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Submitted on 1 Jan 1990
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INTELLIGIBILITÉ DE LA PAROLE AVEC IMPLANT COCHLÉAIRE MULTICANAUX ET
DISCRIMINATIONS TEMPORELLES
Y. Cazals, M. Pelizzone, A. Kasper, P. Montandon
To cite this version:
Y. Cazals, M. Pelizzone, A. Kasper, P. Montandon. INTELLIGIBILITÉ DE LA PAROLE AVEC
IMPLANT COCHLÉAIRE MULTICANAUX ET DISCRIMINATIONS TEMPORELLES. Journal de
Physique Colloques, 1990, 51 (C2), pp.C2-471-C2-474. �10.1051/jphyscol:19902110�. �jpa-00230391�
INTELLIGIBILITÉ DE LA PAROLE AVEC IMPLANT COCHLÉAIRE MULTICANAUX ET DISCRIMINATIONS TEMPORELLES
Y. CAZALS, M. PELIZZONE*, A. KASPER* et P. MONTANDON*
Laboratoire d'Audiologie Expérimentale, Inserm Unité 229, Université de Bordeaux II, Hôpital Pellegrin, Place Amélie Raba-Léon, F-33076
Bordeaux, France
* Service ORL, Hôpital Cantonal Universitaire, Genève, Suisse
Résumé
Afin de mieux comprendre les raisons du succès ou de l'insuccès d'un implant cochléaire pour un patient donné il est nécessaire d'analyser les performances psychophysiques élémentaires en relation avec la perception de la parole. Dans cette perspective on a étudié chez cinq patients porteurs d'un implant intracochléaire multicanaux leurs capacités d'analyse temporelle et de perception consonantique. Les mesures d'analyse temporelle ont été la détection d'un silence dans un bruit ainsi que la détection d'un intervalle entre deux clics, pour la reconnaissance des consonnes on a établi une matrice de confusion sur douze consonnes, communes aux langues européennes, les consonnes étaient intervocaliques dans le contexte a (aCa). Les résultats ont indiqué une corrélation entre la résolution temporelle pour deux clics sur l'électrode de la base de la cochlée et l'identification du lieu d'articulation des consonnes. De telles informations devraient pouvoir être prises en compte pour une adaptation individuelle de la stratégie de codage par implant cochléaire.
Introduction
La réhabilitation des sourds totaux par implant cochléaire progresse considérablement depuis plusieurs années et des systèmes à multicanaux ont nettement montré leur supériorité (1,2,3,4,5). Cependant il reste impossible de pronostiquer le succès de l'implant pour un patient donné, et on ne connaît pas non plus précisément les raisons du succès ou de l'insuccès d'un système d'implant. En effet de nombreux paramètres restent pour chaque patient largement inconnus comme par exemple l'état fonctionnel des fibres du nerf auditif, la propagation des courants électriques
Summary
In order to better understand the reasons for success or failure of a cochlear implant system for a given patient it appears necessary to analyse the basic psychophysical capacities in relation with speech perception. In this perspective we have studied in five patients with an intracochlear multichannel implant their capacities of temporal analysis and their perception of consonants. For temporal analysis we have measured the detection of a silent gap in noise and that of an interval between two clicks, for consonant perception we have established a confusion matrix based on twelve consonants, common to european languages, they were presented as intervocalic in an a context (aCa). The results indicated a correlation between temporal resolution for two clicks at the basal electrode in the cochlea and the perception of place of articulation of consonants. Such informations would be worth taking into account for an individual adaptation of a coding strategy with a cochlear implant.
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:19902110
COLLOQUE DE PHYSIQUE
de stimulation, l'interaction entre électrodes ainsi que la connaissance précise des sensations auditives engendrées par les diverses formes d'onde des stimulations. L'objectif principal des implants cochléaires est de redonner au sourd total la possibilité de comprendre la parole idéalement sans même l'aide de la lecture labiale. On sait que pour rendre la parole intelligible il est nécéssaire de transmettre des informations spectrales changeant assez rapidement (6), cependant on sait aussi que les indices acoustiques sont partiellement redondants pour la perception de la parole et peuvent être employés différement par divers individus, en particulier les malentendants. Une meilleure connaissance des performances psychophysiques des sujets implantés spécialement en relation avec les caractéristiques acoustiques de la parole semble très souhaitable pour l'amélioration des stratégies de codage par implants cochléaires. Nous avons récement entrepris des études sur ce thème (7) et on présente ici quelques résultats obtenus.
Matériels et méthodes
Cinq sujets adultes devenus sourds ont été étudiés. Ils étaient tous porteurs d'un implant Symbion Ineraid qui comprend six électrodes intracochléaires dont quatre seulement sont utilisées par le processeur externe. L'existence d'un connecteur percutané a permis I'accés direct aux électrodes pour effectuer les mesures d e seuils absolus de perception ainsi que pour les tests d e discrimination temporelle. On a choisi pour chaque sujet d e mesurer les performances sur l'électrode la plus basale et la plus apicale des quatre utilisées. Les stimulations étaient envoyées à travers un générateur de courant isolé optiquement et étaient appliquées entre l'électrode testée et une référence située dans le muscle temporal ce qui est le mode d e fonctionnement normal du système d'implant. Pour les seuils absolus on a testé des fréquences à intervalle d'octave entre 50 et 4000 Hz. Pour les tests d'analyse temporelle on a utilisé un bruit blanc et des impulsions rectangulaires négatives d'une largeur de 100 microsecondes. Les stimulations de bruit interrompu et d e clics ont été présentées à un niveau confortable. La t$che d u sujet était d e détecter un silence pour le bruit interrompu et de détecter le changement de sensation de "toc" à
"troc" pour les deux clics successifs. Le test de reconnaissance des consonnes, basé sur des enregistrements sur cassette vidéo mis a u point à I'university college de Londres, comportait les consonnes b,p,d,t,g,k,f,v,s,z,m et n, présentées aléatoirement toujours en position intervocalique (aCa). 11 a été présenté à travers le processeur normalement utilisé par les sujets, en champ libre à un niveau d'environ 80 dBA à l'entrée du processeur. Chaque sujet a été testé avec une voix d'homme et une voix de femme, les résultats sont présentés en pourcentages d'identification globale, d u voisement, du mode et du lieu d'articulation.
Résultats
En ce qui concerne les seuils absolus d e sensibilité les différents sujets ont présenté des valeurs très semblables de seuils de perception, pour les deux électrodes et toutes les fréquences entre 50 e t 4000 Hz. Pour l'analyse temporelle les durées les plus faibles détectables pour un intervalle de silence dans un bruit ont varié de 55 à 85 millisecondes pour l'électrode apicale et de 50 à 90 ms pour l'électrode basale. Pour l'intervalle entre deux impulsions les sujets ont présenté des seuils variant de 2 à 6 millisecondes pour l'électrode apicale et de 1 à 6 millisecondes pour l'électrode basale.
On a pas détecté de corrélation entre ces différentes mesures pour les cinq sujets. Les taux globaux de reconnaissance des consonnes ont varié de 15% à 40%. On présente sur les figures 1 et 2 l'ensemble des résultats obtenus pour l'identification des consonnes en fonction de la résolution temporelle sur l'électrode basale. La figure 1 correspond au test avec une voix d'homme, la figure 2 avec une voix de femme. Le niveau de seuil de signification pour le score global est de 8%, pour le voisement de 50%, pour le mode de 33% et pour le lieu de 25%. Les résultats sont très voisins pour la voix d'homme et la voix de femme. On voit que seuls les scores d'identification du lieu d'articulation e t d'identification globale présentent une corrélation avec la capacité de discrimination temporelle.
Figure 1
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Reconnaissance consonantique avec une voix masculine pour les cinq sujets en fonction de leur discrimination temporelle pour deux clics sur l'électrode basale. Carrés: % global, ronds: % sur le voisement, losanges: % sur le mode d'articulation, triangles: % sur le lieu d'articulation.INTERVALLE ENTRE CLICS (ms)
Figure 2 - Reconnaissance pour une voix féminine. Légendes identiques à la
COLLOQUE DE PHYSIQUE
Discussion
Dans des études précédentes qui avaient porté sur des mesures de seuils absolus, différentiels, de masque simultané ou antérieur et de perception de phase nous n'avions pas trouvé de différence nette entre trois patients qui présentaient cependant des niveaux très différents de compréhension de la parole avec leur implant. Les résultats de cette étude indiquent une certaine relation entre les capacités d'analyse temporelle sur la plus basale des électrodes utilisées par les sujets. Cette électrode reçoit du processeur des informations dans une bande d'environ un octave d e largeur centrée sur 3 kHz, et donc code la présence d'indices acoustiques importants pour les consonnes. La reconnaissance du mode d'articulation est assez bonne pour tous les sujets, les résultats indiquent une bonne perception du caractère continu/discontinu qui porte sur des durées d'environ cent millisecondes donc dans la gamme des plus mauvaises résolutions temporelles des patients de cette étude. Les distinctions de lieu d'articulation ne sont .significatives que pour les quatre sujets ayant une discrimination temporelle pour deux clics inférieure à cinq millisecondes, les résultats de cette étude ne permettent pas de faire une analyse précise des informations spectro-temporelles réellement utilisées par les patients sur l'électrode la plus basale. Nos résultats concordent avec le fait qu'une bonne analyse acoustique des variations spectrales de la parole requiert une résolution temporelle d'environ dix millisecondes. De plus nos données confirment et complètent des résultats très récents d'autres auteurs sur le rôle très important de la finesse de perception dans les canaux hautes fréquences pour la reconnaissance de la parole (8,9).
Remerciements
Les auteurs remercient vivement le département de phonétique de l'université College de Londres e t en particulier S Rosen qui a mis à leur disposition les cassettes de présentation des tests de perception des consonnes.
Bibliographie
1
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Djourno A, Eyries C. Prothèse auditive par excitation électrique à distance du nerf sensorielà l'aide d'un bobinage inclus à demeure. Presse médicale, (1957), 14-17.2
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Cazals Y, Rouanet JF, Negrevergne M, Lagourgue P. First results of chronic electrical stimulation with a round window electrode in totally deaf patients. Arch. otorhinolaryngol., (1984), 239, 191-196.3
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Keidel WD, Finkenzeller P. Cochlear implants in clinical use. Adv audiology, (1984), 2, 1-169.4
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Parkins CW, Anderson SW. Cochlear prostheses. Ann. N.Y. Acad. Sci. (1983), 405, 1-532.5
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Clark GM, Busby PA. International cochlear implant symposium and workshop. Ann. otol. rhinol.laryngol., (1987), suppl. 128.
6 - L a parole e t son traitement automatique. Calliope, (1989), 718 p.Masson, Paris.
7
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Cazals Y, Pelizzone M, Kasper A, Montandon P. Multichannel cochlear implant patients with different open speech understanding show some similar basic psychophysical performance. Acta otolaryngol. (sous presse).8
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