なくとも２つの電極を活性化させるのに必要である電力は、所望の電位を達成するのに連続インタリーブサンプリング戦略を使用するマルチチャンネルアレイの少なくとも２つの電極を活性化させるのに必要である電力よりも小さいであろう。電極アレイは生者に植えつけられる。例えば、電極アレイは、内耳神経を刺激するのに使用されうる。
【００２４】
発明のもう一つの形態では、マルチチャネル電極アレイの電極を活性化させる方法は、順次刺激シーケンスパルスレートと順次刺激シーケンス平均パルス振幅を有する順次刺激シーケンスであって、マルチチャンネル電極アレイに関して与えられた位置で所望の電位を生成するための順次刺激シーケンスを決定することを含んでいる。順次刺激シーケンス−これは、例えば、連続インタリーブサンプリング（ＣＩＳ）シーケンスである−は、同時符号相関パルスとチャンネル相互作用補償を使用することでチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスに変換される。ＣＩシーケンスは、ＣＩパルスレートとＣＩ平均パルス振幅を有し、前記与えられた位置で実質的に所望の電位と等しい結果として起こる電位を生成するためのものである。
【００２５】
発明の関連する実施例によると、電極はＣＩシーケンスの関数として活性化される。ＣＩシーケンスの平均パルス振幅は、順次刺激シーケンスの平均パルス振幅より小さいであろう。ＣＩシーケンスに必要である刺激電力は順次刺激シーケンスに必要である刺激電力以下であるだろう。順次刺激シーケンス、そして／または、ＣＩシーケンスは対称の二相性電流パルスを含んでいるだろう。マルチチャンネルアレイは離れた接地を有する単極電極構成を使用するだろう。
【００２６】
発明のさらなる実施の形態によると、ＣＩパルスレートはパルス間に時間ギャップを含み、実質的に順次刺激シーケンスパルスレートと等しい。ＣＩパルスレートは増加するであろうが、パルス間の時間ギャップが減少する。ＣＩシーケンスのパルス振幅が減少すると共に、パルス位相持続時間は、１パルスあたりの電荷が実質的に変わりがないように増加し、パルス間の時間ギャップが減少する。
【００２７】
発明のさらに別の態様で、蝸牛補綴システムは移植可能に設けた刺激装置を含み、該刺激装置は単極電極構成を有するマルチチャンネル電極アレイを含む。プロセッサは作動的に刺激装置と結合される。プロセッサは、マルチチャンネル電極アレイに対する与えられた位置の総電位が所望の電位と等しくなるように、マルチチャンネルアレイの少なくとも２つの電極（これらの少なくとも２つの電極は空間チャンネル相互作用を有する）に関連している同時符号相関パルスの振幅を決定するように構成されている。プロセッサはさらに、与えられた位置で所望の電位を達成するために、少なくとも２つの電極を決定された振幅の関数として同時に活性化させるように構成されている。
【００２８】
発明の関連する実施の形態によると、総（合計）電位は与えられた位置における、それぞれの同時符号相関パルスから結果として起こる電位の総和と等しい。それぞれの決定された振幅は、与えられた位置で所望の電位を達成するのに連続インタリーブサンプリング戦略を使用するマルチチャンネル電極アレイの電極を活性化させるのに必要であるパルス振幅よりも小さいであろう。同時符号相関パルスを使用して少なくとも２つの電極を同時に活性化させるに必要である電力は、所望の電位を達成するのに連続インタリーブサンプリング戦略を使用して少なくとも２つの電極を活性化させるのに必要である電力よりも小さいであろう。
【００２９】
発明のまた別の態様で、蝸牛補綴システムは移植可能に設けた刺激装置を含み、刺激装置は単極電極構成を有するマルチチャンネル電極アレイを含む。プロセッサは作動的に刺激装置と結合される。プロセッサは、マルチチャンネル電極アレイに関して与えられた位置で所望の電位が生成されるように、順次刺激シーケンスパルスレートと順次刺激シーケンス平均パルス振幅を有する順次刺激シーケンスを決定するように構成されている。その上、プロセッサは、同時符号相関パルスとチャンネル相互作用補償を使用することで順次刺激シーケンスをチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスに変換する。ここで、ＣＩシーケンスはＣＩパルスレートとＣＩ平均パルス振幅を有し、与えられた位置で実質的に所望の電位と等しい結果として起こる電位を生産するためのものである。
【００３０】
発明の関連する実施の形態によると、プロセッサは、与えられた位置で所望の電位を達成するために、マルチチャンネル電極アレイの少なくとも２つの電極をＣＩシーケンスの関数として同時に活性化させるように構成される。ＣＩシーケンスの平均パルス振幅は順次刺激シーケンスの平均パルス振幅より小さいであろう。ＣＩシーケンスに必要である刺激電力は順次刺激シーケンスによって必要とされる刺激電力以下であるだろう。順次刺激シーケンスとＣＩシーケンスは対称の二相性電流パルスを含んでいるだろう。ＣＩパルスレートは、ＣＩシーケンスがパルス間の時間ギャップを含むように、実質的に順次刺激シーケンスパルスレートと等しい。プロセッサは、ＣＩパルスレートを増加させ、パルス間の時間ギャップが減少するようにさらに構成される。プロセッサは、１パルスあたりの電荷が実質的に変わりがないように、そして、パルス間の時間ギャップが減少するように、ＣＩシーケンスのパルス振幅を減少させると共にパルス位相持続時間を増加させるように、さらに構成されている。順次刺激シーケンスは連続インタリーブサンプリング（ＣＩＳ）シーケンスであるだろう。
【００３１】
発明のもう一つの態様では、刺激システムが単極電極構成を有するマルチチャンネル電極アレイを含む刺激装置を含んでいる。プロセッサは作動的に刺激装置と結合される。プロセッサは、同時符号相関パルスとチャンネル相互作用補償を使用することでチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスを決定するために構成されている。ＣＩシーケンスはＣＩパルスレートとＣＩ平均パルス振幅を有する。ＣＩシーケンスは、マルチチャンネルアレイに関して与えられた位置で実質的に所望の電位と等しい結果として起こる電位を生産するためのものである。
【００３２】
発明の関連する実施の形態によると、刺激装置は移植可能に設けられ、移植蝸牛刺激装置の一部である。プロセッサは、与えられた位置で所望の電位を達成するためマルチチャンネル電極アレイの少なくとも２つの電極をＣＩシーケンスの関数として同時に活性化させるために構成されている。ＣＩシーケンスは対称の二相性電流パルスを含んでいるだろう。
【００３３】
発明のさらなる関連する実施の形態によると、ＣＩシーケンスはパルス間に時間ギャップを含んでいるだろう。プロセッサは、パルス間の時間ギャップが減少するようにＣＩパルスレートを増加させるようにさらに構成されるだろう。プロセッサは、１パルスあたりの電荷が実質的に変わりがなくて、パルス間の時間ギャップが減少するように、パルス位相持続時間を増加させると共に、ＣＩシーケンスのパルス振幅を減少させるようにさらに構成されている。
【００３４】
発明のまた別の態様では、刺激システムは単極電極構成を有するマルチチャンネル電極アレイを含む刺激装置を含んでいる。制御手段は刺激装置を制御する。制御手段は、同時符号相関パルスとチャンネル相互作用補償を使用することでチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスを決定する。ＣＩシーケンスは、ＣＩパルスレートとＣＩ平均パルス振幅を有し、マルチチャンネルアレイに関して与えられた位置で実質的に所望の電位と等しい結果として起こる電位を生産する。
【００３５】
発明の関連する実施の形態によると、刺激装置は、移植可能に設けられ、移植蝸牛刺激装置の一部であるだろう。制御手段は、与えられた位置で所望の電位を達成するためにマルチチャンネル電極アレイの少なくとも２つの電極をＣＩシーケンスの関数として同時に活性化させるだろう。ＣＩシーケンスは対称の二相性電流パルスを含んでいる。
【００３６】
発明のさらなる関連する実施の形態によると、ＣＩシーケンスはパルス間に時間ギャップを含んでいるだろう。制御手段は、パルス間の時間ギャップが減少するようにＣＩパルスレートを増加させる。制御手段は、１パルスあたりの電荷が実質的に変わりがなくて、パルス間の時間ギャップが減少するように、パルス位相持続時間を増加させると共に、ＣＩシーケンスのパルス振幅を減少させるようにさらに構成されうる。
【００３７】
発明のさらに別の態様で、単極電極構成を有するマルチチャンネル電極アレイの電極を同時に活性化させるコンピュータプログラム製品が提供される。コンピュータプログラム製品は、コンピュータで読み込み可能なプログラムコードを有しているコンピュータで使用可能なメディアを含んでいる。コンピュータで読み込み可能なプログラムコードは、同時符号相関パルスとチャンネル相互作用補償を使用することでチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスを決定するためのプログラムコードを含んでいる。ＣＩシーケンスはＣＩパルスレートとＣＩ平均パルス振幅を有し、マルチチャンネルアレイに関して与えられた位置で実質的に所望の電位と等しい結果として起こる電位を生産するためのものである。
【００３８】
さらなる関連する実施の形態によると、コンピュータプログラム製品は、与えられた位置で所望の電位を達成するためにマルチチャンネル電極アレイの少なくとも２つの電極をＣＩシーケンスの関数として同時に活性化するプログラムコードをさらに含む。ＣＩシーケンスは対称の二相性電流パルスを含んでいるだろう。
【００３９】
発明のさらなる実施の形態によると、ＣＩシーケンスはパルス間に時間ギャップを含んでいる。コンピュータ製品はさらに、パルス間の時間ギャップが減少するようにＣＩパルスレートを増加させるためのプログラムコードを含んでいるだろう。
【００４０】
コンピュータプログラム製品はさらに、１パルスあたりの電荷が実質的に変わりがなくて、パルス間の時間ギャップが減少するように、ＣＩシーケンスのパルス振幅を減少させると共に、パルス位相持続時間を増加させるプログラムコードを含んでいるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
発明の以上の特徴は、添付図面に関してなされる以下の詳細な説明を参照することにより容易に理解されるであろう。
【００４２】
例示的な実施の形態では、マルチチャンネル電極アレイの電極を同時に活性化させるためのシステムと方法が提示される。同時符号相関パルスとチャンネル相互作用補償を有するチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスなどの同時の刺激シーケンスはパルス間に時間ギャップを含んでいる。ＣＩシーケンスは、例えば、ＣＩパルスレートが実質的に順次刺激シーケンスパルスレートと等しいように順次刺激シーケンスに基づく。「微細構造戦略」の実施のために、ＣＩパルスレートは、情報速度が増加されるように、パルス間の時間ギャップを付加パルスで満たすことによって増加される。他の実施の形態では、１秒あたりのパルスの数を増加させないで、ＣＩシーケンスのパルス振幅を減少させて、標準逐次刺激戦略の低電力、低電圧の実施を可能にする。例示の実施の形態を以下に詳細に説明する。
【００４３】
同時刺激
図３に言及し、インタフェースインピーダンスＺＩを横切る電圧降下は２個以上のチャンネルの同時刺激に基づいて減少する。２つ以上の電極が同時に刺激されるなら、以下で説明するように空間チャンネル相互作用の効果を利用できる。
【００４４】
ａ．空間チャンネル相互作用
異なった刺激電極（鼓室階に置かれる）が活性化され、刺激可能な神経組織の位置において電場のかなりの幾何学上重複があるとき、空間チャンネル相互作用は起こる。したがって、異なる電極が刺激されるなら、同じニューロンが活性化される。リモート接地電極（単極の刺激）に対する特定の電極の刺激は、電極の両側の２つの減衰指数関数で大まかに表される鼓室階の中に電位を引き起こす。通常、空間定数（人間のもの）λは約１０ｍｍである。
【００４５】
ＣＩＳ戦略では、時間的に重ならないパルスを使う（インタリーブサンプリング）ことによって、空間チャンネル相互作用の影響は減少する。ここでの鼓室階の伝導性は、刺激可能な部位で電場がかなり広がり消磁されることにつながる。しかしながら、リモート接地電極に対する２つ以上の電極の非相関同時刺激が考えられるならば、追加の効果が生じる。ここで伝導率は活性電極間の短絡コンダクタンスを表し、一般に、それは、ニューロン位置で電場の生成と破壊の重ね合わせの混合物をもたらす。例えば、２個の同時刺激チャンネルが等しい振幅、但し、異なった符号の電流を発生させると、電流の大部分は、短絡コンダクタンスを通して流れ、意図するニューロンに達しない。
【００４６】
ｂ．符号相関パルス
発明の好適実施例は、リモート基準電極（単極電極構成）に接する鼓室階において２つ以上の電極を同時に活性化させる。その上、すべてのパルスがまさに同時であり、すなわち、正負パルス位相は、同じ時間的瞬間にそれぞれ始まりかつ終わる。さらに、すべての同時位相は同符号を有する。ここに使用されるように、そのような同時パルスは「符号相関」パルスと定義される。
【００４７】
符号相関パルスを使うことで、単一の刺激電流の合計が基準電極を通していつも流れていることを確実にする。したがって、刺激しやすいニューロンの場所では、電流の重ね合わせだけが起こる。
【００４８】
ｃ．チャンネル相互作用補償（ＣＩＣ）
米国特許第６，５９４，５２５号で説明される「チャンネル相互作用補償（ＣＩＣ）」は、１セットの連続した振幅を１セットの同時の振幅に変換するのに使用され、そこでは、活性電極位置における鼓室階の中では電位は変わりがない。２つの電極を使用する実施例は図５（ａ）、（ｂ）で示される。図５（ａ）（先行技術）は、連続して適用された等しい振幅の２つの刺激パルスによる２つ（正規化）の鼓室階電位を示している。活性電極間の距離は１２ｍｍである。各電位分布は、両側でλ＝１０ｍｍで、指数関数的減衰を示す。図５（ｂ）は、発明の実施例に従って、２つの刺激パルスが同時に適用され、かつ、振幅がＣＩＣを使用することで適合させられた後の結果の電位（実線）を示している。上の図と比べて、電極の位置でのピーク電位が変っていないことに注意されたい。このカーブは２つの単一電位（点線）の重ね合わせの結果である。単一電位の最大振幅に関して、図５（ａ）の電位と比べて、これらが減少することは明確である。この実施例では、減少率は２３％である。
【００４９】
刺激電力の低減
ａ．同時刺激を使用することでの刺激電力の低減
ＣＩＣの一般的な特徴として、空間チャンネル相互作用を考慮に入れることによって、刺激パルス振幅は減少する。したがって、ＣＩＣと組み合わせて同時刺激を利用する如何なる刺激戦略は、１秒あたり同じ数の刺激パルスを使用する標準ＣＩＳと比べると、平均して刺激電力低減に通じる。平均した低減量は、同時に使用されたチャンネルの数、これらのチャンネル間の距離、または空間減衰率などのさまざまなパラメータに依存する。平均した低減量はまた、ＣＩＣの入力に使用される連続した振幅の確率分布に依存する。図５（ａ）、５（ｂ）に示す例に戻り、電力消費は、刺激振幅の減少に比例して減少し、即ち、２３％の減少である。しかしながら、節電効果に関して、２つの等しい連続した振幅のケースは「ベストケース」を表す。「ワーストケース」は２つの連続した振幅の１つがゼロの場合に起こる。次に、ＣＩＣはこれらの振幅を変えないので、節電が全くない。
【００５０】
例えば、隣接電極間距離が４ｍｍである６チャンネルのイントラ内耳電極アレイを考える。標準ＣＩＳ−モードで駆動すると、パルスは厳密に連続して、例えば、図６（ａ）に示すように、パターン・・・（１）（２）（３）（４）（５）（６）（１）（２）・・・に従って起こる。発明の実施の形態によるＣＩＣベースのシステムは図６（ｂ）に示される。図６（ｂ）では、同時符号相関パルスが起こる。より詳しくは、３対の電極（１、４）、（２、５）および（３、６）はそれぞれ、パターンに従って、同時である。但し、・・・（１、４）（２、５）（３、６）（１、４）・・・に制限されるものでない。減衰率は、例えば、λ＝１０ｍｍであるだろう。図５（ｂ）はそのような電極対の例を表す。両方のシステムが１秒あたりの同じ刺激パルス数を使用し、両方のシステム方が同じ移植装置供給電圧を使用するとすると、約１５−２０％の範囲の平均刺激電力低減を期待できる。
【００５１】
ｂ．より長いパルスを使用することによる低減
図６（ｂ）に示すように、同時パルスを適用することで、ベアの同時パルス間にギャップを設けることができる。これに限定されるものではないが、同時に２パルスを使用する場合は、発明の実施の形態に従って図６ｃに示すように位相持続時間を倍にすることによって、このギャップをなくすことができる。１位相あたりの等しい電荷とすると、刺激振幅を係数２によって減少させることができる。Ｎ個の同時パルスを用いると、連続パルス位相持続時間はＮ倍であり、１位相あたりの等しい電荷とすると、振幅は係数Ｎで割ったものとなる。移植装置供給電圧Ｖｃｃの低減にこの振幅の低減を利用できる、すなわち、移植装置供給電圧をＮで割ったものとすることができる。１位相あたり同じ電荷が短い位相を持つ同時パルスとして使用されるので、移植装置供給電圧と平均刺激振幅の積に比例する総刺激電力は係数Ｎによって減少される。
【００５２】
刺激電力の低減と移植装置供給電圧の低減は共にかなりの利益を表す。特に完全に移植可能な移植蝸牛刺激装置（ＴＩＣＩ）の場合、そうである。低消費電力はＴＩＣＩの限られた電力資源に関する一般的な利点であるが、低電圧刺激戦略には特別の関心があり、そこでは、移植装置供給電圧をＶｃｃ＝３Ｖまで下げて非常に低い電圧で刺激を行うことができる。現在の移植蝸牛刺激装置では、移植装置供給電圧は通常Ｖｃｃ＝５−６Ｖである。低電圧刺激戦略が適用されるなら、充電可能な電池によって発生される電圧を直接使用できる。例えば、リチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ２）を使用するリチウムポリマ二次電池は３．６５Ｖを発生する。そのような供給電圧は標準ＣＩＳ−戦略の実施に十分でないだろう。したがって、電位を倍増する、あるいは、同様のサーキットが必要であり、そのようなサーキットはＴＩＣＩの規模と電力消費をかなり上げる。
【００５３】
発明の図示の実施の形態では、ＣＩＣと組み合わせて、符号相関パルスを使用する同時刺激を適用することは、例えば、「微細構造」刺激戦略を適用する際に情報速度を増加させるのに利用される。図７は、発明の様々な実施の形態に従って刺激情報速度を増加させる方法を示している。方法は、これに制限されるものでないが、単極電極構成を利用するマルチチャンネル電極アレイ１０７を有する刺激装置１０５と、図１に示されるように刺激装置１０５を制御するためのプロセッサ１０１などの制御装置を含む刺激システムによって実行されるだろう。制御装置は、これに制限されるものでないが、様々なサーキットリー、そして／または、メモリを含み、適切に前プログラムされるか、または適切なプログラムがロードされるように構成されるだろう。メモリ（記憶装置）は例えばディスケット（フレキシブルディスク）、固定ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラム可能読み込み専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、そして／または、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）を含むことができるであろう。図１に示されるように、システムの様々な部分は移植でき、内耳神経を刺激する移植蝸牛刺激装置の一部であるだろう。
【００５４】
図７のステップ７０２では、制御装置は、同時符号相関パルスとチャンネル相互作用補償を使用することでチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスを決定する。上で説明したように、ＣＩシーケンスは、ＣＩパルスレートとＣＩ平均パルス振幅を持ち、マルチチャンネルアレイに関して与えられた位置で実質的に所望の電位と等しい結果として起こる電位を生産する。
【００５５】
発明の様々な実施の形態では、制御装置は、ＣＩＳシーケンスなどの順次刺激シーケンスであって、順次刺激シーケンスパルスレートと順次刺激シーケンス平均パルス振幅を有し、マルチチャンネル電極アレイに関して与えられた位置で所望の電位を生産するためのものを決定することによって、ＣＩシーケンスを決定する。制御装置は次に、与えられた位置で実質的に所望の電位と等しい結果として起こる電位を生産するために、順次刺激シーケンスを同時符号相関パルスとチャンネル相互作用補償を使用するチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスに変換する、上で述べたように、各ＣＩパルス振幅は、所望の電位を生産するために同時ＣＩパルスが加えられるので、順次刺激シーケンスを使用してマルチチャンネル電極アレイの電極を活性化させるのに必要な振幅より通常少ない。
【００５６】
そのような変換されたＣＩシーケンス、または初めて決定されたＣＩシーケンスはパルス間に時間ギャップを含むことができる。これは、例えば、図７のステップ７０４に示されるようにパルス間の時間ギャップが減少するようにＣＩパルスレートを増加させることで制御装置によって利点を持って活用される。増加する刺激率は上で説明されるように微細構造刺激戦略の移植を可能にする。ＣＩシーケンスに基づいて、制御装置は次に、空間チャンネル相互作用を介して与えられた位置の所望の電位を達成するために少なくとも２つの電極を決定されたＣＩパルス振幅の関数として同時に活性化させる。
【００５７】
上で説明したように、様々な実施の形態では、パルス間時間ギャップは、また、標準ＣＩＳ刺激戦略の低電力、低電圧の実施を可能にするのに有利に利用されるだろう。図８は、発明の様々な実施例による刺激電力及び電圧要件を減少させる方法を示している。図８のステップ８０２では、制御装置は、図７におけるステップ７０３と同様に、同時符号相関パルスとのチャンネル相互作用補償を使用することでチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスを決定する。図８のステップ８０４では、ＣＩシーケンスのパルス振幅を減少させると共に、パルス位相持続時間を増加させて、１パルスあたりの電荷が実質的に変わりがなく、パルス間の時間ギャップが減少する。
【００５８】
様々な実施例では、開示された方法はコンピュータシステムによる使用のためのコンピュータプログラム製品として実施されるだろう。そのような実施は、コンピュータで読み込み可能なメディア（例えば、ディスケット、ＣＤ−ＲＯＭ、ＲＯＭ、または固定ディスク）などの感知可能なメディアに固定された一連のコンピュータ命令、又は、ネットワークに接続した通信アダプターなどのモデム他のインタフェイス装置を介してコンピュータシステムに移送可能でメディアに記録できる一連のコンピュータ命令を含む。メディアは、感知できるメディア（例えば、光メディアまたはアナログ通信線メディア）又は無線技術（例えば、マイクロウェーブ、赤外線他の伝送技術）により実行されたメディアである。一連のコンピュータ命令は以前にシステムに関してここに説明された機能のすべてか一部を実施する。当業者は、多くのコンピュータアーキテクチャかオペレーティングシステムによる使用のために多くのプログラミング言語でそのようなコンピュータ命令を書くことができるのを理解するべきである。その上、そのような命令は、半導体、磁気、光学メモリ素子他のメモリ素子に格納され、光学、赤外線、マイクロウェーブ他の伝送技術などのどんな通信技術も使用することで伝えられるだろう。そのようなコンピュータプログラム製品は、添付の印刷ドキュメント又は電子ドキュメントと共にリムーバブル・メディア（例えば、シュリンク包装されたソフトウェア）として配給され、コンピュータシステムにプレロードされ（例えば、システムＲＯＭか固定ディスクにプレロード）、又は、ネットワーク（例えば、インターネットかＷＷＷ）上でサーバか電子掲示板から配給されることが予想される。
【００５９】
発明の様々な例示の実施の形態を開示したが、発明の本当の範囲から逸脱しないで様々な変更と変形を行い、発明の利点のいくつかを達成することができることは当業者にとって明らかである。特許請求の範囲はこれらの明白な変更例を含むことを意図する。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】従来の蝸牛補綴装置を示す図である。
【図２】１２チャンネル移植蝸牛刺激装置に使用する単極電極構成のブロック図である。
【図３】図２の電極構成の簡易型集中要素モデルを示す図である。
【図４】１持続刺激パルスが誘導されるとき、図２の電流と電圧の詳細を示す図である。
【図５】図５ａは、連続して適用された等しい振幅の２つの刺激パルスによる２つの（正規化）鼓室階電位を示す図である。図５ｂは、発明の実施の形態に従って、同時に適用された２つのＣＩＣ刺激パルスによる２つの（正規化）鼓室階電位を示す図である。
【図６】図６（ａ）は従来のＣＩＳでの連続パルスを示す図である。図６（ｂ）は発明の実施の形態によるＣＩシーケンスにおける同時バルスを示す。図６（ｃ）は発明の実施の形態に従って、パルス持続時間を増加させた場合の図６（ｂ）のＣＩシーケンスを示す図である。
【図７】発明の実施の形態により、刺激情報速度を増加させる方法を示す図である。
【図８】発明の実施の形態による刺激電力及び電位要件を減少させる方法を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単極電極構成を有するマルチチャンネル電極アレイを含む移植可能な刺激装置と；
作動可能に前記刺激装置と結合されたプロセッサであって、
順次刺激シーケンスパルスレートと順次刺激シーケンス平均パルス振幅を有し前記マルチチャンネル電極アレイに関する複数の与えられた位置においてそれぞれ所望の電位を生成するための順次刺激シーケンスを決定し、
同時符号相関パルスとチャンネル相互作用補償を使用して前記順次刺激シーケンスを、チャンネル相互作用（ＣＩ）パルスレートとチャンネル相互作用（ＣＩ）平均パルス振幅を有し前記複数の与えられた位置における前記所望の電位に実質的に等しい電位を生成するためのチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスに変換し、前記ＣＩパルスレートは、前記ＣＩシーケンスがパルス間に時間ギャップを含むように、前記順次刺激シーケンスパルスレートにほぼ等しく、
１パルスあたりの電荷が実質的に変わらないように、前記ＣＩシーケンスの前記平均パルス振幅を小さくすると共にパルス位相持続時間を長くし前記バルス間時間ギャップを小さくする、
ように構成されたプロセッサと；
を含んで成る蝸牛補綴システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、前記プロセッサは、前記マルチチャンネル電極アレイのうちの少なくとも２つの電極を前記ＣＩシーケンスの関数として同時に活性化させて前記与えられた位置における前記所望の電位を達成するように構成されているシステム。
【請求項３】
請求項１に記載のシステムであって、前記ＣＩシーケンスのための前記平均パルス振幅は前記順次刺激シーケンスのための前記平均パルス振幅より小さいシステム。
【請求項４】
請求項１に記載のシステムであって、システムＣＩシーケンスに必要であるシステム刺激電力は前記順次刺激シーケンスに必要であるシステム刺激電力より小さいシステム。
【請求項５】
請求項１に記載のシステムであって、前記順次刺激シーケンスと前記ＣＩシーケンスは対称二相性電流パルスを含むシステム。
【請求項６】
請求項１に記載のシステムであって、前記順次刺激シーケンスは連続インタリーブサンプリング（ＣＩＳ）シーケンスであるシステム。
【請求項７】
単極電極構成を有するマルチチャンネル電極アレイを含む移植可能な刺激装置と；
作動可能に前記刺激装置と結合されたプロセッサであって、
順次刺激シーケンスパルスレートと順次刺激シーケンス平均パルス振幅を有し前記マルチチャンネル電極アレイに関する複数の与えられた位置においてそれぞれ所望の電位を生成するための順次刺激シーケンスを決定し、
同時符号相関パルスと、チャンネル相互作用補償を使用して前記順次刺激シーケンスを、チャンネル相互作用（ＣＩ）パルスレートとチャンネル相互作用（ＣＩ）平均パルス振幅を有し前記複数の与えられた位置における前記所望の電位に実質的に等しい電位を生成するためのチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスに変換し、前記ＣＩパルスレートは、前記ＣＩシーケンスがパルス間に時間ギャップを含むように前記順次刺激シーケンスパルスレートにほぼ等しく、
前記ＣＩパルスレートを減少させ、前記バルス間時間ギャップを小さくする、
ように構成したプロセッサと；
を含んで成る蝸牛補綴システム。
【請求項８】
請求項７に記載のシステムであって、前記プロセッサは、前記マルチチャンネル電極アレイのうちの少なくとも２つの電極を前記ＣＩシーケンスの関数として同時に活性化させて前記与えられた位置における前記所望の電位を達成するように構成されているシステム。
【請求項９】
請求項７に記載のシステムであって、前記ＣＩシーケンスのための前記平均パルス振幅は前記順次刺激シーケンスのための前記平均パルス振幅より小さいシステム。
【請求項１０】
請求項７に記載のシステムであって、システムＣＩシーケンスに必要であるシステム刺激電力は前記順次刺激シーケンスに必要であるシステム刺激電力より小さいシステム。
【請求項１１】
請求項７に記載のシステムであって、前記順次刺激シーケンスと前記ＣＩシーケンスは対称二相性電流パルスを含むシステム。
【請求項１２】
請求項７に記載のシステムであって、前記順次刺激シーケンスは連続インタリーブサンプリング（ＣＩＳ）シーケンスであるシステム。
【請求項１３】
単極電極構成を有するマルチチャンネル電極アレイを含む刺激装置と；
作動可能に前記刺激装置と結合されたプロセッサであって、同時符号相関パルスと、チャンネル相互作用補償を使用して、チャンネル相互作用（ＣＩ）パルスレートとチャンネル相互作用（ＣＩ）平均パルス振幅を有し前記マルチチャンネルアレイに関して複数の与えられた位置において所望の電位に実質的に等しい電位を生成するためのチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスを決定し、前記ＣＩシーケンスはパルス間に時間ギャップを含み、
前記プロセッサは、さらに、１パルスあたりの電荷が実質的に変わりなく、かつ、前記パルス間時間ギャップが小さくなるように前記ＣＩシーケンスの前記平均パルス振幅を小さくすると共にパルス位相持続時間を長くするように構成されたプロセッサと；
を含んで成る刺激システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のシステムであって、前記刺激システムは移植蝸牛刺激装置の一部であるシステム。
【請求項１５】
請求項１３に記載のシステムであって、前記プロセッサは、前記マルチチャンネル電極アレイのうちの少なくとも２つの電極を前記ＣＩシーケンスの関数として同時に活性化させて前記与えられた位置における前記所望の電位を達成するように構成されているシステム。
【請求項１６】
請求項１３に記載のシステムであって、前記ＣＩシーケンスは対称二相性電流パルスを含むシステム。
【請求項１７】
単極電極構成を有するマルチチャンネル電極アレイを含む刺激装置と；
作動可能に前記刺激装置と結合されたプロセッサであって、同時符号相関パルスと、チャンネル相互作用補償を使用して、チャンネル相互作用（ＣＩ）パルスレートとチャンネル相互作用（ＣＩ）平均パルス振幅を有し前記マルチチャンネルアレイに関して複数の与えられた位置において所望の電位に実質的に等しい電位を生成するためのチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスを決定し、前記ＣＩシーケンスはパルス間に時間ギャップを含み、
前記プロセッサは、さらに、前記パルス間時間ギャップが小さくなるように前記ＣＩパルスレートを大きくするように構成されたプロセッサと；
を含んで成る刺激システム。
【請求項１８】
請求項１７に記載のシステムであって、刺激装置が移植蝸牛刺激装置の一部であるシステム。
【請求項１９】
請求項１７に記載のシステムであって、前記プロセッサは、前記マルチチャンネル電極アレイのうちの少なくとも２つの電極を前記ＣＩシーケンスの関数として同時に活性化させて前記与えられた位置における前記所望の電位を達成するように構成されているシステム。
【請求項２０】
請求項１７に記載のシステムであって、前記ＣＩシーケンスは対称二相性電流パルスを含むシステム。
【請求項２１】
コンピュータで読み込み可能なプログラムコードを有しコンピュータで使用可能なメディアを含んで、単極電極構成を有するマルチチャンネル電極アレイにおいて複数の電極を同時に活性化させるコンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータで読み込み可能なプログラムコードは、
同時符号相関パルスと、チャンネル相互作用補償を使用して、チャンネル相互作用（ＣＩ）パルスレートとチャンネル相互作用（ＣＩ）平均パルス振幅を有し複数の与えられた位置において所望の電位に実質的に等しい電位を生成するためのチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスを決定するためのプログラムコードであって、前記ＣＩシーケンスがパルス間時間ギャップを含むプログラムコードと、
１パルスあたりの電荷が実質的に変わらないように、かつ、前記バルス間に時間ギャップを小さくするように、前記ＣＩシーケンスの前記平均パルス振幅を小さくすると共にパルス位相持続時間を長くするプログラムコードと、
を含んで成るコンピュータプログラム製品。
【請求項２２】
請求項２１に記載のコンピュータプログラム製品であって、前記マルチチャンネル電極アレイの少なくとも２つの電極を前記ＣＩシーケンスの関数として同時に活性化させて前記与えられた位置で前記所望の電位を達成するためのプログラムコードをさらに含むコンピュータプログラム製品。
【請求項２３】
コンピュータで読み込み可能なプログラムコードを有しコンピュータで使用可能なメディアを含んで、単極電極構成を有するマルチチャンネル電極アレイにおいて複数の電極を同時に活性化させるコンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータで読み込み可能なプログラムコードは、
同時符号相関パルスと、チャンネル相互作用補償を使用して、チャンネル相互作用（ＣＩ）パルスレートとチャンネル相互作用（ＣＩ）平均パルス振幅を有し複数の与えられた位置において所望の電位に実質的に等しい電位を生成するためのチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスを決定するためのプログラムコードであって、前記ＣＩシーケンスがパルス間に時間ギャップを含むプログラムコードと、
前記パルス間時間ギャップが小さくなるように前記ＣＩパルスレートを増加させるプログラムコードと、
を含んで成るコンピュータプログラム製品。
【請求項２４】
請求項２３に記載のコンピュータプログラム製品であって、前記マルチチャンネル電極アレイの少なくとも２つの電極を前記ＣＩシーケンスの関数として同時に活性化させて前記与えられた位置で前記所望の電位を達成するためのプログラムコードをさらに含むコンピュータプログラム製品。
【請求項２５】
コンピュータで読み込み可能なプログラムコードを有しコンピュータで使用可能なメディアを含んで、単極電極構成を有するマルチチャンネル電極アレイにおいて複数の電極を同時に活性化させるコンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータで読み込み可能なプログラムコードは、
順次刺激シーケンスパルスレートと順次刺激シーケンス平均パルス振幅を有し前記マルチチャンネル電極アレイに関して与えられた位置において所望の電位を生成するための順次刺激シーケンスを決定するためのプログラムコードと、
同時符号相関相関パルスとチャンネル相互作用補償を使用して、前記順次刺激シーケンスを、チャンネル相互作用（ＣＩ）パルスレートとチャンネル相互作用（ＣＩ）平均パルス振幅を有するチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスに変換するためのプログラムコードであって、前記ＣＩシーケンスは前記与えられた位置における前記所望の電位に実質的に等しい電位を生成するものであり、前記ＣＩパルスレートは、前記ＣＩシーケンスがパルス間に時間ギャップを含むように前記順次刺激シーケンスパルスレートと実質的に等しいプログラムコードと、
１パルスあたりの電荷は実質的に変わりがなく、前記バルス間時間ギャップが小さくなるように、前記ＣＩシーケンスの前記平均パルス振幅を小さくすると共に前記パルス位相持続時間を増加させるためのプログラムコードと、
を含んで成るコンピュータプログラム製品。
【請求項２６】
請求項２５に記載のコンピュータプログラム製品であって、前記マルチチャンネル電極アレイの少なくとも２つの電極を前記ＣＩシーケンスの関数として同時に活性化させて前記与えられた位置で前記所望の電位を達成するためのプログラムコードをさらに含むコンピュータプログラム製品。
【請求項２７】
コンピュータで読み込み可能なプログラムコードを有しコンピュータで使用可能なメディアを含んで、単極電極構成を有するマルチチャンネル電極アレイにおいて複数の電極を同時に活性化させるコンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータで読み込み可能なプログラムコードは、
順次刺激シーケンスパルスレートと順次刺激シーケンス平均パルス振幅を有し前記マルチチャンネル電極アレイに関して与えられた位置において所望の電位を生成するための順次刺激シーケンスを決定するためのプログラムコードと、
同時符号相関相関パルスとチャンネル相互作用補償を使用して、前記順次刺激シーケンスを、チャンネル相互作用（ＣＩ）パルスレートとチャンネル相互作用（ＣＩ）平均パルス振幅を有するチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスに変換するためのプログラムコードであって、前記ＣＩシーケンスは前記与えられた位置における前記所望の電位に実質的に等しい電位を生成するものであり、前記ＣＩパルスレートは、前記ＣＩシーケンスがパルス間に時間ギャップを含むように前記順次刺激シーケンスパルスレートと実質的に等しいプログラムコードと、
前記ＣＩパルスレートを大きくし、前記パルス間時間ギャップを小さくするためのプログラムコードと、
を含んで成るコンピュータプログラム製品。
【請求項２８】
請求項２７に記載のコンピュータプログラム製品であって、前記マルチチャンネル電極アレイの少なくとも２つの電極を前記ＣＩシーケンスの関数として同時に活性化させて前記与えられた位置で前記所望の電位を達成するためのプログラムコードをさらに含むコンピュータプログラム製品。
【請求項１】
単極電極構成を有するマルチチャンネル電極アレイを含む移植可能な刺激装置と；
作動可能に前記刺激装置と結合されたプロセッサであって、
順次刺激シーケンスパルスレートと順次刺激シーケンス平均パルス振幅を有し前記マルチチャンネル電極アレイに関する複数の与えられた位置においてそれぞれ所望の電位を生成するための順次刺激シーケンスを決定し、
同時符号相関パルスとチャンネル相互作用補償を使用して前記順次刺激シーケンスを、チャンネル相互作用（ＣＩ）パルスレートとチャンネル相互作用（ＣＩ）平均パルス振幅を有し前記複数の与えられた位置における前記所望の電位に実質的に等しい電位を生成するためのチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスに変換し、前記ＣＩパルスレートは、前記ＣＩシーケンスがパルス間に時間ギャップを含むように、前記順次刺激シーケンスパルスレートにほぼ等しく、
１パルスあたりの電荷が実質的に変わらないように、前記ＣＩシーケンスの前記平均パルス振幅を小さくすると共にパルス位相持続時間を長くし前記バルス間時間ギャップを小さくする、
ように構成されたプロセッサと；
を含んで成る蝸牛補綴システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、前記プロセッサは、前記マルチチャンネル電極アレイのうちの少なくとも２つの電極を前記ＣＩシーケンスの関数として同時に活性化させて前記与えられた位置における前記所望の電位を達成するように構成されているシステム。
【請求項３】
請求項１に記載のシステムであって、前記ＣＩシーケンスのための前記平均パルス振幅は前記順次刺激シーケンスのための前記平均パルス振幅より小さいシステム。
【請求項４】
請求項１に記載のシステムであって、システムＣＩシーケンスに必要であるシステム刺激電力は前記順次刺激シーケンスに必要であるシステム刺激電力より小さいシステム。
【請求項５】
請求項１に記載のシステムであって、前記順次刺激シーケンスと前記ＣＩシーケンスは対称二相性電流パルスを含むシステム。
【請求項６】
請求項１に記載のシステムであって、前記順次刺激シーケンスは連続インタリーブサンプリング（ＣＩＳ）シーケンスであるシステム。
【請求項７】
単極電極構成を有するマルチチャンネル電極アレイを含む移植可能な刺激装置と；
作動可能に前記刺激装置と結合されたプロセッサであって、
順次刺激シーケンスパルスレートと順次刺激シーケンス平均パルス振幅を有し前記マルチチャンネル電極アレイに関する複数の与えられた位置においてそれぞれ所望の電位を生成するための順次刺激シーケンスを決定し、
同時符号相関パルスと、チャンネル相互作用補償を使用して前記順次刺激シーケンスを、チャンネル相互作用（ＣＩ）パルスレートとチャンネル相互作用（ＣＩ）平均パルス振幅を有し前記複数の与えられた位置における前記所望の電位に実質的に等しい電位を生成するためのチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスに変換し、前記ＣＩパルスレートは、前記ＣＩシーケンスがパルス間に時間ギャップを含むように前記順次刺激シーケンスパルスレートにほぼ等しく、
前記ＣＩパルスレートを減少させ、前記バルス間時間ギャップを小さくする、
ように構成したプロセッサと；
を含んで成る蝸牛補綴システム。
【請求項８】
請求項７に記載のシステムであって、前記プロセッサは、前記マルチチャンネル電極アレイのうちの少なくとも２つの電極を前記ＣＩシーケンスの関数として同時に活性化させて前記与えられた位置における前記所望の電位を達成するように構成されているシステム。
【請求項９】
請求項７に記載のシステムであって、前記ＣＩシーケンスのための前記平均パルス振幅は前記順次刺激シーケンスのための前記平均パルス振幅より小さいシステム。
【請求項１０】
請求項７に記載のシステムであって、システムＣＩシーケンスに必要であるシステム刺激電力は前記順次刺激シーケンスに必要であるシステム刺激電力より小さいシステム。
【請求項１１】
請求項７に記載のシステムであって、前記順次刺激シーケンスと前記ＣＩシーケンスは対称二相性電流パルスを含むシステム。
【請求項１２】
請求項７に記載のシステムであって、前記順次刺激シーケンスは連続インタリーブサンプリング（ＣＩＳ）シーケンスであるシステム。
【請求項１３】
単極電極構成を有するマルチチャンネル電極アレイを含む刺激装置と；
作動可能に前記刺激装置と結合されたプロセッサであって、同時符号相関パルスと、チャンネル相互作用補償を使用して、チャンネル相互作用（ＣＩ）パルスレートとチャンネル相互作用（ＣＩ）平均パルス振幅を有し前記マルチチャンネルアレイに関して複数の与えられた位置において所望の電位に実質的に等しい電位を生成するためのチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスを決定し、前記ＣＩシーケンスはパルス間に時間ギャップを含み、
前記プロセッサは、さらに、１パルスあたりの電荷が実質的に変わりなく、かつ、前記パルス間時間ギャップが小さくなるように前記ＣＩシーケンスの前記平均パルス振幅を小さくすると共にパルス位相持続時間を長くするように構成されたプロセッサと；
を含んで成る刺激システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のシステムであって、前記刺激システムは移植蝸牛刺激装置の一部であるシステム。
【請求項１５】
請求項１３に記載のシステムであって、前記プロセッサは、前記マルチチャンネル電極アレイのうちの少なくとも２つの電極を前記ＣＩシーケンスの関数として同時に活性化させて前記与えられた位置における前記所望の電位を達成するように構成されているシステム。
【請求項１６】
請求項１３に記載のシステムであって、前記ＣＩシーケンスは対称二相性電流パルスを含むシステム。
【請求項１７】
単極電極構成を有するマルチチャンネル電極アレイを含む刺激装置と；
作動可能に前記刺激装置と結合されたプロセッサであって、同時符号相関パルスと、チャンネル相互作用補償を使用して、チャンネル相互作用（ＣＩ）パルスレートとチャンネル相互作用（ＣＩ）平均パルス振幅を有し前記マルチチャンネルアレイに関して複数の与えられた位置において所望の電位に実質的に等しい電位を生成するためのチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスを決定し、前記ＣＩシーケンスはパルス間に時間ギャップを含み、
前記プロセッサは、さらに、前記パルス間時間ギャップが小さくなるように前記ＣＩパルスレートを大きくするように構成されたプロセッサと；
を含んで成る刺激システム。
【請求項１８】
請求項１７に記載のシステムであって、刺激装置が移植蝸牛刺激装置の一部であるシステム。
【請求項１９】
請求項１７に記載のシステムであって、前記プロセッサは、前記マルチチャンネル電極アレイのうちの少なくとも２つの電極を前記ＣＩシーケンスの関数として同時に活性化させて前記与えられた位置における前記所望の電位を達成するように構成されているシステム。
【請求項２０】
請求項１７に記載のシステムであって、前記ＣＩシーケンスは対称二相性電流パルスを含むシステム。
【請求項２１】
コンピュータで読み込み可能なプログラムコードを有しコンピュータで使用可能なメディアを含んで、単極電極構成を有するマルチチャンネル電極アレイにおいて複数の電極を同時に活性化させるコンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータで読み込み可能なプログラムコードは、
同時符号相関パルスと、チャンネル相互作用補償を使用して、チャンネル相互作用（ＣＩ）パルスレートとチャンネル相互作用（ＣＩ）平均パルス振幅を有し複数の与えられた位置において所望の電位に実質的に等しい電位を生成するためのチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスを決定するためのプログラムコードであって、前記ＣＩシーケンスがパルス間時間ギャップを含むプログラムコードと、
１パルスあたりの電荷が実質的に変わらないように、かつ、前記バルス間に時間ギャップを小さくするように、前記ＣＩシーケンスの前記平均パルス振幅を小さくすると共にパルス位相持続時間を長くするプログラムコードと、
を含んで成るコンピュータプログラム製品。
【請求項２２】
請求項２１に記載のコンピュータプログラム製品であって、前記マルチチャンネル電極アレイの少なくとも２つの電極を前記ＣＩシーケンスの関数として同時に活性化させて前記与えられた位置で前記所望の電位を達成するためのプログラムコードをさらに含むコンピュータプログラム製品。
【請求項２３】
コンピュータで読み込み可能なプログラムコードを有しコンピュータで使用可能なメディアを含んで、単極電極構成を有するマルチチャンネル電極アレイにおいて複数の電極を同時に活性化させるコンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータで読み込み可能なプログラムコードは、
同時符号相関パルスと、チャンネル相互作用補償を使用して、チャンネル相互作用（ＣＩ）パルスレートとチャンネル相互作用（ＣＩ）平均パルス振幅を有し複数の与えられた位置において所望の電位に実質的に等しい電位を生成するためのチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスを決定するためのプログラムコードであって、前記ＣＩシーケンスがパルス間に時間ギャップを含むプログラムコードと、
前記パルス間時間ギャップが小さくなるように前記ＣＩパルスレートを増加させるプログラムコードと、
を含んで成るコンピュータプログラム製品。
【請求項２４】
請求項２３に記載のコンピュータプログラム製品であって、前記マルチチャンネル電極アレイの少なくとも２つの電極を前記ＣＩシーケンスの関数として同時に活性化させて前記与えられた位置で前記所望の電位を達成するためのプログラムコードをさらに含むコンピュータプログラム製品。
【請求項２５】
コンピュータで読み込み可能なプログラムコードを有しコンピュータで使用可能なメディアを含んで、単極電極構成を有するマルチチャンネル電極アレイにおいて複数の電極を同時に活性化させるコンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータで読み込み可能なプログラムコードは、
順次刺激シーケンスパルスレートと順次刺激シーケンス平均パルス振幅を有し前記マルチチャンネル電極アレイに関して与えられた位置において所望の電位を生成するための順次刺激シーケンスを決定するためのプログラムコードと、
同時符号相関相関パルスとチャンネル相互作用補償を使用して、前記順次刺激シーケンスを、チャンネル相互作用（ＣＩ）パルスレートとチャンネル相互作用（ＣＩ）平均パルス振幅を有するチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスに変換するためのプログラムコードであって、前記ＣＩシーケンスは前記与えられた位置における前記所望の電位に実質的に等しい電位を生成するものであり、前記ＣＩパルスレートは、前記ＣＩシーケンスがパルス間に時間ギャップを含むように前記順次刺激シーケンスパルスレートと実質的に等しいプログラムコードと、
１パルスあたりの電荷は実質的に変わりがなく、前記バルス間時間ギャップが小さくなるように、前記ＣＩシーケンスの前記平均パルス振幅を小さくすると共に前記パルス位相持続時間を増加させるためのプログラムコードと、
を含んで成るコンピュータプログラム製品。
【請求項２６】
請求項２５に記載のコンピュータプログラム製品であって、前記マルチチャンネル電極アレイの少なくとも２つの電極を前記ＣＩシーケンスの関数として同時に活性化させて前記与えられた位置で前記所望の電位を達成するためのプログラムコードをさらに含むコンピュータプログラム製品。
【請求項２７】
コンピュータで読み込み可能なプログラムコードを有しコンピュータで使用可能なメディアを含んで、単極電極構成を有するマルチチャンネル電極アレイにおいて複数の電極を同時に活性化させるコンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータで読み込み可能なプログラムコードは、
順次刺激シーケンスパルスレートと順次刺激シーケンス平均パルス振幅を有し前記マルチチャンネル電極アレイに関して与えられた位置において所望の電位を生成するための順次刺激シーケンスを決定するためのプログラムコードと、
同時符号相関相関パルスとチャンネル相互作用補償を使用して、前記順次刺激シーケンスを、チャンネル相互作用（ＣＩ）パルスレートとチャンネル相互作用（ＣＩ）平均パルス振幅を有するチャンネル相互作用（ＣＩ）シーケンスに変換するためのプログラムコードであって、前記ＣＩシーケンスは前記与えられた位置における前記所望の電位に実質的に等しい電位を生成するものであり、前記ＣＩパルスレートは、前記ＣＩシーケンスがパルス間に時間ギャップを含むように前記順次刺激シーケンスパルスレートと実質的に等しいプログラムコードと、
前記ＣＩパルスレートを大きくし、前記パルス間時間ギャップを小さくするためのプログラムコードと、
を含んで成るコンピュータプログラム製品。
【請求項２８】
請求項２７に記載のコンピュータプログラム製品であって、前記マルチチャンネル電極アレイの少なくとも２つの電極を前記ＣＩシーケンスの関数として同時に活性化させて前記与えられた位置で前記所望の電位を達成するためのプログラムコードをさらに含むコンピュータプログラム製品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５（ａ）】
【図５（ｂ）】
【図６（ａ）】
【図６（ｂ）】
【図６（ｃ）】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５（ａ）】
【図５（ｂ）】
【図６（ａ）】
【図６（ｂ）】
【図６（ｃ）】
【図７】
【図８】
【公表番号】特表２００８−５３４２１０（Ｐ２００８−５３４２１０Ａ）
【公表日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５０４８７３（Ｐ２００８−５０４８７３）
【出願日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００６／００２５１０
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１３６９６１
【国際公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【出願人】（５０２０６７９３４）メド−エル・エレクトロメディツィニシェ・ゲラーテ・ゲーエムベーハー (2)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００６／００２５１０
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１３６９６１
【国際公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【出願人】（５０２０６７９３４）メド−エル・エレクトロメディツィニシェ・ゲラーテ・ゲーエムベーハー (2)
【Ｆターム（参考）】
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