全光人工耳蜗
信号处理
2020-06-23 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
在本工作中，我们提出一种新颖的人工耳蜗（CI）架构，即全光人工耳蜗（AOCI），其直接将声学信号转换为能够刺激耳蜗神经的光学信号。首先，我们描述AOCI的构建模块（BB），并解释其功能及其互连关系。接下来，我们给出一个综合系统模型，该模型纳入了每个BB的技术特性与约束、经皮光学信道的特性（即光路损耗与体外-植入器件随机指向误差）以及耳蜗神经的生物学特性。此外，为证明AOCI架构的可行性，我们进行了链路预算分析，得出了发射至耳蜗神经上的瞬时与平均光子通量的新颖闭式表达式。同样地，我们定义了三个新的关键性能指标（KPI），即听觉概率、误听概率与神经损伤概率。所提出的理论框架通过相应仿真得到验证，仿真不仅量化了所提架构的效率，还揭示了光传输功率与患者安全性以及AOCI构建模块规格之间的平衡。最后，需要强调的是，AOCI方法比传统CI更绿色、更安全。
引用
@article{arxiv.2006.11577,
title = {All-Optical Cochlear Implants},
author = {Stylianos E. Trevlakis and Alexandros-Apostolos A. Boulogeorgos and Nestor D. Chatzidiamantis and George K. Karagiannidis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.11577},
year = {2020}
}