Nuovi vantaggi nella tecnologia di adattamento degli apparecchi acustici CROS e BiCROS

Tech Topic | December 2018 Hearing Review

Di Veronika Littmann, PhD, e Alastair Manders, PhD

La sordità monolaterale (SSD) è caratterizzata da una perdita sostanziale della capacità uditiva funzionale in un orecchio, al punto che l’amplificazione fornisce pochi o nessun beneficio su quel lato. Mentre molti pazienti con SSD hanno una capacità uditiva controlaterale normale o quasi normale, la condizione si verifica spesso con una perdita uditiva presente anche nell’orecchio migliore.

Complessivamente, i risultati di questo studio dimostrano che i due nuovi sistemi CROS/BiCROS di Signia – il Pure 312 Nx CROS con direzionalità stretta e il Silk Nx CROS – forniscono una soluzione superiore ai problemi di ascolto quotidiano delle persone con sordità monolaterale (SSD).

Le persone con SSD sperimentano una serie unica di sfide uditive. Una difficoltà importante è la ridotta udibilità del suono proveniente dal lato dell’orecchio peggiore del paziente. Ciò si verifica a causa dell'”effetto testa-ombra”, in cui il livello del suono che proviene dal lato dell’orecchio cattivo viene attenuato mentre viaggia intorno alla testa verso l’orecchio meglio udito. Questo effetto è più pronunciato alle frequenze più alte importanti per la comprensione del discorso, rendendo la comunicazione con chi parla rivolto verso l’orecchio peggiore del paziente particolarmente difficile.

In aggiunta alla ridotta sensibilità al suono sul lato dell’orecchio cattivo, la perdita di informazioni acustiche binaurali provoca ulteriori deficit. La comprensione del parlato nel rumore è significativamente peggiorata e anche la capacità di localizzazione del suono è significativamente compromessa.

Efficaci soluzioni non chirurgiche per i problemi associati alla SSD sono i sistemi CROS (Contralateral Routing of Signals) e BiCROS (Bilateral CROS). Il CROS consiste in un apparecchio acustico bilaterale in cui il suono rilevato dal dispositivo indossato sull’orecchio povero viene trasmesso al dispositivo indossato sull’orecchio migliore. Gli utenti sono quindi in grado di percepire il suono proveniente dal loro orecchio povero nell’orecchio buono, superando così l’effetto testa-ombra.

In un fitting CROS, non c’è tipicamente un’amplificazione diretta del suono che entra nell’apparecchio indossato sull’orecchio migliore. Per i pazienti SSD che hanno anche una perdita di udito nel loro orecchio migliore, i sistemi BiCROS forniscono l’amplificazione del suono che arriva al microfono dell’apparecchio dell’orecchio migliore, consentendo la compensazione della perdita di udito aggiuntiva sul lato “buono” del paziente.

Sono stati fatti notevoli progressi tecnologici nei fitting CROS e BiCROS dai primi esordi del metodo negli anni ’60, quando la connettività tra dispositivi indossati bilateralmente era possibile solo utilizzando contatti elettrici basati su fili. Dopo l’introduzione della tecnologia e2e Wireless 3.0 di Sivantos nel 2014, sono stati raggiunti notevoli progressi nella tecnologia di formazione del fascio binaurale degli apparecchi acustici. Questo sviluppo ha migliorato significativamente la comprensione del parlato nel rumore di fondo, anche per situazioni in cui il parlato ha origine da azimut diversi da quelli di fronte all’utente.1

Con il lancio della piattaforma Signia Primax nel 2016, questa tecnologia è stata integrata in una soluzione CROS/BiCROS wireless altamente efficace. Le prestazioni del sistema Primax CROS/BiCROS sia per il beneficio speech-in-noise che per la soddisfazione dell’utente sono state riportate da Petrausch et al.2 Oltre a un beneficio misurabile di intelligibilità del parlato nel rumore (SNR) di oltre 5 dB, lo studio ha rilevato che gli utenti hanno dato valutazioni altamente preferenziali al sistema Primax rispetto a quello di un concorrente leader, in aree che comprendono la comprensione del parlato in silenzio e nel rumore, la qualità del suono e la capacità di localizzazione.

Due nuove opzioni per gli apparecchi acustici SSD

Pure 312 Nx con direzionalità stretta per BiCROS. Un successivo sviluppo tecnologico è stato raggiunto nella piattaforma Signia Nx con l’aggiunta della Direzionalità Stretta per BiCROS, che è progettata per migliorare ulteriormente la direzionalità selettiva dei fitting BiCROS per situazioni di ascolto rumoroso, in un apparecchio acustico con ricevitore nel canale (RIC).

Silk Nx, nuova soluzione CROS/BiCROS per gli utenti di apparecchi acustici CIC. L’introduzione dei dispositivi Signia Silk con manicotti a scatto riflette un nuovo concetto nello sviluppo dei fitting CIC. Questi CIC instant-fit combinano i vantaggi degli apparecchi in-the-ear (ITE) con la facilità del processo di adattamento di un dispositivo pronto (T. Lotter, white paper, “Silk and Click Sleeves-A New Concept for In-the-Ear Fittings,” 2016). Con l’aggiunta della funzionalità CROS/BiCROS e una riduzione delle dimensioni del 20%, il nuovo Silk Nx offre le prestazioni della soluzione CROS/BiCROS di Signia Nx in un sistema su misura per le esigenze specifiche dell’utente CIC moderno.

Metodi di studio di due prove sul campo

Partecipanti e adattamento dell’apparecchio acustico. Per valutare la comprensione del parlato con un fitting BiCROS per gli apparecchi Pure Nx, compresa la funzione Narrow Directionality e i nuovi apparecchi Silk Nx, è stato condotto uno studio clinico utilizzando 12 partecipanti con SSD. Sono stati testati un totale di 8 maschi e 4 femmine, con età compresa tra 63 e 91 anni (media: 75 anni). I partecipanti avevano una perdita uditiva grave/grave da un lato, e una perdita uditiva lieve/moderata dall’altro lato. L’audiogramma medio dei partecipanti è mostrato nella Figura 1.

I fitting BiCROS sono stati testati utilizzando gli apparecchi acustici Signia CROS Pure 312 Nx e Silk Nx CROS. L’accoppiamento all’orecchio è stato realizzato utilizzando i manicotti standard Signia a scatto chiuso. Gli apparecchi acustici sono stati adattati agli audiogrammi individuali dei partecipanti utilizzando la formula di adattamento NxFit per utenti esperti di apparecchi acustici. Tutte le funzioni di elaborazione del suono sono state lasciate alle impostazioni predefinite. I risultati dei fitting BiCROS sono stati confrontati con i risultati ottenuti con un fitting monoaurale convenzionale sull’orecchio migliore.

Pure 312 Nx CROS – BiCROS con direzionalità stretta

Per i fitting BiCROS in questo studio, sono stati utilizzati gli apparecchi acustici Signia CROS Pure 312 Nx sull’orecchio povero e gli apparecchi acustici Signia Pure 312 7Nx M receiver sull’orecchio migliore. Il passaggio tra le diverse modalità direzionali è stato ottenuto utilizzando il configuratore spaziale nell’App Signia myHearing.

Metodo sperimentale. Per valutare le prestazioni della Direzionalità Stretta in un fitting BiCROS, è stato utilizzato un metodo simile agli studi precedenti come Froehlich et al,3 Littmann e Høydal,4 e Mejia et al5. Il riconoscimento vocale è stato valutato in quattro diverse condizioni. Queste includevano omni e direzionalità convenzionale con il dispositivo CROS spento (adattamento monoaurale), e direzionalità convenzionale e direzionalità stretta con il dispositivo CROS acceso (adattamento BiCROS).

Il materiale vocale utilizzato era l’Oldenburg Sentence Test (OLSA), con il materiale vocale target presentato da un altoparlante frontale (0° azimut) ad una distanza di 1 metro dal partecipante. Il segnale concorrente consisteva nello stesso materiale vocale senza spazi vuoti tra le frasi, con l’aggiunta di rumore di caffetteria. Questo segnale concorrente è stato presentato da sette altoparlanti che circondavano il partecipante, con uno spostamento angolare di 45° tra gli altoparlanti adiacenti (escluso l’altoparlante anteriore). Un offset iniziale fisso e casuale è stato utilizzato per il suono presentato da ogni altoparlante per creare un rumore costante. Il rumore di fondo combinato era di 68 dBA nella posizione dell’ascoltatore.

Risultati e discussione. Per i pazienti SSD, una soluzione BiCROS non solo fornisce un supporto indispensabile nelle situazioni in cui il parlato o altri segnali significativi provengono dal lato dell’orecchio più povero, ma offre anche il vantaggio della condivisione bilaterale dei dati audio degli apparecchi acustici. I risultati nella Figura 2 mostrano che, come previsto, la direzionalità adattiva migliora già la comprensione del parlato di un sostanziale 4 dB SNR rispetto all’elaborazione omnidirezionale. Con l’aggiunta della Direzionalità Stretta, tuttavia, è stato ottenuto un ulteriore significativo beneficio di intelligibilità del parlato di 2 dB SNR (test t a due code, p<0.001).

In accordo con gli studi precedenti,3,4 è stato trovato che i partecipanti che hanno avuto le maggiori difficoltà nella condizione omnidirezionale tendevano a mostrare il massimo beneficio con la direzionalità adattiva e stretta. Questi risultati sono illustrati nella Figura 3, che confronta il miglioramento dell’intelligibilità del discorso (in SNR) di diverse modalità microfoniche. Sono illustrati i risultati medi per i cinque partecipanti con le migliori e le cinque peggiori prestazioni nella condizione Omnidirezionale, tracciati rispettivamente in blu e in verde. Tra i 5 partecipanti con le “peggiori prestazioni”, il vantaggio SNR medio di 8 dB della Direzionalità Stretta è particolarmente degno di nota. Questo evidenzia che vale la pena non solo guardare le medie ma anche le prestazioni individuali. I pazienti che fanno più fatica sembrano anche guadagnare di più utilizzando le funzioni avanzate dell’apparecchio acustico.

Silk Nx CROS/BiCROS

La seconda soluzione CROS/BiCROS offerta da Signia è il Silk Nx CROS/BiCROS. Per questa parte dello studio, è stato utilizzato un apparecchio acustico Signia CROS Silk Nx sull’orecchio peggiore del partecipante e un Signia Silk 7Nx sull’orecchio migliore.

Metodo sperimentale. Le situazioni di conversazione per gli ascoltatori con SSD possono essere impegnative in diversi modi. Mentre per i dispositivi Pure Nx, l’attenzione era rivolta alla comprensione del parlato in un ambiente rumoroso molto impegnativo, lo studio Silk Instant Fit CIC si è concentrato su una situazione diversa che è anche particolarmente difficile per questi pazienti: quando l’individuo ipoacusico parla con diverse persone in un gruppo. In una conversazione individuale, le persone con SSD tipicamente si posizionano in modo che l’orecchio buono sia rivolto verso l’interlocutore. In una conversazione con un gruppo di persone, tuttavia, il paziente non può sempre prevedere da quale lato arriverà il prossimo segnale vocale, rendendo il compito molto difficile.

Per simulare questa situazione, la comprensione del discorso è stata testata utilizzando uno speciale test a matrice, il test interleaved Oldenburg Sentence (OLSA), in cui il discorso target è stato presentato in modo casuale sia dalla parte anteriore (0°) che da quella dell’orecchio più povero (90° o -90°, a seconda dell’orecchio “cattivo” del partecipante). Durante una prova, sono state completate due liste di 20 frasi, una per ogni posizione. Il rumore OLSA è stato presentato da tre altoparlanti sul piano frontale, a +45°, -45° e +90° o -90° (cioè, diametralmente opposto all’orecchio “cattivo” del partecipante), ottenendo un campo di rumore diffuso. Il rumore di fondo combinato era di 55 dBA nella posizione dell’ascoltatore. Il compito è stato condotto due volte: una volta con un fitting BiCROS, e una volta utilizzando un fitting monoaurale standard sull’orecchio migliore.

I dispositivi Silk Nx sono più piccoli del 20% rispetto ai loro predecessori e, insieme alle nuove maniche a scatto XS, sono stati progettati per essere ancora meno appariscenti dei loro predecessori. Per questo motivo, è stato condotto un ulteriore esperimento con 20 partecipanti. I soggetti sono stati dotati di Silk Nx e Silk px, selezionando la guaina a scatto appropriata, e sono state scattate foto dell’orecchio da diverse angolazioni (spaziatura ~10°), come dimostrato nella Figura 4. A nove audiologi sono state presentate le foto in ordine casuale (Silk px e Silk Nx miste) ed è stato chiesto di giudicare se il dispositivo era visibile o invisibile nell’orecchio. Sulla base di questi giudizi, il range di visibilità è stato calcolato per ogni strumento.

Risultati e discussione. I risultati del test di riconoscimento vocale OLSA possono essere visti nella Figura 5. Come ci si potrebbe aspettare, la comprensione è peggiore quando il discorso arriva dal lato dell’orecchio più povero del partecipante e il partecipante non ha una soluzione BiCROS. L’abilitazione del dispositivo BiCROS supera completamente questo problema, migliorando la soglia di ricezione del parlato in media di 5 dB SNR (paired t-test, p<0,0001). La comprensione del discorso in questa condizione è, infatti, simile alla situazione in cui il segnale del discorso primario è di fronte al partecipante. Quando il discorso viene presentato frontalmente, la differenza tra il fitting BiCROS e un fitting monoaurale per la comprensione del discorso è minore. La soluzione BiCROS, tuttavia, si traduce ancora in una comprensione significativamente migliorata di quasi 2 dB SNR, combinando le informazioni rilevanti da entrambi i lati. Un ulteriore fattore potrebbe essere il set-up leggermente asimmetrico che è stato scelto per consentire l’OLSA interleaved. Un SNR leggermente migliore esiste all’orecchio più povero perché la fonte di rumore situata accanto all’orecchio buono è attenuata dall’effetto testa-ombra.

Guardando i risultati della Figura 5, si può notare che con un fitting BiCROS, la soglia di ricezione del parlato (SRT) per il discorso che arriva dalla parte anteriore è ancora migliore rispetto al discorso che arriva dal lato dell’orecchio povero. Questo potrebbe essere attribuito all’effetto pinna e al fatto che il parlato proveniente dalla parte anteriore è più altamente correlato tra i due lati, con conseguente migliore SNR.

Utilizzando la stessa configurazione dell’altoparlante e gli stessi stimoli, ai partecipanti è stato anche chiesto di fornire una valutazione soggettiva dello sforzo di ascolto. Per questo compito, il discorso è stato sempre presentato dal lato dell’orecchio più povero a un SNR fisso. L’SNR è stato impostato sulla media individuale degli SRT (cioè l’SNR a cui è stato compreso il 50% del discorso) per le condizioni monoaurale e BiCROS dell’esperimento precedente. La scala di valutazione utilizzata consisteva in sette passi che andavano da “nessuno sforzo” a “sforzo estremo”. I risultati sono stati chiari: senza CROS, i partecipanti hanno giudicato che era molto difficile per loro capire il discorso, mentre con la soluzione BiCROS, la comprensione del discorso è stata valutata come se richiedesse solo uno sforzo minimo o moderato (Figura 6).

I risultati dell’esperimento di visibilità confermano ulteriormente le caratteristiche discrete dei dispositivi Silk Nx. Il nuovo design ha portato a una riduzione del 21% della gamma angolare di visibilità (Figura 7), rendendolo invisibile per la maggior parte delle direzioni di osservazione. Questo corrisponde bene alla riduzione delle dimensioni del 20% rispetto al Silk px.

Sommario e conclusioni

I pazienti con SSD spesso hanno problemi significativi con la comprensione del parlato in situazioni di ascolto quotidiano dove il rumore è un fattore. I risultati di questo studio dimostrano che le due ultime soluzioni CROS/BiCROS offerte da Signia – Pure 312 Nx CROS con direzionalità stretta e Silk Nx CROS – forniscono chiari e significativi benefici all’intelligibilità del parlato in ambienti di ascolto difficili.

Il Pure 312 Nx CROS fornisce un sistema CROS/BiCROS altamente efficace e reattivo nel formato RIC stabilito. Nel nostro studio, questo da solo ha dimostrato di fornire un beneficio di 4 dB rispetto ad un convenzionale fitting monoaurale. Tuttavia, con l’aggiunta di Narrow Directionality, questo beneficio è stato ulteriormente aumentato a 6 dB. Traducendo questo a beneficio della vita reale, questo rappresenta un aiuto significativo per gli utenti con SSD che di solito lottano per capire il discorso contro gli effetti negativi del rumore concorrente – un miglioramento SNR di 6 dB può risultare in un beneficio di comprensione del discorso del 50% o più per molte situazioni di ascolto.

Il Silk Nx CROS offre una soluzione CROS/BiCROS con tutti i vantaggi del fattore di forma CIC combinato con la flessibilità di montaggio e l’efficienza di un prodotto RIC, reso possibile attraverso l’uso di manicotti a scatto. Con questo sistema, è stato dimostrato che l’intelligibilità nel rumore per il parlato che arriva dal lato dell’orecchio cattivo è migliorata di un SNR di 5 dB, rispetto a un fitting monoaurale standard. Inoltre, la combinazione algoritmica dei componenti sonori della coppia di apparecchi binaurali fornisce un beneficio di 2 dB rispetto a un fitting monoaurale, anche per i suoni che arrivano dalla parte anteriore. I risultati delle valutazioni soggettive sono altrettanto chiari: la soluzione è stata percepita come in grado di fornire una riduzione sostanziale dello sforzo di ascolto, da una valutazione media tra “molto” o “estremo” sforzo prima del montaggio, a quasi “poco sforzo” dopo.

Inoltre, è stato dimostrato che la visibilità del Silk Nx è stata ridotta del 21% rispetto al Silk px, rendendolo eccezionalmente discreto.

Nell’insieme, i risultati di questo studio dimostrano che i due nuovi sistemi CROS/BiCROS di Signia, il Pure 312 Nx CROS con direzionalità stretta e il Silk Nx CROS, forniscono una soluzione superiore ai problemi di ascolto quotidiano incontrati dai pazienti con SSD.

1. Littmann V, Junius D, Branda E. SpeechFocus: 360° in 10 domande. Hearing Review. 2015;22(11):38. Disponibile presso: http://www.hearingreview.com/2015/10/speechfocus-360-10-questions

2. Petrausch S, Manders A, Jacobus K. Una nuova soluzione wireless CROS e BiCROS. Audiologo canadese. 2016;3(4). http://www.canadianaudiologist.ca/a-new-wireless-cros-and-bicros-solution

3. Froehlich M, Freels K, Powers T. Speech recognition benefit obtained from binaural beamforming hearing aids: comparison to omnidirectional and individuals with normal hearing. May 28, 2015. Available at: https://www.audiologyonline.com/articles/speech-recognition-benefit-obtained-from-14338

4. Littmann V, Høydal E. Comparison study of speech recognition using binaural beamforming narrow directionality. Hearing Review. 2017; 24(5):34-37. Available at: http://www.hearingreview.com/2017/05/comparison-study-speech-recognition-using-binaural-beamforming-narrow-directionality

5. Mejia J, Carter L, Dillon H, Littman V. Listening effort, speech intelligibility, and narrow directionality. Hearing Review. 2017; 24(1):22-24. Available at: http://www.hearingreview.com/2017/01/listening-effort-speech-intelligibility-narrow-directionality

About the Authors: Veronika Littmann, PhD, è a capo del team di R&D Audiology System Development Team per Sivantos GmbH a Erlangen, Germania. Ha conseguito un dottorato di ricerca in neurofisiologia presso l’Università di Cambridge. Alastair Manders, PhD, ha un master in audiologia e un dottorato in elaborazione del segnale audio, e lavora in R&D presso Sivantos GmbH.