On passe l'HASPI ! (partie 1)

Cette série de deux billets aura pour but d’explorer les performances objectives des aides auditives, c’est à dire l’intelligibilité que l’on peut en attendre en milieux bruyants, sans intervention des patients. Magique !

Pourquoi ?

A la suite de la publication de tests par UFC – Que Choisir en mars 2020, je m’étais élevé contre :

• l’opacité des tests menés : pas de descriptif précis de la méthode utilisée, pas de mise à la disposition des enregistrements effectués,
• Des tests non-reproductibles : aucun autre laboratoire ou audiologiste ne peut reproduire ces tests, les bruits ne sont pas corrélés au signal de parole, le rapport signal/bruit n’est pas détaillé, et même s’il l’était, il ne serait pas constant en fréquence par rapport au signal vocal cible,
• Un audiogramme de référence fixe (lequel d’ailleurs ?) : impossible alors d’extrapoler à « 5 millions de malentendants » les résultats obtenus,
• Une mesure (une note/20) qui reflète une condition fixe et bien particulière : on sait que les performances des appareils actuels ne sont pas les mêmes en fonction de l’évolution du rapport Signal/Bruit,
• Bref : des conclusions très tranchées, beaucoup de zones d’ombre et l’utilisation d’un jeu d’indices quand il en existe beaucoup pour évaluer les performances d’une aide auditive.

La polémique, ou plutôt, le débat :

Donc, pour résumer, à la suite de mes « interrogations » (le mot est faible) au sujet de l’article de QC, j’ai reçu de loooooongues remarques de Mr Mathieu Wolfersperger, Social Media-Manager de son état chez UFC – Que Choisir, et qui relayait et traduisait les remarques du labo allemand qui a procédé à ces mesures (voir linkedin).

Mon temps étant limité, comme tout le monde, et l’activité sur les réseaux sociaux n’étant pas mon gagne pain, je ne peux pas passer des heures à répondre et argumenter à ces remarques.

D’autant plus… que je n’avais rien à argumenter ! En dehors du fait, quand même, que les fois où j’ai parlé de performances d’aides auditives, j’ai rendu publics les enregistrements, codes d’analyse, conditions expérimentales, tout quoi !

Tout ce que j’avais pu mesurer jusque là. C’est à dire :

• Le rapport Signal/bruit à l’entrée et à la sortie des appareils,
• Les gains différenciés appliqués au signal et au bruit en fonction du RSB,
• La distorsion d’enveloppe temporelle provoquée par l’appareil (EDI),
• Les enregistrements du signal et du bruit.

Suffisant ?

Non ! En effet, le labo d’analyse de QC remet en question la mesure du rapport Signal/Bruit à la sortie d’une aide auditive par la technique de Hagerman & Olofsson (2004) pour évaluer la « qualité » ou les probabilités d’intelligibilité avec une aide auditive.

Ce laboratoire a en effet utilisé deux indices plus récents pour évaluer Intelligibilité et Qualité : les indices HASPI et HASQI.

Je commencerai donc par le premier indice, en le décrivant autant que possible.

Sans rancune : on passe l’HASPI sur nos différents !

HASPI : Hearing Aid Speech Perception Index. Il s’agit donc d’un indice (de 0 à 1) quantifiant la perception d’un message vocal utile dans le bruit, en fonction de la baisse d’audition, et mesuré à la sortie de l’aide auditive.

Intéressant et qui nous concerne, nous, les zodios mais aussi nos patients…

Un peu d’histoire

L’indice HASPI est similaire au SII dans sa notation, de 0 (0% de perception) à 1 (perception totale du message). Déjà, les mots ont leur importance : perception n’est pas exactement intelligibilité. Donc attention aux conclusions hâtives d’un article qui emploierait ce second terme…

Les similitudes entre le SII et l’HASPI s’arrêtent là, du moins dans leur calcul, même s’ils sont censés représenter la même chose au final. Mais avant d’en arriver à l’indice HASPI, plusieurs étapes ont été nécessaires.

Au départ étaient le STOI et le CSII.

Tout d’abord, je voulais revenir rapidement sur la décomposition d’un signal en son enveloppe (ENV) et sa structure temporelle fine (TFS) :

L’enveloppe du signal présente des fluctuations d’énergie lentes, en moyenne de l’ordre de 20 à 30Hz pour les langues non-tonales (mais variables entre 0,1 et 40Hz). La présence de bruit de fond comble l’amplitude des variations de l’enveloppe, alors que la perte auditive nécessite une préservation maximale des informations de structure fine (pdf disponible) afin de maximiser l’intelligibilité. Vous trouverez dans cet article de Kuk & al. (2019) des informations très intéressantes de l’effet du bruit sur la préservation de l’enveloppe temporelle du signal.

Il est vite apparu que le SII seul ne pouvait pas expliquer ou prédire l’intelligibilité dans le bruit chez le malentendant alors qu’il y réussissait bien dans le calme. Malgré l’ajout de facteurs de « désensibilisation » (HLD) (pdf disponible), c’est à dire de pondérations liées à la baisse d’audition au SII final, la prédiction d’intelligibilité qui est valide dans le calme, ne l’est plus dans le bruit.

En 2005, Kates & Arehart ont proposé l’indice CSII (Coherence Speech Intelligibility Index) (pdf disponible). Le calcul de cet indice est basé sur la comparaison entre un signal de parole « propre » (clean speech), qui sert de référence, et un signal + bruit à la sortie d’une aide auditive. L’analyse de « cohérence » consiste à analyser les altérations de la structure temporelle fine du signal par l’aide auditive, dans le mix signal + bruit, tout en mesurant l’émergence du signal par rapport au seuil mais aussi du bruit.

En 2010/2011, Christiansen, Taal et al. ont proposé l’indice STOI (Short Term Objective Intelligibility) permettant de prédire l’intelligibilité en ajoutant au modèle classique du SII une analyse de l’enveloppe du signal, dégradée par une aide auditive.

Le modèle HASPI, proposé en 2014 par Kates & Arehart va plus loin dans tous les domaines : il combine à la fois un modèle auditif complet, de l’oreille moyenne jusqu’aux cellules ciliées internes (pdf disponible) afin de simuler précisément la perte auditive, ainsi qu’une comparaison de la structure temporelle fine ET de l’enveloppe du signal à l’entrée et à la sortie d’une aide auditive en présence de bruit.

On a donc avec l’indice HASPI un des modèles les plus récents et potentiellement les plus robustes pour analyser la dégradation d’un signal utile par une aide auditive en présence de bruit, en fonction de la surdité que l’on peut modéliser très finement.

Le modèle HASPI

1 – Il va consister à saisir un audiogramme quelconque que l’on veut tester et simuler dans le modèle auditif de l’algorithme. Par exemple :

2 – Puis de faire passer cet audiogramme dans le modèle auditif de l’algorithme (sous Matlab)

3 – De disposer d’une référence « Signal propre » pour les comparaisons :

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4 – Et de comparer cette référence avec le même signal dans le bruit au micro de référence ou à la sortie de l’aide auditive afin de modéliser une prédiction d’intelligibilité pour le malentendant non-appareillé ou appareillé, ou même, le normo-entendant :

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5 – Enfin, de calculer les indices HASPI pour toutes ces situations (malentendant sans appareillage, avec appareillage, normo-entendant), à chaque RSB d’entrée, et éventuellement comme ici, comparer un Classe I avec un Classe II (ouuuuuhh !) :

Conclusion (provisoire)

On a donc avec l’HASPI un indice supplémentaire et très intéressant quant au fonctionnement dans le bruit d’une aide auditive et à l’espérance d’intelligibilité d’un malentendant appareillé.

Ce qui est intéressant ici, et qui à mon sens va plus loin que les tests de QC, c’est de pouvoir calculer cet indice :

• A différents rapports signal/bruit
• Avec mais aussi SANS appareillage (la fameuse référence dont je parlais : plutôt que de donner une note /20, la donner aussi sans appareillage)
• Comparer avec le normo-entendant dans la même situation
• Coupler les indices et mesures sans s’enfermer dans un seul test : RSB à la sortie de l’AA, EDI, gains différenciés du signal et du bruit
• Espérance d’intelligibilité (HASPI)
• Etc.

Voilà donc dans un premier temps la description de ce premier indice (HASPI). Premier ? oui, car Kates & Arehart ont également mis au point un indice de qualité de l’intelligibilité (HASQI) (pdf disponible), mais ce sera une autre histoire…

Dans un second temps, un autre billet pourrait donc comparer les indices HASPI de modèles de Classe I et Classe II ? Non ? To be continued…

Merci à Jame Kates pour sa disponibilité et son ouverture scientifique. Ses codes Matlab sont en effet à la disposition de la communauté scientifique. Même s’ils ne sont pas évidents d’utilisation de prime abord, les indications fournies et conseils prodigués ont permis au final le début des analyses que vous entrevoyez ici.