人工耳蜗旨在模拟健康内耳(或耳蜗)的功能。随着电子元件尺寸不断缩小而复杂度不断增加，人造器官的性能已经得到了显著改善。它们可以代替内耳中受损的感觉毛细胞，声音清晰度优于助听器。
人工耳蜗植入系统包含两个部分。一个是外部声音处理器，包括两个用于捕捉声音的麦克风，处理器将声音转换为电信号，再传送给内部植入体。另一个是植入体，通过外科手术将植入体植入皮下并连接耳蜗内的电机阵列，该电机列阵接收由外部声音处理器发送的电信号，再传送给大脑听觉神经。对于许多听障人士来说，它已经成为日常生活中必不可少的一部分。
人工耳蜗的工作原理
图片由Cochlear Limited提供
1. 声音处理器上的麦克风拾取周围的声音并转换为数字信号
2. 数据以无线方式传输到体内的植入体
3. 植入体将电信号传送到耳蜗的电极上
4. 耳蜗中的听觉神经纤维接收信号并将其发送到大脑，从而产生声音的感觉
图片由 Cochlear Limited 提供Cochlear 的人工耳蜗植入体(左)和声音处理器(右)
总部位于澳大利亚的Cochlear Limited推出了世界上首款人工耳蜗，并且多年来一直致力于不断提高它的性能。自1967年成立以来，Cochlear已经帮助全球超过 550,000人改善了听力。十多年前，Cochlear决定与 ICsense(TDK Group 旗下一家专门从事定制ASIC开发的公司)合作，以ICsense作为关键元件供应商来为他们的人工耳蜗产品设计和开发ASIC。
Cochlear总经理Carl Van Himbeeck表示：“我们之所以选择ICsense，不仅仅是因为他们的技术能力，而且还考虑到他们在植入式医疗应用方面的丰富设计经验;尤其重要的是，我们双方能够以开放的方式展开协作。这让我们能够继往开来，携手前行，以最佳的设计为实现目标而努力。”
畅谈他们与 ICsense 的协作开发
Cochlear的人工耳蜗植入体中整合了由ICsense设计的ASIC，其中包括电源管理、用于生成可编程模拟信号(该信号将传递到与听觉神经相连的电极)的电路，以及用于检测人体微小神经反应(以微伏为单位)的电路(称为神经反应遥测(NRT))。
ICsense高级业务开发经理Jeroen Van Ham强调了混合信号*3 设计在桥接模拟与数字世界方面所具有的独特优势。“对于采用电池供电的高性能设备来说，低噪声、低功耗和小尺寸至关重要。在过去15年中，开发连通模拟与数字域的电路一直是我们专注的专业领域。世界上没有多少公司拥有我们这样的规模和能力来设计模拟、数字和高压电路，尤其是风险还如此之低。”
ICsense 通过了ISO 13485 *4认证，这是一项专门面向医疗设备开发的质量管理体系国际标准。Van Ham介绍了与Cochlear的合作模式。“要想让最新的医学开发成果走向成功，您需要与客户展开真诚的合作。由于高可靠性医疗设备需要进行额外的设计和验证、安全审查及报告，因此整个开发过程需要更长的时间。我们与Cochlear的合作远不只是一般意义上的供应商与客户的关系。”
ICsense将这种通过满足客户需求来实现产品价值最大化的过程称为“定制”开发。就像为Cochlear这样的医疗领域客户提供服务一样，ICsense还继续致力于为每个客户开发定制IC，而不管客户属于汽车、工业还是消费市场，如定制服装。
ASIC 开发流程
开发定制 ASIC 与开发通用 IC 的不同之处在于，
定制 ASIC 是针对一个客户的规格而量身定制的
谈及未来，Van Ham也是满怀憧憬。“在50多年前，我们开始了让听障人士听到声音的旅程。从现在起的10到20年内，我相信我们能够帮助那些失明的人士重见光明。与听力相比，这个目标在技术上要复杂得多，但我看到相关的开发工作已经开始展开。”
ICsense将继续开发先进的IC解决方案，以积极应对当今世界的诸多挑战。一个看似毫不起眼的芯片，却承载着改变我们未来的巨大潜力。
有关ASIC开发的更多示例及其技术的详细信息，请扫描下方二维码访问ICsense网站。
*1 - IC: Integrated Circuit(集成电路)的缩写，它是指一组位于单个芯片上，由晶体管、二极管、电阻和电容等元件组成的电子电路。
*2 - ASIC: Application Specific Integrated Circuit(专用集成电路)的缩写，它是指一种针对特定用途而整合了诸多功能的 IC。
*3 - 混合信号 IC: 一种在单个芯片上处理模拟和数字信号的半导体电路。
*4 - ISO 13485: 一项国际公认的、专门面向医疗设备的质量管理体系标准。与ISO 9001相比，在文档记录、质量管理实践和风险管理等方面的要求要全面得多。它是确保医疗设备质量、可靠性和安全性的基础。
