Utilisation de systèmes d'abaissement fréquentiel - NOEL ...

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___________________________________________________________________________ Utilisation de systèmes d'abaissement fréquentiel chez les patients atteints de surdité asymétrique et influence sur la qualité de vie. ___________________________________________________________________________ Mémoire de fin d'étude en vue de l'obtention du DIPLÔME D'ETAT D'AUDIOPROTHÉSISTE Par Sébastien NOEL Maître de mémoire : M. Christophe MICHEYL Promotion 2020

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Utilisation de systèmes d'abaissement fréquentiel chez les patients atteints de surdité asymétrique et

influence sur la qualité de vie. ___________________________________________________________________________

Mémoire de fin d'étude en vue de l'obtention du DIPLÔME D'ETAT D'AUDIOPROTHÉSISTE

Par Sébastien NOEL

Maître de mémoire : M. Christophe MICHEYL Promotion 2020

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Remerciements

Je ne peux que commencer ces remerciements par mon maître de mémoire, M. Christophe Micheyl. Je vous remercie pour avoir été présent du début à la fin de ce travail, pour m'avoir accordé autant de temps, pour vos précieux conseils et votre soutient. Mais je retiendrai aussi votre gentillesse et votre bienveillance. C'était un honneur de travailler avec vous et j'espère que nous pourrons à nouveau échanger au sujet de futurs projets.

Un grand merci à toi Jocelyn pour m'avoir si bien accueilli et pour m'avoir mis dans les meilleures conditions possibles pour ce travail. Je me souviendrai aussi de nos petites discussions mécaniques et automobiles.

Merci à Alan Jovanovic et Arnaud Vial pour leurs présentations ainsi que pour m'avoir confié leur matériel. Sans oublier Éric Wager qui m'a soutenu et pris du temps pour m'aider à concrétiser ce projet dès ses débuts.

Je tiens à remercier l'ensemble des patients qui avaient accepté de prendre part à ce mémoire.

Je veux profiter de cette rédaction pour remercier ma famille, Claire et Robert, et mes amis qui ont toujours été là pour me soutenir dans la conception de ce mémoire évidemment, mais aussi tout au long de mon parcours.

J'ai une pensée également pour toutes les personnes que j'ai pu rencontrer pendant mon cursus et mes différents stages, elles m'ont permis d'apprendre, m'ont motivé à aller au bout de mes idées et ont indirectement contribuée à ce travail.

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Déclaration de non-plagiat

Je soussigné Sébastien NOEL (N° étudiant 21 70 69 92) inscrit à l'examen conduisant à la délivrance du diplôme d'État d'audioprothésiste, certifie sur l'honneur être pleinement conscient que le plagiat de documents ou d'une partie d'un document publié sur toutes formes de supports, y compris électronique, constitue une violation des droits d'auteur ainsi qu'une fraude caractérisée (Articles L335-2 et L335-3)

Je déclare être que dans le cas où un plagiat serait constaté dans un de mes travaux écrits, celui-ci conduirait à la nullité de l'examen et serait passible de sanctions pénales.

En conséquence, je m'engage à citer toutes les sources que j'ai utilisées pour produire et écrire ce document.

Fait à Toulouse, le 5 septembre 2020.

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Table des matières : 1. Introduction ...................................................................................................................... 1

1.1 Les méthodes d'abaissement fréquentiel ................................................................. 2

1.1.1 Compression fréquentielle non linéaire : Compression fréquentielle 2 ........... 3

1.1.2 La duplication fréquentielle : Spectral iQ .......................................................... 5

1.2 Perception de la hauteur tonale, diplacousie binaurale et fusion binaurale de l'information ......................................................................................................................... 7

1.3 Questionnaires Speech Spatial and Qualities (SSQ) et SSQ 15 .................................. 7

2. Matériel et Méthode ........................................................................................................ 8

2.1 Population ................................................................................................................. 8

2.2 Matériel ..................................................................................................................... 8

2.3 Protocole ................................................................................................................... 9

2.4 Calibration du matériel vocal .................................................................................. 10

2.5 Matériel statistique ................................................................................................. 11

3. Résultats ......................................................................................................................... 11

4. Discussion ....................................................................................................................... 12

5. Conclusion ....................................................................................................................... 15

6. Annexes ........................................................................................................................... 16

7. Bibliographie ................................................................................................................... 17

8. Résumé ........................................................................................................................... 21

9. Abstract ........................................................................................................................... 22

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Table des figures : Figure 1 Illustration de la transposition fréquentielle linéaire. ................................................ 3

Figure 2 Illustration de la recomposition fréquentielle. ........................................................... 3

Figure 3 Illustration de la compression fréquentielle non linéaire. .......................................... 4

Figure 4 Spectrogramme d'un signal (panneau A) et représentation de ce même signal avec application de NLFC (panneau B). ............................................................................................. 4

Figure 5 Illustration du fonctionnement de SoundRecover 2 (système identique à la Compression fréquentielle 2). .................................................................................................. 5

Figure 6 Illustration de la duplication fréquentielle. ................................................................. 5

Figure 7 Illustration du fonctionnement de Spectral iQ. .......................................................... 6

Figure 8 Spectrogrammes représentants l'effet de la duplication fréquentielle. ..................... 6

Figure 9 Exemple de question du questionnaire SSQ français. ................................................. 7

Figure 10 Pertes tonales moyennes et différence interaurale. ................................................ 8

Figure 11 Réponse d'aide auditive Muse iQ 2400 à un signal d’entrée SSN envoyé via le streamer. ................................................................................................................................ 11

Figure 12 Représentation de la fréquence minimale d'application de l'AF en fonction de la moyenne des seuils de 2 à 8kHz. ............................................................................................ 13

Table des tableaux : Tableau 1 Ordres de passation des conditions de test. .......................................................... 10

Tableau 2 Synthèse des différentes conditions de test. ......................................................... 10

Table des annexes : Annexe 1 Exemple feuille réponse pour test de perception de la parole. .............................. 16

Annexe 2 Représentation de la fréquence minimale d'application de l'AF en fonction de la perte tonale moyenne. ........................................................................................................... 16

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1. Introduction L'audition binaurale est une propriété fondamentale du système auditif humain. Elle

se caractérise par le fait d'entendre avec deux oreilles fonctionnelles et dépendantes l'une de l'autre. Le cerveau fusionne et compare les informations brutes provenant des deux cochlées, notamment au niveau des complexes olivaires, en exploitant les informations relatives à l'intensité et au temps - avec les différences interaurales d'intensité (ILD) et de temps (ITD) - ainsi qu'à la fréquence (Avan et al., 2015). Ces mécanismes favorisent l'écoute en milieu bruyant et la localisation spatiale dans le plan horizontal (Avan et al., 2015; Cherry, 1953).

La presbyacousie est la pathologie auditive de l'adulte la plus commune (Bouccara et al., 2005); il s'agit d'une surdité de perception bilatérale à prédominance sur les hautes fréquences liée au vieillissement physio-morphologique du système auditif périphérique. Elle a pour conséquence une diminution de la sélectivité fréquentielle (Baer and Moore, 1993; Gaeth and Norris, 1965; Patterson et al., 1982) qui induit une dégradation de la compréhension et en particulier dans les milieux bruyants (Bouccara et al., 2005).

Pour les patients ayant une atteinte trop importante de ces hautes fréquences, où l'amplification conventionnelle n'est pas suffisante, les fabricants d'aides auditives ont développé des systèmes d'abaissement fréquentiel (AF). Ils ont comme objectif de faire percevoir des indices aigus importants de la parole en les faisant entendre au patient dans une zone fréquentielle où son audibilité est meilleure (zones fréquentielles plus basses). Ces systèmes sont présents depuis de nombreuses années, bien que les premiers essais avançaient des résultats non favorables (Braida et al., 1979; Simpson, 2009). De nos jours les technologies ayant évoluées les techniques d'AF améliorent la perception de la parole des patients appareillés (Glista et al., 2009; McCreery et al., 2014; Simpson, 2009).

Certains patients ont une audition différente entre les deux oreilles qui induit une altération de leurs fonctions binaurales. Le déséquilibre entre les deux oreilles limite leur dépendance fonctionnelle et la capacité des patients à localiser une source sonore se retrouve dégradée (Vannson et al., 2015).

La surdité asymétrique est définie de différentes manières en fonction des auteurs ; elle se décrit comme une différence de perte auditive tonale moyenne (calculée sur les fréquences 500, 1000, 2000 et 4000Hz) de plus de 10dB HL (Noble and Gatehouse, 2004), mais d'autres auteurs la définissent par une différence supérieure à 20dB HL (Pittman and Stelmachowicz, 2003) ou encore comme une différence supérieure à 15dB HL (Cousins and Prasad, 2008; Sabini and Sclafani, 2000). Ce phénomène concernerait, selon certains auteurs, jusqu'à un tiers des patients déficients auditifs (Noble and Gatehouse, 2004). Cette différence des seuils liminaires induit pour ces patients des difficultés de localisation dans le plan horizontal (Noble and Gatehouse, 2004). Plusieurs études mettent en exergue des difficultés accrues de compréhension dans le bruit par rapport aux normo-entendants (NE) (Vannson et al., 2015; Wie et al., 2010). Il a été montré qu'une surdité asymétrique affecte négativement la qualité de vie des patients enfants et adultes (Borton et al., 2010; Roland et al., 2016; Vannson et al., 2015) en utilisant, par exemple, le questionnaire Speech Spatial and Qualities (SSQ).

Certaines recommandations générales concernant le réglage d'AF ont déjà été exposées (Scollie et al., n.d.). Des précautions sont à prendre ; comme s'assurer que l'amplification conventionnelle suffit, vérifier les niveaux de sorties maximums des appareils,

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puis ajuster les réglages à partir des préconisations du fabricant. Il est nécessaire de limiter tout recouvrement fréquentiel.

Bien qu'il existe des pistes concernant l'utilisation des systèmes d'AF pour les patients ayant une surdité asymétrique, il n'y a pas de recommandation définie. Quand nous sommes face à une surdité bilatérale, symétrique, il semble évident que les paramètres d'AF seront appliqués de la même manière pour chaque oreille. Mais cette évidence n'est plus de mise face aux surdités asymétriques. Nous pouvons nous poser la question de l'intégration et la fusion binaurale de l'information provenant de chaque oreille si les signaux venaient à différer.

Le phénomène qui évoque, pour une stimulation diotique, une représentation qui est différente entre l'oreille droite et l'oreille gauche s'appelle la diplacousie binaurale. Cette diplacousie a été mise en avant de manière régulière chez les patients atteints de surdité et ponctuellement chez les NE (Gaeth and Norris, 1965; Robinson and Gaeth, 1975). Ce phénomène a été étudié chez les sujets ayant une surdité asymétrique ; il a été mis en avant que plus l'asymétrie était importante, plus la diplacousie est importante (Colin et al., 2016). De manière antagoniste à la diplacousie, nous pouvons décrire la fusion binaurale comme étant une perception d'une "image auditive" unique lors de la présentation de deux stimuli différents de manière dichotique (Reiss et al., 2017). Ainsi, si l'étendue de la diplacousie est plus petite que celle de la fusion binaurale, aucun effet délétère ne devrait être perçu par le patient.

C'est pour cela que nous souhaitons investiguer différentes manières d'appliquer l'AF pour ces patients ayant une surdité asymétrique et, enfin, étudier ces méthodes en considérant les résultats de perception de la parole ainsi que l'impact subjectif sur la qualité de vie. Nous pouvons formuler 4 hypothèses :

• (1) : L'utilisation de l'AF réglé oreille par oreille améliore la perception de la parole et améliore la qualité de vie des patients

• (2) : L'utilisation de l'AF réglé oreille par oreille améliore la perception de la parole et détériore la qualité de vie des patients

• (3) : L'utilisation de l'AF réglé de manière identique sur chaque oreille améliore la perception de la parole et améliore la qualité de vie des patients

• (4) : L'utilisation de l'AF réglé de manière identique sur chaque oreille améliore la perception de la parole et détériore la qualité de vie des patients

En 2013, une étude similaire au format que nous souhaitons réaliser a examiné l'effet de la compression fréquentielle non linéaire (NLFC) chez une population similaire à celle de notre travail. Il était question de comparer l'AF de manière monaurale, bilatérale ou désactivée. Des améliorations significatives étaient révélées pour les conditions en présence d'AF, mais sans différence significative entre les conditions binaurale ou monaurale (John et al., 2013). Nous discuterons de ces résultats dans la suite de ce travail.

1.1 Les méthodes d'abaissement fréquentiel

Cette partie a pour but de décrire les différents systèmes d'AF existants, que nous retrouvons ou non dans les aides auditives actuelles.

Le vocodeur est un système créé par Dudley (1940) (à l'origine pour les systèmes de télécommunication) qui décompose le signal d'entrée en plusieurs bandes fréquentielles qui peuvent être modifiées : les bandes de hautes fréquences peuvent être retravaillées pour

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correspondre à des fréquences plus basses. Il n'existe pas d'application commerciale du vocodeur en tant qu'AF.

Le Slow Playback est une méthode qui consiste à enregistrer le signal d'entré et à réduire la vitesse de diffusion, résultant à une longueur d'onde du signal de sortie allongée et donc une fréquence plus basse. Le principal point négatif de ce système est la désynchronisation entre le signal d'entré et de sorti (Beasley et al., 1976; Bennett and Byers, 1967).

Les technologies d'AF disponibles dans les aides auditives actuelles sont diverses dans leur philosophie de fonctionnement :

La transposition fréquentielle linéaire, que l'on retrouve de nos jours dans les aides auditives Widex, consiste à transférer les fréquences aigües dans une zone fréquentielle plus basse : un chevauchement est créé. Le terme "linéaire" indique que la répartition fréquentielle de la partie transposée reste inchangée, voir figure 1. Nous retrouvions déjà se système dans les appareils Oticon dans les années 1960 (Johansson, 1961).

Figure 1 Illustration de la transposition fréquentielle linéaire.

Extrait de présentation d'Oticon

La seconde technologie d'AF est celle proposée par Oticon est appelée "recomposition fréquentielle". L'intérêt de cette technologie est de reconstituer, en 2 ou 3 segments, la partie aigüe du signal dans une zone fréquentielle plus basse, voir figure 2.

Figure 2 Illustration de la recomposition fréquentielle.

Extrait de présentation d'Oticon

Dans le cadre de ce mémoire, nous allons utiliser des appareils de marque Unitron et Starkey, qui ont des algorithmes d'AF propres : la compression fréquentielle non linéaire (NLFC) Compression Fréquentielle 2 et la duplication fréquentielle Spectral iQ respectivement.

1.1.1 Compression fréquentielle non linéaire : Compression fréquentielle 2

La NLFC a pour principe de décaler les fréquences aigües que le patient ne perçoit plus vers une zone où son audibilité est meilleure. L'énergie présente dans les hautes fréquences

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est compressée tandis que la bande fréquentielle en-dessous de la fréquence de coupure (Fc) est inchangée, voir figure 3.

Figure 3 Illustration de la compression fréquentielle non linéaire.

Extrait de présentation d'Oticon

Contrairement à la transposition fréquentielle, par exemple, la NLFC n'induit pas d'effet de chevauchement. L'un des atouts de cette méthode est la conservation des indices de plus basses fréquences (tels que la fréquence fondamentale). Si nous comparons le spectrogramme d'un signal et de ce même signal avec NLFC nous obtenons ceci :

Figure 4 Spectrogramme d'un signal (panneau A) et représentation de ce même signal avec application de NLFC

(panneau B).

Extrait de Spectral iQ : améliorer l'audibilité des fréquences aigües par Jason A. Galster

Nous remarquons sur cette figure 4. que la bande passante du signal d'entrée est réduite et que l'information du rectangle blanc du panneau A correspond à l'information du rectangle blanc du panneau B.

Plusieurs études ont mis en avant une amélioration de l'intelligibilité de la parole que ce soit dans le calme (Scollie et al., n.d.) ou dans le bruit (Bohnert et al., 2010) avec l'utilisation de NLFC.

Les aides auditives actuelles Unitron utilisent la version 2 de l'algorithme Compression Fréquentielle qui se différencie de la version 1 par l'ajout d'une deuxième fréquence de coupure ainsi qu'une compression adaptative. Le traitement du signal dépendra de l'analyse du signal d'entrée faite par l'appareil, voir figure 5.

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Figure 5 Illustration du fonctionnement de SoundRecover 2 (système identique à la Compression fréquentielle

2).

Extrait de "Compression fréquentielle, SoundRecover version 2 : Quelles avancées en terme d’intelligibilité ́?" de Clémence Richou

Sur cette figure 5. nous visualisons la répartition énergétique sans NLFC sur la première ligne, sur la deuxième ligne l'utilisation de NLFC avec une fréquence de coupure unique, et les deux dernières lignes nous présentent le comportement de la Compression Fréquentielle 2 en fonction d'un signal plutôt aigu ou grave. La fréquence de coupure 1 (ici appelée CT1) sera utilisée pour les consonnes, entrée plus aiguë, et la fréquence de coupure 2 (ici appelée CT2) pour les voyelles, entrée plus grave, (Richou, 2017).

1.1.2 La duplication fréquentielle : Spectral iQ

Le choix privilégié par la société Starkey en termes d'AF est celui de la duplication fréquentielle, nommée Spectral iQ. Cette technologie a pour principe de restaurer l'audibilité des fréquences aigües, principe général de l'AF, tout en conservant l'intégralité de la bande passante du signal d'entrée. L'aide auditive enregistre, analyse et classifie les caractéristiques spectrales du signal d'entrée, pour en extraire les informations des hautes fréquences. Une fois identifiés, le processeur va reproduire en temps réel ces indices à une fréquence plus basse.

Figure 6 Illustration de la duplication fréquentielle.

Extrait de présentation d'Oticon

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Figure 7 Illustration du fonctionnement de Spectral iQ.

Le panneau A représentant le signal d'entrée annoté de 1 (basse fréquence) à 6 (haute fréquence), le panneau B illustre le signal de sortie lorsque l'algorithme détecte des informations aigües (/s/) reproduites en temps réel à une fréquence inférieure, le panneau C présente Spectral iQ sans indice acoustique aigu, extrait de Spectral iQ :

améliorer l'audibilité des fréquences aigües par Jason A. Galster

Si on analyse deux spectrogrammes du même signal avec et sans duplication fréquentielle nous obtenons :

Figure 8 Spectrogrammes représentants l'effet de la duplication fréquentielle.

Le panneau A illustre le signal d'entrée et le panneau B le signal de sortie où l'on remarque dans le rectangle blanc une accentuation de l'énergie à plus basse fréquence tout en conservant la bande passante du signal d'entrée inchangée. Extrait de Spectral iQ : améliorer l'audibilité des fréquences aigües par Jason A. Galster

L'utilisation de la duplication fréquentielle montre une amélioration de la perception de la parole dans le silence (Galster et al., 2011).

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1.2 Perception de la hauteur tonale, diplacousie binaurale et fusion binaurale de l'information

Pour aborder le sujet que nous traitons, avec les considérations en termes de hauteur et de représentation de celle-ci, nous devons introduire les notions de perception de hauteur, diplacousie binaurale et fusion binaurale de l'information.

Lorsque la cochlée est stimulée par une source sonore externe, différentes fréquences stimuleront différentes régions de l'organe sensorielle, c'est ce que l'on appelle la tonotopie. Cette répartition fréquentielle continue tout au long des voies auditives centrales et du cortex auditif (Oxenham, 2012).

Cette théorie purement tonotopique s'oppose à la théorie purement temporelle, pour laquelle la perception de la hauteur d'un son est basée sur la périodicité des décharges des fibres du nerf auditif suite à une stimulation (Cariani and Delgutte, 1996).

La diplacousie binaurale est une anomalie de perception de hauteur où le même son pur est perçu différemment dans l'oreille gauche et l'oreille droite d'un même sujet. L'origine de cet effet s'inscrit dans ce débat entre la théorie temporelle et celle de la place dans le codage de la hauteur (Colin et al., 2016). Il a été montré que les surdités neurosensorielles pouvaient provoquer un décalage tonotopique suite aux dommages cochléaires (Colin et al., 2016; Henry et al., 2016) et orienterait l'origine de la diplacousie, chez les malentendants, vers un phénomène plutôt tonotopique que purement temporel.

La fusion binaurale de l'information est, comme mentionné en introduction, l'effet qui décrit la perception d'une unique image auditive pour deux stimuli différents dans chaque oreille (Reiss et al., 2017). La fusion binaurale, appelée hauteur virtuelle par certains auteurs, résulte de l'activation d'aires corticales plus médianes, différentes lors de la présentation de mêmes signaux de manière unilatérale ou bilatérale. Cet effet est similaire à la différence entre un son pur et complexe présenté dans la même oreille et qui activent des zones corticales différentes (Pantev et al., 1996; van den Brink et al., 1976).

1.3 Questionnaires Speech Spatial and Qualities (SSQ) et SSQ 15

Le SSQ (Gatehouse and Noble, 2004) permet d'étudier le retentissement de la surdité en fonction de plusieurs domaines : la discrimination de la parole (14 items), l'audition spatiale (17 items) et la qualité sonore (18 items) soit 49 items au total. Le SSQ permet l'analyse de qualité en fonction de scène auditive et en tenant compte de l'écoute binaurale.

Pour chaque question, la notation se fait via une échelle graduée de 0 à 10, pour laquelle 0 indique l'incapacité totale de l'action décrite et 10 indique que le patient est parfaitement capable de l'effectuer. Voici si dessous, en figure 9, un exemple de question dans la version traduite et validée du SSQ en français (Moulin et al., 2015) :

Figure 9 Exemple de question du questionnaire SSQ français.

Une version courte du SSQ a été adaptée par la même équipe, Moulin et al. (2018), ramenant le nombre d'items à 15, soit 5 par partie, appelé SSQ 15. Il présente plusieurs avantages ; un temps de passation réduit, une plus grande discrimination entre les sujets normo-entendants

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et malentendants et la sous échelle "Spatial" offre une sensibilité accrue à l'asymétrie gauche / droite de la perte tonale moyenne.

2. Matériel et Méthode

2.1 Population

Nous réaliserons notre étude avec 28 patients adultes volontaires (14 femmes et 14 hommes, d'âge moyen de 70,4 ans allant de 45 à 88 ans), ayant une surdité asymétrique à prédominance sur les fréquences aigües. L'asymétrie étant définie comme une différence de perte tonale moyenne (PTA, moyenne des seuils tonals liminaires sur les fréquences 500, 1000, 2000 et 4000Hz) supérieure à 15dB HL entre l'oreille présentant la PTA la plus faible que nous appellerons "Oreille de référence" ou Oref et l'oreille controlatérale que nous appellerons "Oreille controlatérale" ou Ocontro. Notre population a une PTA moyenne pour Oref de 43,26 dB HL (Écart-type = 9,85) et 65,85 dB HL (Écart-type = 13,21) pour Ocontro, soit une différence interaurale moyenne de 22,59 dB (Écart-type = 6,91).

Nous souhaitons qu'ils soient appareillés depuis au moins 6 mois, avec des aides auditives de marque Starkey ou Unitron, pour que l'on puisse se concentrer uniquement sur les effets de l'AF.

Figure 10 Pertes tonales moyennes et différence interaurale.

2.2 Matériel

Les mesures et essais seront réalisés au sein des laboratoires Audition Merlet. L'audiomètre utilisé pour l'audiométrie tonale est un Astera 2 de la marque Otometrics.

Les appareils des patients seront associés aux streamers Unitron (uTv avec un uDirect 3 pour les appareils de génération Tempus et TV Connector pour les appareils de génération Discover) et Starkey (Surfink pour les appareils Muse et TV streamer pour les appareils Livio) pour diffusion des listes de logatomes.

Ces listes, enregistré sur le poste, étaient lues avec le logiciel Audacity via une carte son externe Sound Blaster Play!3.

Pert

e to

nele

moy

enne

(dB

HL)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

PTA Oref PTA Ocontro Différence interaurale

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Les listes de logatomes sont extraites du "Oldenburg Logatome Speech Corpus" (Wesker et al., 2005) originalement crées pour des comparaisons de performance entre les systèmes de reconnaissance automatique de la parole et l'Homme. Elles sont composées de 13 logatomes, de type VCV (exemple : /asa/) énoncés avec une voix féminine ou masculine dont la prosodie varie.

2.3 Protocole

Les patients sont convoqués pour un rendez-vous, d'environ une heure, dédié à la réalisation des essais et des tests.

En amont, les réglages d'AF permettant de tester les différentes conditions seront préparés suivant la préconisation fabricant pour chaque oreille indépendamment l'une de l'autre. Nous notons que le logiciel Unitron propose systématiquement, en présence de surdité asymétrique, un réglage d'AF identique à chaque oreille, basé sur Oref contrairement au logiciel Starkey.

Pour répondre à la problématique posée, nous proposons le protocole suivant lors duquel nous évaluerons la qualité de vie du patient à l'aide du questionnaire SSQ15 et les performances du patient en termes de perception de la parole de manière monaurale puis binaurale. Les tests monauraux ont comme objectif de définir la condition qui apporte la meilleure perception pour que cette condition soit utilisée dans les conditions binaurales.

Lors du rendez-vous avec le patient :

• Une première administration du SSQ15 est réalisée ; • Vérification des seuils liminaires tonals du patient, précédée d'une otoscopie, sur

l'ensemble des fréquences de 125Hz à 8kHz suivant la méthode Hughson et Westlake ("5 up, 10 down") ;

• Évaluation de la perception de la parole pour chaque condition (voir tableau 2 ci-dessous) :

o Nous diffusons les listes de 13 logatomes via le streamer associé aux appareils du patient, nous lui demandons de répéter ce qu'il a entendu et le phonème énoncé est indiqué sur la feuille Excel de réponse (voir Annexe 1),

o Une liste d'entrainement est diffusée pour familiariser le patient aux logatomes,

o Un score est indiqué par liste, o Pour chaque condition, 4 listes sont nécessaires pour établir un score, o Pour les différents patients, nous allons tester les conditions dans 2 ordres

distincts pour limiter l'effet d'entrainement :

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Ordre 1 Ordre 2

Condition 1 Condition 2

Condition3 Condition 4

Condition 5 Condition 7

Condition 7 Condition 1

Condition 2 Condition 3

Condition 4 Condition 5

Condition 6 Condition 6 Tableau 1 Ordres de passation des conditions de test.

• Application de la condition ayant apporté le meilleur score pour une durée de 2 semaines ;

• Nouvelle administration du SSQ15 et nous demandons au patient s'il souhaite conserver ce réglage ou revenir au réglage qu'il avait avant les tests.

Oreille de référence Oreille controlatérale

Condition 1 : Pas d'AF Condition 2 : AF Condition 3 : Pas d'AF Condition 4 : AF

Conservation du réglage avec meilleurs scores Conservation du réglage avec meilleurs scores

Stimulation binaurale :

Condition 5 : Pas d'AF

Condition 6 : Avec meilleur réglage Oref et Ocontro

Condition 7 : Avec même réglage des 2 cotés Tableau 2 Synthèse des différentes conditions de test.

2.4 Calibration du matériel vocal

Nous souhaitons diffuser les listes de matériel vocal via les différents streamers, l'objectif étant de simuler l'émission des signaux à un niveau de 65dB SPL en champ libre à 1 mètre. Nous avons décidé fixer le niveau à 65dB SPL pour être compris entre un niveau de voix normal, 60dB SPL, et un niveau de voix soutenu, 70dB SPL (Cox and Moore, 1988). Afin de vérifier les niveaux de diffusion, nous avons réglé les appareils avec un gain d'insertion plat de 0dB avec lesquels nous avons diffusé un bruit Speech Spectrum Noise (SSN) via le streamer associé. Nous avons réalisé ceci sur une chaine de mesure Aurical HIT d'Otometrics dans l'onglet "Freestyle".

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Dans un premier temps nous avons exporté dans un tableur Excel les données, réponse en fréquence, recueillies par la chaine de mesure au coupleur 2cc pour les convertir en niveau équivalent au tympan puis en équivalent champ libre (Bentler and Pavlovic, 1989). En utilisant ces données nous avons défini les paramètres à utiliser sur la carte son et les différents dispositifs de diffusion, pour obtenir un niveau équivalent champ libre d'environ 65dB SPL.

Figure 11 Réponse d'aide auditive Muse iQ 2400 à un signal d’entrée SSN envoyé via le streamer.

Gain d’insertion simulé des aides auditives réglé à 0 dB sur toutes les fréquences, mesurée au coupleur en chaîne de mesure, convertie en niveau équivalent au tympan et en niveau équivalent en champ libre

Pour les différents dispositifs nous avons obtenu des niveaux en équivalent champ libre compris entre 66,3dB SPL et 67,6dB SPL. Nous avons gardé ces niveaux car ce sont les niveaux pour lesquels nous avons le moins d'écart entre les différents systèmes tout en étant proche, mais pas en dessous, d'un niveau de 65dB SPL. De plus si nous nous référons à la norme ANSI S3.6 nous sommes en dessous de la tolérance indiquée de ± 3dB. 1

2.5 Matériel statistique

Pour l'analyse des résultats de ces expérimentations, nous avions prévu d'utiliser un tableur Excel ainsi que je logiciel JASP (v. 0.10.2).

3. Résultats En raison de l'interruption prématurée du stage durant lequel nous devions réaliser nos

mesures, nous n'avons eu le temps de faire passer le protocole aux patients sélectionnés.

1 ANSI S3.6 (1996) Specification for audiometers. Revision of ANSI S3.6(1989) R1969.

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nsité

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Coupleur 2cc (dB SPL) Equivalent niveau au Tympan (dB SPL)

Equivalent niveau Champ Libre (dB SPL)

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Nous allons néanmoins discuter de divers éléments de réponses à la problématique posée en nous appuyant sur des données de la littérature.

4. Discussion La mise en place de ce protocole avait pour but d'apporter des éléments concernant la

manière d'appliquer les algorithmes d'AF chez les patients ayant une surdité asymétrique, à savoir s'il faut privilégier un réglage identique pour les deux oreilles, en se basant sur le réglage de l'oreille présentant la meilleure audition, ou s'il est préférable d'ajuster le réglage d'AF oreille par oreille.

L'une des solutions est donc d'apporter des réglages d'AF optimisés pour chaque oreille indépendamment l'une de l'autre et ainsi maximiser l'intelligibilité de chaque oreille. L'utilisation de l'AF et les résultats que l'on peut obtenir varient en fonction de l'importance de la perte auditive du sujet : plus la perte auditive est importante, plus nous pourrons attendre des effets positifs de l'AF (Glista et al., 2009; Gou et al., 2011; Miller et al., 2016). Ainsi en présence d'une perte auditive asymétrique, nous avons par définition pour l'Ocontro des seuils de perception plus important que pour Oref, l'apport de l'AF pour Ocontro pourrait être plus favorable avec des paramètres d'AF propre. Nous pourrions caractériser ces paramètres comme plus important (fréquence de coupure plus basse par exemple), plutôt que des paramètres adaptés à une perte, celle de Oref, plus légère et donc un AF moins important, voir figure 12 ci-dessous. Cette dernière représente les fréquences à partir de laquelle l'AF est appliqué (la fréquence basse de la zone cible de duplication chez Starkey et la fréquence à partir de laquelle la Compression fréquentielle 2 d'Unitron est appliquée), selon le préréglage fabricant, en fonction de la perte tonale moyenne des fréquences de 2 à 8kHz (nous avons représenté ces mêmes fréquences minimales d'AF en fonction de la PTA en annexe 2, nous ne voyons pas de réels différence due au critère d'inclusion spécifiant une surdité à prédominance aigue). Pour les deux fabricants, on constate que plus la perte augmente, plus la fréquence minimale d'application de l'AF diminue. On remarque également que la fréquence minimale de la zone cible de Spectral iQ est assez basse (2kHz au maximum) même pour les pertes les plus faibles contrairement à Unitron. Ces écarts peuvent s'expliquer par les différences, dans leur fonctionnement, de technologies : l'une réduisant la bande passante de sortie de l'appareil et pas l'autre (cf. parties 1.1.1 et 1.1.2). L'ensemble des paramètres d'AF, pour les deux fabricants, sont modifiables par l'audioprothésiste.

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Figure 12 Représentation de la fréquence minimale d'application de l'AF en fonction de la moyenne des seuils de

2 à 8kHz.

En faveur de ce réglage oreille par oreille nous pourrions faire l'analogie avec un équipement bimodal (implant cochléaire et aide auditive conventionnelle), que l'on considèrerait comme optimisé pour chaque oreille, qui présente de meilleurs résultats en termes de compréhension qu'une stimulation monaurale (Firszt, 2008; Potts et al., 2009).

Maintenant, en réglant l'AF de manière optimisé pour chaque oreille on risque de créer des différences de perception de hauteur entre les oreilles, assimilable à la diplacousie binaurale. Cela pourrait créer une sensation désagréable, voire un effet délétère en terme compréhension, pour les patients équipés d'aides auditives. Chez les ME la fusion binaurale de l'information a été mesurée à 1,7 ± 1,5 octaves chez le ME et jusque 4 octaves chez les patients avec un équipement bimodal, contre 0,17 ± 0,13 octaves chez le NE (Reiss et al., 2017), à noter que ces mesures ont été faites à des fréquences de références médiums, autour de 1000Hz. Si ce décalage de hauteur, cette diplacousie binaurale induite par l'AF, s'accroit, en restant inférieure à la plage de fusion binaurale du patient ME, l'image acoustique sera perçue comme une moyenne pondérée des signaux présentés à chaque oreille. Lorsque la fusion binaurale devient trop importante, des distorsions peuvent se produire laissant suggérer altération de la compréhension (Oh and Reiss, 2017; Reiss et al., 2018). Plusieurs effets peuvent être décrits en fonction de la taille de plage de fusion binaurale : chez les patients ME ayant une large plage de fusion binaurale, on peut observer une image perçue comme la moyenne des deux signaux ou des interférences, chez les patients avec une plage de fusion plus faible nous pouvons ne pas observer d'effet ou un effet d'oreille dominante, c'est à dire lorsque les résultats en condition binaurale ne sont pas significativement différents de ceux en condition monaural (Reiss et al., 2016). Si le décalage interaurale devient plus important que la plage de fusion binaurale du patient, ce dernier percevra deux images acoustiques distinctes. Il n'y a que très peu de données dans la littérature concernant la fusion binaurale de l'information et elles ne présentent pas de résultats concernant l'impact de ces différents effets sur la compréhension du patient. À savoir, la diplacousie binaurale que l'on

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Moyenne des seuils pour les fréquences de 2 à 8kHz (dB HL)Oref Unitron Ocontro Unitron Oref StarkeyOcontro Starkey Linéaire (Oref Unitron) Linéaire (Ocontro Unitron)Linéaire (Oref Starkey) Linéaire (Ocontro Starkey)

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peut considérer comme normale est de 1,5/16 octaves et nous retrouvons des décalages chez les patients ayant une surdité asymétrique allant jusqu'à ¼ d'octave (Colin et al., 2016), valeur qui reste inférieure à celles de fusion binaurale précédemment mentionnées. Dans ces situations, l'avis subjectif du patient peut être un indicateur important lors de l'application d'AF réglé oreille par oreille.

L'effet d'oreille dominante avait déjà été décrit auparavant, à savoir que l'Ocontro semble avoir un effet délétère sur la compréhension globale, Arkebauer et al. (1971) a testé chez une population de patient ayant une surdité asymétrique la compréhension en champ libre avec comme conditions : oreilles nues et Ocontro bouchée. Il a été mis en avant que lors de la condition avec Ocontro bouchée la compréhension des patients était meilleure qu'avec les oreilles nues.

Comparaison avec une étude similaire :

Nous avons mentionné en introduction l'étude de John et al. (2013), elle avait pour but d'évaluer les différences, chez 28 patients avec une surdité asymétrique (définie, pour cette étude, comme une différence interaurale supérieure à 15dB pour 3 des 4 fréquences : 2k, 3k, 4k et 6kHz), entre une NLFC binaurale (même réglage d'AF basé sur la meilleure oreille), monaurale (réglage d'AF oreille par oreille) ou désactivée. Les points testés lors de cette étude étaient : la perception de phonème, la compréhension dans le bruit ainsi que la qualité de vie avec le questionnaire SSQ. Il a été montré une amélioration significative pour les différentes épreuves entre la NLFC activée et désactivée mais pas de différence significative entre les conditions monaurales et binaurales.

Il faut noter que pour notre étude nous avons voulu comparer les différentes conditions d'AF en général en incluant deux algorithmes différents dans leur fonctionnement : celle du Spectral iQ qui conserve la même bande passante en entrée et en sortie, en représentant l'information aigue à une fréquence plus basse, et celle de la compression fréquentielle 2 qui réduit la bande passante en la comprimant, des résultats différents en fonction de la technologie sont prévisibles.

Pistes d'amélioration du protocole : Lors de la réflexion autour de la conception du protocole nous nous sommes posé les

questions de savoir quelle(s) condition(s) nous allons tester avec nos patients et pendant combien temps, les données sur l'effet de l'acclimatation de l'AF étant variées :

• Glista et al. (2012) indique que les variations de résultats, sur une population d'enfant, au cours du temps n'était pas systématiquement retrouvée, indiquant que l'acclimatation peut être sujet-dépendant.

• Certains auteurs indiquent qu'une période pouvant s'étendre jusqu'à 6 mois pouvait être observée (Auriemmo et al., 2009; Kuk et al., 2009; Wolfe et al., 2010).

• Tandis que pour d'autres auteurs, aucun effet d'acclimatation n'était observé (Dawes et al., 2014; McDermott and Dean, 2000)

La période dédiée à la mise en place du protocole et la passation des tests étant limitée, nous avons décidé de se limiter à une unique période d'essais de 15 jours avec le réglage pour lequel le patient a obtenu les meilleurs résultats aux tests. Il peut être intéressant d'évaluer à l'aide du SSQ 15 les différentes manières d'appliquer l'AF.

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Il pourrait être également intéressant d'ajouter un test de compréhension dans le bruit et de localisation qui utilisent l'analyse des indices binauraux de temps et d'intensité (ITD pour fréquences inférieures à 1500Hz et ILD pour celles supérieures à 1500Hz) (Avan et al., 2015; Loiselle et al., 2016) pour voir d'éventuelles variations induites par l'utilisation de l'AF mais nous avons décidé de nous concentrer uniquement sur la perception de la parole et suivre ces points via le questionnaire SSQ15.

5. Conclusion L'utilisation de l'AF de manière optimisée pour chaque oreille, chez les patients ayant une

surdité asymétrique, est une piste à explorer dans leur prise en charge prothétique pour l'amélioration de leur compréhension. Néanmoins, la vérification qu'aucun effet délétère sur la compréhension ne soit induit par ces réglages et la prise en compte de l'avis subjectif du patient seront primordiaux dans leur application.

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6. Annexes

Annexe 1 Exemple feuille réponse pour test de perception de la parole.

Annexe 2 Représentation de la fréquence minimale d'application de l'AF en fonction de la perte tonale moyenne.

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PTA (dB HL)

Oref Unitron Ocontro Unitron

Oref Starkey Ocontro Starkey

Linéaire (Oref Unitron) Linéaire (Ocontro Unitron)

Linéaire (Oref Starkey) Linéaire (Ocontro Starkey)

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8. Résumé L'objectif principal de cette étude était d'investiguer différentes manières d'utiliser des technologies d'abaissement fréquentiel (Spectral iQ et Compression fréquentielle 2) chez les patients ayant une surdité asymétrique en utilisant un test de perception de la parole et le questionnaire de qualité de vie SSQ15.

Nous voulions tester ces algorithmes soit réglés de la même manière pour les deux oreilles, basé sur l'oreille ayant la meilleure audition, ou réglés oreille par oreille.

Nous avons conçu un protocole permettant de d'évaluer les performances des patients avec les différentes conditions de test.

Le réglage oreille par oreille est une piste d'amélioration de la compréhension de ces patients, néanmoins les données de la littérature sur la fusion binaurale de l'information nous impose un contrôle de l'application de ces algorithmes avec l'avis subjectif du patient.

Mots clés : Abaissement fréquentiel, compression fréquentiel, duplication fréquentiel, surdité asymétrique, aide auditive

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9. Abstract The main aim of this study was to investigate several ways to apply lowering frequency algorithms (Spectral iQ and Compression fréquentielle 2) for patient who has asymmetrical hearing loss using speech perception test and the life quality questionnaire SSQ15.

We wanted to test a setup with binaural algorithm based on the better ear and an ear by ear setting.

We created a protocol that allows us to evaluate performance of our patients with the different conditions.

The ear by ear setting could be an improvement for these patients, but data from literature on the binaural fusion imposes us to control the application of these algorithms with the subjective feeling of the patient.

Key words: Frequency lowering, frequency compression, duplication, asymmetric hearing loss, hearing aid