Purpose: One of the major reasons that totally implantable cochlear microphones are not readily available is the lack of good implantable microphones. An implantable microphone has the potential to provide a range of benefits over external microphones for cochlear implant users including the filtering ability of the outer ear, cosmetics, and usability in all situations. This paper presents results from experiments in human cadaveric ears of a piezofilm microphone concept under development as a possible component of a future implantable microphone system for use with cochlear implants. This microphone is referred to here as a drum microphone (DrumMic) that senses the robust and predictable motion of the umbo, the tip of the malleus. Methods: The performance was measured of five DrumMics inserted in four different human cadaveric temporal bones. Sensitivity, linearity, bandwidth, and equivalent input noise were measured during these experiments using a sound stimulus and measurement setup. Results: The sensitivity of the DrumMics was found to be tightly clustered across different microphones and ears despite differences in umbo and middle ear anatomy. The DrumMics were shown to behave linearly across a large dynamic range (46 dB SPL to 100 dB SPL) across a wide bandwidth (100 Hz to 8 kHz). The equivalent input noise (0.1-10 kHz) of the DrumMic and amplifier referenced to the ear canal was measured to be 54 dB SPL and estimated to be 46 dB SPL after accounting for the pressure gain of the outer ear. Conclusion: The results demonstrate that the DrumMic behaves robustly across ears and fabrication. The equivalent input noise performance was shown to approach that of commercial hearing aid microphones. To advance this demonstration of the DrumMic concept to a future prototype implantable in humans, work on encapsulation, biocompatibility, connectorization will be required.


翻译:目的:完全植入式人工耳蜗麦克风尚未广泛应用的主要原因之一是缺乏性能优良的可植入麦克风。相较于体外麦克风,可植入麦克风为人工耳蜗使用者提供了包括外耳滤波功能、美观性及全场景适用性等多重优势。本文展示了一种正在研发中的压电薄膜麦克风概念在人类颞骨尸体标本中的实验结果,该技术有望成为未来人工耳蜗植入式麦克风系统的组成部分。该麦克风被命名为鼓膜麦克风(DrumMic),通过感知锤骨末端(锤骨尖)稳固且可预测的运动实现工作。方法:在四具不同人类颞骨尸体标本中植入五个鼓膜麦克风并进行性能测量。实验采用声音刺激与测量装置,评估灵敏度、线性度、带宽及等效输入噪声等指标。结果:尽管不同标本的锤骨尖及中耳解剖结构存在差异,鼓膜麦克风在跨麦克风与跨耳测试中展现出高度聚集的灵敏度分布。该麦克风在宽动态范围(46 dB SPL至100 dB SPL)及宽频带(100 Hz至8 kHz)内保持线性响应。经外耳道参考校准,鼓膜麦克风与放大器的等效输入噪声(0.1-10 kHz)实测值为54 dB SPL,计入外耳压力增益后估算值为46 dB SPL。结论:实验证明鼓膜麦克风在不同耳部结构及制造工艺下均具有稳健性能。其等效输入噪声表现已接近商用助听器麦克风水平。为将当前概念验证推进至未来可植入人体的原型阶段,还需在封装技术、生物相容性及连接器开发等方面开展进一步研究。

0
下载
关闭预览

相关内容

IEEE信号处理信函(SPL)是每月一次的存档出版物,旨在快速传播原始的,最先进的想法,并在信号,图像,语音,语言和音频处理方面提供及时、重要的贡献。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/spl/
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
34+阅读 · 2022年12月20日
Arxiv
34+阅读 · 2022年2月15日
Arxiv
12+阅读 · 2021年6月21日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
4+阅读 · 6月17日
相关VIP内容
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员