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Appareils auditifs : perspectives et avenir

Appareils auditifs : perspectives et avenir

Quelles perspectives d'avenir pour l'appareillage auditif ?
Il est difficile, en parcourant les différents articles sur Internet, d’avoir un avis clair sur la question, car on y est davantage dans une approche marketing que dans une vulgarisation technologique. Cette absence de vulgarisation cache-t-elle une absence de réelle innovation ? C’est la question que l’on peut se poser. 
En outre, aucun article médical n’aborde réellement ce sujet, qui concerne pourtant une grande part des individus présents ou à venir.

Le but de cet article est de tenter de faire comprendre pourquoi :
• Il est si difficile d’obtenir un résultat excellent avec les appareils auditifs, quels qu’ils soient ;
• La miniaturisation à pas forcés, en ce début de XXIe siècle, a ses limites, autant pour les appareils auditifs intra-auriculaires que pour les mini-contours de contenance similaire ; 

Enfin, en conclusion, nous proposerons quelques technologies à venir.


 

Rappel de l’anatomie de l’oreille et de sa fonction auditive

L’oreille se divise en trois parties :

• L'oreille externe
C'est le pavillon et le conduit auditif. Le pavillon joue un rôle essentiel dans la focalisation de sons (cornet du Professeur Tournesol). C'est pourquoi un appareil intra conduit profite naturellement de cet amplificateur anatomique.

• L'oreille moyenne
Comprend le tympan et les organes de transmission du son que sont les osselets (marteau, enclume, étrier). Très schématiquement, le son fait vibrer le tympan qui transmet ces vibrations à la chaîne ossiculaire, puis à l'oreille interne par la fenêtre ovale – via l'étrier.

• L'oreille interne
Composée de la cochlée ou organe de l'audition, qui ressemble à la coquille d'un escargot et du vestibule, ou organe de l'équilibre qui renseigne à chaque instant sur la position de la tête par rapport au corps. L'oreille interne « décode » le son qui arrive à elle et le véhicule vers le cerveau. C’est ce dernier qui va l’analyser et l’interpréter.

Schématiquement l’appareillage auditif intéresse les patients porteurs d’une surdité de l’oreille interne.
Ce sont les cellules ciliées dans la cochlée qui sont détruites, soit inexorablement avec le temps, soit brutalement par une agression sonore ou un traitement ototoxique par exemple. Or ces cellules lésées ne régénèrent pas et elles sont en nombre limité (16 000 par oreille chez l’être humain). Les premières cellules lésées se trouvent sur la base de la cochlée à proximité de la fenêtre ovale et donc en regard de l’étrier. Il est donc logique, étant les plus proches de la propagation du signal sonore via l’étrier, que ces cellules souffrent et se détruisent en premier. Or les cellules ciliées de cette zone décodent les sons aigus. Ce seront donc les premières fréquences touchées (8000Hz, 4000Hz puis 2000 Hz). 

Donc, les cellules auditives lésées (organe sensoriel) ne régénérant pas, la qualité de l’appareil auditif, aussi performant soit-il, sera limité par ces destructions cellulaires. On ne pourra donc pas comparer ce qui n’est pas comparable. À titre d’exemple : les lunettes corrigent un défaut du globe oculaire. Si les troubles de vision atteignaient le nerf optique, toute lunette serait inutile.

Composants et fonctionnement d’un appareil auditif

Le concept d’un appareil auditif est très simple.
Un micro capte le son et le transforme en signal électrique, dont on augmente la puissance grâce à un amplificateur ; l’écouteur transforme ensuite ce signal en onde sonore. La qualité du système est limitée par le composant de plus mauvaise qualité. C’est, par conséquent, celui-ci qu’il faudra améliorer en premier si l’on souhaite améliorer la qualité de l’ensemble.

• Le micro
Tous les appareils auditifs actuels sont proposés avec le même type de microphone miniaturisé. Le plus souvent, ils sont équipés de deux entrées ou plus, décalées dans l’espace, ce qui a pour but de tenter un effet directionnel. Le microphone exerce un premier filtrage. Il a une bande passante limitée propre.

• L’émetteur 
Là encore il n’existe qu’un type d’écouteur miniature, quelle que soit la prothèse. Sa miniaturisation peut occasionner de fortes distorsions notamment en cas de gains importants. C’est le maillon faible de la prothèse.

Qu’est-ce que l’effet Larsen ? 
C’est une résonance de l’appareil auditif, qui se met à siffler.
Le micro entend le son de l’écouteur, l’appareil l’amplifie, le micro l’entend encore davantage et on arrive à la saturation. Il se produit plus volontiers dans les aigus. L’effet Larsen résulte toujours d’un problème de communication entre l’écouteur et le microphone, trop proches l’un de l’autre, avec un manque d’étanchéité entre les deux ou un manque d’étanchéité de l’embout lui-même dans le conduit. Des systèmes anti-larsen existent, qui consistent à réduire le gain au pic de fréquence qui résonne, ce qui entraîne une perte d’intelligibilité par sous correction dans les aigus. On peut aussi programmer un signal en opposition quand le signal de sortie atteint un certain pic, mais là encore cela nuit à l’intelligibilité de la parole et de sons. Il faut avoir à l’esprit que diminuer la taille de l’appareil auditif impose une miniaturisation toujours plus grande des éléments internes. Or la miniaturisation du microphone et de l’écouteur, sans parler des autres éléments, n’est pas infinie. On pourrait, quoi qu’il en soit, faire le choix d’améliorer la qualité de ces deux éléments. D’autre part, plus l’appareil sera discret, plus le microphone et l’écouteur seront proches par obligation, ce qui impose une parfaite isolation si l’on ne veut pas entretenir un effet Larsen.  

Un autre système serait possible avec le Bluetooth. 
Il suffirait de croiser microphone et écouteur entre le côté droit et le côté gauche (le microphone de l’oreille droite venant stimuler l’écouteur de l’oreille gauche et inversement). Cela supprimerait immédiatement tout effet Larsen, mais imposerait évidemment un appareillage bilatéral.

Un « micro déporté » c’est-à-dire un micro positionné sur un petit support indépendant que l’on pourrait épingler sur son polo ou déposer à un endroit spécifique permettrait aussi de se satisfaire d’un seul appareil et d’obtenir une qualité de son bien meilleure (micro plus étudié et écouteur – sans la présence du microphone dans l’appareil – pouvant être plus performant). 

• L’amplificateur
C’est sur lui que les progrès sont les plus importants. D’analogique, ce dernier est devenu numérique. Pour définir un appareil, on mesure une réponse en gain (dB) par fréquence donnée. Pour les appareils modernes, ce gain est légèrement moins valorisé sur les aigus par rapport aux anciens appareils analogiques, ce qui nuit à la perception de certaines consonnes proches, notamment les sifflantes ou les fricatives (« f » et « s »), particulièrement concernées dans une perte auditive presbyacousique. La distorsion en fonction de l’intensité de la fréquence donnée s’améliore nettement avec les appareils modernes, mais nous sommes encore loin des distorsions très faibles propres aux chaînes Hi-Fi. Cependant celle-ci sera minime dans les gains faibles (moins de 40dB), le problème pouvant se poser avec les appareils destinés aux surdités moyennes ou fortes malgré les réglages adaptés.

Comprendre dans une ambiance bruyante

C’est l’un des gros challenges des appareils auditifs.
Dans les conditions physiologiques (audition normale), un excès de bruits amène une contraction d’un petit muscle de l’oreille, le muscle de l’étrier, qui empêche le son de se propager via la fenêtre ovale, protégeant ainsi l’oreille des nuisances sonores qui léseraient l’oreille interne. Ce mécanisme a toutefois ses limites. Rappelons que l’appareil placé dans le conduit, profite de l’amplificateur naturel que constitue le pavillon ainsi que le son focalisé qui permet de filtrer une partie des sons non sélectionnés par la position de la tête.
Les cellules ciliées externes de l’oreille interne, en se contractant, adaptent les vibrations de la membrane basilaire à la voix naturellement sélectionnée (membrane séparant dans l’oreille interne la rampe tympanique de la rampe vestibulaire). Dans les appareils auditifs pourvus de système anti-bruit plusieurs traitements du bruit existent mais il reste à trouver l’algorithme idéal le plus polyvalent possible.   

Voilà détaillées dans les grandes lignes les caractéristiques et les limites des appareils auditifs. On voit donc que la miniaturisation à l’extrême sans réelle innovation des composants – tels que le microphone et l’écouteur – a atteint ses limites, sachant qu’un appareil auditif ne remplacera jamais une oreille saine et le meilleur traitement, on l’aura compris, reste la prévention sonore très tôt.

Et demain ?

Pour les atteintes auditives sévères, on mettra à part les implants d’oreille, qui concernent une minorité de patients (enfant sourds profonds pour acquérir un langage ou surdité profonde bilatérale chez un adulte chez qui tout appareil auditif est insuffisant). Pour les atteintes légères à modérées, l’invisibilité totale reste le but.

Il existe déjà des appareils totalement invisibles (dans la partie moyenne du conduit), pouvant rester en place 4 mois avant que le prothésiste ne remplace leur pile. Il a des indications bien limitées et pose un certain nombre de contraintes (bains, tolérance cutanée). Il n’a pas remporté un franc succès.

Développement d’une technologie qui permette d’inclure, dans des modèles miniaturisés à venir, des appareils de haute technologie se rapprochant de la norme hi-fi (intérêt du Bluetooth). Cela est déjà possible en théorie. 

Et dans un futur proche ?

Et si la prothèse auditive n’était pas l’avenir de l’audition ? 

Des chercheurs du Massachusetts ont réussi, chez la souris, à faire multiplier des cellules progénitrices dites LGR5+, avant de les différencier en cellules ciliées, grâce à deux cocktails successifs de facteurs de croissance et de différenciation. Cette opération fait passer le nombre de cellules ciliées de 500 à 11 500. Ces mêmes chercheurs ont également procédé à un essai sur des cellules souches humaines obtenues de l’oreille interne d’un patient opéré pour une tumeur cérébrale. Les cellules souches humaines adultes se sont aussi multipliées et différenciées, bien qu’en quantité moindre en comparaison des cellules de souris. Même si cette option thérapeutique est loin d’être encore accessible et que ces cellules devront montrer leur pleine fonctionnalité, elle est toutefois porteuse d’espoir. 

D’autres approches de thérapie génique sont également à l’étude, faisant entrevoir, dans un futur plus ou moins proche, un espoir de récupération des cellules ciliées, seule manière de retrouver une audition parfaite.

 

Références bibliographiques
• Résonances- Octobre 2003- Jacques Sclosser
• Observatoire de la santé visuelle et auditive – 26/09/2017






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