WO2003070322A1 - Apparatus and method for neural response telemetry of a cochlear implant by automatic shape recognition - Google Patents

Apparatus and method for neural response telemetry of a cochlear implant by automatic shape recognition Download PDF

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WO2003070322A1
WO2003070322A1 PCT/FR2003/000577 FR0300577W WO03070322A1 WO 2003070322 A1 WO2003070322 A1 WO 2003070322A1 FR 0300577 W FR0300577 W FR 0300577W WO 03070322 A1 WO03070322 A1 WO 03070322A1
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WO
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response
curve
response curve
neurons
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Application number
PCT/FR2003/000577
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French (fr)
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WO2003070322A8 (en
Inventor
Basile Charasse
Original Assignee
Newmedic International
Centre National De La Recherche Scientifique (C.N.R.S.)
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Publication date
Application filed by Newmedic International, Centre National De La Recherche Scientifique (C.N.R.S.) filed Critical Newmedic International
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Publication of WO2003070322A8 publication Critical patent/WO2003070322A8/en

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/36036Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation of the outer, middle or inner ear
    • A61N1/36038Cochlear stimulation
    • A61N1/36039Cochlear stimulation fitting procedures

Definitions

  • the invention relates to an apparatus and a method for telemetry of neural response of a cochlear stimulation implant comprising a plurality of implantable electrodes adapted for delivering cochlear electrical stimulations and for collecting the neural responses induced by these stimulations, corresponding to a potential. of electrical composite action generated by cochlear neurons.
  • Hearing aids with cochlear implants have been known and proven for a long time, they make it possible to restore hearing in patients with permanent deafness. After implantation, the adjustment of certain operating parameters of the prosthesis must be carried out to adapt it to the patient.
  • the electrical stimulation levels that will be delivered by the implant must be adjusted for each electrode.
  • These adjustment levels called the perception threshold T and the comfort threshold C, respectively represent the minimum electrical voltage inducing a sound sensation and the maximum electrical voltage borne by the patient.
  • the most common known method is a subjective method, in which the practitioner varies the stimulation voltage, and questions the patient about his or her sound perceptions. The practitioner must, using the patient's answers, determine if the patient perceives a sound sensation or if the sound sensation is too loud and uncomfortable. The answers given by the patient thus allow the clinician to determine and adjust the T and C thresholds of the latter. In practice, this method cannot be used in all cases and in particular with patients such as young children, who are unable to express their auditory impressions to the practitioner, or even to understand the task asked of them. . Other known methods aim to overcome these drawbacks and propose to determine the thresholds from objective electrophysiological measurements.
  • One known method of this type consists in measuring the electrical potentials evoked by electrical cochlear stimulation in the patient's skull. This method requires specific equipment (electrodes distributed over the skull), and is therefore cumbersome to implement. In addition, the measurement is very sensitive and can be disturbed by the patient's movements. This method is therefore not practical and cannot be used in young children.
  • NRT neural response telemetry
  • the neural response recorded by this method is the electrical composite action potential, called "ECAP", generated by the cochlear neurons of the auditory nerve and measured over time. It is therefore a measurement on the peripheral auditory system.
  • This neural response can come in several forms which must be identified and analyzed by the practitioner.
  • the standard form of neural response sought by the latter is a biphasic curve comprising a negative peak NI and a positive peak PI, making it possible to define the amplitude of the neural response corresponding to the difference in tensions between these two peaks.
  • the practitioner measures the variations in the amplitude of response of the auditory nerve.
  • These variations in the neural response generally correspond to a line, called the growth line, whose interpolation and extrapolation provide
  • T-NRT threshold a value, known as the T-NRT threshold, obtained at the intersection of this growth line with the abscissa axis (stimulation voltages). It has been demonstrated that it is possible, from the T-NRT threshold, to deduce the T and C thresholds of the patient with good reliability (cf. for example "The relationship between EAP and EABR Tresholds and levels used to program the nucleus 24 speech processor : data from adults "Carolyn Brown Michelle L. Hughes, Betty Luk, Paul J. Abbas, Abigail Wolaver, and Jonathan Gervais.
  • the clinician must obtain a neural response curve effectively comprising the NI and PI peaks in order to measure the amplitude of the response.
  • a certain number of parameters linked to the measurement in particular response acquisition time, amplification gain, stimulation voltage, etc.
  • measurement parameters must be adjusted. and optimized.
  • This first approach turns out to be long, subjective, and the results strongly depend on the clinician's expertise.
  • the response curves making it possible to plot the growth line for an electrode have been obtained, the clinician must distinguish among these which are usable from those which are not.
  • Certain response curves may in particular have a poor signal / noise ratio and be difficult to identify. This selection is subjective and the results of this selection have a direct influence on the subsequent setting of the implant.
  • a cochlear implant conventionally has more than 20 electrodes. Given the time that clinicians can devote to setting the implant, in practice only 4 or 5 electrodes are tested and used to make the setting.
  • WO-0052963 describes a method and an apparatus in which particular parameters determined from the neural response are used to define an optimal operating mode or an optimum stimulation rate, and thus to best regulate the functioning of the cochlear implant.
  • the response time of appearance of positive or negative peaks by the neural response is used.
  • the analysis of these parameters, carried out by the clinician comes up against the same problems as those described above.
  • the invention therefore aims to overcome these drawbacks by proposing an apparatus and a method for telemetry of neural response thanks to which the adjustments of the operating parameters of a hearing aid comprising a cochlear implant can be carried out quickly, more simply than in the state of technique, more objectively and reliably.
  • the invention aims to allow a more complete adjustment of the cochlear implant, that is to say for more electrodes, in a period of time compatible with clinical constraints.
  • the invention also aims to propose an apparatus and a method for automating the NRT method - in particular in the determination of the T and C thresholds - so as to allow its implementation by inexperienced practitioners.
  • the invention also aims to make it possible to obtain an adjustment of the cochlear implant as objective as possible, which is neither linked to the know-how of the practitioners, neither in the reliability of their interpretation, nor in the patient's capacity for expression and understanding.
  • the invention relates to a neural response telemetry device comprising: - a cochlear stimulation implant comprising a plurality of implantable electrodes adapted to deliver cochlear electrical stimulations and to collect neural responses corresponding to the composite action potential electrical generated by the cochlear neurons, following these stimulations, - an implant control device comprising computer processing means, and suitable for:
  • the invention also extends to a method for telemetry of neural response of a cochlear stimulation implant comprising a plurality of implantable electrodes adapted to deliver electrical cochlear stimuli and to collect neural responses corresponding to an electrical action potential. composite generated by cochlear neurons, and induced by these stimulations, process in which:
  • the invention thus extends to a method of computer processing of neural responses of a cochlear stimulation implant comprising a plurality of implantable electrodes adapted to deliver electrical cochlear stimuli and to collect neural responses corresponding to an action potential.
  • electrical composite generated by the cochlear neurons, induced by these stimulations, and recorded in the form of response curves representing the composite action potential measured over time, a process characterized in that computer processing means are used which are suitable for perform automatic shape recognition and to classify each response curve among a plurality of types of curve shapes.
  • the different types of shape of the curves are predetermined, that is to say defined in advance, from saved models and used to initially configure the computer processing means for automatic shape recognition.
  • the types of shapes can be changed during use if other types appear relevant to the practitioner.
  • the clinician may be asked to carry out this classification himself, either in a known type, or in a new type that it defines with this response curve.
  • At least one set of types of curve shapes is predetermined and is used for the initial configuration of the computer processing means.
  • Several sets can be provided and recorded, for example to allow the clinician to choose one of the sets according to the patient to be treated.
  • a set of types of curve shapes can be provided for young children; another game for adults ... Games of different types of curve shapes can also be provided depending on the nature of the pathology from which the patient is affected.
  • the response curves classified as significant can also be used to carry out an automatic calculation of operating parameters of the implant, and in particular of the T-NRT threshold.
  • the care of this calculation can be left to the practitioner. In all cases, the procedure is greatly accelerated, which in fact makes it possible to adjust more electrodes of the implant - or even all of the electrodes - in an acceptable duration, and in a more objective manner.
  • Pattern recognition applied to response curves can be the subject of very many variant embodiments. It is possible, for example, to use, as a means of pattern recognition, an adaptive digital filtering, or a calculation of optimization of mean square errors; or any other means based on a correlation method.
  • the computer processing means comprise an artificial neural network adapted to perform automatic shape recognition.
  • Such artificial neural network is, by design, learning type and can handle nonlinear problems with high efficiency and high accuracy even when • forms recognition are varied, as is the case in practice with neural responses.
  • Artificial neural networks and their functioning are well known in themselves (cf. for example “Neural Network Design.” Hagen MT, Demuth, HB, & Beale, M. (1996). Boston: PWS Publishing; “Neural Networks. A Comprehensive Foundation. ”Haykin, S. (1994). Prentice-Hall: New Jersey). Usually they are used to solve much more complex problems than simply comparing curves.
  • US-2001/049466 describes an at least partially implantable system of the "dual" type, that is to say comprising both mechanical stimulation and electrical stimulation.
  • the system can incorporate telemetry means for the transmission of data between an implanted part of the system and an external unit.
  • the parameters such as the patient-specific data can be transmitted transcutaneously to the implant, using software modules which are of preferably dynamic, that is to say adaptive, so as to optimize the functioning of the implant for the patient.
  • a software module can be provided which simulates a "healthy" cochlear amplifier based on an adaptive neural network. The learning of this neural network can be carried out by the wearer of the implant and / or by external assistance.
  • this neural network for simulating a "healthy" cochlear amplifier implements the TRA principle so that locally limited areas of the cochlea are stimulated mechanically.
  • This system uses a neural network only to directly optimize the functioning of the implant and dynamically modify its parameters so as to simulate a "healthy” cochlear amplifier. This document therefore does not in any way describe the use of automatic shape recognition to classify curves of neural responses among a plurality of types of shapes of predetermined curves as in the invention.
  • an artificial neural network for the classification of neural responses recorded with the NRT system on a cochlear implant for the adjustment of its functioning is particularly advantageous, simple, reliable and precise and in fact easy and economical to implement.
  • An artificial neural network has the particular advantage of being able to perform effective pattern recognition from shapes of unknown curves and which can be very different, as soon as it has undergone an initial learning phase.
  • An artificial neural network can include several layers of neurons.
  • An artificial neuron is a mathematical object whose functioning mimics the behavior of biological neurons.
  • a single isolated neuron is only able to solve linear problems.
  • the association of neurons in different layers makes it possible to solve nonlinear and complex classification problems.
  • the learning phase of the artificial neural network consists of providing numerous examples of known vectors at the input of the network and, simultaneously, the target responses to be provided by the network for each of these examples.
  • the artificial neural network comprises:
  • a first intermediate layer comprising a number of neurons depending on the number of points of the input vector, - a layer of output neurons, the number of neurons of which depends on the number of types of curve shapes learned by the network.
  • the artificial neural network comprises only two layers of neurons, namely an intermediate layer of single neurons.
  • the types of curve shapes are chosen representative of:
  • the presence of positive and / or negative pulses in the response curve include at least one type of significant curve shape allowing the evaluation of at least one operating parameter of the implant, and at least one type of non-significant curve shape.
  • the reliability of the classification made by the neural network is evaluated according to the digital values ⁇ i delivered by the neurons of the output layer.
  • the computer processing means are adapted to automatically calculate a response amplitude value on each response curve classified into a type of significant curve shape, that is to say corresponding to a real neural response and authorizing such a calculation.
  • the computer processing means are adapted to: a) automatically determine whether a first response curve obtained for an electrode can be classified into a type of significant curve shape, b) if not, repeat the measurement after automatic modification of measurement parameters then repeat step a); if so, acquire a series of successive response curves by decreasing the electrical stimulation voltage until a response curve classified in a type of non-significant curve forms is obtained, classify each response curve in a type of curve shapes, and calculate automatically a value of at least one parameter relating to electrical stimulation from this series of response curves.
  • the computer processing means are adapted to automatically calculate a threshold value T-NRT from the response amplitude values calculated automatically.
  • a quality criterion Q of each response curve representative of the regularity of a final portion of the response curve is calculated to determine, according to the value of this quality criterion Q, if the response curve is:
  • the invention makes it possible, for the first time, to carry out a fully automatic calculation of operating parameters such as the T-NRT threshold.
  • the quality criterion Q is calculated according to the formula:
  • R (n) corresponds to the nth point of the response curve R
  • ni is the sequence number of the first point of said final portion
  • N is the total number of points of the response curve R.
  • Other formulas can be used as a variant.
  • the invention also extends to a method implemented in an apparatus according to the invention. Conversely, the invention extends to an apparatus for implementing a method according to the invention.
  • the invention also relates to an apparatus and a method characterized in combination by all or some of the characteristics mentioned above or below.
  • Other objects, characteristics and advantages of the invention will appear on reading the examples and the description which follow, which refer to the appended figures in which:
  • FIG. 1 is a schematic view of an apparatus according to the invention
  • FIG. 2 illustrates five examples of types of shape of response curves that can be used in an apparatus and a method according to the invention
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the operation of a neuron
  • FIG. 4 is a diagram representing a sigmoid transfer function curve which can be used in an artificial neural network neuron, in an apparatus and a method according to the invention
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the structure of a neural network which can act as shape recognition means in an apparatus and a method according to the invention
  • FIG. 6 represents two examples of forms of response curves Ca, Cb, of the same type, but more or less deformed, the curves Ce and Cd representing the final enlarged portions of the curves Ca and Cb respectively,
  • FIG. 7 represents four other examples of shapes of response curves for which a practitioner might hesitate in their classification
  • FIG. 8 is a functional flow diagram of a fully automatic variant of a method for calculating the T-NRT thresholds according to the invention.
  • - Figure 9 is a functional flowchart of an exemplary embodiment of a method for classifying response curves according to the invention
  • - Figure 10 is a diagram comparing a classification performed by a practitioner with that performed by a method and an apparatus according to the invention
  • - Figures 11 and 12 show examples of various neural response curves obtained in practice.
  • FIG. 1 represents an apparatus according to the invention which can be used for the clinical measurement of a neural response.
  • This device comprises a cochlear stimulation implant 1 comprising a bundle of intra cochlear electrodes 2.
  • This implant 1 is adapted to be implanted under the skin 17 of the skull of a patient.
  • the intra cochlear electrodes are organized in pairs. That is, in each pair of electrodes 2 in the bundle, one electrode is used to stimulate the auditory nerve, and the neighboring electrode is used to record the response of the auditory nerve to stimulation.
  • a bundle of intra cochlear electrodes 2 can comprise around twenty electrodes therefore defining around twenty channels.
  • the electrodes allow the measurement and recording of the composite electrical ECAP action potential generated by the auditory nerve following electrical stimulation.
  • the cochlear implant 1 comprises a radio frequency antenna 3, a receiver 4, a transmitter 5, a decoder 6, an encoder 7, a current source 8 and an amplifier circuit 9.
  • the antenna 3 communicates through the skin 17 in particular with an external antenna 10 of a transmission / reception unit 11 coupled via a programming control interface 12 PCI ("Programming Control Interface") to a computer unit 13 for processing digital information, which, in the example shown, is a microcomputer.
  • the transmission / reception unit 11 is linked bidirectionally to the computer unit 13, and includes non-volatile storage means incorporating different speech processing methods and different stimulation programs.
  • the computer unit 13 is adapted and programmed to implement the method according to the invention, and in particular to produce automatic pattern recognition means, in accordance for example with the flow diagram of FIG. 9.
  • the computer unit 13 controls the transmission / reception unit 11 so that the latter transmits a predetermined stimulation signal, for example in the form of a succession of balanced biphasic square slots.
  • a predetermined stimulation signal for example in the form of a succession of balanced biphasic square slots.
  • This stimulation is emitted on the antenna 10, received through the skin 17 on the antenna 3 of the cochlear implant 1, then transmitted to the receiver 4 then to the decoder 6 and to the current source 8 which supplies an electric current of stimulation to an electrode of the beam 2.
  • the neural response is collected on another electrode close to the beam 2, transmitted to the amplifier 9, then to the encoder 7, and to the transmitter 5 which transmits this response on the antenna 3 received through the skin 17 on the antenna 10 of the transmitting reception unit 11, which retransmits it to the computer unit 13.
  • the computer processing unit is also suitable for being able to adjust the operating parameters of the cochlear implant 1, in particular the levels of electrical stimulation provided by the transmitting / receiving unit 11 to the cochlear implant 1, and determined by values recorded in the transmitting / receiving unit 11.
  • each neural response that is to say each response curve, consists of an average of successive measurements carried out with the same electrodes.
  • Each response curve results from the neural response signal (ECAP) sampled over time as indicated in US-5,758,651.
  • ECAP neural response signal
  • Figures 11 and 12 illustrate examples of response curves obtained in practice.
  • the electrode bundle 2 is shown in the lower part.
  • the stimulation electrodes were those bearing the numbers 3, 5, 10, 15 and 20 where a square stimulation wave is represented in the lower part of the electrode bundle 2.
  • the detection electrodes measuring the neural response were the electrodes no. 5, 7, 12, 17 and 22 as shown schematically by arrows in the figures.
  • the top five diagrams in each of Figures 11 and 12 illustrate the neural response curves recorded for different levels of stimulation current, the highest current levels being at the top of each diagram, and the lowest current levels being at the bottom of each diagram.
  • the five diagrams respectively represent the responses obtained to various detection electrodes.
  • each figure 11 and 12 illustrate recorded neural response curves by varying another measurement parameter (the interval between excitatory signal and mask signal).
  • the response curves obtained are of the type with a single negative peak and with a single positive peak, and are the most common in practice and those sought for the calculation of the implant adjustment parameters.
  • FIG. 12 represents another example of neural response comprising response curves, some of which have two positive peaks (for the detection electrodes No. 12 and 22).
  • the neural response curves can be very varied as regards their shape.
  • the interpretation, classification and exploitation of these response curves by a clinician without using a method and an apparatus according to the invention are therefore long and difficult.
  • Figure 2 illustrates non-limiting examples of types of response curve shapes that can be chosen. Other types of response curve shapes can be defined and chosen in practice.
  • the Ta type corresponds to a clear significant response in which the negative and positive peaks are clearly identifiable.
  • the Tb type corresponds to a neural response in which the negative peak is missing.
  • the Td type corresponds to a neural response in which the positive peak is prominent.
  • the Te type corresponds to a clear significant response in which a negative peak and a positive peak are clearly identifiable and the first point of the response is above the positive peak.
  • the TNR type corresponds to curves which do not represent a neural response, that is to say corresponding only to noise.
  • the invention makes it possible to recognize the shapes of the response curves obtained (such as those of FIGS. 11 and 12) and to classify them according to predetermined types such as those represented in FIG. 2 by way of example.
  • the computer unit 13 is adapted to perform automatic shape recognition of the different response curves obtained, and to classify them according to the predetermined types, and this according to any suitable algorithm (adaptive digital filtering, optimization of the mean square error, ).
  • an artificial neural network is used as an automatic shape recognition means.
  • the transfer function can be a log-sigmoid function as shown in FIG. 4.
  • the neural network which can be used according to the invention comprises for example two layers 15, 16 of neurons as shown in FIG. 5, namely an intermediate layer 15, and an output layer 16.
  • the input vector 14 comprises a number of scalars dependent on the number of measurement points (at most equal to the latter), that is to say the number of sampling time intervals making it possible to form a response curve.
  • the various parameters that can be used in such a neural network are for example the following:
  • number of scalars of the input vector 14 corresponding at most to the number of points of each response curve, for example of the order of 30,
  • number of artificial neurons in the intermediate layer 15 for example equal to the number of scalars of the input vector 12
  • - number of neurons in the output layer 16 equal to the number of types of response curve shape (equal to 5 in the examples described)
  • each example preferably represents an almost perfect neural response associated with a known predetermined type.
  • all the response values obtained are normalized, that is to say calibrated in the interval [0,1]. Thirty examples for each type of response were used for learning.
  • the output codification for a perfect classification is for example the following:
  • the five values coding each type thus correspond respectively to the five artificial neurons of the output layer 16 of the network.
  • e ( ⁇ t - ⁇ ) 2
  • ⁇ t the target value
  • the value of the network response as defined above.
  • Wi + i - Wi - oti x gj
  • Wi is a vector representing the weighting vectors of the different neurons during step i
  • gi is the quadratic error gradient
  • oti is the learning rate
  • the learning examples are chosen to represent the set of possible neural responses, and in almost perfect forms.
  • the recorded neural responses are not always clear and perfect. In many cases, they are distorted, which is due for example to the limitations of the recording system (for example to the saturation of the amplification).
  • the neural response can no longer be distinguished from background noise or at least with difficulty.
  • an identifiable neural response nevertheless exists and the network should be able to recognize the type of this neural response in the distorted curve obtained, and assess the quality of this response.
  • a quality criterion is defined which makes it possible to take into account the quality of the response obtained.
  • the quality criterion can be chosen, for example, as the average of the distance between two consecutive points of the response thus calibrated, accumulated from, for example, the tenth measurement point towards the end of the response, i.e. from the tenth sampling point.
  • the quality criterion can then, in this example, be calculated as follows:
  • FIG. 6 illustrates the application of this rule in two different cases of response curves of the Ta type.
  • the curve Ca in FIG. 6 represents an almost ideal response while the curve Cb represents a distorted response.
  • the curve Ce illustrates the same response as the curve Ca but represented only from the tenth sampling point.
  • the curve Cd represents the curve Cb from the tenth sampling point.
  • Q is equal to 0.0213, and we see that the response is not distorted.
  • the curves Cg and Ch could be classified in the Te type but also in the Ta type. We see from these four examples that the correct classification of a response curve is not always immediate. This is why, in certain cases, the artificial neural network will not be able to clearly identify with certainty the type of the response curve obtained.
  • the output values given by the artificial neural network can be different from 1.
  • the real values given respectively by the five neurons of the output layer 16 of the artificial neural network are those of table 1 below: Table 1
  • the network is able to identify the correct type although the values delivered ⁇ i by the network are not strictly equal to 1.
  • the result delivered by the neural network artificial is greater than 0.98, the type of response can be considered to be reliably identified. If the value provided by the artificial neural network is between 0.9 and 0.98, the type of response cannot be considered to be reliably identified. And, if the value supplied is less than 0.9, the type of response is unknown, and, if necessary, requires the classification of the response curve into one of the types by the practitioner himself.
  • the value ⁇ of the response provided by the neural network is defined as being the largest of the values r
  • i given by the different neurons of the output layer 16: ⁇ Max ( ⁇ i). In the example of the curve Ce, this value ⁇ is 0.908. In the example of the curve Ch, this value ⁇ is equal to 0.7398. If two or more ⁇ i values given by the artificial neural network are greater than 0.5, it is assumed that the type of response is unknown and if all the values ⁇ ; are less than 0.5, the type of response is also unknown.
  • FIG. 8 represents an alternative embodiment of a method according to the invention allowing the fully automatic calculation of the T-NRT thresholds.
  • a patient registration form is created.
  • the data related to the patient in question are entered.
  • the patient file and the data entered are saved in the database patient 42.
  • the correct operation of the various electrodes is checked so as to use only those which are actually in good condition.
  • a first measurement is carried out from an initial configuration of measurement parameters, on one of the electrodes, and the corresponding response curve is recorded.
  • an automatic shape recognition and a classification among a predetermined type are carried out in accordance with the method according to the invention.
  • step 47 for modifying the measurement parameters, a new set of parameters is chosen for example from a plurality of predetermined and prerecorded measurement parameters.
  • the loop of steps 44 to 47 continues as long as no real significant response is detected.
  • step 48 of automatic calculation of the T-NRT threshold for the electrode considered.
  • the stimulation voltages are decreased, and for each voltage value, a new response curve is recorded.
  • this response curve is then recognized and it is classified into a predetermined type according to the invention, until the stimulation voltage is low enough for the type of response curve obtained to correspond to a non-recordable type (no neural response detected).
  • the amplitude of the response is automatically calculated by difference of the voltages between the negative peak and the positive peak. This calculation can be carried out by any known algorithm making it possible to locate the maximums and the minimums on a given response curve.
  • a value of the T-NRT threshold is then calculated by interpolating the calculated response amplitude values. This interpolation leads to a growth line whose extrapolation provides the T-NRT threshold as the point of intersection with the abscissa axis (stimulation voltages).
  • Test 49 checks whether the previous calculation was carried out on the last active electrode or not. If not, iterates 50 to pass to the subsequent active electrode and all the steps 44 to 48 are repeated for this subsequent electrode. Once all the active electrodes have been analyzed, all of the data is collected and recorded during step 51 in the database 42.
  • the invention makes it possible for the first time to carry out a calculation fully automatic T-NRT threshold.
  • Other parameters than the T-NRT thresholds of all the electrodes could be calculated automatically. We can for example calculate the slope of each growth line, and / or the recovery time of the auditory nerve ...
  • the determination of the T and C thresholds from the T-NRT threshold can also be carried out in all or part by automatic calculation from these parameters, in particular from the T-NRT threshold.
  • FIG. 9 An example of a method according to the invention for classifying the shape of a response curve among a predetermined type using an artificial neural network is represented by the flowchart in FIG. 9.
  • An amplitude calibration process is applied to this neural response, in step 22, so as to normalize the values obtained in the interval [0,1].
  • the quality criterion Q is determined. If Q> 0.12, the response is classified in the type TNR not recordable in step 24. If 0.08 ⁇ Q ⁇ 0, 12, the response is classified, in step 25, in an unknown type to be defined by the practitioner.
  • step 26 If 0.05 ⁇ Q ⁇ 0.08, it is considered, during step 26, that the response is distorted and we store (associated with this response) information indicating that it is distorted. If 0 ⁇ Q ⁇ 0.05, it is considered during step 27 that the answer is clear and we store (associated with this response) information indicating that it is clear. Furthermore, after step 23 of determining the quality criterion, the shape of the response curve is analyzed by the artificial neural network during step 28, and the value ⁇ is calculated, maximum value from the responses of the neurons of the output layer 16, during step 29. If 0 ⁇ ⁇ 0.9, we assign an unknown type to the response in step 25.
  • step 30 we consider, in step 30, that the response is reliable, then we proceed to identify its type during step 31 and recording the type of response associated during step 32 since simultaneously the " quality Q " criterion makes it possible to determine that the response is distorted or clear following steps 26 or 27.
  • the output of these steps 26, 27 is in fact combined by a logical OR 33 making it possible to validate or inhibit the recording of the type of response during step 32.
  • step 34 it is determined in step 34 that the response is not reliable, but it is nevertheless possible to identify its type and then to record the response type on closer obtained together with recording that the answer is not reliable.
  • FIG. 10 represents the results of a study for evaluating the performance of an artificial neural network in the classification of the types of responses. 320 examples of patients were presented on the one hand to a very experienced practitioner, and on the other hand to the artificial neural network as described above.
  • a first protocol the practitioner was asked to classify the curves by examining each curve and estimating the presence or not of a neural response. In this first protocol, the practitioner simply had to indicate the existence or not of a response for each curve.
  • the hatched bars represent the values given by the artificial neural network, and the non-hatched bars those given for the practitioner.
  • the number of examples representing the types Tb and Te was not large enough for the recognition percentages to be significant. But in practice, these two types are not clinically exploitable, unlike the types Ta and Te which, in practice, are often encountered. For these types of responses, the percentages are 88.1% and 92.13%.
  • This result is interesting for clinical applications since the time required for a practitioner to carry out such a classification is without comparison much greater than that obtained from the device according to the invention.
  • the practitioner put about lb.30 while the device according to the invention provided the results in about 10s.
  • the practitioner had difficulty providing constant results during his classification given the very large number of curves and the difficulty in carrying out the classification.
  • the following table 2 provides the percentage of correct responses given by the artificial neural network according to the invention to achieve this classification, it being assumed that the classification by the practitioner is itself 100% or correct.

Abstract

The invention concerns an apparatus and method for neural response telemetry of a cochlear stimulation implant (1) comprising a plurality of implantable electrodes (2) designed to deliver a cochlear electric stimulation and to collect a neural response in the form of time-based measured response curves. Means for automatic shape recognition enable to classify automatically each response curve among a plurality of predetermined types of shapes. Said classification enables to determine and optimize adjustment of the operating parameters of the cochlear implant.

Description

APPAREIL ET PROCEDE DE TELEMETRIE DE REPONSE NEURALE D'UN IMPLANT COCHLEAIRE PAR RECONNAISSANCE DE FORME APPARATUS AND METHOD FOR TELEMETRY OF NEURAL RESPONSE OF A COCHLEAR IMPLANT BY SHAPE RECOGNITION
AUTOMATIQUEAUTOMATIC
L'invention concerne un appareil et un procédé de télémétrie de réponse neurale d'un implant de stimulation cochléaire comportant une pluralité d'électrodes implantables adaptées pour délivrer des stimulations électriques cochléaires et pour recueillir les réponses neurales induites par ces stimulations, correspondant à un potentiel d'action composite électrique généré par les neurones cochléaires.The invention relates to an apparatus and a method for telemetry of neural response of a cochlear stimulation implant comprising a plurality of implantable electrodes adapted for delivering cochlear electrical stimulations and for collecting the neural responses induced by these stimulations, corresponding to a potential. of electrical composite action generated by cochlear neurons.
Les prothèses auditives à implants cochléaires sont connues et éprouvées depuis longtemps, elles permettent de rétablir l'audition chez les patients atteints de surdité définitive. Après implantation, le réglage de certains paramètres de fonctionnement de la prothèse doit être effectué pour adapter celle ci au patient.Hearing aids with cochlear implants have been known and proven for a long time, they make it possible to restore hearing in patients with permanent deafness. After implantation, the adjustment of certain operating parameters of the prosthesis must be carried out to adapt it to the patient.
Il faut notamment régler les niveaux de stimulation électrique, qui vont être délivrés par l'implant et ce pour chaque électrode. Ces niveaux de réglages, dits seuil de perception T et seuil de confort C, représentent respectivement la tension électrique minimum induisant une sensation sonore et la tension électrique maximum supportée par le patient. Pour ce faire, plusieurs méthodes sont connues et utilisées en pratique par les praticiens chargés de régler l'implant.In particular, the electrical stimulation levels that will be delivered by the implant must be adjusted for each electrode. These adjustment levels, called the perception threshold T and the comfort threshold C, respectively represent the minimum electrical voltage inducing a sound sensation and the maximum electrical voltage borne by the patient. To do this, several methods are known and used in practice by the practitioners responsible for adjusting the implant.
La méthode connue la plus courante, est une méthode subjective, dans laquelle le praticien fait varier la tension de stimulation, et interroge le patient sur ses perceptions sonores. Le praticien doit, à l'aide des réponses du patient, déterminer si celui ci perçoit une sensation sonore ou si la sensation sonore est trop forte et inconfortable. Les réponses données par le patient permettent ainsi au clinicien de déterminer et de régler les seuils T et C de ce dernier. Dans la pratique, cette méthode ne peut pas être utilisée dans tous les cas et notamment avec les patients tels que les enfants en bas âge, qui sont incapables d'exprimer leurs impressions auditives au praticien, ni même de comprendre la tache qui leur est demandée. D'autres méthodes connues visent à pallier ces inconvénients et proposent de déterminer les seuils à partir de mesures électrophysiologiques objectives.The most common known method is a subjective method, in which the practitioner varies the stimulation voltage, and questions the patient about his or her sound perceptions. The practitioner must, using the patient's answers, determine if the patient perceives a sound sensation or if the sound sensation is too loud and uncomfortable. The answers given by the patient thus allow the clinician to determine and adjust the T and C thresholds of the latter. In practice, this method cannot be used in all cases and in particular with patients such as young children, who are unable to express their auditory impressions to the practitioner, or even to understand the task asked of them. . Other known methods aim to overcome these drawbacks and propose to determine the thresholds from objective electrophysiological measurements.
Une méthode connue de ce type consiste à mesurer les potentiels électriques évoqués par la stimulation électrique cochléaire au niveau du crâne du patient. Cette méthode nécessite un appareillage spécifique (électrodes réparties sur le crâne), et est donc lourde à mettre en œuvre. De plus, la mesure est très sensible et peut être perturbée par les mouvements du patient. Cette méthode n'est donc pas pratique et n'est pas utilisable chez les enfants en bas âge.One known method of this type consists in measuring the electrical potentials evoked by electrical cochlear stimulation in the patient's skull. This method requires specific equipment (electrodes distributed over the skull), and is therefore cumbersome to implement. In addition, the measurement is very sensitive and can be disturbed by the patient's movements. This method is therefore not practical and cannot be used in young children.
US-5 758 651 décrit une autre méthode, dite de télémétrie de réponse neurale (NRT), permettant de mesurer la réponse neurale du nerf auditif induite par une stimulation électrique appliquée par les électrodes cochléaires. Cette méthode est utilisée cliniquement par des praticiens en vue d'effectuer les réglages de l'implant cochléaire. Elle présente en particulier l'avantage de ne pas requérir l'attention ni l'immobilité du patient, ce qui permet notamment son utilisation sur des enfants en bas âge.US-5,758,651 describes another method, called neural response telemetry (NRT), making it possible to measure the neural response of the auditory nerve induced by electrical stimulation applied by the cochlear electrodes. This method is used clinically by practitioners to make adjustments to the cochlear implant. It has in particular the advantage of not requiring the attention or the immobility of the patient, which in particular allows its use on young children.
La réponse neurale enregistrée par cette méthode est le potentiel d'action composite électrique, dit « ECAP », généré par les neurones cochléaires du nerf auditif et mesuré au cours du temps. C'est donc une mesure sur le système auditif périphérique. Cette réponse neurale peut se présenter sous plusieurs formes qui doivent être identifiées et analysées par le praticien. La forme standard de réponse neurale recherchée par celui-ci est une courbe biphasique comportant un pic négatif NI et un pic positif PI, permettant de définir l'amplitude de la réponse neurale correspondant à la différence des tensions entre ces deux pics.The neural response recorded by this method is the electrical composite action potential, called "ECAP", generated by the cochlear neurons of the auditory nerve and measured over time. It is therefore a measurement on the peripheral auditory system. This neural response can come in several forms which must be identified and analyzed by the practitioner. The standard form of neural response sought by the latter is a biphasic curve comprising a negative peak NI and a positive peak PI, making it possible to define the amplitude of the neural response corresponding to the difference in tensions between these two peaks.
En faisant varier la tension de stimulation, le praticien mesure les variations d'amplitude de réponse du nerf auditif correspondantes. Ces variations de la réponse neurale correspondent généralement à une droite, dite droite de croissance, dont l'interpolation et l'extrapolation fournissentBy varying the stimulation voltage, the practitioner measures the variations in the amplitude of response of the auditory nerve. These variations in the neural response generally correspond to a line, called the growth line, whose interpolation and extrapolation provide
"notamment une valeur, dite seuil T-NRT, obtenue à l'intersection de cette droite de croissance avec l'axe des abscisses (tensions de stimulation). Il a été démontré qu'il est possible, à partir du seuil T-NRT, de déduire les seuils T et C du patient avec une bonne fiabilité (cf. par exemple « The relationship between EAP and EABR Tresholds and levels used to program the nucleus 24 speech processor : data from adults » Carolyn Brown Michelle L. Hughes, Betty Luk, Paul J. Abbas, Abigail Wolaver, and Jonathan Gervais. 0196/0202/00/2102-0151/0 Ear & Hearing ; « Estimation of psychophysical levels using the electrically evoked compound action potential measured with the neural response telemetry capabilities of cochlear corporation' s CI24M device ». Kevin H. Franck and Susan J. Norton 0196/020/01/2204-0289/0 Ear & Hearing). Cependant, en pratique, la mise en œuvre de cette méthode soulève de nombreux problèmes. "in particular a value, known as the T-NRT threshold, obtained at the intersection of this growth line with the abscissa axis (stimulation voltages). It has been demonstrated that it is possible, from the T-NRT threshold, to deduce the T and C thresholds of the patient with good reliability (cf. for example "The relationship between EAP and EABR Tresholds and levels used to program the nucleus 24 speech processor : data from adults "Carolyn Brown Michelle L. Hughes, Betty Luk, Paul J. Abbas, Abigail Wolaver, and Jonathan Gervais. 0196/0202/00 / 2102-0151 / 0 Ear &Hearing;" Estimation of psychophysical levels using the electrically evoked compound action potential measured with the neural response telemetry capabilities of cochlear corporation 's CI24M device ". Kevin H. Franck and Susan J. Norton 0196/020/01 / 2204-0289 / 0 Ear & Hearing). However, in practice, the implementation of this method raises many problems.
En premier lieu, le clinicien doit obtenir une courbe de réponse neurale comprenant effectivement les pics NI et PÏ pour pouvoir mesurer l'amplitude de la réponse. Or, pour obtenir une telle courbe de réponse, un certain nombre de paramètres liés à la mesure (notamment délai d'acquisition de la réponse, gain d'amplification, tension de stimulation, ...) dits paramètres de mesure, doivent être ajustés et optimisés. Cette première démarche s'avère longue, subjective, et les résultats dépendent fortement du savoir-faire du clinicien. En deuxième lieu, quand les courbes de réponse permettant de tracer la droite de croissance pour une électrode ont été obtenues, le clinicien doit distinguer parmi celles-ci celles qui sont exploitables de celles qui ne le sont pas. Certaines courbes de réponse peuvent notamment présenter un rapport signal/bruit médiocre et être difficilement identifiables. Cette sélection est subjective et les résultats de celle ci influent directement sur le réglage subséquent de l'implant.First, the clinician must obtain a neural response curve effectively comprising the NI and PI peaks in order to measure the amplitude of the response. However, to obtain such a response curve, a certain number of parameters linked to the measurement (in particular response acquisition time, amplification gain, stimulation voltage, etc.), called measurement parameters, must be adjusted. and optimized. This first approach turns out to be long, subjective, and the results strongly depend on the clinician's expertise. Secondly, when the response curves making it possible to plot the growth line for an electrode have been obtained, the clinician must distinguish among these which are usable from those which are not. Certain response curves may in particular have a poor signal / noise ratio and be difficult to identify. This selection is subjective and the results of this selection have a direct influence on the subsequent setting of the implant.
En troisième lieu, le clinicien doit mesurer lui-même les valeurs de tension des pics sur chaque courbe de réponse pour déterminer l'amplitude de réponse. Cette mesure qui est aussi subjective, influe directement sur le réglage de l'implant, et est longue et fastidieuse.Third, the clinician must measure the peak voltage values on each response curve himself to determine the amplitude of response. This measurement, which is also subjective, directly influences the setting of the implant, and is long and tedious.
De plus, ces opérations doivent être répétées pour toutes les électrodes. Or, en pratique, un implant cochléaire compte classiquement plus de 20 électrodes. Compte tenu de la durée pouvant être consacrée par les cliniciens pour le réglage de l'implant, dans la pratique 4 ou 5 électrodes seulement sont testées et utilisées pour effectuer le réglage.In addition, these operations must be repeated for all the electrodes. However, in practice, a cochlear implant conventionally has more than 20 electrodes. Given the time that clinicians can devote to setting the implant, in practice only 4 or 5 electrodes are tested and used to make the setting.
Le réglage d'un implant cochléaire avec la méthode NRT n'est donc pas optimum. Il est en effet à ce jour long, subjectif et incomplet.The adjustment of a cochlear implant with the NRT method is therefore not optimal. To date, it is long, subjective and incomplete.
De surcroît, il est à noter que des réglages et étalonnages de l'implant cochléaire doivent être effectués régulièrement, puisque les capacités physiologiques d'écoute d'un patient peuvent varier au cours du temps, notamment en fonction de son âge, et des modifications physiologiques pouvant- être entraînées par le port de la prothèse auditive elle-même.In addition, it should be noted that adjustments and calibrations of the cochlear implant must be carried out regularly, since the physiological listening capacities of a patient can vary over time, in particular according to his age, and modifications. physiological that can be caused by the wearing of the hearing aid itself.
Par ailleurs, WO-0052963 décrit un procédé et un appareil dans lesquels on utilise des paramètres particuliers déterminés à partir de la réponse neurale pour définir un mode d'opération optimal ou un taux de stimulation optimum, et ainsi régler au mieux le fonctionnement de l'implant cochléaire. En particulier, on utilise le temps de réponse d'apparition de pics positifs ou négatifs par la réponse neurale. Néanmoins, en pratique, l'analyse de ces paramètres, réalisée par le clinicien, se heurte aux mêmes problèmes que ceux décrits précédemment.Furthermore, WO-0052963 describes a method and an apparatus in which particular parameters determined from the neural response are used to define an optimal operating mode or an optimum stimulation rate, and thus to best regulate the functioning of the cochlear implant. In particular, the response time of appearance of positive or negative peaks by the neural response is used. However, in practice, the analysis of these parameters, carried out by the clinician, comes up against the same problems as those described above.
L'invention vise donc à pallier ces inconvénients en proposant un appareil et un procédé de télémétrie de réponse neurale grâce auxquels les réglages des paramètres de fonctionnement d'une prothèse auditive comprenant un implant cochléaire peuvent être effectués rapidement, plus simplement que dans l'état de la technique, de façon plus objective et fiable.The invention therefore aims to overcome these drawbacks by proposing an apparatus and a method for telemetry of neural response thanks to which the adjustments of the operating parameters of a hearing aid comprising a cochlear implant can be carried out quickly, more simply than in the state of technique, more objectively and reliably.
Plus particulièrement, l'invention vise à permettre un réglage plus complet de l'implant cochléaire, c'est-à-dire pour plus d'électrodes, en un laps de temps compatible avec les contraintes cliniques.More particularly, the invention aims to allow a more complete adjustment of the cochlear implant, that is to say for more electrodes, in a period of time compatible with clinical constraints.
L'invention vise également à proposer un appareil et un procédé permettant d'automatiser la méthode NRT -notamment dans la détermination des seuils T et C- de façon à permettre sa mise en oeuvre par des praticiens non expérimentés.The invention also aims to propose an apparatus and a method for automating the NRT method - in particular in the determination of the T and C thresholds - so as to allow its implementation by inexperienced practitioners.
L'invention vise aussi à permettre d'obtenir un réglage de l'implant cochléaire aussi objectif que possible, qui n'est lié ni au savoir-faire des praticiens, ni à la fiabilité de leur interprétation, ni encore aux capacités d'expression et de compréhension des patients.The invention also aims to make it possible to obtain an adjustment of the cochlear implant as objective as possible, which is neither linked to the know-how of the practitioners, neither in the reliability of their interpretation, nor in the patient's capacity for expression and understanding.
Pour ce faire, l'invention concerne un appareil de télémétrie de réponse neurale comprenant : - un implant de stimulation cochléaire comportant une pluralité d'électrodes implantables adaptées pour délivrer des stimulations électriques cochléaires et pour recueillir les réponses neurales correspondant au potentiel d'action composite électrique généré par les neurones cochléaires, suite à ces stimulations, - un dispositif de contrôle de l'implant comprenant des moyens de traitement informatique, et adapté pour :To do this, the invention relates to a neural response telemetry device comprising: - a cochlear stimulation implant comprising a plurality of implantable electrodes adapted to deliver cochlear electrical stimulations and to collect neural responses corresponding to the composite action potential electrical generated by the cochlear neurons, following these stimulations, - an implant control device comprising computer processing means, and suitable for:
. générer des signaux électriques de stimulation destinés aux électrodes,. generate electrical stimulation signals for the electrodes,
. recevoir les réponses neurales correspondantes, et, . enregistrer ces réponses neurales sous forme de courbes de réponse représentant lé potentiel d'action composite mesuré au cours du temps, caractérisé en ce que les moyens de traitement informatique sont adaptés pour réaliser une reconnaissance de forme automatique et classer chaque courbe de réponse parmi une pluralité de types de formes de courbes.. receive the corresponding neural responses, and,. record these neural responses in the form of response curves representing the composite action potential measured over time, characterized in that the computer processing means are adapted to perform automatic shape recognition and classify each response curve among a plurality types of curve shapes.
L'invention s'étend également à un procédé de télémétrie de réponse neurale d'un implant de stimulation cochléaire comportant une pluralité d'électrodes implantables adaptées pour délivrer des stimulations électriques cochléaires et pour recueillir les réponses neurales correspondant à un potentiel électrique d'action composite généré par les neurones cochléaires, et induites par ces stimulations, procédé dans lequel :The invention also extends to a method for telemetry of neural response of a cochlear stimulation implant comprising a plurality of implantable electrodes adapted to deliver electrical cochlear stimuli and to collect neural responses corresponding to an electrical action potential. composite generated by cochlear neurons, and induced by these stimulations, process in which:
- on génère des signaux électriques de stimulation destinés aux électrodes,- electrical stimulation signals are generated for the electrodes,
- on reçoit et on enregistre les réponses neurales correspondantes sous forme de courbes de réponse représentant le potentiel d'action composite mesuré au cours du temps, caractérisé en ce qu'on utilise des moyens de traitement informatique adaptés pour réaliser une reconnaissance de forme automatique et pour classer chaque courbe de réponse parmi une pluralité de types de formes de courbes.- the corresponding neural responses are received and recorded in the form of response curves representing the composite action potential measured over time, characterized in that computer processing means are used which are suitable for carrying out automatic shape recognition and for classifying each response curve among a plurality of types of curve shapes.
L'invention s'étend ainsi à un procédé de traitement informatique de réponses neurales d'un implant de stimulation cochléaire comportant une pluralité d'électrodes implantables adaptées pour délivrer des stimulations électriques cochléaires et pour recueillir les réponses neurales correspondant à un potentiel d'action composite électrique généré par les neurones cochléaires, induites par ces stimulations, et-enregistrées sous forme de courbes de réponse représentant le potentiel d'action composite mesuré au cours du temps, procédé caractérisé en ce qu'on utilise des moyens de traitement informatique adaptés pour réaliser une reconnaissance de forme automatique et pour classer chaque courbe de réponse parmi une pluralité de types de formes de courbes. L'invention part du constat selon lequel, en pratique, il existe un nombre restreint de types de formes pour les courbes de réponse neurale pouvant être obtenues chez l'ensemble des patients.The invention thus extends to a method of computer processing of neural responses of a cochlear stimulation implant comprising a plurality of implantable electrodes adapted to deliver electrical cochlear stimuli and to collect neural responses corresponding to an action potential. electrical composite generated by the cochlear neurons, induced by these stimulations, and recorded in the form of response curves representing the composite action potential measured over time, a process characterized in that computer processing means are used which are suitable for perform automatic shape recognition and to classify each response curve among a plurality of types of curve shapes. The invention starts from the observation that, in practice, there are a limited number of types of shapes for the neural response curves that can be obtained in all patients.
Parmi ces différents types de formes de courbes, on peut en particulier déterminer ceux avec lesquels le calcul de l'amplitude de la réponse neurale est possible, et ceux pour lesquels un tel calcul n'est pas possible, et nécessite donc de faire une nouvelle mesure avec une configuration de nouveaux paramètres de mesure (délai d'acquisition, tension de stimulation, gain d'amplification...). L'invention permet alors de sélectionner parmi les courbes de réponse, de façon automatique, rapide et objective, celles qui sont significatives, c'est-à-dire permettent la détermination des paramètres de réglage de l'implant tels que les seuils T et C.Among these different types of curve shapes, we can in particular determine those with which the calculation of the amplitude of the neural response is possible, and those for which such a calculation is not possible, and therefore requires to make a new measurement with a configuration of new measurement parameters (acquisition delay, stimulation voltage, amplification gain, etc.). The invention then makes it possible to select, from the response curves, automatically, quickly and objectively, those which are significant, that is to say allow the determination of implant adjustment parameters such as the thresholds T and vs.
Les différents types de formes des courbes sont prédéterminés, c'est-à-dire définis à l'avance, à partir de modèles enregistrés et servant à configurer initialement les moyens de traitement informatique pour la reconnaissance de forme automatique.The different types of shape of the curves are predetermined, that is to say defined in advance, from saved models and used to initially configure the computer processing means for automatic shape recognition.
En variante, les types de formes peuvent être modifiés au cours de l'utilisation si d'autres types apparaissent pertinents au praticien. Par exemple, lorsque les moyens de traitement informatique ne parviennent pas à classer une courbe de réponse dans un type connu, il peut être demandé au clinicien de réaliser lui-même ce classement, soit dans un type connu, soit dans un nouveau type qu'il définit avec cette courbe de réponse.Alternatively, the types of shapes can be changed during use if other types appear relevant to the practitioner. For example, when the computer processing means fail to classify a response curve into a known type, the clinician may be asked to carry out this classification himself, either in a known type, or in a new type that it defines with this response curve.
De préférence, même dans cette variante, au moins un jeu de types de formes de courbes est prédéterminé et sert à la configuration initiale des moyens de traitement informatique. Plusieurs jeux peuvent être prévus et enregistrés, par exemple pour permettre au clinicien de choisir l'un des jeux selon le patient à traiter. Par exemple, un jeu de types de formes de courbes peut être prévu pour les enfants en bas âge; un autre jeu pour les adultes... Des jeux de types de formes de courbes distincts peuvent aussi être prévus selon la nature de la pathologie dont le patient est atteint.Preferably, even in this variant, at least one set of types of curve shapes is predetermined and is used for the initial configuration of the computer processing means. Several sets can be provided and recorded, for example to allow the clinician to choose one of the sets according to the patient to be treated. For example, a set of types of curve shapes can be provided for young children; another game for adults ... Games of different types of curve shapes can also be provided depending on the nature of the pathology from which the patient is affected.
Dans une variante avantageuse de l'invention, les courbes de réponse classées comme significatives peuvent aussi être exploitées pour réaliser un calcul automatique de paramètres de fonctionnement de l'implant, et notamment du seuil T-NRT. Dans une autre variante, le soin de ce calcul peut être laissé au praticien. Dans tous les cas, la procédure est grandement accélérée, ce qui permet en fait de régler plus d'électrodes de l'implant -voire même la totalité des électrodes-en une durée acceptable, et de façon plus objective.In an advantageous variant of the invention, the response curves classified as significant can also be used to carry out an automatic calculation of operating parameters of the implant, and in particular of the T-NRT threshold. In another variant, the care of this calculation can be left to the practitioner. In all cases, the procedure is greatly accelerated, which in fact makes it possible to adjust more electrodes of the implant - or even all of the electrodes - in an acceptable duration, and in a more objective manner.
La reconnaissance de formes appliquée aux courbes de réponse peut faire l'objet de très nombreuses variantes de réalisation. On peut par exemple utiliser, à titre de moyen de reconnaissance de formes, un filtrage numérique adaptatif, ou un calcul d'optimisation d'erreurs quadratiques moyennes; ou tout autre moyen basé sur une méthode de corrélation.Pattern recognition applied to response curves can be the subject of very many variant embodiments. It is possible, for example, to use, as a means of pattern recognition, an adaptive digital filtering, or a calculation of optimization of mean square errors; or any other means based on a correlation method.
Avantageusement et selon l'invention, les moyens de traitement informatique comprennent un réseau neuronal artificiel adapté pour réaliser la reconnaissance de forme automatique. Un tel réseau neuronal artificiel est, par conception, de type à apprentissage, et permet de traiter des problèmes non linéaires avec une grande efficacité et une grande précision, même lorsque les formes à reconnaître sont très variées, comme cela est le cas en pratique avec les réponses neurales. Les réseaux neuronaux artificiels et leur fonctionnement sont bien connus en eux-mêmes (cf. par exemple « Neural Network Design. » Hagen M.T., Demuth, H.B., & Beale, M. (1996). Boston : PWS Publishing ; « Neural Networks. A Comprehensive Foundation ». Haykin, S. (1994). Prentice- Hall : New Jersey) . Habituellement, ils sont utilisés pour résoudre des problèmes beaucoup plus complexes que la simple comparaison de courbes.Advantageously and according to the invention, the computer processing means comprise an artificial neural network adapted to perform automatic shape recognition. Such artificial neural network is, by design, learning type and can handle nonlinear problems with high efficiency and high accuracy even when forms recognition are varied, as is the case in practice with neural responses. Artificial neural networks and their functioning are well known in themselves (cf. for example “Neural Network Design.” Hagen MT, Demuth, HB, & Beale, M. (1996). Boston: PWS Publishing; “Neural Networks. A Comprehensive Foundation. ”Haykin, S. (1994). Prentice-Hall: New Jersey). Usually they are used to solve much more complex problems than simply comparing curves.
US-2001/049466 décrit un système au moins partiellement implantable de type "dual", c'est-à-dire comprenant à la fois une stimulation mécanique et une stimulation électrique. Ce document prévoit que le système peut incorporer des moyens de télémétrie pour la transmission de données entre une partie implantée du système et une unité externe. De même, dans un mode de réalisation où le système est entièrement implantable, après implantation, les paramètres tels que les données spécifiques au patient peuvent être transmises par voie transcutanée à l'implant, et ce à l'aide de modules logiciels qui sont de préférence dynamiques, c'est-à-dire adaptatifs, de façon à optimiser le fonctionnement de l'implant au patient. A ce titre, il peut être prévu un module logiciel qui réalise une simulation d'un amplificateur cochléaire "sain" basé sur un réseau neuronal adaptatif. L'apprentissage de ce réseau neuronal peut être réalisé par le porteur de l'implant et/ou par une aide externe. Plus particulièrement, ce réseau neuronal de simulation d'un amplificateur cochléaire "sain" met en œuvre le principe TRA de telle sorte que des surfaces limitées localement de la cochlée soient stimulées mécaniquement. Ce système ne met en œuvre un réseau neuronal que pour optimiser directement le fonctionnement de l'implant et en modifier dynamiquement les paramètres de façon à simuler un amplificateur cochléaire "sain". Ce document ne décrit donc en aucune manière l'emploi d'une reconnaissance de forme automatique pour classer des courbes de réponses neuronales parmi une pluralité de types de formes de courbes prédéterminées comme dans l'invention.US-2001/049466 describes an at least partially implantable system of the "dual" type, that is to say comprising both mechanical stimulation and electrical stimulation. This document provides that the system can incorporate telemetry means for the transmission of data between an implanted part of the system and an external unit. Similarly, in an embodiment where the system is fully implantable, after implantation, the parameters such as the patient-specific data can be transmitted transcutaneously to the implant, using software modules which are of preferably dynamic, that is to say adaptive, so as to optimize the functioning of the implant for the patient. As such, a software module can be provided which simulates a "healthy" cochlear amplifier based on an adaptive neural network. The learning of this neural network can be carried out by the wearer of the implant and / or by external assistance. More particularly, this neural network for simulating a "healthy" cochlear amplifier implements the TRA principle so that locally limited areas of the cochlea are stimulated mechanically. This system uses a neural network only to directly optimize the functioning of the implant and dynamically modify its parameters so as to simulate a "healthy" cochlear amplifier. This document therefore does not in any way describe the use of automatic shape recognition to classify curves of neural responses among a plurality of types of shapes of predetermined curves as in the invention.
Or, c'est un des aspects de l'invention que d'avoir constaté que l'emploi d'un tel réseau neuronal artificiel pour la classification des réponses neurales enregistrées avec le système NRT sur un implant cochléaire pour le réglage de son fonctionnement est particulièrement avantageux, simple, fiable et précis etj en fait, facile et économique à mettre en œuvre. Un réseau neuronal artificiel présente en particulier l'avantage de pouvoir réaliser une reconnaissance de formes efficace à partir de formes de courbes inconnues et pouvant être très différentes, dès lors qu'il a subi une phase d'apprentissage initiale. Un réseau neuronal artificiel peut comprendre plusieurs couches de neurones. Un neurone artificiel est un objet mathématique dont le fonctionnement mime le comportement des neurones biologiques. Dans son principe, chaque neurone produit une valeur numérique de réponse a à partir d'un vecteur d'entrée p selon la formule : a = f(W.p+b) où W est un vecteur de pondération, b est un coefficient de déviation, et f est une fonction de transfert.However, it is one aspect of the invention to have found that the use of such an artificial neural network for the classification of neural responses recorded with the NRT system on a cochlear implant for the adjustment of its functioning is particularly advantageous, simple, reliable and precise and in fact easy and economical to implement. An artificial neural network has the particular advantage of being able to perform effective pattern recognition from shapes of unknown curves and which can be very different, as soon as it has undergone an initial learning phase. An artificial neural network can include several layers of neurons. An artificial neuron is a mathematical object whose functioning mimics the behavior of biological neurons. In principle, each neuron produces a digital response value a from an input vector p according to the formula: a = f (W.p + b) where W is a weighting vector, b is a coefficient of deviation, and f is a transfer function.
Un neurone simple isolé n'est capable de résoudre que des problèmes de type linéaire. Par contre, l'association de neurones en couches différentes permet de résoudre des problèmes de classification non linéaires et complexes.A single isolated neuron is only able to solve linear problems. On the other hand, the association of neurons in different layers makes it possible to solve nonlinear and complex classification problems.
La phase d'apprentissage du réseau neuronal artificiel consiste à fournir de nombreux exemples de vecteurs connus en entrée du réseau et, simultanément, les réponses cibles devant être fournies par le réseau pour chacun de ces exemples. En utilisant un algorithme d'apprentissage approprié et connu en lui-même, le réseau modifie les vecteurs de pondération W de chaque couche de neurones de façon à minimiser l'erreur quadratique moyenne donnée par : e = (ηt - η)2 où ηt est la valeur cible et η est la valeur de la réponse fournie par le réseau neuronal artificiel en réponse à l'exemple fourni en entrée.The learning phase of the artificial neural network consists of providing numerous examples of known vectors at the input of the network and, simultaneously, the target responses to be provided by the network for each of these examples. Using an appropriate learning algorithm known in itself, the network modifies the W-weighting vectors of each layer of neurons so as to minimize the mean square error given by: e = (η t - η) 2 where η t is the target value and η is the value of the response provided by the artificial neural network in response to the example provided as input.
Avantageusement et selon l'invention, le réseau neuronal artificiel comprend :Advantageously and according to the invention, the artificial neural network comprises:
- un vecteur d'entrée dont le nombre de scalaires dépend du nombre de points de mesure de chaque courbe de réponse,- an input vector whose number of scalars depends on the number of measurement points of each response curve,
- une première couche intermédiaire comprenant un nombre de neurones dépendant du nombre de points du vecteur d'entrée, - une couche de neurones de sortie dont le nombre de neurones dépend du nombre de types de formes de courbes appris par le réseau.a first intermediate layer comprising a number of neurons depending on the number of points of the input vector, - a layer of output neurons, the number of neurons of which depends on the number of types of curve shapes learned by the network.
Avantageusement et selon l'invention, le réseau neuronal artificiel comprend uniquement deux couches de neurones, à savoir une couche intermédiaire de neurones unique.Advantageously and according to the invention, the artificial neural network comprises only two layers of neurons, namely an intermediate layer of single neurons.
Par ailleurs, avantageusement et selon l'invention les types de formes de courbes sont choisis représentatifs de :Furthermore, advantageously and according to the invention, the types of curve shapes are chosen representative of:
- l'absence d'une réponse neurale de forme répertoriée,- the absence of a neural response of listed form,
- la présence d'impulsions positives et/ou négatives dans la courbe de réponse. Ils comprennent au moins un type de formes de courbes significatives permettant l'évaluation d'au moins un paramètre de fonctionnement de l'implant, et au moins un type de formes de courbes non significatives.- the presence of positive and / or negative pulses in the response curve. They include at least one type of significant curve shape allowing the evaluation of at least one operating parameter of the implant, and at least one type of non-significant curve shape.
Avantageusement et selon l'invention, on évalue la fiabilité du classement effectué par le réseau neuronal selon les valeurs numériques ηi délivrées par les neurones de la couche de sortie.Advantageously and according to the invention, the reliability of the classification made by the neural network is evaluated according to the digital values ηi delivered by the neurons of the output layer.
Avantageusement et selon l'invention, les moyens de traitement informatique sont adaptés pour calculer automatiquement une valeur d'amplitude de réponse sur chaque courbe de réponse classée dans un type de formes de courbes significatives, c'est-à-dire correspondant à une réelle réponse neurale et autorisant un tel calcul.Advantageously and according to the invention, the computer processing means are adapted to automatically calculate a response amplitude value on each response curve classified into a type of significant curve shape, that is to say corresponding to a real neural response and authorizing such a calculation.
Avantageusement et selon l'invention, les moyens de traitement informatique sont adaptés pour : a) déterminer automatiquement si une première courbe de réponse obtenue pour une électrode peut être classée dans un type de formes de courbes significatives, b) dans la négative, réitérer la mesure après modification automatique de paramètres de mesure puis réitérer l'étape a) ; dans l'affirmative, acquérir une série de courbes de réponse successives en faisant décroître la tension de stimulation électrique jusqu'à obtention d'une courbe de réponse classée dans un type de formes de courbes non significatives, classer chaque courbe de réponse dans un type de formes de courbes, et calculer automatiquement une valeur d'au moins un paramètre relatif aux stimulations électriques à partir de cette série de courbes de réponse.Advantageously and according to the invention, the computer processing means are adapted to: a) automatically determine whether a first response curve obtained for an electrode can be classified into a type of significant curve shape, b) if not, repeat the measurement after automatic modification of measurement parameters then repeat step a); if so, acquire a series of successive response curves by decreasing the electrical stimulation voltage until a response curve classified in a type of non-significant curve forms is obtained, classify each response curve in a type of curve shapes, and calculate automatically a value of at least one parameter relating to electrical stimulation from this series of response curves.
Avantageusement et selon l'invention, les moyens de traitement informatique sont adaptés pour calculer automatiquement une valeur de seuil T-NRT à partir des valeurs d'amplitudes de réponse calculées automatiquement.Advantageously and according to the invention, the computer processing means are adapted to automatically calculate a threshold value T-NRT from the response amplitude values calculated automatically.
Par ailleurs, avantageusement et selon l'invention, il est calculé un critère de qualité Q de chaque courbe de réponse représentatif de la régularité d'une portion finale de la courbe de réponse pour déterminer, selon la valeur de ce critère de qualité Q, si la courbe de réponse est :Furthermore, advantageously and according to the invention, a quality criterion Q of each response curve representative of the regularity of a final portion of the response curve is calculated to determine, according to the value of this quality criterion Q, if the response curve is:
- qualité 1 : anormale et non significative, classée dans un type non enregistrable TNR,- quality 1: abnormal and not significant, classified in a non-recordable type TNR,
- qualité 2 : distordue mais significative,- quality 2: distorted but significant,
- qualité 3 : claire et significative. Ainsi, l'invention permet, pour la première fois, de réaliser un calcul entièrement automatique de paramètres de fonctionnement tels que le seuil T-NRT.- quality 3: clear and significant. Thus, the invention makes it possible, for the first time, to carry out a fully automatic calculation of operating parameters such as the T-NRT threshold.
Avantageusement et selon l'invention, on calcule le critère de qualité Q selon la formule :Advantageously and according to the invention, the quality criterion Q is calculated according to the formula:
NNOT
Figure imgf000013_0001
où R(n) correspond au nιeme point de la courbe de réponse R, ni est le numéro d'ordre du premier point de ladite portion finale, N est le nombre de points total de la courbe de réponse R. D'autres formules peuvent être utilisées en variante. L'invention s'étend également à un procédé mis en œuvre dans un appareil selon l'invention. Réciproquement, l'invention s'étend à un appareil pour la mise en œuvre d'un procédé selon l'invention.
Figure imgf000013_0001
where R (n) corresponds to the nth point of the response curve R, ni is the sequence number of the first point of said final portion, N is the total number of points of the response curve R. Other formulas can be used as a variant. The invention also extends to a method implemented in an apparatus according to the invention. Conversely, the invention extends to an apparatus for implementing a method according to the invention.
L'invention concerne également un appareil et un procédé caractérisés en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture des exemples et de la description qui suivent, qui se réfèrent aux figures annexées dans lesquelles :The invention also relates to an apparatus and a method characterized in combination by all or some of the characteristics mentioned above or below. Other objects, characteristics and advantages of the invention will appear on reading the examples and the description which follow, which refer to the appended figures in which:
- la figure 1 est une vue schématique d'un appareil selon l'invention,FIG. 1 is a schematic view of an apparatus according to the invention,
- la figure 2 illustre cinq exemples de types de forme de courbes de réponse pouvant être utilisés dans un appareil et un procédé selon l'invention,FIG. 2 illustrates five examples of types of shape of response curves that can be used in an apparatus and a method according to the invention,
- la figure 3 est un schéma illustrant le fonctionnement d'un neurone,FIG. 3 is a diagram illustrating the operation of a neuron,
- la figure 4 est un diagramme représentant une courbe de fonction de transfert sigmoïde pouvant être utilisée dans un neurone de réseau neuronal artificiel, dans un appareil et un procédé selon l'invention,FIG. 4 is a diagram representing a sigmoid transfer function curve which can be used in an artificial neural network neuron, in an apparatus and a method according to the invention,
- la figure 5 est un schéma illustrant la structure d'un réseau neuronal pouvant faire office de moyens de reconnaissance de forme dans un appareil et un procédé selon l'invention,FIG. 5 is a diagram illustrating the structure of a neural network which can act as shape recognition means in an apparatus and a method according to the invention,
- la figure 6 représente deux exemples de formes de courbes de réponse Ca, Cb, d'un même type, mais plus ou moins déformées, les courbes Ce et Cd représentant les portions finales agrandies des courbes Ca et respectivement Cb,FIG. 6 represents two examples of forms of response curves Ca, Cb, of the same type, but more or less deformed, the curves Ce and Cd representing the final enlarged portions of the curves Ca and Cb respectively,
- la figure 7 représente quatre autres exemples de formes de courbes de réponse pour lesquelles un praticien pourrait hésiter dans leur classification,FIG. 7 represents four other examples of shapes of response curves for which a practitioner might hesitate in their classification,
- la figure 8 est un organigramme fonctionnel d'une variante entièrement automatique d'un procédé de calcul des seuils T-NRT conforme à l'invention,FIG. 8 is a functional flow diagram of a fully automatic variant of a method for calculating the T-NRT thresholds according to the invention,
- la figure 9 est un organigramme fonctionnel d'un exemple de réalisation d'un procédé de classement des courbes de réponse conforme à l'invention, - la figure 10 est un diagramme comparant une classification effectuée par un praticien à celle effectuée par un procédé et un appareil selon l'invention, - les figures 11 et 12 représentent des exemples de diverses courbes de réponse neurales obtenues en pratique.- Figure 9 is a functional flowchart of an exemplary embodiment of a method for classifying response curves according to the invention, - Figure 10 is a diagram comparing a classification performed by a practitioner with that performed by a method and an apparatus according to the invention, - Figures 11 and 12 show examples of various neural response curves obtained in practice.
La figure 1 représente un appareil selon l'invention pouvant être utilisé pour la mesure clinique d'une réponse neurale. Cet appareil comprend un implant de stimulation cochléaire 1 comportant un faisceau d'électrodes 2 intra cochléaires. Cet implant 1 est adapté pour être implanté sous la peau 17 du crâne d'un patient. Les électrodes intra cochléaires sont organisées par paires. C'est-à-dire que dans chaque paire d'électrodes 2 du faisceau, une électrode est utilisée pour stimuler le nerf auditif, et l'électrode voisine est utilisée pour enregistrer la réponse du nerf auditif à la stimulation. Classiquement, un tel faisceau d'électrodes intra cochléaires 2 peut comprendre une vingtaine d'électrodes définissant donc une vingtaine de canaux. Les électrodes permettent la mesure et l'enregistrement du potentiel d'action composite ECAP électrique généré par le nerf auditif suite à la stimulation électrique. De façon bien connue, l'implant cochléaire 1 comprend une antenne 3 radiofréquence, un récepteur 4, un émetteur 5, un décodeur 6, un encodeur 7, une source de courant 8 et un circuit amplificateur 9. L'antenne 3 communique à travers la peau 17 notamment avec une antenne 10 externe d'une unité 11 d'émission/réception couplée via une interface de contrôle de programmation 12 PCI ("Programming Control Interface") à une l'unité informatique 13 de traitement d'informations numériques, qui, dans l'exemple représenté, est un micro-ordinateur. L'unité d'émission/réception 11 est liée de façon bidirectionnelle à l'unité informatique 13, et comprend des moyens de mémorisation non volatile incorporant différents procédés de traitement de la parole et différents programmes de stimulation. L'unité informatique 13 est adaptée et programmée pour mettre en œuvre le procédé selon l'invention, et en particulier pour réaliser des moyens de reconnaissance de formes automatique, conformément par exemple à l'organigramme de la figure 9. Les autres caractéristiques générales de l'ensemble de l'appareil ainsi constitué, permettant de réaliser une télémétrie de réponse neurale, sont connues en elles-mêmes (Cf. notamment US 5758651 ou WO 0052963) et peuvent faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation. Pour réaliser une mesure NRT, l'unité informatique 13 commande l'unité d'émission/réception 11 pour que cette dernière émette un signal de stimulation prédéterminé, par exemple sous forme d'une succession de créneaux carrés biphasiques équilibrés. Cette stimulation est émise sur l'antenne 10, reçue à travers la peau 17 sur l'antenne 3 de l'implant cochléaire 1, puis transmise au récepteur 4 puis au décodeur 6 et à la source de courant 8 qui fournit un courant électrique de stimulation à une électrode du faisceau 2. La réponse neurale est recueillie sur une autre électrode voisine du faisceau 2, transmise à l'amplificateur 9, puis à l'encodeur 7, et à l'émetteur 5 qui émet cette réponse sur l'antenne 3 reçue à travers la peau 17 sur l'antenne 10 de l'unité d'émission réception 11, qui la retransmet à l'unité informatique 13. L'unité de traitement informatique est aussi adaptée pour pouvoir ajuster les paramètres de fonctionnement de l'implant cochléaire 1, notamment les niveaux des stimulations électriques fournies par l'unité 11 d'émission/réception à l'implant cochléaire 1, et déterminé par des valeurs enregistrées dans l'unité 11 d'émission/réception.FIG. 1 represents an apparatus according to the invention which can be used for the clinical measurement of a neural response. This device comprises a cochlear stimulation implant 1 comprising a bundle of intra cochlear electrodes 2. This implant 1 is adapted to be implanted under the skin 17 of the skull of a patient. The intra cochlear electrodes are organized in pairs. That is, in each pair of electrodes 2 in the bundle, one electrode is used to stimulate the auditory nerve, and the neighboring electrode is used to record the response of the auditory nerve to stimulation. Conventionally, such a bundle of intra cochlear electrodes 2 can comprise around twenty electrodes therefore defining around twenty channels. The electrodes allow the measurement and recording of the composite electrical ECAP action potential generated by the auditory nerve following electrical stimulation. As is well known, the cochlear implant 1 comprises a radio frequency antenna 3, a receiver 4, a transmitter 5, a decoder 6, an encoder 7, a current source 8 and an amplifier circuit 9. The antenna 3 communicates through the skin 17 in particular with an external antenna 10 of a transmission / reception unit 11 coupled via a programming control interface 12 PCI ("Programming Control Interface") to a computer unit 13 for processing digital information, which, in the example shown, is a microcomputer. The transmission / reception unit 11 is linked bidirectionally to the computer unit 13, and includes non-volatile storage means incorporating different speech processing methods and different stimulation programs. The computer unit 13 is adapted and programmed to implement the method according to the invention, and in particular to produce automatic pattern recognition means, in accordance for example with the flow diagram of FIG. 9. The other general characteristics of the entire apparatus thus formed, making it possible to carry out neural response telemetry, are known in themselves (cf. in particular US 5758651 or WO 0052963) and can be the subject of numerous variant embodiments. To perform an NRT measurement, the computer unit 13 controls the transmission / reception unit 11 so that the latter transmits a predetermined stimulation signal, for example in the form of a succession of balanced biphasic square slots. This stimulation is emitted on the antenna 10, received through the skin 17 on the antenna 3 of the cochlear implant 1, then transmitted to the receiver 4 then to the decoder 6 and to the current source 8 which supplies an electric current of stimulation to an electrode of the beam 2. The neural response is collected on another electrode close to the beam 2, transmitted to the amplifier 9, then to the encoder 7, and to the transmitter 5 which transmits this response on the antenna 3 received through the skin 17 on the antenna 10 of the transmitting reception unit 11, which retransmits it to the computer unit 13. The computer processing unit is also suitable for being able to adjust the operating parameters of the cochlear implant 1, in particular the levels of electrical stimulation provided by the transmitting / receiving unit 11 to the cochlear implant 1, and determined by values recorded in the transmitting / receiving unit 11.
Il est à noter qu'en pratique chaque réponse neurale, c'est- à-dire chaque courbe de réponse, est constituée d'une moyenne de mesures successives effectuées avec les mêmes électrodes. Chaque courbe de réponse résulte du signal de réponse neurale (ECAP) échantillonné au cours du temps comme indiqué dans US-5 758 651.It should be noted that in practice each neural response, that is to say each response curve, consists of an average of successive measurements carried out with the same electrodes. Each response curve results from the neural response signal (ECAP) sampled over time as indicated in US-5,758,651.
Les figures 11 et 12 illustrent des exemples de courbes- de réponse obtenues en pratique. Sur ces figures, le faisceau d'électrodes 2 est représenté en partie inférieure. Les électrodes de stimulation étaient celles portant les n° 3, 5, 10, 15 et 20 où une onde de stimulation carrée est représentée en partie inférieure du faisceau d'électrodes 2. Les électrodes de détection mesurant la réponse neurale étaient les électrodes n° 5, 7, 12, 17 et 22 telles que schématisées par des flèches sur les figures. Les cinq diagrammes supérieurs de chacune des figures 11 et 12 illustrent les courbes de réponse neurales enregistrées pour différents niveaux de courant de stimulation, les niveaux de courant les plus élevés étant en partie supérieure de chaque diagramme, et les niveaux de courant les plus bas étant en partie inférieure de chaque diagramme. Les cinq diagrammes représentent respectivement les réponses obtenues aux diverses électrodes de détection. Les diagrammes de la partie inférieure de chaque figure 11 et 12 illustrent des courbes de réponse neurales enregistrées en faisant varier un autre paramètre de mesure (l'intervalle entre signal excitateur et signal masque). Sur la figure 11, les courbes de réponse obtenues sont de type à un seul pic négatif et à un seul pic positif, et sont les plus courantes en pratique et celles recherchées pour le calcul des paramètres de réglage de l'implant. La figure 12 représente un autre exemple de réponse neurale comprenant des courbes de réponse dont certaines présentent deux pics positifs (pour les électrodes de détection n° 12 et 22).Figures 11 and 12 illustrate examples of response curves obtained in practice. In these figures, the electrode bundle 2 is shown in the lower part. The stimulation electrodes were those bearing the numbers 3, 5, 10, 15 and 20 where a square stimulation wave is represented in the lower part of the electrode bundle 2. The detection electrodes measuring the neural response were the electrodes no. 5, 7, 12, 17 and 22 as shown schematically by arrows in the figures. The top five diagrams in each of Figures 11 and 12 illustrate the neural response curves recorded for different levels of stimulation current, the highest current levels being at the top of each diagram, and the lowest current levels being at the bottom of each diagram. The five diagrams respectively represent the responses obtained to various detection electrodes. The diagrams in the lower part of each figure 11 and 12 illustrate recorded neural response curves by varying another measurement parameter (the interval between excitatory signal and mask signal). In FIG. 11, the response curves obtained are of the type with a single negative peak and with a single positive peak, and are the most common in practice and those sought for the calculation of the implant adjustment parameters. FIG. 12 represents another example of neural response comprising response curves, some of which have two positive peaks (for the detection electrodes No. 12 and 22).
Comme on le voit sur ces deux figures, les courbes de réponse neurales peuvent être très variées en ce qui concerne leur forme. L'interprétation, la classification et l'exploitation de ces courbes de réponse par un clinicien sans l'aide d'un procédé et d'un appareil selon l'invention sont donc longues et difficiles.As can be seen in these two figures, the neural response curves can be very varied as regards their shape. The interpretation, classification and exploitation of these response curves by a clinician without using a method and an apparatus according to the invention are therefore long and difficult.
La figure 2 illustre des exemples non limitatifs de types de formes de courbes de réponse pouvant être choisis. D'autres types de formes de courbes de réponse peuvent être définis et choisis en pratique.Figure 2 illustrates non-limiting examples of types of response curve shapes that can be chosen. Other types of response curve shapes can be defined and chosen in practice.
Sur la figure 2, le type Ta correspond à une réponse significative claire dans laquelle les pics négatif et positif sont clairement identifiables. Le type Tb correspond à une réponse neurale dans laquelle il manque le pic négatif. Le type Td correspond à une réponse neurale dans lequel le pic positif est proéminent. Le type Te correspond à une réponse significative claire dans laquelle un pic négatif et un pic positif sont clairement identifiables et le premier point de la réponse est au-dessus du pic positif. Le type TNR correspond aux courbes ne représentant pas une réponse neurale, c'est-à-dire correspondant uniquement à du bruit.In Figure 2, the Ta type corresponds to a clear significant response in which the negative and positive peaks are clearly identifiable. The Tb type corresponds to a neural response in which the negative peak is missing. The Td type corresponds to a neural response in which the positive peak is prominent. The Te type corresponds to a clear significant response in which a negative peak and a positive peak are clearly identifiable and the first point of the response is above the positive peak. The TNR type corresponds to curves which do not represent a neural response, that is to say corresponding only to noise.
L'invention permet de reconnaître les formes des courbes de réponse obtenues (telles que celles des figures 11 et 12) et de les classer selon des types prédéterminés tels que ceux représentés figure 2 à titre d'exemple.The invention makes it possible to recognize the shapes of the response curves obtained (such as those of FIGS. 11 and 12) and to classify them according to predetermined types such as those represented in FIG. 2 by way of example.
L'unité informatique 13 est adaptée pour réaliser une reconnaissance de forme automatique des différentes courbes de réponse obtenues, et pour les classer selon les types prédéterminés, et ce selon tout algorithme approprié (filtrage numérique adaptatif, optimisation de l'erreur quadratique moyenne, ...). De préférence, et conformément à l'invention, on utilise, à titre de moyen de reconnaissance de forme automatique, un réseau neuronal artificiel. Dans ce réseau, chaque neurone artificiel présente un comportement tel qu'illustré figure 3. A partir d'un vecteur d'entrée p, le neurone fournit la valeur de sortie a donnée par la fonction : a = f(W.p+b), comme expliqué ci-dessus.The computer unit 13 is adapted to perform automatic shape recognition of the different response curves obtained, and to classify them according to the predetermined types, and this according to any suitable algorithm (adaptive digital filtering, optimization of the mean square error, ...). Preferably, and in accordance with the invention, an artificial neural network is used as an automatic shape recognition means. In this network, each artificial neuron exhibits a behavior as illustrated in FIG. 3. From an input vector p, the neuron provides the output value a given by the function: a = f (W.p + b ), as explained above.
Dans les exemples donnés ci-après, avantageusement et selon l'invention, la fonction de transfert peut être une fonction log-sigmoïde telle que représentée figure 4. En variante, on peut choisir une fonction de transfert linéaire, ou toute autre fonction de transfert connue appropriée.In the examples given below, advantageously and according to the invention, the transfer function can be a log-sigmoid function as shown in FIG. 4. Alternatively, one can choose a linear transfer function, or any other transfer function known appropriate.
Le réseau neuronal pouvant être utilisé selon l'invention comprend par exemple deux couches 15, 16 de neurones comme représenté figure 5, à savoir une couche intermédiaire 15, et une couche de sortie 16. Le vecteur d'entrée 14 comprend un nombre de scalaires dépendant du nombre de points de mesure (au plus égal à ce dernier) c'est-à-dire au nombre d'intervalles de temps d'échantillonnage permettant de former une courbe de réponse.The neural network which can be used according to the invention comprises for example two layers 15, 16 of neurons as shown in FIG. 5, namely an intermediate layer 15, and an output layer 16. The input vector 14 comprises a number of scalars dependent on the number of measurement points (at most equal to the latter), that is to say the number of sampling time intervals making it possible to form a response curve.
Les différents paramètres pouvant être utilisés dans un tel réseau neuronal sont par exemple les suivants :The various parameters that can be used in such a neural network are for example the following:
- règle d'apprentissage : rétro propagation du gradient d'erreur (utilisant par exemple la fonction trainrp MATLAB telle que décrite dans Riedmille, M. and H. Braun, « a direct adaptative method for faster backpropagation learning : the RPROP algorithm » Proceedings of the IEEE International Conférence on Neural Networks, 1993).- learning rule: back propagation of the error gradient (using for example the MATLAB trainrp function as described in Riedmille, M. and H. Braun, "a direct adaptative method for faster backpropagation learning: the RPROP algorithm" Proceedings of the IEEE International Conference on Neural Networks, 1993).
- nombre de scalaires du vecteur d'entrée 14 : correspondant au plus au nombre de points de chaque courbe de réponse, par exemple de l'ordre de 30,number of scalars of the input vector 14: corresponding at most to the number of points of each response curve, for example of the order of 30,
- nombre de neurones artificiels de la couche intermédiaire 15 : par exemple égal au nombre de scalaires du vecteur d'entrée 12, - nombre de neurones de la couche de sortie 16 : égal au nombre de types de forme de courbes de réponses (égal à 5 dans les exemples décrits),number of artificial neurons in the intermediate layer 15: for example equal to the number of scalars of the input vector 12, - number of neurons in the output layer 16: equal to the number of types of response curve shape (equal to 5 in the examples described),
- taux d'apprentissage : 0,01, - erreur quadratique acceptable entre la cible et la réponse du réseau : 10"6,- learning rate: 0.01, - acceptable quadratic error between the target and the network response: 10 "6 ,
- fonction de transfert de chaque neurone : fonction log- sigmoïde de la figure 4.- transfer function of each neuron: log-sigmoid function of FIG. 4.
Pour réaliser la phase d'apprentissage, une série d'exemples de courbes de réponse est fournie au réseau neuronal. Chaque exemple représente de préférence une réponse neurale quasi parfaite associée à un type prédéterminé connu. Avant de fournir les exemples de réponses au réseau neuronal, toutes les valeurs de réponses obtenues sont normalisées, c'est-à-dire calibrées dans l'intervalle [0,1]. Trente exemples pour chaque type de réponse ont été utilisés pour l'apprentissage. La codification de sortie pour un classement parfait est par exemple la suivante :To carry out the learning phase, a series of examples of response curves is provided to the neural network. Each example preferably represents an almost perfect neural response associated with a known predetermined type. Before providing the examples of responses to the neural network, all the response values obtained are normalized, that is to say calibrated in the interval [0,1]. Thirty examples for each type of response were used for learning. The output codification for a perfect classification is for example the following:
Type Ta : 10000Ta type: 10000
Type Tb : 01000Type Tb: 01000
Type Td : 00100 Type Te : 00010Td type: 00100 Te type: 00010
Type TNR : 00001TNR type: 00001
Les cinq valeurs codant chaque type correspondent ainsi respectivement aux cinq neurones artificiels de la couche de sortie 16 du réseau.The five values coding each type thus correspond respectively to the five artificial neurons of the output layer 16 of the network.
Lors de la phase d'apprentissage, le réseau neuronal artificiel modifie, grâce à la fonction trainrp, les vecteurs de pondération W des neurones de chaque couche de façon à minimiser une erreur quadratique donnée par e = (ηt - η)2 où ηt est la valeur cible et η est la valeur de la réponse du réseau telle que précédemment définie. Après qu'un nombre suffisant d'exemples a été donné au réseau, la phase d'apprentissage est terminée et le réseau est prêt à traiter des courbes de réponse inconnues et nouvelles. Différents algorithmes d'apprentissage ont été développés dans l'état de l'art de façon à réaliser un apprentissage efficace dans les réseaux neuronaux artificiels. L'une des approches, connue en elle-même, est fondée sur la rétro propagation du gradient d'erreur qui produit la modification des vecteurs de pondération du réseau en utilisant une fonction linéaire de la valeur de l'erreur quadratique du gradient. Les modifications des vecteurs de pondération sont données par la formule : Wi+i - Wi = - oti x gj où Wi est un vecteur représentant les vecteurs de pondération des différents neurones lors de l'étape i, gi est le gradient d'erreur quadratique et oti est le taux d'apprentissage.During the learning phase, thanks to the trainrp function, the artificial neural network modifies the weighting vectors W of the neurons of each layer so as to minimize a quadratic error given by e = (η t - η) 2 where η t is the target value and η is the value of the network response as defined above. After a sufficient number of examples have been given to the network, the learning phase is completed and the network is ready to process unknown and new response curves. Different learning algorithms have been developed in the state of the art in order to achieve effective learning in artificial neural networks. One of Approaches, known in itself, is based on the back propagation of the error gradient which produces the modification of the weighting vectors of the network using a linear function of the value of the quadratic error of the gradient. The modifications of the weighting vectors are given by the formula: Wi + i - Wi = - oti x gj where Wi is a vector representing the weighting vectors of the different neurons during step i, gi is the quadratic error gradient and oti is the learning rate.
Les exemples d'apprentissage sont choisis pour représenter l'ensemble des réponses neurales possibles, et de formes quasi parfaites. En réalité, les réponses neurales enregistrées ne sont pas toujours claires et parfaites. Dans de nombreux cas, elles sont distordues, ce qui est dû par exemple aux limitations du système d'enregistrement (par exemple à la saturation de l'amplification). De plus, lorsque le niveau de stimulation est trop faible, la réponse neurale ne peut plus être distinguée du bruit de fond ou du moins difficilement. Dans le cas d'un enregistrement distordu, une réponse neurale identifiable existe néanmoins et le réseau devrait pouvoir reconnaître le type de cette réponse neurale dans la courbe distordue obtenue, et évaluer la qualité de cette réponse. Pour ce faire, avantageusement et selon l'invention, on définit un critère de qualité qui permet de prendre en compte la qualité de la réponse obtenue. Pour une réponse neurale, toutes les valeurs sont calibrées dans l'intervalle [0,1] de façon à pouvoir comparer de façon objective différentes réponses. Le critère de qualité peut être choisi par exemple comme la moyenne de la distance entre deux points consécutifs de la réponse ainsi calibrée, cumulée à partir par exemple du dixième point de mesure vers la fin de la réponse, c'est-à- dire à partir du dixième point d'échantillonnage. Le critère de qualité peut alors, dans cet exemple, être calculé de la façon suivante :The learning examples are chosen to represent the set of possible neural responses, and in almost perfect forms. In reality, the recorded neural responses are not always clear and perfect. In many cases, they are distorted, which is due for example to the limitations of the recording system (for example to the saturation of the amplification). In addition, when the stimulation level is too low, the neural response can no longer be distinguished from background noise or at least with difficulty. In the case of a distorted recording, an identifiable neural response nevertheless exists and the network should be able to recognize the type of this neural response in the distorted curve obtained, and assess the quality of this response. To do this, advantageously and according to the invention, a quality criterion is defined which makes it possible to take into account the quality of the response obtained. For a neural response, all the values are calibrated in the interval [0,1] so that different responses can be objectively compared. The quality criterion can be chosen, for example, as the average of the distance between two consecutive points of the response thus calibrated, accumulated from, for example, the tenth measurement point towards the end of the response, i.e. from the tenth sampling point. The quality criterion can then, in this example, be calculated as follows:
3030
R(n+1)-R(n)R (n + 1) -R (n)
20 n=1 fi20 n = 1 fi
où R(n) correspond au nιeme point de la courbe de réponse R. Avec cette formule, on peut considérer par exemple que lorsque Q > 0,05, la réponse est distordue. A l'inverse, lorsque Q < 0,05, la réponse est acceptable. La figure 6 permet d'illustrer l'application de cette règle dans deux cas différents de courbes de réponse de type Ta. La courbe Ca de la figure 6 représente une réponse quasi idéale alors que la courbe Cb représente une réponse distordue. La courbe Ce illustre la même réponse que la courbe Ca mais représentée uniquement à partir du dixième point d'échantillonnage. De même, la courbe Cd représente la courbe Cb à partir du dixième point d'échantillonnage. Dans le cas de la courbe Ce, Q est égal à 0,0213, et l'on voit que la réponse n'est pas distordue. Au contraire, avec la courbe Cd, Q est égal à 0,0923 et la courbe est distordue. Par ailleurs, si Q > 0,12, on peut supposer que la réponse est de type TNR, c'est-à-dire anormale, sans réponse significative identifiable, et ne doit pas être prise en compte ; alors que si 0,08 < Q < 0,12, on peut supposer que la réponse est significative, mais que le type de réponse est inconnu. Dans ce dernier cas, l'identification du type de réponse obtenu peut être stoppé de façon à accepter une saisie manuelle de la part du praticien pour créer un nouveau type de réponse. La figure 7 illustre cette possibilité. Sur cette figure, les courbes Ce et Cf ressemblent au type Ta, mais ne sont pas exactement identiques à l'exemple de type Ta représenté figure 2. Les courbes Cg et Ch pourraient être classées dans le type Te mais également dans le type Ta. On voit de ces quatre exemples que la classification correcte d'une courbe de réponse n'est pas toujours immédiate. C'est pourquoi, dans certains cas, le réseau neuronal artificiel ne pourra pas identifier clairement avec certitude le type de la courbe de réponse obtenu. Ainsi, les valeurs de sortie données par le réseau neuronal artificiel peuvent être différentes de 1. Par exemple, dans les cas représentés figure 7, les valeurs réelles données respectivement par les cinq neurones de la couche de sortie 16 du réseau neuronal artificiel sont celles du tableau 1 ci-après : Tableau 1where R (n) corresponds to the nth point of the response curve R. With this formula, we can consider for example that when Q> 0.05, the response is distorted. Conversely, when Q <0.05, the response is acceptable. FIG. 6 illustrates the application of this rule in two different cases of response curves of the Ta type. The curve Ca in FIG. 6 represents an almost ideal response while the curve Cb represents a distorted response. The curve Ce illustrates the same response as the curve Ca but represented only from the tenth sampling point. Similarly, the curve Cd represents the curve Cb from the tenth sampling point. In the case of the Ce curve, Q is equal to 0.0213, and we see that the response is not distorted. On the contrary, with the curve Cd, Q is equal to 0.0923 and the curve is distorted. Furthermore, if Q> 0.12, it can be assumed that the response is of the TNR type, that is to say abnormal, with no significant identifiable response, and should not be taken into account; whereas if 0.08 <Q <0.12, we can assume that the response is significant, but that the type of response is unknown. In the latter case, the identification of the type of response obtained can be stopped so as to accept manual entry by the practitioner to create a new type of response. Figure 7 illustrates this possibility. In this figure, the curves Ce and Cf resemble the Ta type, but are not exactly identical to the example of the Ta type represented in FIG. 2. The curves Cg and Ch could be classified in the Te type but also in the Ta type. We see from these four examples that the correct classification of a response curve is not always immediate. This is why, in certain cases, the artificial neural network will not be able to clearly identify with certainty the type of the response curve obtained. Thus, the output values given by the artificial neural network can be different from 1. For example, in the cases represented in FIG. 7, the real values given respectively by the five neurons of the output layer 16 of the artificial neural network are those of table 1 below: Table 1
Figure imgf000022_0001
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Comme on le voit, dans chaque cas le réseau est capable d'identifier le type correct bien que les valeurs délivrées ηi par le réseau ne soient pas strictement égales à 1. On peut supposer à ce titre que si le résultat délivré par le réseau neuronal artificiel est supérieur à 0,98, le type de réponse peut être considéré comme identifié de façon fiable. Si la valeur fournie par le réseau neuronal artificiel est comprise entre 0,9 et 0, 98, le type de réponse ne peut pas être considéré comme identifié de façon fiable. Et, si la valeur fournie est inférieure à 0,9, le type de réponse est inconnu, et, le cas échéant, nécessite la classification de la courbe de réponse dans l'un des types par le praticien lui- même. Dans le tableau ci-dessus, la valeur η de la réponse fournie par le réseau neuronal est définie comme étant la plus grande des valeurs r|i données par les différents neurones de la couche de sortie 16 : η = Max(ηi). Dans l'exemple de la courbe Ce, cette valeur η est 0,908. Dans l'exemple de la courbe Ch, cette valeur η est égale à 0,7398. Si deux valeurs ηi ou plus données par le réseau neuronal artificiel sont supérieures à 0,5, on suppose que le type de réponse est inconnu et si toutes les valeurs η; sont inférieures à 0,5, le type de réponse est également inconnu.As we can see, in each case the network is able to identify the correct type although the values delivered ηi by the network are not strictly equal to 1. We can assume on this basis that if the result delivered by the neural network artificial is greater than 0.98, the type of response can be considered to be reliably identified. If the value provided by the artificial neural network is between 0.9 and 0.98, the type of response cannot be considered to be reliably identified. And, if the value supplied is less than 0.9, the type of response is unknown, and, if necessary, requires the classification of the response curve into one of the types by the practitioner himself. In the table above, the value η of the response provided by the neural network is defined as being the largest of the values r | i given by the different neurons of the output layer 16: η = Max (ηi). In the example of the curve Ce, this value η is 0.908. In the example of the curve Ch, this value η is equal to 0.7398. If two or more ηi values given by the artificial neural network are greater than 0.5, it is assumed that the type of response is unknown and if all the values η ; are less than 0.5, the type of response is also unknown.
La figure 8 représente une variante de réalisation d'un procédé selon l'invention permettant le calcul entièrement automatique des seuils T-NRT. Lors de l'étape d'initialisation 40 on crée une fiche d'enregistrement du patient. Lors de l'étape 41 subséquente, on saisit les données liées au patient considéré. La fiche du patient et les données saisies sont emegistrées dans la base de données du patient 42. Lors de l'étape 43, on vérifie le bon fonctionnement des différentes électrodes pour n'utiliser que celles qui sont réellement en bon état. Lors de l'étape 44 subséquente, on réalise une première mesure à partir d'une configuration de paramètres de mesures initiale, sur l'une des électrodes, et on enregistre la courbe de réponse correspondante. Lors de l'étape 45 subséquente, on procède à une reconnaissance de forme automatique et à un classement parmi un type prédéterminé conformément au procédé selon l'invention.FIG. 8 represents an alternative embodiment of a method according to the invention allowing the fully automatic calculation of the T-NRT thresholds. During the initialization step 40, a patient registration form is created. During the subsequent step 41, the data related to the patient in question are entered. The patient file and the data entered are saved in the database patient 42. In step 43, the correct operation of the various electrodes is checked so as to use only those which are actually in good condition. During the subsequent step 44, a first measurement is carried out from an initial configuration of measurement parameters, on one of the electrodes, and the corresponding response curve is recorded. During the subsequent step 45, an automatic shape recognition and a classification among a predetermined type are carried out in accordance with the method according to the invention.
On examine ensuite lors du test 46 subséquent si le type de la courbe de réponse obtenue correspond ou non à une réponse significative. Dans la négative, on modifie les paramètres de mesure lors de l'étape 47 et on réitère les étapes 44, 45 et 46. Lors de l'étape 47 de modification des paramètres de mesure, on choisit par exemple un nouveau jeu de paramètres parmi une pluralité de paramètres de mesure prédéterminés et préenregistrés. La boucle des étapes 44 à 47 se poursuit tant qu'aucune réponse significative réelle n'est détectée. Lorsqu'une telle réponse significative est détectée lors du test 46, on procède ensuite à l'étape 48 de calcul automatique du seuil T-NRT pour l'électrode considérée. Lors de cette étape 48 de calcul automatique, on fait décroître les tensions de stimulation, et pour chaque valeur de tension, on enregistre une nouvelle courbe de réponse. On reconnaît ensuite la forme de cette courbe de réponse et on la classe dans un type prédéterminé conformément à l'invention, et ce jusqu'à ce que la tension de stimulation soit suffisamment faible pour que le type de la courbe de réponse obtenue corresponde à un type non enregistrable (aucune réponse neurale détectée). Lors de cette même étape 48, pour chaque courbe de réponse correspondant à une réponse significative (type Ta ou Te) on calcule automatiquement l'amplitude de la réponse par différence des tensions entre le pic négatif et le pic positif. Ce calcul peut être effectué par tout algorithme connu permettant de repérer les maximums et les minimums sur une courbe de réponse donnée. On calcule ensuite une valeur du seuil T-NRT par interpolation des valeurs d'amplitude de réponse calculées. Cette interpolation aboutit à une droite de croissance dont l'extrapolation fournit le seuil T-NRT comme le point d'intersection avec l'axe des abscisses (tensions de stimulation).It is then examined during the subsequent test 46 whether or not the type of response curve obtained corresponds to a significant response. If not, the measurement parameters are modified in step 47 and steps 44, 45 and 46 are repeated. In step 47 for modifying the measurement parameters, a new set of parameters is chosen for example from a plurality of predetermined and prerecorded measurement parameters. The loop of steps 44 to 47 continues as long as no real significant response is detected. When such a significant response is detected during test 46, we then proceed to step 48 of automatic calculation of the T-NRT threshold for the electrode considered. During this automatic calculation step 48, the stimulation voltages are decreased, and for each voltage value, a new response curve is recorded. The shape of this response curve is then recognized and it is classified into a predetermined type according to the invention, until the stimulation voltage is low enough for the type of response curve obtained to correspond to a non-recordable type (no neural response detected). During this same step 48, for each response curve corresponding to a significant response (Ta or Te type), the amplitude of the response is automatically calculated by difference of the voltages between the negative peak and the positive peak. This calculation can be carried out by any known algorithm making it possible to locate the maximums and the minimums on a given response curve. A value of the T-NRT threshold is then calculated by interpolating the calculated response amplitude values. This interpolation leads to a growth line whose extrapolation provides the T-NRT threshold as the point of intersection with the abscissa axis (stimulation voltages).
Le test 49 vérifie si le calcul précédent a été effectué sur la dernière électrode active ou non. Dans la négative, on procède à une itération 50 pour passer à l'électrode active subséquente et on réitère l'ensemble des étapes 44 à 48 pour cette électrode subséquente. Une fois que toutes les électrodes actives ont été analysées, l'ensemble des données est recueilli et enregistré lors de l'étape 51 dans la base de données 42. Comme on le voit, l'invention permet pour la première fois de réaliser un calcul entièrement automatique du seuil T- NRT. D'autres paramètres que les seuils T-NRT de l'ensemble des électrodes pourraient être calculés automatiquement. On peut par exemple calculer la pente de chaque droite de croissance, et/ou le temps de récupération du nerf auditif... En outre, la détermination des seuils T et C à partir du seuil T-NRT peut aussi être réalisée en tout ou partie par calcul automatique à partir de ces paramètres, notamment à partir du seuil T-NRT.Test 49 checks whether the previous calculation was carried out on the last active electrode or not. If not, iterates 50 to pass to the subsequent active electrode and all the steps 44 to 48 are repeated for this subsequent electrode. Once all the active electrodes have been analyzed, all of the data is collected and recorded during step 51 in the database 42. As can be seen, the invention makes it possible for the first time to carry out a calculation fully automatic T-NRT threshold. Other parameters than the T-NRT thresholds of all the electrodes could be calculated automatically. We can for example calculate the slope of each growth line, and / or the recovery time of the auditory nerve ... In addition, the determination of the T and C thresholds from the T-NRT threshold can also be carried out in all or part by automatic calculation from these parameters, in particular from the T-NRT threshold.
Un exemple de procédé selon l'invention pour classifier la forme d'une courbe de réponse parmi un type prédéterminé grâce à un réseau neuronal artificiel est représenté par l'organigramme de la figure 9. Sur cette figure, on recueille, lors de l'étape 21, la réponse neurale. On applique à cette réponse neurale, lors de l'étape 22, un procédé de calibrage d'amplitude de façon à normaliser les valeurs obtenues dans l'intervalle [0,1]. On détermine ensuite, lors de l'étape 23, le critère de qualité Q. Si Q > 0,12, on classe la réponse dans le type TNR non enregistrable lors de l'étape 24. Si 0,08 < Q < 0,12, on classe la réponse, lors de l'étape 25, dans un type inconnu à définir par le praticien. Si 0,05 < Q < 0,08, on considère, lors de l'étape 26, que la réponse est distordue et on mémorise (associé à cette réponse) une information indiquant qu'elle est distordue. Si 0 < Q < 0,05, on considère lors de l'étape 27 que la réponse est claire et on mémorise (associé à cette réponse) une information indiquant qu'elle est claire. Par ailleurs, après l'étape 23 de détermination du critère de qualité, on réalise l'analyse de la forme de la courbe de réponse par le réseau neuronal artificiel lors de l'étape 28, et on calcule la valeur η, valeur maximum parmi les réponses des neurones de la couche de sortie 16, lors de l'étape 29. Si 0 < η < 0,9, on attribue un type inconnu à la réponse lors de l'étape 25. Si 0,98 < η < 1, on considère, lors de l'étape 30, que la réponse est fiable, puis on procède à l'identification de son type lors de l'étape 31 et à l'enregistrement du type de réponse associé lors de l'étape 32 dès lors que simultanément le critère de "qualité Q permet de déterminer que la réponse est distordue ou claire suite aux étapes 26 ou 27. La sortie de ces étapes 26, 27 est en effet combinée par un OU logique 33 permettant de valider ou d'inhiber l'enregistrement du type de réponse lors de l'étape 32.An example of a method according to the invention for classifying the shape of a response curve among a predetermined type using an artificial neural network is represented by the flowchart in FIG. 9. In this figure, we collect, during the step 21, the neural response. An amplitude calibration process is applied to this neural response, in step 22, so as to normalize the values obtained in the interval [0,1]. Then, in step 23, the quality criterion Q is determined. If Q> 0.12, the response is classified in the type TNR not recordable in step 24. If 0.08 <Q <0, 12, the response is classified, in step 25, in an unknown type to be defined by the practitioner. If 0.05 <Q <0.08, it is considered, during step 26, that the response is distorted and we store (associated with this response) information indicating that it is distorted. If 0 <Q <0.05, it is considered during step 27 that the answer is clear and we store (associated with this response) information indicating that it is clear. Furthermore, after step 23 of determining the quality criterion, the shape of the response curve is analyzed by the artificial neural network during step 28, and the value η is calculated, maximum value from the responses of the neurons of the output layer 16, during step 29. If 0 <η <0.9, we assign an unknown type to the response in step 25. If 0.98 <η <1, we consider, in step 30, that the response is reliable, then we proceed to identify its type during step 31 and recording the type of response associated during step 32 since simultaneously the " quality Q " criterion makes it possible to determine that the response is distorted or clear following steps 26 or 27. The output of these steps 26, 27 is in fact combined by a logical OR 33 making it possible to validate or inhibit the recording of the type of response during step 32.
Si 0,9 < η < 0,98, on détermine lors de l'étape 34 que la réponse n'est pas fiable, mais on peut néanmoins procéder à l'identification de son type puis à l'enregistrement du type de réponse le plus proche obtenu conjointement avec l'enregistrement du fait que la réponse n'est pas fiable.If 0.9 <η <0.98, it is determined in step 34 that the response is not reliable, but it is nevertheless possible to identify its type and then to record the response type on closer obtained together with recording that the answer is not reliable.
La figure 10 représente des résultats d'une étude d'évaluation des performances d'un réseau neuronal artificiel dans la classification des types de réponses. 320 exemples de patients ont été présentés d'une part à un praticien très expérimenté, et d'autre part au réseau neuronal artificiel tel que décrit ci-dessus.FIG. 10 represents the results of a study for evaluating the performance of an artificial neural network in the classification of the types of responses. 320 examples of patients were presented on the one hand to a very experienced practitioner, and on the other hand to the artificial neural network as described above.
Dans un premier protocole, il a été demandé au praticien de réaliser une classification des courbes en examinant chaque courbe et en estimant la présence ou non d'une réponse neurale. Dans ce premier protocole, le praticien devait simplement donc indiquer l'existence ou non d'une réponse pour chaque courbe.In a first protocol, the practitioner was asked to classify the curves by examining each curve and estimating the presence or not of a neural response. In this first protocol, the practitioner simply had to indicate the existence or not of a response for each curve.
Sur les 320 exemples présentés au praticien, ce dernier a réussi à déterminer l'existence d'une réponse neurale dans 213 courbes alors que le réseau neuronal artificiel conforme à l'invention a considéré que 221 courbes correspondaient à une réponse neurale. Le praticien a estimé que son choix était sûr avec une incertitude d'environ 2 courbes sur 10 exemples, soit un taux d'erreur de l'ordre de 20%. Le réseau neuronal artificiel a réalisé une erreur de 8 réponses, soit un pourcentage de réponses correctes d'environ 96%. Dans un second protocole, il a été demandé au praticien d'identifier parmi les cinq types de formes de courbes de réponses tels que représentés figure 2, les différentes courbes de réponse de 320 exemples issues de patients. Pour ce faire, on a demandé au praticien d'examiner la courbe de réponse, d'examiner ensuite les types de formes correspondant à la figure 2, et d'essayer ensuite d'identifier le type de forme de courbe de chaque courbe de réponse. Il a été indiqué au praticien qu'en cas d'hésitation sur le type de forme de courbe de réponse, la classification devait nécessairement être effectuée dans un type inconnu Tu.Out of the 320 examples presented to the practitioner, the latter succeeded in determining the existence of a neural response in 213 curves while the artificial neural network in accordance with the invention considered that 221 curves corresponded to a neural response. The practitioner estimated that his choice was safe with an uncertainty of around 2 curves in 10 examples, ie an error rate of around 20%. The artificial neural network made an error of 8 responses, representing a percentage of correct responses of approximately 96%. In a second protocol, the practitioner was asked to identify among the five types of response curve shapes as shown in Figure 2, the different response curves of 320 examples from of patients. To do this, the practitioner was asked to examine the response curve, then examine the types of shapes corresponding to Figure 2, and then try to identify the type of curve shape for each response curve. . It was pointed out to the practitioner that in case of hesitation on the type of response curve shape, the classification had to be carried out in an unknown type Tu.
Le résultat est celui illustré sur la figure 10. Sur cette figure, les barres hachurées représentent les valeurs données par le réseau neuronal artificiel, et les barres non hachurées celles données pour le praticien. Comme on le voit, le nombre d'exemples représentant les types Tb et Te n'était pas suffisamment important pour que les pourcentages de reconnaissance soient significatifs. Mais en pratique, ces deux types ne sont pas cliniquement exploitables, à l'inverse des types Ta et Te qui, en pratique, sont souvent rencontrés. Pour ces types de réponse, les pourcentages sont de 88, 1% et de 92,13%. Ce résultat est intéressant pour les applications cliniques dans la mesure où le temps nécessaire pour un praticien pour réaliser une telle classification est sans comparaison beaucoup plus important que celui obtenu à partir de l'appareil selon l'invention. Ainsi, pour classer les 320 exemples, le praticien a mis environ lb.30 alors que l'appareil selon l'invention a fourni les résultats sous environ 10s. De plus, il faut noter que le praticien a eu des difficultés à fournir des résultats constants lors de sa classification compte tenu du nombre de courbes très important et de la difficulté à réaliser le classement.The result is that illustrated in FIG. 10. In this figure, the hatched bars represent the values given by the artificial neural network, and the non-hatched bars those given for the practitioner. As can be seen, the number of examples representing the types Tb and Te was not large enough for the recognition percentages to be significant. But in practice, these two types are not clinically exploitable, unlike the types Ta and Te which, in practice, are often encountered. For these types of responses, the percentages are 88.1% and 92.13%. This result is interesting for clinical applications since the time required for a practitioner to carry out such a classification is without comparison much greater than that obtained from the device according to the invention. Thus, to classify the 320 examples, the practitioner put about lb.30 while the device according to the invention provided the results in about 10s. In addition, it should be noted that the practitioner had difficulty providing constant results during his classification given the very large number of curves and the difficulty in carrying out the classification.
On a constaté aussi que le praticien n'est pas constant dans les critères de sélection qu'il applique.It has also been found that the practitioner is not consistent in the selection criteria he applies.
Le tableau 2 suivant fournit le pourcentage de réponses correctes données par le réseau neuronal artificiel selon l'invention pour réaliser cette classification, étant supposé que la classification par le praticien est elle- même à 100%o correcte.The following table 2 provides the percentage of correct responses given by the artificial neural network according to the invention to achieve this classification, it being assumed that the classification by the practitioner is itself 100% or correct.
Tableau 2Table 2
Figure imgf000026_0001
Les types Taj, Tbj, Tdj, Tej sont les résultats obtenus sur des courbes considérées comme distordues.
Figure imgf000026_0001
The types Taj, Tbj, Tdj, Tej are the results obtained on curves considered to be distorted.
Une autre étude consistant à faire mesurer la droite de croissance par des cliniciens d'une part, et par un procédé selon l'invention, d'autre part, montre que la dispersion des résultats obtenus entre les cliniciens, et la dispersion des résultats obtenus entre le procédé selon l'invention et les cliniciens sont les mêmes. On démontre ainsi que le procédé selon l'invention se comporte de la même façon qu'un clinicien, mais reste objectif et constant dans ses critères de sélection et ses calculs. - Another study consisting in having the growth line measured by clinicians on the one hand, and by a method according to the invention, on the other hand, shows that the dispersion of the results obtained between the clinicians, and the dispersion of the results obtained between the method according to the invention and the clinicians are the same. It is thus demonstrated that the method according to the invention behaves in the same way as a clinician, but remains objective and constant in its selection criteria and its calculations. -

Claims

REVENDICATIONS 1/ - Appareil de télémétrie de réponse neurale comprenant :CLAIMS 1 / - Neural response telemetry device comprising:
- un implant (1) de stimulation cochléaire comportant une pluralité d'électrodes (2) implantables adaptées pour délivrer des stimulations électriques cochléaires et pour recueillir les réponses neurales correspondant au potentiel d'action composite électrique généré par les neurones cochléaires, suite à ces stimulations,- an implant (1) of cochlear stimulation comprising a plurality of implantable electrodes (2) adapted to deliver electrical cochlear stimulations and to collect neural responses corresponding to the composite electrical action potential generated by the cochlear neurons, following these stimulations ,
- un dispositif (11, 12, 13) de contrôle de l'implant comprenant des moyens (13) de traitement informatique, et adapté pour :- an implant control device (11, 12, 13) comprising computer processing means (13), and adapted for:
. générer des signaux électriques de stimulation destinés aux électrodes,. generate electrical stimulation signals for the electrodes,
. recevoir les réponses neurales correspondantes, et, . enregistrer ces réponses neurales sous forme de courbes de réponse représentant le potentiel d'action composite mesuré au cours du temps, caractérisé en ce que les moyens (13) de traitement informatique sont adaptés pour réaliser une reconnaissance de forme automatique et classer chaque courbe de réponse parmi une pluralité de types de formes de courbes. 21 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (13) de traitement informatique comprennent un réseau neuronal artificiel adapté pour réaliser la reconnaissance de forrne automatique.. receive the corresponding neural responses, and,. record these neural responses in the form of response curves representing the composite action potential measured over time, characterized in that the computer processing means (13) are adapted to perform automatic shape recognition and classify each response curve among a plurality of types of curve shapes. 21 - Apparatus according to claim 1, characterized in that the means (13) of computer processing comprise an artificial neural network adapted to carry out the recognition of automatic forrne.
3/ - Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le réseau neuronal artificiel comprend : - un vecteur (14) d'entrée dont le nombre de scalaires dépend du nombre de points de mesure de chaque courbe de réponse,3 / - Apparatus according to claim 2, characterized in that the artificial neural network comprises: - an input vector (14) whose number of scalars depends on the number of measurement points of each response curve,
- une première couche (15) intermédiaire comprenant un nombre de neurones dépendant du vecteur d'entrée,- a first intermediate layer (15) comprising a number of neurons depending on the input vector,
- une couche (16) de neurones de sortie dont le nombre de neurones dépend du nombre de types de formes de courbes. 41 - Appareil selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le réseau neuronal artificiel comprend uniquement deux couches (15, 16) de neurones.- a layer (16) of output neurons, the number of neurons of which depends on the number of types of curve shapes. 41 - Apparatus according to one of claims 2 or 3, characterized in that the artificial neural network comprises only two layers (15, 16) of neurons.
5/ - Appareil selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les types de formes de courbes sont représentatifs de :5 / - Apparatus according to one of claims 1 to 4, characterized in that the types of curve shapes are representative of:
- l'absence d'une réponse neurale de forme répertoriée,- the absence of a neural response of listed form,
- la présence d'impulsions positives et/ou négatives dans la courbe de réponse.- the presence of positive and / or negative pulses in the response curve.
6/ - Appareil selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour évaluer la fiabilité du classement effectué par le réseau neuronal selon les valeurs numériques r|j délivrées par les neurones de la couche de sortie (16).6 / - Apparatus according to one of claims 2 to 5, characterized in that it comprises means for evaluating the reliability of the classification made by the neural network according to the digital values r | j delivered by the neurons of the output layer (16).
Il - Appareil selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens (13) de traitement informatique sont adaptés pour calculer automatiquement une valeur d'amplitude de réponse sur chaque courbe de réponse classée dans un type de formes de courbes significatives.II - Apparatus according to one of claims 1 to 6, characterized in that the computer processing means (13) are adapted to automatically calculate a response amplitude value on each response curve classified into a type of shape of curves significant.
8/ - Appareil selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens (13) de traitement informatique sont adaptés pour : a) déterminer automatiquement si une première courbe de réponse obtenue pour une électrode peut être classée dans un type de formes de courbes significatives, b) dans la négative, réitérer la mesure après modification automatique de paramètres de mesure puis réitérer l'étape a) ; dans l'affirmative, acquérir une série de courbes de réponse successives en faisant décroître la tension de stimulation électrique jusqu'à obtention d'une courbe de réponse classée dans un type de formes. de courbes non significatives, classer chaque courbe de réponse dans un type de formes de courbes, et calculer automatiquement une valeur d'au moins un paramètre relatif aux stimulations électriques à partir de cette série de courbes de réponse.8 / - Apparatus according to one of claims 1 to 7, characterized in that the computer processing means (13) are suitable for: a) automatically determining whether a first response curve obtained for an electrode can be classified in a type significant curve shapes, b) in the negative, repeat the measurement after automatic modification of measurement parameters then repeat step a); if so, acquire a series of successive response curves by decreasing the electrical stimulation voltage until a response curve classified into a type of shape is obtained. of non-significant curves, classify each response curve into a type of curve shape, and automatically calculate a value of at least one parameter relating to electrical stimulation from this series of response curves.
9/ - Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens (13) de traitement informatique sont adaptés pour calculer automatiquement une valeur de seuil T - NRT à partir des valeurs d'amplitudes de réponse calculées automatiquement.9 / - Apparatus according to claim 8, characterized in that the means (13) of computer processing are adapted to calculate automatically a threshold value T - NRT from the automatically calculated response amplitude values.
10/ - Appareil selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les moyens (13) de traitement informatique sont adaptés pour calculer un critère de qualité Q de chaque courbe de réponse représentatif de la régularité d'une portion finale de la courbe de réponse pour déterminer, selon la valeur de ce critère de qualité Q, si la courbe de réponse est :10 / - Apparatus according to one of claims 1 to 9, characterized in that the computer processing means (13) are adapted to calculate a quality criterion Q of each response curve representative of the regularity of a final portion of the response curve to determine, according to the value of this quality criterion Q, whether the response curve is:
- qualité 1 : anormale et non significative, classée dans un type non enregistrable TNR, - qualité 2 : distordue mais significative,- quality 1: abnormal and not significant, classified in a non-recordable type TNR, - quality 2: distorted but significant,
- qualité 3 : claire et significative.- quality 3: clear and significant.
11/ - Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que11 / - Apparatus according to claim 10, characterized in that
NNOT
Figure imgf000030_0001
où R(n) correspond au nιeme point de la courbe de réponse R, ni est le numéro d'ordre du premier point de ladite portion finale, N est le nombre de points total de la courbe de réponse R.
Figure imgf000030_0001
where R (n) corresponds to the nth point of the response curve R, ni is the sequence number of the first point of said final portion, N is the total number of points of the response curve R.
12/ - Procédé de traitement informatique de réponses neurales d'un implant (1) de stimulation cochléaire comportant une pluralité d'électrodes (2) implantables adaptées pour délivrer des stimulations électriques cochléaires et pour recueillir les réponses neurales correspondant à un potentiel d'action composite électrique généré par les neurones cochléaires, induites par ces stimulations, et enregistrées sous forme de courbes de réponse représentant le potentiel d'action composite mesuré au cours du temps, procédé caractérisé en ce qu'on utilise des moyens (13) de traitement informatique adaptés pour réaliser une reconnaissance de forme automatique et pour classer chaque courbe de réponse parmi une pluralité de types de formes de courbes.12 / - Method for computer processing of neural responses from an implant (1) of cochlear stimulation comprising a plurality of implantable electrodes (2) adapted to deliver electrical cochlear stimuli and to collect neural responses corresponding to an action potential electric composite generated by cochlear neurons, induced by these stimulations, and recorded in the form of response curves representing the composite action potential measured over time, process characterized in that computer processing means (13) are used adapted to perform automatic shape recognition and to classify each response curve among a plurality of types of curve shapes.
13/ - Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'on utilise des moyens (13) de traitement informatique qui comprennent un réseau neuronal artificiel adapté pour réaliser la reconnaissance de forme automatique.13 / - Method according to claim 12, characterized in that means (13) of computer processing are used which comprise a artificial neural network adapted to perform automatic shape recognition.
14/ - Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le réseau neuronal artificiel comprend : - un vecteur (14) d'entrée dont le nombre de scalaires dépend du nombre de points de mesure de chaque courbe de réponse,14 / - Method according to claim 13, characterized in that the artificial neural network comprises: - an input vector (14) whose number of scalars depends on the number of measurement points of each response curve,
- une première couche (15) intermédiaire comprenant un nombre de neurones dépendant du vecteur d'entrée,- a first intermediate layer (15) comprising a number of neurons depending on the input vector,
- une couche (16) de neurones de sortie dont le nombre de neurones dépend du nombre de types de formes de courbes.- a layer (16) of output neurons, the number of neurons of which depends on the number of types of curve shapes.
15/ - Procédé selon l'une des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce que le réseau neuronal artificiel comprend uniquement deux couches (15, 16) de neurones.15 / - Method according to one of claims 13 or 14, characterized in that the artificial neural network comprises only two layers (15, 16) of neurons.
16/ - Procédé selon l'une des revendications 12 à 15, caractérisé en ce que les types de formes de courbes sont choisis représentatifs de16 / - Method according to one of claims 12 to 15, characterized in that the types of curve shapes are chosen representative of
- l'absence d'une réponse neurale de forme répertoriée,- the absence of a neural response of listed form,
- la présence d'impulsions positives et/ou négatives dans la courbe de réponse. 17/ - Procédé selon l'une des revendications 13 à 16, caractérisé en ce qu'on évalue la fiabilité du classement effectué par le réseau neuronal selon les valeurs numériques rji délivrées par les neurones de la couche de sortie (16).- the presence of positive and / or negative pulses in the response curve. 17 / - Method according to one of claims 13 to 16, characterized in that the reliability of the classification made by the neural network is evaluated according to the digital values rji delivered by the neurons of the output layer (16).
18/ - Procédé selon l'une des revendications 12 à 17, caractérisé en ce qu'on calcule automatiquement une valeur d'amplitude de réponse sur chaque courbe de réponse classée dans un type de formes de courbes significatives.18 / - Method according to one of claims 12 to 17, characterized in that one automatically calculates a response amplitude value on each response curve classified into a type of significant curve forms.
19/ - Procédé selon l'une des revendications 12 à 18, caractérisé en ce que : - on détermine automatiquement une première courbe de réponse obtenue pour une électrode peut être classée dans un type de forme de courbes significatives, - dans la négative, on réitère automatiquement la mesure après modification automatique des paramètres de mesure, puis on réitère l'étape a) ; dans l'affirmative, on acquiert une série de courbes de réponse successives en faisant décroître la tension de stimulation électrique jusqu'à obtention d'une courbe de réponse classée dans un type de formes de courbes non significatives, on classe chaque courbe de réponse dans un type de formes de courbes, et on calcule automatiquement une valeur d'au moins un paramètre relatif aux stimulations électriques à partir de cette série de courbes de réponse.19 / - Method according to one of claims 12 to 18, characterized in that: - a first response curve obtained for an electrode is automatically determined can be classified into a type of shape of significant curves, - if not, the measurement is automatically repeated after automatic modification of the measurement parameters, then step a) is repeated; in the affirmative, a series of successive response curves is acquired by decreasing the electrical stimulation voltage until a response curve classified in a type of non-significant shape of curves is obtained, each response curve is classified in a type of curve shape, and a value of at least one parameter relating to electrical stimulation is automatically calculated from this series of response curves.
-20/ - Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'on calcule automatiquement une valeur de seuil T - NRT à partir des valeurs d'amplitudes de réponse calculées automatiquement.-20 / - A method according to claim 19, characterized in that a threshold value T - NRT is automatically calculated from the response amplitude values calculated automatically.
21/ - Procédé selon l'une des revendications 12 à 20, caractérisé en ce qu'on calcule un critère de qualité Q de chaque courbe de réponse représentatif de la régularité d'une portion finale de la courbe de réponse, et on détermine, selon la valeur de ce critère de qualité Q, si la courbe de réponse est : qualité 1 : anormale et non significative, classée dans un type non enregistrable TNR, qualité 2 : distordue mais significative, qualité 3 : claire et significative.21 / - Method according to one of claims 12 to 20, characterized in that a quality criterion Q is calculated for each response curve representative of the regularity of a final portion of the response curve, and it is determined, according to the value of this quality criterion Q, if the response curve is: quality 1: abnormal and not significant, classified in a non-recordable type TNR, quality 2: distorted but significant, quality 3: clear and significant.
22/ - Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce N22 / - Method according to claim 21, characterized in that N
<lue : Q =
Figure imgf000032_0001
où R(n) correspond au nιeme point de la courbe de réponse R, ni est le numéro d'ordre du premier point de ladite portion finale, N est le nombre de points total de la courbe de réponse R.
<l ue: Q =
Figure imgf000032_0001
where R (n) corresponds to the n th point of the response curve R, ni is the sequence number of the first point of said final portion, N is the total number of points of the response curve R.
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