Comparaison des performances dans le bruit des aides auditives de Classe I et de Classe II

En 2017, alors en pleine campagne pour les élections présidentielles, de nombreux candidats proposaient l’amélioration du remboursement de certains soins et produits de base dans le domaine de la santé. Une fois élus, le nouveau président et la nouvelle législature ont mis en place ce qui s’est d’abord appelé « Reste à Charge Zéro – RAC0 », puis réforme du « 100% Santé ».

Le but est de permettre l’accès aux soins dentaires, aux équipements d’optique et aux aides auditives au plus grand nombre.

Dans le domaine de l’audioprothèse, la réforme du « 100% Santé » catégorise les aides auditives en deux classes de performances :

  • Aides auditives de Classe I
  • Aides auditives de Classe II

Technologies

L’arrêté du 14 novembre 2018 a défini les minima technologiques de chacune de ces classes.

On notera pour les fonctions les plus importantes :

  • Classe I : au moins 8 canaux de traitement du signal, un système anti-larsen (limitation des sifflements), une directivité microphonique adaptative (le système de microphones adapte sa captation nulle automatiquement dans la direction du bruit), 2 programmes d’écoute personnalisables, un système de limitation des sons les plus forts.
  • Classe II : au moins 12 canaux de traitement du signal, un système de réduction du bruit, une bande passante élargie, un système de réduction des bruits impulsionnels, tous systèmes de détection de la parole et de réduction du bruit, communication bluetooth vers les smartphones ou des systèmes de communication sans fil, rechargeables, etc.

Impact éventuel sur l’intelligibilité dans le bruit

Le but des audioprothésistes, des patients et des financeurs est en partie de s’assurer que la technologie proposée répond à des attentes, au niveau économique et audiologique.

Le choix d’une aide auditive, lorsqu’il est motivé par des considérations de performances dans le bruit, devra pouvoir être démontré dans la mesure du possible.

Méthodes de mesures

Une mesure objective (sans participation du patient) est le moyen le plus robuste et impartial de vérifier les performances d’une aide auditive dans le bruit.

Deux méthodes sont fréquemment utilisées pour estimer l’intelligibilité d’un patient dans des conditions d’écoute adverses :

  • La séparation du signal de parole et du bruit à la sortie de l’aide auditive (Hagerman, Björn; Olofsson et al., 2004)
  • Le test intrusif HASPI de recherche du signal de parole dans le bruit (J. M. Kates & Arehart, 2014)

La première méthode permet de reconstituer le rapport signal/bruit à la sortie de l’aide auditive et de le comparer à celui, connu, à l’entrée de l’aide auditive. Elle donne une bonne indication de l’effort d’écoute que devra fournir le malentendant dans le bruit.

La seconde méthode, plus récente et plus complexe, permet de rechercher dans le bruit le signal de parole, de mesurer ses déformations temporelles et spectrales par l’aide auditive, et enfin d’estimer l’intelligibilité du patient appareillé en utilisant un modèle mathématique simulant l’effet de sa surdité (J. Kates, 2013).

Ces deux méthodes sont aujourd’hui reconnues scientifiquement et permettent avec une précision de plus de 80% de prédire l’intelligibilité de normo-entendants dans le bruit (van Kuyk et al., 2018) mais également de malentendants (Falk et al., 2015).

Les mesures subjectives (avec participation des patients) sont bien sûr indispensables lorsqu’il s’agit de mesurer l’efficacité des systèmes de communication sans fil associés aux aides auditives (Rodemerk & Galster, 2015).

Résultats

Il est difficile aujourd’hui d’obtenir des tests des fabricants eux-mêmes de leurs propres aides auditives : un fabricant mettant sur le marché une gamme d’aides auditives ne recherchera pas à les différentier par des tests dans le bruit, au risque de dévaloriser une partie de sa gamme.

Il est donc nécessaire d’aller chercher dans la littérature ou de tester nous même les performances dans le bruit des aides auditives.

La méthode de mesure du rapport signal/bruit de Hagerman & Olofsson montre un écart significatif entre les aides auditives de Classe I et de Classe II proposées en 2020 par les fabricants Phonak, Widex, Starkey, Bernafon et Signia :

Il existe un écart de performance moyenne de 2 à 4dB de rapport signal/bruit entre les appareils de Classe I et de Classe II proposés par ces fabricants.

Il est alors intéressant de relier cet indice de performance pure qui traduit un confort dans le bruit pour le porteur de l’aide auditive à une espérance d’intelligibilité dans le bruit qui va répondre à des besoins professionnels et sociaux des patients appareillés. L’indice HASPI (Hearing Aid Speech Perception Index) est aujourd’hui considéré comme le plus performant dans le calcul d’espérance d’intelligibilité.

Si l’on extrait deux fabricants des mesures précédentes, il est intéressant des tester les effets des algorithmes de traitement du signal pour une aide auditive de Classe II, c’est à dire les systèmes de réduction du bruit, de directivité, de reconnaissance de la parole, en les activant puis en les désactivant :

La désactivation de tous ces systèmes remet le malentendant dans sa situation initiale (sans appareillage auditif) dans le bruit. Leur activation et leur fonctionnement synchrone permet aujourd’hui sur les aides auditives de Classe II les plus récentes une intelligibilité dans le bruit proche de celle d’un normo-entendant.

Si l’on compare dans une même Classe d’un fabricant les performances de deux gammes d’aides auditives, on obtient des écarts de prédiction d’intelligibilité de 10 à 20% :

Enfin, si l’on compare les modèles de Classe I et de Classe II de ces fabricants dans un contexte de parole et de bruit stationnaire (situation la plus favorable aux aides auditives) :

Les écarts de prédiction d’intelligibilité par l’indice HASPI sont alors de 20 à 50% en faveur des appareils de Classe II.

Les aides auditives de Classe II, au-delà de ce que peuvent affirmer leurs fabricants, conjuguent divers systèmes de réduction du bruit et d’amélioration de la parole permettant de réduire l’effort d’écoute des malentendants dans le bruit par diminution du rapport signal/bruit, mais également de restituer une intelligibilité correcte dans ces situations adverses (J. M. Kates et al., 2018; Kuk et al., 2020).

Facteurs technologiques expliquant les performances dans le bruit des aides auditives de Classe II

  • L’augmentation du nombre de canaux d’une aide auditive ne montre aucun bénéfice notable dans l‘intelligibilité d’un signal de parole (Naylor & Johannesson, 2009).
  • La compression du signal en milieu bruyants, si elle apporte un certain confort, ne permet pas l’amélioration de l’intelligibilité à elle seule (J. M. Kates, 2010).
  • Les systèmes de réduction du bruit à long terme permettront dans une certaine mesure de réduire l’effort de concentration et de diminuer le recours à la mémoire de travail (Arehart et al., 2015).
  • Il est depuis longtemps prouvé que la directivité (microphones directionnels) pouvait améliorer le rapport signal/bruit des aides auditives de 3 dB en moyenne, voire plus pour les systèmes les plus récents (Valente et al., 1999).

On notera l’apparition récente sur des aides auditives de Classe II de systèmes de détection de la parole permettant une amplification emphatique des pics de la parole :

Ou d’autres stratégies destinées toujours à l’amélioration du contraste entre la parole et le bruit de fond par intervention de systèmes de réduction du bruit extrêmement rapides (dits « phonémiques ») dans les silences de la parole :

Tous ces systèmes conjugués lors de l’écoute de la parole en conditions adverses permettent, avec les aides auditives les plus récentes de Classe II, de préserver l’intelligibilité maximale du porteur mais aussi son confort et donc sa capacité de concentration au long terme lors de réunions ou situations sociales bruyantes.

Aides techniques et classes d’aides auditives

De nombreuses aides auditives de Classe II, sinon la totalité aujourd’hui, permettent l’adjonction de systèmes d’écoute sans fil.

Ces systèmes peuvent être connectés par Bluetooth de différents type ou radio-fréquence.

Les malentendants appareillés retrouvent alors, et quel que soit leur âge, la possibilité de communiquer au téléphone, de discuter en situations de groupes, ou de participer efficacement à la vie professionnelle ou scolaire (J. M. Kates et al., 2019).

En cela, les microphones déportés et la possibilité de coupler ces systèmes sans fils au bluetooth des aides auditives de Classe II permettent aujourd’hui une intelligibilité dans le bruit quasi-normale pour les porteurs d’aides auditives (Rodemerk & Galster, 2015) :

L’amélioration de l’intelligibilité dans le bruit mesurée avec les phrases du HINT (Hearing In Noise Test) est de 10 à 15dB de rapport signal/bruit pour des systèmes de microphones connectés en bluetooth aux aides auditives, par rapport à l’écoute directe avec l’aide auditive.

Résumé

Tous les systèmes présents aujourd’hui dans les aides auditives de Classe II concourent, lorsqu’ils agissent ensemble, à améliorer le confort, la concentration et l’intelligibilité des malentendants appareillés dans le bruit.

Si l’on y ajoute les systèmes sans fils de microphones déportés aujourd’hui connectables en direct sur ces appareils, l’intelligibilité dans le bruit des patients appareillés est alors proche de la normale pour une majorité d’entre eux.

Le choix de la Classe I doit alors être fait en accord avec les possibilités financières du patient, en l’informant que les résultats ne seront pas les mêmes en situations d’écoute adverses. Il est donc du devoir de l’audioprothésiste, lors de son anamnèse, de s’assurer des conditions de vie sociale et professionnelle du malentendant qu’il a en face de lui.

De cet examen préalable minutieux dépendra le confort et le port à long terme de son équipement.

Les financeurs, en introduisant la notion de Classes d’aides auditives, permettront au plus grand nombre de malentendants de s’équiper, sans avoir à se préoccuper du frein financier, même s’il en existe d’autres (psychologiques).

La satisfaction des porteurs d’aides auditives augmente régulièrement en France, de même que l’observance du port de l’appareillage.

Il existe donc un risque de retour en arrière, avec l’utilisation de technologies de 3 à 7 ans d’âge, de voir des aides auditives de Classe I peu portées parce que le contexte socio-professionnel du malentendant aurait été mal évalué ou mal financé lors de l’achat l’équipement.

Les aides auditives de Classe I nous ont apporté beaucoup avant d’être considérées comme « Classe I ». Je pense sincèrement qu’elle vont ouvrir beaucoup de perspectives à beaucoup de personnes qui ne pouvait pas se permettre ces équipements. Mais du chemin a été parcouru depuis ces technologies. Il faut que les patients et les financeurs en soient conscients.

Xavier DELERCE – Audioprothésiste D.E. – Travail coordonné avec les membres de l’UNSAF – Juin 2020.

Bibliographie

Arehart, K., Souza, P., Kates, J., Lunner, T., & Pedersen, M. S. (2015). Relationship among Signal Fidelity, Hearing Loss, and Working Memory for Digital Noise Suppression. Ear and Hearing36(5), 505–516. https://doi.org/10.1097/AUD.0000000000000173

Falk, T. H., Parsa, V., Santos, J. F., Arehart, K., Hazrati, O., Huber, R., Kates, J. M., & Scollie, S. (2015). Objective quality and intelligibility prediction for users of assistive listening devices: Advantages and limitations of existing tools. IEEE Signal Processing Magazine32(2), 114–124. https://doi.org/10.1109/MSP.2014.2358871

Hagerman, Björn; Olofsson, A., Hagerman, B., & Olofsson, Å. (2004). A method to measure the effect of noise reduction algorithms using simultaneous speech and noise. Acta Acustica90(2), 356–361. http://www.ingentaconnect.com/content/dav/aaua/2004/00000090/00000002/art00016

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Kates, J. M., Arehart, K. H., Anderson, M. C., Kumar Muralimanohar, R., & Harvey, L. O. (2018). Using Objective Metrics to Measure Hearing Aid Performance. Ear and Hearing39(6), 1165–1175. https://doi.org/10.1097/AUD.0000000000000574

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Kuk, F., Ruperto, N., Slugocki, C., & Korhonen, P. (2020). Efficacy of Directional Microphones in Open Fittings Under Realistic Signal-to-Noise Ratios Using Widex MOMENT Hearing Aids. Hearing Review27(6), 20–23.

Naylor, G., & Johannesson, R. B. (2009). Long-Term Signal-to-Noise Ratio at the Input and Output of Amplitude-Compression Systems. Journal of the American Academy of Audiology20(3), 161–171. https://doi.org/10.3766/jaaa.20.3.2

Rodemerk, K. S., & Galster, J. A. (2015). The benefit of remote microphones using four wireless protocols. Journal of the American Academy of Audiology26(8), 724–731. https://doi.org/10.3766/jaaa.15008

Valente, M., Sweetow, R., Potts, L. G., & Bingea, B. (1999). Digital Versus Analog Signal Processing : Effect of Directional Microphone. Journal of the American Academy of Audiology150(10), 133–150.

van Kuyk, S., Kleijn, W. B., & Hendriks, R. C. (2018). An Evaluation of Intrusive Instrumental Intelligibility Metrics. IEEE/ACM Transactions on Audio, Speech, and Language Processing26(11), 2153–2166. https://doi.org/10.1109/TASLP.2018.2856374

8 commentaires sur “Comparaison des performances dans le bruit des aides auditives de Classe I et de Classe II

  1. Bravo Xavier pour ce super travail sur un sujet qui m’interpellait !
    Petite question, led mesured ont été faites avec quel niveau de RSB, et y a t il une différence de résultat si on passe de 0 à + 5dB, puisque j’avais retenu d’un message de septembre dernier que les malentendants évitaient les situations plus compliquées ?

  2. Bonjour Mr Delerce .
    Un grand merci pour cette étude comparative et le travail engagé.
    Avez vous ciblé l’âge des patients , leur contexte audiologique et étiologique (travail dans le bruit ? traitement ototoxique ? autres ?)
    Bien à vous.

    1. Merci à vous.
      Vous posez dans votre question toutes les limites des « indices » si on les confronte à la vie réelle !
      Je suis entièrement d’accord avec vous, et c’est pour cela que le fait de libérer des tests dans le grand public me gênait : que font les malentendants de ces apports théoriques ? Leur diversité de vies et de passés rendront très variables leurs réponses à l’appareillage.

      Pour être clair, l’indice HASPI, même s’il simule l’élargissement des filtres auditifs avec la surdité et la décharge neuronale de moins bonne qualité avec la surdité, ne prend pas en compte d’autres facteurs plus personnels.

      1. C’est aussi ce qui rend notre métier passionnant : la grande diversité de patients qui rend leur appareillage unique .
        Merci encore pour votre travail .

  3. Très beau travail experimental in vitro qui appelle à de l’in vivo
    Ne pensez vous pas qu’un malentendant qui a un gain adapté et progressif dans chacun des canaux de fréquence déficitaire finira par compenser au niveau cérébral pour mieux extraire la parole du bruit ?
    Certes ça sera plus long pour un classe 1 qu’un classe 2 mais in fine les résultats seront peut être similaires ?
    J’ose espérer que les HAS n’ont pas écrit que les classe 1 couvraient les besoins d’une très grande majorité des malentendants sans que cela soit étayé par des études cliniques même si j’ai peine à en trouver si vous avez des liens je suis preneur ?

    1. J’avais été étonné de constater (et pourtant, c’était prévisible) que la désactivation totale des algorithmes (RB, détection de la parole, directivité) sur une aide auditive laissait dans le bruit le malentendant comme on l’y avait trouvé : c’est à dire sans aucune aide.
      Donc la compensation seule (le gain) ne semble pas suffire pour rétablir l’intelligibilité dans le bruit.
      C’est somme toute logique, la surdité n’étant pas seulement qu’une disparition des cellules ciliées externes. Les malentendants, pour espérer se rapprocher d’une certaine normalité dans ce domaine doivent avoir une correction adaptée, mais également être épaulés par des algorithmes de traitement du signal. C’est pour cela, je pense, que depuis 5 ans environ les performances s’améliorent réellement.
      Une fois que cette correction est apportée, il est vrai que la diversité des réponses est très importante. Certains patients sur-performent (font mieux que l’apport du RSB par l’appareil), d’autres « consomment » une part plus ou moins grande de cet apport et plafonnent. Le tout à surdité égale.
      Cela m’amène à deux réflexions :
      – le système auditif est un merveilleux instrument, et ne pas le protéger c’est avant tout peu imaginer les conséquences énormes à long terme
      – les aides auditives actuelles sont de beaux instruments et elles commencent enfin, depuis quelques années, à être efficaces, dans toutes les situations, mais sous réserve de la préservation des certaines fonctions supérieures de l’audition.

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