專利名稱：用于基于口內(nèi)的通信的系統(tǒng)和方法
用于基于口內(nèi)的通信的系統(tǒng)和方法
背景技術(shù)：
諸如消防隊(duì)員和工廠工人的傳統(tǒng)領(lǐng)域工作人員利用雙向無線電裝置例如 Motorola, Inc供應(yīng)的無線電裝置來進(jìn)行通信。如在美國(guó)專利20070142072中提到的，雙向 無線電裝置允許用戶擁有在小的網(wǎng)絡(luò)上互相無線通信的能力。大多數(shù)雙向無線電裝置使用 用于通信的各種信道或頻率。多于一個(gè)的信道的監(jiān)控允許用戶為了各種目的與多人通信。 在安全環(huán)境中，例如，信道1可被用來在周圍通信和監(jiān)控緊急情況。信道2可被用來在周圍 通信和監(jiān)控主要的安全威脅。信道3可被用來周圍通信和監(jiān)控較小的安全威脅。用戶通過 使用具有掃描模式的雙向無線電裝置可監(jiān)控全部三個(gè)信道。能用來代替雙向無線電裝置的 其它設(shè)備包括蜂窩電話。這些設(shè)備通過允許從無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施(例如，蜂窩網(wǎng)絡(luò)、通信衛(wèi) 星、或適合于話音通信的其它無線網(wǎng)絡(luò)的其它基礎(chǔ)設(shè)施)的所及范圍內(nèi)任何地方的電話接 入來實(shí)現(xiàn)個(gè)人通信。然而，一個(gè)限制是這些設(shè)備通常是桌上型設(shè)備或手持設(shè)備，因此不提供 免提通信能力。此外，由于手持無線話音通信設(shè)備的使用不局限于家庭和辦公室，這種設(shè)備將經(jīng) 常用在有相當(dāng)大的環(huán)境噪聲的環(huán)境中。這種環(huán)境的例子包括熱鬧的城市背景、內(nèi)部移動(dòng)的 交通工具和工廠地板上。環(huán)境中的環(huán)境噪聲可降低所接收的話音音頻的可理解性，并因此 妨礙用戶通信的能力。美國(guó)專利6，917，688公開了用于提取期望信號(hào)特別是期望語音信號(hào)的自適應(yīng)噪 聲消除麥克風(fēng)系統(tǒng)，其具有被布置在離彼此的預(yù)定的距離處的兩個(gè)麥克風(fēng)，信號(hào)形成系統(tǒng) (SFS)適合于接收從這兩個(gè)麥克風(fēng)所接收的聲音產(chǎn)生的第一和第二輸入信號(hào)，其中第一輸 入信號(hào)中的聲信號(hào)部分被確定，其中第二輸入信號(hào)中的聲信號(hào)部分被確定，其中第一輸入 信號(hào)中的聲信號(hào)部分被增強(qiáng)以產(chǎn)生語音增強(qiáng)信號(hào)，而且其中第二輸入信號(hào)中的聲信號(hào)部分 被抑制以產(chǎn)生語音消零信號(hào)；自適應(yīng)噪聲消除濾波電路適合于接收語音增強(qiáng)信號(hào)和語音消 零信號(hào)，其中語音增強(qiáng)信號(hào)中的噪聲利用語音消零信號(hào)作為基準(zhǔn)而被消除，因此產(chǎn)生代表 期望信號(hào)的輸出濾波信號(hào)。美國(guó)專利20060270467討論通過使用經(jīng)由話音通信設(shè)備的至少一部分模擬噪聲 的物理阻擋的濾波器來過濾環(huán)境噪聲而增強(qiáng)發(fā)射進(jìn)噪聲環(huán)境中的語音的可理解性以及確 定所接收的話音音頻相對(duì)于環(huán)境噪聲的頻率相關(guān)的SNR在感知(例如，Bark)頻率標(biāo)尺上 被計(jì)算。共振峰被識(shí)別，而且包括某些共振峰的頻帶中的SNR用共振峰增強(qiáng)增益因子被修 改，以便提高可理解性。然而，在某些行業(yè)、緊急情況、政府和軍事應(yīng)用中，這種噪聲過濾是不足以為現(xiàn)場(chǎng) 工作人員提供高質(zhì)量、免提、但不顯眼的通信能力。發(fā)明概述在一方面，公開了用于通過安裝一個(gè)或多個(gè)口內(nèi)麥克風(fēng)以捕獲諸如用戶語音的聲 音來捕獲包括用于通信的用戶語音的聲音以及在口腔中安裝口可佩戴的通信器來與遠(yuǎn)程 單元傳遞聲音的系統(tǒng)和方法。上述方面的實(shí)現(xiàn)可包括下列各項(xiàng)的一個(gè)或多個(gè)。系統(tǒng)執(zhí)行噪聲消除?？趦?nèi)麥克風(fēng)可包括心形定向麥克風(fēng)和全向麥克風(fēng)。系統(tǒng)可使第一 口內(nèi)麥克風(fēng)指向口腔并使第二 口內(nèi)麥 克風(fēng)遠(yuǎn)離口腔而朝向。系統(tǒng)可執(zhí)行空間和時(shí)間濾波來增強(qiáng)來自預(yù)定方向和在預(yù)定頻帶上的 聲音，而且抑制來自其它方向的信號(hào)。一個(gè)或多個(gè)口內(nèi)麥克風(fēng)可安裝在組織上或可被安裝 在一顆或多顆牙齒上。系統(tǒng)可利用骨傳導(dǎo)設(shè)備提供聲音輸出。在 另一方面，通信設(shè)備包括口可佩戴的通信器以與遠(yuǎn)程單元傳遞聲音；而且一個(gè) 或多個(gè)口內(nèi)麥克風(fēng)耦合到口可佩戴的通信器并定位成靠近口的前面來捕獲聲音。上述方面的實(shí)現(xiàn)可包括下列各項(xiàng)的一個(gè)或多個(gè)。一個(gè)或多個(gè)口內(nèi)麥克風(fēng)可以是噪 聲消除麥克風(fēng)。一個(gè)或多個(gè)口內(nèi)麥克風(fēng)可包括心形定向麥克風(fēng)和全向麥克風(fēng)?？趦?nèi)麥克風(fēng) 中的一個(gè)可指向口腔，而另一個(gè)口內(nèi)麥克風(fēng)可遠(yuǎn)離口腔而朝向。一個(gè)或多個(gè)口內(nèi)麥克風(fēng)可 執(zhí)行空間和時(shí)間濾波以增強(qiáng)來自預(yù)定方向和在預(yù)定頻帶上的聲音或用戶語音，而且抑制來 自其它方向的信號(hào)?？趦?nèi)麥克風(fēng)可被定位在一顆或多顆牙齒或口組織上?？诳膳宕鞯耐ㄐ?器可包括使聲音對(duì)佩戴者變得可聽得見的骨傳導(dǎo)設(shè)備?？诳膳宕鞯耐ㄐ牌骺梢允嵌ㄖ频目?設(shè)備。一個(gè)或多個(gè)醫(yī)用傳感器可嵌入其中。數(shù)據(jù)儲(chǔ)存設(shè)備也可嵌入設(shè)備中。附圖的簡(jiǎn)要說明

圖1說明患者牙齒的齒列和雙向通信設(shè)備的一個(gè)變化形式，雙向通信設(shè)備包括噪 聲消除麥克風(fēng)以作為可移除的口器具來捕獲和傳送語音。圖2A說明下部牙齒的透視圖，其顯示用于放置可移除的口器具通信設(shè)備的一個(gè) 示范性位置。圖2B說明以用護(hù)牙托方式放置在整排牙齒上方的器具的形式的可移除的口器具 的另一個(gè)變化形式。圖2C說明由弓形物支撐的可移除的口器具的另一個(gè)變化形式。圖2D說明配置成護(hù)牙托的口器具的另一個(gè)變化形式。圖3說明定位在患者牙齒上的口器具的詳細(xì)透視圖，該口器具可結(jié)合在口外部且 以設(shè)備的另一個(gè)變化形式的由患者可佩戴的傳送組件來利用。圖4顯示在口器具設(shè)備的變化形式中的各個(gè)部件的說明性配置，該口器具有在口 內(nèi)有接收和換能器組件的外部傳送組件。圖5顯示設(shè)備的另一個(gè)變化形式的說明性配置，其中整個(gè)組件由用戶口內(nèi)的口器 具包含。圖6A至6D說明用于通過掃描齒列的數(shù)字圖像、處理數(shù)字圖像、以及經(jīng)由任何數(shù)量 的三維印刷方法產(chǎn)生口器具而形成口器具的一種方法。圖7A至7D說明用于通過掃描齒列的數(shù)字圖像、處理數(shù)字圖像、以及經(jīng)由任何數(shù)量 的加工方法產(chǎn)生口器具而形成口器具的另一種方法。圖8A至8D說明用于通過掃描齒列的數(shù)字圖像、處理數(shù)字圖像、以及通過創(chuàng)建用于 熱成形的齒列物理復(fù)制品產(chǎn)生口器具而形成口器具的另一種方法。圖9A至9D說明用于通過掃描齒列的數(shù)字圖像、處理數(shù)字圖像、以及經(jīng)由可注入模 具產(chǎn)生口器具而形成口器具的又一種方法。圖IOA和IOB顯示另一種方法，其中電子器件和/或換能器組件的外殼可在掃描 之前直接粘附到患者的一顆牙齒或多顆牙齒。圖IlA和IlB說明通過模具利用齒列的直接印模的產(chǎn)生的又一種方法。
圖IlC至IlF說明用于利用從齒列的直接印模形成的模具或模型以使口器具在其 上熱成形的一種方法。圖12A和12B說明利用齒列的直接印模的又一種方法，該齒列具有連接到其的外殼。圖12C至12E說明用于利用從齒列的直接印模產(chǎn)生的具有在其內(nèi)形成外殼的模具 或模型以使口器具在其上熱成形的另一種方法。圖13A至13C說明又一種方法，其中印?？删哂性谛纬煽谄骶咧霸谄鋬?nèi)形成的 外殼。圖14A至14C說明又一種方法，其中電子器件和/或換能器組件可與印模集成。圖15A顯示牙盤的實(shí)施例，壓盤具有與其集成的電子器件和/或換能器外殼。圖15B至15D說明用于利用牙盤的實(shí)施例，其中聚合物可符合患者齒列且變硬來 產(chǎn)生相符的口器具。發(fā)明詳述現(xiàn)在轉(zhuǎn)到系統(tǒng)1上的更多細(xì)節(jié)，如圖1所示，說明了患者的口和齒列10，顯示用于 將雙向通信組件14可移除地連接在至少一個(gè)牙齒例如白齒12或靠著其連接的一個(gè)可能的 位置。也說明了患者舌頭TG和上腭PL用于參考。電子器件和/或換能器組件16可被連 接、粘附、或用別的方式嵌在組件14內(nèi)或上，如下面更詳細(xì)地描述的。雙向通信組件14可具有麥克風(fēng)陣列，其具有收集聲音的成對(duì)的麥克風(fēng)15A和15B。 麥克風(fēng)15A和15B可安裝在口器具上、后部白齒上或可選地在前牙的舌側(cè)上。在其它的實(shí) 施方案中，麥克風(fēng)15A和15B可以是口內(nèi)麥克風(fēng)或口外麥克風(fēng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，麥克風(fēng) 可安裝在口器具上，后部臼齒上或可選地在前牙的舌側(cè)上。在圖1中，麥克風(fēng)15A-15B安裝 在諸如保持架的器具的頰面上，而且麥克風(fēng)15A-15B指向佩戴者的面頰。這些麥克風(fēng)收集 佩戴者自己的聲音。在這種配置中，佩戴者的聲音從口腔外部被收集。也在圖1示出的是 被定位成靠近佩戴者口的前面的供替換的麥克風(fēng)15C-15D。類似于麥克風(fēng)15A-15B，麥克風(fēng) 15C-15D面向佩戴者的面頰?？趦?nèi)麥克風(fēng)15C-15D也安裝在牙齒的頰面上，接觸面頰表面以 收集由佩戴者頭部傳導(dǎo)的聲音，包括佩戴者自己的話音。麥克風(fēng)消除環(huán)境噪聲而且將用戶話音傳送到遠(yuǎn)程用戶、站或建筑物。這個(gè)實(shí)施方 案提供當(dāng)將對(duì)象自己的話音傳送到諸如另一個(gè)用戶或呼叫中心的遠(yuǎn)程站時(shí)消除環(huán)境噪聲 的能力。當(dāng)麥克風(fēng)在固定位置(與普通無線通信設(shè)備比較)且非?？拷脩糇约旱脑捯魰r(shí)， 系統(tǒng)可處理對(duì)在高噪聲區(qū)域中工作很重要的環(huán)境噪聲抑制。因此，雙向通信設(shè)備可由嘈雜 環(huán)境中的工作人員例如職業(yè)演藝人員或運(yùn)動(dòng)員和/或輔助人員、士兵、醫(yī)生、消防員、緊急 工作人員連同其他人員使用。在一個(gè)實(shí)施方案中，口可佩戴的通信組件14具有外殼，該外殼具有符合至少一個(gè) 牙齒的至少一部分的形狀；布置在外殼內(nèi)或上且與至少一個(gè)牙齒的表面振動(dòng)通信的可啟動(dòng) 換能器；以及耦合到換能器以給用戶提供所接收的聲音并為用戶提供通信的無線通信收發(fā) 器。雙向通信設(shè)備可以是具有符合至少一個(gè)牙齒的形狀的口器具。電子組件可布置在外殼 內(nèi)或上且與變換器通信。在一個(gè)實(shí)施方案中，麥克風(fēng)15A和15B遠(yuǎn)離口面向外以集中于僅從口出來的聲音， 而且麥克風(fēng)對(duì)將消除不正好在口前面的任何聲音。這個(gè)實(shí)施方案將用作用于收集用戶話音的通信設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施方案中，麥克風(fēng)對(duì)可包括以聲耦合方式組合的心形定向麥克風(fēng)和 全向麥克風(fēng)。這兩個(gè)麥克風(fēng)與自適應(yīng)控制電路一起產(chǎn)生非常窄的3維波束用于獲取期望的 語音信號(hào)。除麥克風(fēng)之外，還可使用適用于檢測(cè)聲波的加速計(jì)或其它設(shè)備。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，麥克風(fēng)15A和15B在相反的方向上面對(duì)，一個(gè)朝著口面向內(nèi) 而另一個(gè)遠(yuǎn)離口面向外。在另一個(gè)實(shí)施方案中，麥克風(fēng)15A和15B在相反的方向上面對(duì)，一 個(gè)朝著口面向內(nèi)而另一個(gè)遠(yuǎn)離口面向外。在一個(gè)實(shí)施方案中，成對(duì)的麥克風(fēng)15A-15B在第一聲音波形中檢測(cè)環(huán)境噪聲，而 且將該波形轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。板上處理器處理所記錄的信號(hào)，使得它與麥克風(fēng)15A-15B所檢 測(cè)的環(huán)境噪聲完全異相，因此消除環(huán)境噪聲且僅留下用戶的語音。在一個(gè)雙麥克風(fēng)的實(shí)施方案中，兩個(gè)麥克風(fēng)可定位成靠近用戶口的前面以收集作 為主要期望信號(hào)的用戶話音和最為次要信號(hào)的外部噪聲。因?yàn)檎Z音非常接近麥克風(fēng)對(duì)，由 麥克風(fēng)收集的語音信號(hào)可利用群集技術(shù)被分成強(qiáng)信號(hào)(語音)和遠(yuǎn)方弱信號(hào)(噪聲)對(duì)。 弱信號(hào)可被丟棄，而且只有強(qiáng)信號(hào)被用作語音信號(hào)。在另一個(gè)雙麥克風(fēng)的實(shí)施方案中，一個(gè)麥克風(fēng)可指向喉嚨以收集用戶話音作為期 望的源，而另一個(gè)麥克風(fēng)可遠(yuǎn)離口而朝向以收集外部噪聲源。由麥克風(fēng)收集的指向喉嚨的 信號(hào)可被用來適應(yīng)性地消除來自遠(yuǎn)離口而朝向的麥克風(fēng)所收集的信號(hào)的噪聲信號(hào)。其它噪聲消除布置可被使用。例如，在單個(gè)麥克風(fēng)的實(shí)施方案中，一個(gè)麥克風(fēng)被用 來收集具有噪聲的期望語音信號(hào)。噪聲頻譜被估計(jì)并從由麥克風(fēng)收集的語音信號(hào)(包含噪 聲)中減去。以這種方式，期望語音信號(hào)與噪聲分開。另外一個(gè)實(shí)施方案使用多于兩個(gè)的麥克風(fēng)。這個(gè)實(shí)施方案使用空間和時(shí)間濾波 方法來增強(qiáng)來自特定方向和在相關(guān)的頻帶上的期望語音信號(hào)，而且抑制來自其它方向的信 號(hào)。用這個(gè)系統(tǒng)獲得的期望信號(hào)具有高信噪比(SNR)。可選地，兩個(gè)麥克風(fēng)可被用來形成用 于噪聲消除的一階麥克風(fēng)系統(tǒng)。這個(gè)麥克風(fēng)系統(tǒng)使用聲場(chǎng)的微分性質(zhì)來在用戶口的前面形 成固定波束圖樣。在一個(gè)實(shí)施方案中，圖1的系統(tǒng)提供電子和換能器設(shè)備，該電子和換能器設(shè)備可 連接、粘附或用別的方式嵌在可移除的口器具或其它口設(shè)備內(nèi)或上，以形成雙向通信組件。 通信組件14可由緊急和安全人員、醫(yī)療人員、市政工人、工業(yè)工廠工人、在嘈雜環(huán)境中需要 通信的個(gè)人(音樂家、運(yùn)動(dòng)員和他們的輔助人員)、以及軍事人員連同其他人員使用。在另一個(gè)實(shí)施方案中，圖1的系統(tǒng)提供電子和換能器設(shè)備，該電子和換能器設(shè)備 可連接、粘附或用別的方式嵌在可移除的口器具或其它口設(shè)備內(nèi)或上，以形成包含患者可 識(shí)別信息的醫(yī)療標(biāo)簽。這種口器具可以是利用由常規(guī)牙齒印模方法獲得的牙齒結(jié)構(gòu)的復(fù)制 模型從熱成形工藝制造的定制設(shè)備。電子和換能器組件可直接或通過接收器來接收進(jìn)入的 聲音，以處理和放大信號(hào)并通過耦合到保持架、器具、牙齒或諸如上頌骨、下頌骨或腭骨結(jié) 構(gòu)的其它骨骼結(jié)構(gòu)的振動(dòng)換能器元件傳送處理過的聲音。在一個(gè)實(shí)施方案中，保持架可安 裝在牙齒上以給骨骼提供聲音傳輸。例如，設(shè)備可包括檢測(cè)用戶唾液中存在的化學(xué)物質(zhì)并 提供關(guān)于用戶的醫(yī)療信息的傳感器。設(shè)備也可感測(cè)心率、EKG、和可在嘴內(nèi)收集的其它生物 信號(hào)。此外，設(shè)備1可與醫(yī)療數(shù)據(jù)收集模塊通信，該醫(yī)療數(shù)據(jù)收集模塊可收集諸如溫度、心 率、EKG、呼吸速率的生命體征，以及其它生命體征或醫(yī)療信息。收集來自用戶(例如消防人員)的醫(yī)療信息和用于支持骨傳導(dǎo)雙向通信的示范性過程可如下周期性地收集生命體征和其它醫(yī)療信息檢查以察看用戶是否使用長(zhǎng)距離收發(fā)器用于交談如果長(zhǎng)距離收發(fā)器不用于交談，將用戶的病史通過長(zhǎng)距離收發(fā)器上傳到遠(yuǎn)程計(jì)算 機(jī)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)檢測(cè)醫(yī)療數(shù)據(jù)是否落在需要醫(yī)療介入的可接受范圍之外給用戶產(chǎn)生 警告他/她有潛在問題而且他/她應(yīng)聯(lián)系指揮所的警報(bào)聲音如果需要醫(yī)療介入，遠(yuǎn)程計(jì)算 機(jī)對(duì)幫助用戶的行動(dòng)警告用戶的指揮官自助指令可通過收發(fā)器發(fā)送到骨傳導(dǎo)通信設(shè)備圖2A顯示患者下齒列的透視圖，其說明包括可移除的口器具18和沿著組件14的 側(cè)面定位的電子器件和/ 或換能器組件16的助聽組件14。在這個(gè)變化形式中，為了患者牙 齒上的穩(wěn)定性，口器具18可安裝在由口器具18限定的牙齒嚙合通道20內(nèi)的兩個(gè)白齒12 上，盡管在其它變化形式中，單個(gè)白齒或牙齒可被使用?？蛇x地，可對(duì)待連接在上面或上方 的口器具18利用多于兩個(gè)的白齒。此外，電子器件和/或換能器組件16被顯示為定位在 口器具18的側(cè)面上，使得組件16沿著牙齒12的頰面對(duì)齊；然而，諸如牙齒12的舌面的其 它表面和其它位置也可被使用。附圖表示變化形式且沒有被規(guī)定為限制性的；因此，口器具 18的其它配置和形狀沒有被規(guī)定為在此被包括。圖2B顯示以用護(hù)牙托方式放置在整排牙齒上方的器具15的形式的可移除口器具 的另一個(gè)變化形式。在這個(gè)變化形式中，器具15可被配置成覆蓋全部下排牙齒或可選地全 部上排牙齒。在另外的變化形式中，不是覆蓋整排牙齒，而是這排牙齒的大部分可由器具15 覆蓋。組件16可沿著口器具15的一個(gè)或多個(gè)部分定位。圖2C顯示具有弓形配置的口器具17的又一個(gè)變化形式。在這個(gè)器具中，在這個(gè) 變化形式中可沿著上排牙齒放置的一顆或多顆牙齒保持部分21、23可由位于鄰近或沿著 用戶上腭處的弓形物19支撐。如所示，電子器件和/或換能器組件16可沿著牙齒保持部 分21、23的一個(gè)或多個(gè)部分定位。此外，盡管所示的變化形式說明可僅覆蓋用戶上腭的一 部分的弓形物19，但是其它變化形式可被配置成具有覆蓋用戶的整個(gè)上腭的弓形物。圖2D說明以可被插入并從用戶的口容易移走的護(hù)牙托或保持架25的形式的口器 具的又一個(gè)變化形式。這種護(hù)牙托或保持架25可被用在常規(guī)護(hù)牙托被佩戴的運(yùn)動(dòng)中 ’然 而，具有集成在其中的組件16的護(hù)牙托或保持架25可由聽力受損的人使用，或由另外可通 過槽或通道26在他們牙齒之間簡(jiǎn)單地保持護(hù)牙托或保持架25用于在長(zhǎng)距離上遠(yuǎn)程接收指 令并通信的人使用。一般來說，電子器件和/或換能器組件16的體積可被最小化，以便是不顯眼的而 且當(dāng)放置在口中時(shí)對(duì)用戶舒服。盡管尺寸可改變，但是組件16的體積可少于800立方毫 米。這個(gè)體積當(dāng)然是說明性的而不是限制性的，因?yàn)榻M件16的尺寸和體積可在不同用戶之 間相應(yīng)地改變。在一個(gè)變化形式中，如圖3所示，使用定位在牙齒上的組件14，位于患者口的外部 的外頰發(fā)射器組件22可被用來接收用于處理并通過無線信號(hào)24傳輸?shù)蕉ㄎ辉诨颊呖趦?nèi)的 電子器件和/或換能器組件16的聽覺信號(hào)，該電子器件和/或換能器組件16然后可處理 和通過振動(dòng)傳導(dǎo)將處理過的聽覺信號(hào)傳送到下面的牙齒，因此到患者的內(nèi)耳。如下面更詳細(xì)描述的，發(fā)射器組件22可包含麥克風(fēng)組件和發(fā)射器組件，而且可配置成由用戶佩戴的任意數(shù)量的形狀和形式，例如手表、項(xiàng)鏈、翻領(lǐng)、電話、安裝在帶上的設(shè)備寸。 圖4說明使用外頰發(fā)射器組件22的通信設(shè)備例如助聽組件14的一個(gè)變化形式的 示意性表示，該發(fā)射器組件22 —般可包括麥克風(fēng)30，其用于接收聲音并電連接到用于處理 聽覺信號(hào)的處理器32。處理器32可電連接到用于將處理過的信號(hào)發(fā)送到布置在用戶牙齒 上或附近的電子器件和/或換能器組件16的發(fā)射器34。麥克風(fēng)30和處理器32可被配置 成檢測(cè)并處理在任何可行的范圍中的聽覺信號(hào)，但是在一個(gè)變化形式中可被配置成檢測(cè)例 如范圍從250赫茲到20，000赫茲的聽覺信號(hào)。對(duì)于麥克風(fēng)30，多種不同的麥克風(fēng)系統(tǒng)可被使用。例如，麥克風(fēng)30可以是數(shù)字、模 擬和/或定向型麥克風(fēng)。如此不同類型的麥克風(fēng)可被互換地配置成與組件一起使用，如果 這么期望。電源36可被連接到發(fā)射器組件22中的每個(gè)部件以向其提供功率。發(fā)射器信號(hào)24 可為利用例如無線電頻率、超聲波、微波、藍(lán)牙 (BLUETOOTH SIG, INC.，Bellevue，WA)等的 任何無線形式，用于傳輸?shù)浇M件16。組件22也可選性地包括一個(gè)或多個(gè)輸入控制28，用戶 可操作該輸入控制28來調(diào)節(jié)電子器件和/或換能器組件16的各種聲參數(shù)，例如聲聚焦、音 量控制、過濾、消聲、頻率優(yōu)化、聲音調(diào)節(jié)以及音調(diào)調(diào)節(jié)等。發(fā)射器34所傳送的信號(hào)24可由電子器件和/或換能器組件16通過接收器38接 收，該接收器38被連接到用于所接收的信號(hào)的額外處理的內(nèi)部處理器。所接收的信號(hào)可被 傳遞到換能器40，該換能器40可相應(yīng)地抵住牙齒的表面振動(dòng)以傳導(dǎo)振動(dòng)信號(hào)而穿過牙齒 和骨骼且隨后到中耳來促進(jìn)用戶的聽力。換能器40可被配置為任意數(shù)量的不同振動(dòng)機(jī)構(gòu)。 例如，在一個(gè)變化形式中，換能器40可以是電磁啟動(dòng)的換能器。在其它的變化形式中，換能 器40可以是具有例如在250到20，OOOHz之間的一定范圍的振動(dòng)頻率的壓電晶體的形式。電源42也可與組件16 —起被包括來給接收器、換能器和/或處理器(如果也被 包括)提供功率。盡管電源42可以是簡(jiǎn)單的可替換的或永久的電池，但是其它變化形式可 包括由電感通過外部充電器充電的電源42。另外，電源42可通過直接耦合到交流(AC)或 直流(DC)源而可選地被充電。其它變化形式可包括通過機(jī)械機(jī)構(gòu)被充電的電源42，例如本 領(lǐng)域中已知的內(nèi)部鐘擺或可滑動(dòng)的電感充電器，其通過例如腭的運(yùn)動(dòng)和/或用于將機(jī)械運(yùn) 動(dòng)轉(zhuǎn)換為用于給電源42充電的所儲(chǔ)存的電能的運(yùn)動(dòng)而被啟動(dòng)。在組件16的另一個(gè)變化形式中，如圖5所示，不是利用外頰發(fā)射器，助聽組件50 可被配置為完全包含在用戶口內(nèi)的獨(dú)立組件。因此，組件50可包括與板上處理器54通信 的內(nèi)部麥克風(fēng)52。如上所述，內(nèi)部麥克風(fēng)52可包括任意數(shù)量的不同類型的麥克風(fēng)。處理 器54可被用來處理任何所接收的聽覺信號(hào)用于過濾和/或放大信號(hào)并將它們傳送到振動(dòng) 接觸牙齒表面的換能器56。如上所述，電源58也可包括在組件50內(nèi)，用于在必要時(shí)給組件 50的每個(gè)部件提供功率。可移除的口器具18可利用各種方法從各種聚合物或聚合物和金屬材料的組合制 造。例如，在制造口器具的一個(gè)變化形式中，三維數(shù)字掃描儀可被用來對(duì)患者的齒列成像， 特別是口器具被定位在上面或周圍的一顆牙齒或多顆牙齒TH。如圖6A和6B所示，被掃描 的圖像可通過計(jì)算機(jī)被處理以產(chǎn)生一顆或多顆牙齒TH的三維虛擬或數(shù)字模型60。各種三維掃描方式可被使用來產(chǎn)生三維數(shù)字模型60。例如，可利用使用例如激光、白光、超聲波、機(jī)械三維觸摸掃描儀、磁共振成像(MRI)、計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)、其它光學(xué)方 法等的口內(nèi)照相機(jī)或掃描儀。 一旦三維圖像被捕獲，圖像然后就可通過常規(guī)軟件被操作來產(chǎn)生模型的直接三維 印刷?？蛇x地，圖像可被用來直接加工模型。諸如計(jì)算機(jī)數(shù)字控制(CNC)系統(tǒng)的系統(tǒng)或三 維印刷工藝?yán)缌Ⅲw平版印刷裝置(SLA)、選擇性激光燒結(jié)(SLS)、和/或利用患者齒列的 三維幾何結(jié)構(gòu)的其它類似工藝可被使用。在另一個(gè)可選方案中，模具可從印刷產(chǎn)生以接著允許器具直接在所產(chǎn)生的模具上 熱成形。然而在其它變化形式中，三維圖像可被用來產(chǎn)生用于產(chǎn)生器具的注模。這些工藝 的每個(gè)在下面被更詳細(xì)地描述?！呙柽^的圖像被處理以產(chǎn)生一顆或多顆牙齒TH的三維虛擬或數(shù)字模型60， 電子器件和/或換能器組件的外殼62就可在數(shù)字模型60中被數(shù)字地強(qiáng)加或產(chǎn)生?？蛇x 地，外殼的物理模型可被定位在合適的一顆或多顆牙齒TH上，而且?guī)в型鈿さ凝X列可被掃 描來產(chǎn)生數(shù)字模型60。在任一情況下，如圖6C中的部分橫截面視圖所示，因而產(chǎn)生的數(shù)字模型60可被利 用來產(chǎn)生器具64的三維虛擬或數(shù)字模型，器具64具有與其集成的外殼62。如圖6D中所 示，器具64的數(shù)字模型然后可被用來拓印或產(chǎn)生物理口器具66。因此，符合患者齒列的口 器具66可被形成來確保在齒列上或靠著齒列的安全接觸，同時(shí)保持對(duì)用戶舒適。在另一個(gè)可選的方法中，如圖7A至7C中所示，一旦器具64的三維模型被創(chuàng)建，口 器具68就可例如利用計(jì)算機(jī)數(shù)字控制加工從聚合材料被直接加工以產(chǎn)生器具68，如圖7D 中所示。在又一個(gè)可選方案中，如圖8A和8B中所示，一旦合適的一顆或多顆牙齒TH被三 維地掃描且外殼62被包括，齒列70的物理模型就可利用上面工藝?yán)缛S印刷、加工等中 的任何一個(gè)來產(chǎn)生，如圖8C中所示。如圖8D中所示，使用齒列70的模型，口器具72可被 熱成形或用別的方式被模制在齒列70周圍以產(chǎn)生安全和舒適地符合患者齒列的口器具。如圖9A和9B中所示，說明了另一個(gè)可選方案，其中一旦三維虛擬或數(shù)字模型60 從患者齒列產(chǎn)生，就可制造具有外模具部分76和在其間形成腔或空隙80的內(nèi)模具部分78 的成型模具74，如圖9C中所示。腔或空隙80可被完全充滿可凝固的聚合物，如圖9D中所 示，當(dāng)該聚合物被固化時(shí)形成口器具82，該聚合物可從模具部分76、78中移走以形成安全 和舒適地符合患者齒列的器具82。如上面提到的，如圖IOA和IOB所示，盡管電子器件和/或換能器組件的外殼可在 從患者的掃描過的齒列產(chǎn)生的三維數(shù)字模型上被數(shù)字地產(chǎn)生，外殼復(fù)制品84可在掃描齒 列之前可選地被暫時(shí)粘附到患者的一顆或多顆牙齒TH。以這種方式，三維掃描儀可產(chǎn)生具 有已包括的外殼復(fù)制品84的數(shù)字圖像。除了患者齒列的數(shù)字成像和掃描之外，用于產(chǎn)生相符的口器具的可選機(jī)構(gòu)可使用 合適齒列的印模成型。一個(gè)實(shí)施例顯示在圖IlA和IlB中，其中患者齒列的印模92可通過 利用充滿合適印模材料例如藻酸鹽、石膏、聚乙烯硅氧烷、聚氨酯、聚丙烯酸酯、乙烯醋酸乙 烯酯、和及其混合物或組合等的模具90形成。齒列的印模也可如圖12A中所示在外殼模具84的復(fù)制品被暫時(shí)地附于一顆或多 顆牙齒TH之后形成，如圖12B中所示在形成具有在其中形成的外殼的印模94之后形成。
在任 一情況下，一旦印模92、94形成，模具90就可充滿石膏以產(chǎn)生適合的齒列的 永久三維模具或模型，其然后可被用來使口器具熱成形或可被數(shù)字地掃描以使用成形或加 工工藝中的任何一種，如上所述。同樣如上所述，可選地，印模92、94本身可被掃描來提供 適合的齒列的三維模型和/或用于處理的外殼。如圖IlC至IlF所示的，具有在其中形成的印模92的模具90可被用來形成三維 模具或模型95，如上所述和如圖IlD中所示。在模具或模型95的情況下，如圖IlE中所示， 電子器件和/或換能器外殼97可被連接或粘附到模具或模型95，而且如圖IlF所示，口器 具98然后可直接在其上熱成形，導(dǎo)致適當(dāng)?shù)匦纬傻木哂型鈿さ目谄骶?8。同樣地，如果模具90具有已經(jīng)具有在其中形成的外殼的印模94，如圖12中所示， 模具或模型99可例如從石膏形成，導(dǎo)致三維模具或模型99，如圖12D中所示?？谄骶?8然 后可直接在模具或模型99上熱成形，以導(dǎo)致圖12E的器具98。如上所述，在使用模具90來產(chǎn)生物理模具或模型的情況下，因而產(chǎn)生的模具或模 型可選地被掃描以產(chǎn)生齒列的數(shù)字圖像，而不是在模具或模型上直接熱成形。在另一個(gè)變化形式中，具有在其中形成的印模92的模具90可具有被壓到模具90 中的電子器件和/或換能器組件96，如圖13A和13B中所示。使用理想地定位的組件96， 模具材料可固化或用別的方式被激活以硬化，在此之后，口器具98可被加工或由此形成， 導(dǎo)致符合用戶齒列的器具98，如圖13C所示。同樣地，一旦印模94形成有被包括的外殼模具，如圖14A所示，電子器件和/或換 能器組件96就可在合適的模具位置內(nèi)被定位，如圖14B所示，而且模具90可固化或用別的 方式被激活以硬化。如圖14C所示，從這個(gè)硬化的模具90中，當(dāng)具有其中包含的組件96時(shí)， 口器具98可同樣通過加工或成形被形成。在用于形成或制造相符的口器具的又一個(gè)變化形式中，具有用戶齒列的通道102 的牙盤100可設(shè)置有沿著牙盤100的舌或頰方向預(yù)先形成的電子器件和/或換能器外殼 104。圖15A的實(shí)施例說明具有沿著牙盤100的頰面定位的外殼104的完整牙盤100，盡管 部分盤可以可選地被使用，而且外殼104的其它位置也可被實(shí)現(xiàn)。如圖15B的部分橫截面 視圖中所示，當(dāng)通過一個(gè)或多個(gè)臨時(shí)隔板108被保持時(shí)，電子器件和/或換能器組件106可 在外殼104內(nèi)預(yù)定位。為了形成口器具，盤100可充滿上述可固化或可凝固的材料112或可包括使用例 如分配器Iio的濕氣活性水凝膠，直到材料112充滿圍繞組件106的任何空間或空隙以封 裝組件106。用戶然后可將盤100放置在齒列的適合部分上，直到一顆或多顆牙齒TH充分 地定位在盤100內(nèi)，如圖15C所示。盤100可保持在一顆或多顆牙齒TH上，直到材料112 凝固且變硬。具有相符的印模的盤100然后可從患者的口移走，而且因而形成的口器具114 和組件116可從盤100移走并被適當(dāng)?shù)匦藜艋蚣庸ぃ鐖D15D所示?？蛇x地，口器具114可 在患者齒列周圍形成而沒有組件106，該組件106在口器具114形成之后可被集成、連接、或 用別的方式例如通過粘合劑被粘貼。在又一個(gè)可選方案中，盤100可包括由例如乙烯醋酸乙烯酯或聚乙烯材料制造的 預(yù)先形成的盤，這些材料可被加熱或煮沸以激活盤100。一旦被激活，用戶就可咬住盤100 以至少部分地使盤100吻合或符合用戶齒列。在盤100符合之后，組件106可被包括或集 成。
上述設(shè)備與方法的應(yīng)用不限于聽力損失的治療，而是可以包括任意數(shù)量的另外的 治療應(yīng)用。此外，這種設(shè)備與方法可以應(yīng)用于身體內(nèi)的其他治療部位。用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的 上述組件與方法的修改、在可行的不同變化形式之間的組合、以及對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員 明顯的本發(fā)明方面的變化形式都被規(guī)定為在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種通信設(shè)備，包括a.口可佩戴的通信器，其與遠(yuǎn)程單元傳遞聲音，所述口可佩戴的通信器定位在口腔內(nèi) 部；以及b.一個(gè)或多個(gè)口內(nèi)麥克風(fēng)，其耦合到所述口可佩戴的通信器并接觸所述口腔中的組織 以捕獲所述口腔外部的聲音。
2.如權(quán)利要求1所述的通信設(shè)備，其中所述一個(gè)或多個(gè)口內(nèi)麥克風(fēng)包括一個(gè)或多個(gè)噪 聲消除麥克風(fēng)。
3.如權(quán)利要求1所述的通信設(shè)備，其中所述一個(gè)或多個(gè)口內(nèi)麥克風(fēng)包括心形定向麥克 風(fēng)和全向麥克風(fēng)。
4.如權(quán)利要求1所述的通信設(shè)備，包括指向口腔的第一口內(nèi)麥克風(fēng)和被布置成接收所 述口腔外部的聲音的第二口內(nèi)麥克風(fēng)。
5.如權(quán)利要求1所述的通信設(shè)備，其中所述一個(gè)或多個(gè)口內(nèi)麥克風(fēng)執(zhí)行空間和時(shí)間濾 波以增強(qiáng)來自預(yù)定方向和在預(yù)定的頻帶上的聲音，而且抑制來自其它方向的信號(hào)。
6.如權(quán)利要求1所述的通信設(shè)備，其中所述一個(gè)或多個(gè)口內(nèi)麥克風(fēng)被定位在一顆或多 顆牙齒上以面向所述口腔中的面頰組織。
7.如權(quán)利要求1所述的通信設(shè)備，其中所述一個(gè)或多個(gè)口內(nèi)麥克風(fēng)是安裝在組織上的。
8.如權(quán)利要求1所述的通信設(shè)備，其中所述口可佩戴的通信器包括骨傳導(dǎo)設(shè)備。
9.如權(quán)利要求1所述的通信設(shè)備，其中所述口可佩戴的通信器包括定制的口設(shè)備。
10.如權(quán)利要求1所述的通信設(shè)備，其中所述口可佩戴的通信器包括嵌入其中的一個(gè) 或多個(gè)醫(yī)用傳感器。
11.如權(quán)利要求1所述的通信設(shè)備，其中所述口可佩戴的通信器包括數(shù)據(jù)儲(chǔ)存設(shè)備。
12.一種用于捕獲語音的方法，包括a.在口內(nèi)安裝一個(gè)或多個(gè)麥克風(fēng)以接觸口內(nèi)組織來捕獲在口腔外部且通過所述口內(nèi) 組織傳導(dǎo)的語音；b.從所捕獲的語音移除噪聲；以及c.傳送所捕獲的語音。
13.一種捕獲用于通信的聲音的方法，包括a.安裝一個(gè)或多個(gè)口內(nèi)麥克風(fēng)以接觸口腔中的組織來捕獲聲音，所述組織從所述口腔 外部傳播聲音；以及b.在所述口腔中安裝口可佩戴的通信器以與遠(yuǎn)程單元傳遞聲音。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，包括消除噪聲。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述一個(gè)或多個(gè)口內(nèi)麥克風(fēng)包括心形定向麥克風(fēng) 和全向麥克風(fēng)。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，包括使第一口內(nèi)麥克風(fēng)指向所述口腔并使第二口內(nèi)麥 克風(fēng)遠(yuǎn)離所述口腔而朝向。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，包括執(zhí)行空間和時(shí)間濾波以增強(qiáng)來自預(yù)定方向和在預(yù) 定的頻帶上的所述聲音，而且抑制來自其它方向的信號(hào)。
18.如權(quán)利要求13所述的方法，包括在一顆或多顆牙齒上安裝所述一個(gè)或多個(gè)口內(nèi)麥克風(fēng)。
19.如權(quán)利要求13所述的方法，包括在組織上安裝所述一個(gè)或多個(gè)口內(nèi)麥克風(fēng)。
20.如權(quán)利要求13所述的方法，包括利用骨傳導(dǎo)設(shè)備產(chǎn)生聲音輸出。
全文摘要
這里公開了用于通過安裝一個(gè)或多個(gè)口內(nèi)麥克風(fēng)以捕獲聲音來捕獲用于通信的聲音的系統(tǒng)、設(shè)備以及方法。系統(tǒng)和方法還包括在口腔中安裝口可佩戴的通信器以與遠(yuǎn)程單元傳遞聲音?？趦?nèi)麥克風(fēng)可包括心形定向麥克風(fēng)和全向麥克風(fēng)。
文檔編號(hào)H04R25/00GK102138339SQ200980127931
公開日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2009年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月17日
發(fā)明者約翰·斯皮里迪廖齊, 雷薩·卡薩亞恩 申請(qǐng)人:索尼圖斯醫(yī)療公司