ITUA20163877A1 - Metodo e sistema di regolazione del volume del suono riproducibile da una protesi acustica, in particolare un impianto cocleare - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un metodo basato su calcolatore ed un sistema per regolare il volume del suono riproducibile da una protesi acustica, in particolare da un impianto cocleare.

Come è noto, un impianto cocleare è un orecchio artificiale elettronico in grado di ripristinare la percezione uditiva nelle persone con sordità profonda. L'impianto cocleare è costituito da una componente esterna e da una interna. La parte esterna è composta da un microfono-ricevitore, posizionato a livello retro-auricolare, simile all'apparecchio acustico convenzionale. La parte esterna comprende inoltre un processore che trasforma i suoni in segnali elettrici e li trasmette alla parte interna dell'impianto. Il processore è programmato specificamente per trasmettere le informazioni più importanti per il riconoscimento del linguaggio.

La parte interna, posizionata mediante intervento chirurgico, è composta da un ricevitore-stimolatore e da un sistema di elettrodi che inviano gli impulsi elettrici direttamente al nervo acustico e da qui al cervello che li interpreta come sensazione uditiva.

Ad ogni elettrodo è associato un canale definito da una frequenza dello spettro udibile.

Dopo qualche settimana dall'intervento, l'impianto cocleare viene attivato gradualmente su tutti i canali. L'attivazione parte dagli elettrodi inseriti più profondamente nella coclea, per proseguire sino ai più esterni.

Un tecnico specializzato nell'attivazione degli impianti cocleari, chiamato "mappatore", ricerca per ogni elettrodo la soglia di detezione del segnale elettrico corrispondente alla minima udibilità, ed il livello massimo che genera il migliore comfort. Tutti questi parametri definiscono la cosiddetta mappa, che viene memorizzata nel processore del linguaggio. La mappa, pertanto, permette agli stimoli acustici raccolti dal microfono di essere processati secondo le indicazioni fornite dal paziente nella fase di attivazione degli elettrodi per poi essere inviati agli elettrodi.

La mappa viene rivista periodicamente, durante il monitoraggio dell'abilitazione uditiva del soggetto. E' quindi evidente che la qualità della percezione dei suoni da parte del paziente dipende da come viene costruita la mappa.

Attualmente, sia nelle fasi iniziali di costruzione della mappa, sia nelle successive revisioni, il mappatore fa sentire al paziente un certo numero di suoni (in dipendenza dalla marca dell'impianto cocleare e dal numero di elettrodi), che rappresentano una campionatura di tutto lo spettro delle frequenze udibili, collegando l'impianto ad un calcolatore programmato per riprodurre questi suoni. Il paziente risponde fornendo un'indicazione soggettiva e qualitativa della percezione del suono, con l'obiettivo di livellare tutti i suoni affinché vengano percepiti con lo stesso volume.

Tuttavia, la modalità con cui viene fatta, e anche controllata, la mappatura, in un ambiente e in un contesto diverso da quello dell'uso quotidiano dell'impianto, e il poco tempo a disposizione per i test, costituisce uno dei limiti che impediscono di ottenere una mappatura ideale per il paziente, e quindi la massima qualità della percezione del suono ottenibile dall'impianto.

Scopo della presente invenzione è quello di proporre un metodo ed un sistema di regolazione che permettano di migliorare la taratura di una protesi acustica, ed in particolare di un impianto cocleare e quindi, come conseguenza, la qualità della percezione del suono da parte del paziente.

Detto scopo è conseguito con un metodo di regolazione secondo la rivendicazione 1, con un programma secondo la rivendicazione 9 e con un sistema di regolazione secondo la rivendicazione 10. Le rivendicazioni dipendenti descrivono forme di realizzazione preferite dell'invenzione .

Le caratteristiche e i vantaggi del metodo e del sistema di regolazione secondo l'invenzione risulteranno comunque evidenti dalla descrizione di seguito riportata di suoi esempi preferiti di realizzazione, dati a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle allegate figure, in cui:

- la figura 1 illustra un'interfaccia utente del software che implementa il metodo di regolazione secondo l'invenzione;

- la figura 2 è un diagramma di flusso del metodo di regolazione secondo l'invenzione, in una forma generale di realizzazione; e

- le figure 3 e 4 rappresentano schematicamente possibili forme di realizzazione di procedure di taratura di un impianto cocleare, che utilizzano il metodo di regolazione secondo l'invenzione.

Il metodo ed il sistema di regolazione di seguito descritti permettono di regolare il volume del suono riproducibile, dopo la trasformazione in segnali elettrici, dagli elettrodi di un impianto cocleare. Come spiegato sopra, ad ogni elettrodo corrisponde un canale definito da una rispettiva frequenza dello spettro udibile.

Tuttavia, è evidente per il tecnico del settore che il metodo di regolazione proposto può essere utilizzato anche per la taratura di altri dispositivi protesici acustici, siano essi sostitutivi dell'orecchio umano, come gli impianti cocleari, oppure a supporto dell'orecchio umano, ad esempio le protesi acustiche tradizionali che amplificano il suono.

Il metodo di regolazione proposto è basato su calcolatore 1 (figure 3 e 4). Il calcolatore può essere un qualsiasi personal computer anche di utilizzo non professionale, un tablet, uno smartphone, o altro dispositivo fisso o mobile intelligente. Infatti, una caratteristica peculiare del metodo di regolazione dell'invenzione consiste proprio nella possibilità di essere eseguito direttamente dal paziente dotato di impianto cocleare, senza nessun tipo di assistenza tecnica, e in qualunque ambiente, ad esempio a casa o in un ambiente di lavoro.

È tuttavia importante sottolineare, come verrà meglio descritto in seguito, che il risultato della regolazione effettuata dal paziente è un report contenente i dati di taratura, i quali dovranno essere forniti al tecnico mappatore per essere applicati all'impianto cocleare. Pertanto, per ovvie ragioni di sicurezza e di rispetto delle normative, il metodo di regolazione proposto non richiede necessariamente alcun intervento sull'impianto da parte del paziente.

Il calcolatore 1 è provvisto di una periferica di ingresso di comandi impartiti da un utente, di una periferica audio 2 per la riproduzione di suoni, e di un'unità di memorizzazione in cui è memorizzato almeno un file audio di test principale.

In una forma generale di realizzazione, il metodo di regolazione si basa su un'interfaccia utente 10 controllabile per il tramite della periferica di ingresso e adatta a consentire ad un utente di selezionare ogni singolo canale. Un esempio di una tale interfaccia utente 10 è rappresentato nella figura 1. Ad esempio, l'interfaccia utente 10 fornisce all'utente, ovvero il paziente dotato di impianto cocleare, un cruscotto 12 in cui sono riportati tutti i canali 14 corrispondenti agli elettrodi di un impianto cocleare, ed una serie di strumenti di controllo, che verranno di seguito descritti.

In una forma di realizzazione, per ogni canale 14 è possibile selezionare una rispettiva frequenza 16, ad esempio in base al numero di canali, alla marca dell'impianto cocleare o ad una prima mappatura effettuata dal tecnico mappatore.

Per ogni canale 14 è inoltre possibile selezionare un volume canale 18, ad esempio ad intervalli di 0,5 dB, come mostrato nella porzione inferiore di ogni pannello rappresentativo di un canale 14.

In una forma di realizzazione, all'inizio della procedura di regolazione, ad ogni canale è associato un volume di partenza, ad esempio pari a 0 dB per indicare che all'inizio non vi è nessuna regolazione di volume. Il volume iniziale può essere lo stesso per tutti i canali, oppure essere un volume fornito dal tecnico mappatore a seguito di una prima mappatura dell'impianto .

Pertanto, in una forma di realizzazione, il volume che viene selezionato durante il metodo di regolazione non è un volume assoluto, ma una variazione rispetto al volume di partenza, utilizzato come riferimento.

Quando il paziente ha accesso all'interfaccia utente 10, viene svolta una fase di selezione della modalità di esecuzione della procedura di regolazione (fase 100 nella figura 2), in cui vengono selezionati i canali 14 da sottoporre a regolazione, che possono essere corrispondenti al numero di elettrodi dell'impianto o essere un sottoinsieme di essi.

Oltre alla selezione dei canali 14, questa fase di selezione della modalità di esecuzione può prevedere, come verrà descritto nel prosieguo, una selezione della modalità di riproduzione dei suoni.

A questo punto ha inizio la procedura vera e propria di regolazione del volume dei canali.

Vengono riprodotti, per il tramite della periferica audio 2 del calcolatore 1, suoni corrispondenti alle frequenze dei canali 14 selezionati dall'utente (fase 102).

A questo punto, una volta percepiti i suoni, l'utente può modificare, per il tramite dell'interfaccia utente 10, il volume canale di uno o più suoni corrispondenti a rispettivi canali 14, con l'obiettivo di livellare tutti i suoni (fase 104).

Una volta settati i livelli dei canali, viene effettuata una procedura di verifica della regolazione effettuata. Viene comandata la riproduzione, per il tramite della periferica audio 2 del calcolatore 1, del file audio di test principale, utilizzando per tale riproduzione le frequenze corrispondenti ai canali 14, e, per ogni frequenza, il volume selezionato precedentemente (fase 106).

Se la riproduzione sonora viene percepita in modo uniforme, il procedimento di regolazione è terminato. Se invece il risultato non è soddisfacente, almeno i passi di regolazione del volume dei singoli canali (fase 104) e la successiva riproduzione del file audio (fase 106) vengono ripetuti fino a che la riproduzione del file audio risulta perfettamente uniforme.

Se l'utente lo ritiene opportuno, può modificare anche la modalità di esecuzione della prova (fase 100) e/o effettuare ripetute riproduzioni dei suoni dei canali (fase 102).

In accordo con una forma di realizzazione, prima di iniziare la riproduzione del suono dei singoli canali, l'utente può impostare, ad esempio per il tramite della barra "Master Volume" 20, un volume generale per il test, unico per tutti i canali.

Pertanto, la regolazione può essere effettuata con diversi volumi generali di riproduzione, in quanto può succedere che la regolazione effettuata con un volume basso non sia la stessa di quella effettuata con un volume medio o alto.

In una forma di realizzazione, l'interfaccia utente 10 permette all'utente di riprodurre sovrapposti tra loro i suoni dei canali selezionati oppure di riprodurli secondo una sequenza stabilita dall'utente oppure secondo una sequenza casuale.

Ad esempio, può essere utile riprodurre i suoni con una sequenza diversa dalla progressione in frequenza, che può ingannare la percezione dei livelli dei suoni.

Inoltre, l'interfaccia utente 10 può permettere di effettuare una serie di controlli sulla riproduzione dei suoni dei singoli canali o della sequenza di canali, ad esempio: la durata di ogni riproduzione (impostazione 22), la durata della pausa tra due riproduzioni successive (impostazione 24), una riproduzione impulsiva dello stesso suono (impostazione 26), una riproduzione a rampa (impostazione 28), una sequenza a ciclo continuo (impostazione 30), a ciclo inverso (impostazione 32), ecc.

In altre parole, l'interfaccia utente 10 permette di eseguire i test sui canali in modo molto flessibile e con una grande varietà di modalità di riproduzione, così che l'utente può ritestare ogni volta la regolazione precedentemente effettuata, con modalità differenti, per verificare se la percezione è ulteriormente migliorabile o se è stato raggiunto il risultato ottimale.

Passando ora al file audio di test, questo può essere importato da un'apposita libreria contenente files audio relativi a parole o musiche adatte a questa tipologia di test, oppure può essere creato dal paziente, ad esempio registrando suoni o parole tratte dalla vita quotidiana, ad esempio parole pronunciate da familiari o amici.

In una forma di realizzazione, nell'unità di memorizzazione sono inoltre memorizzati uno o più ulteriori files audio di test adatti a riprodurre corrispondenti rumori di fondo contemporaneamente alla riproduzione del file audio di test principale. In tal modo, si cerca di ricreare il più possibile il contesto nel quale l'impianto cocleare verrà quotidianamente utilizzato, e la regolazione del volume dei canali risulta ancora più fine.

In una forma di realizzazione, al termine della procedura di regolazione dei livelli dei singoli canali, il calcolatore genera un report 3 comprendente, per ogni canale, lo scostamento tra il volume modificato dall'utente ed il volume del canale prima della regolazione effettuata dall'utente.

Da notare che possono essere generati più report, ad esempio relativi a diversi volumi generali con i quali sono effettuate le riproduzioni e/o a diversi rumori di fondo.

Come illustrato nello schema della figura 3, questi report vengono forniti al tecnico mappatore 4, il quale li può utilizzare come parametri per ritarare l'impianto cocleare 5, ad esempio per il tramite di un dispositivo di interfacciamento impianto 6.

È importante sottolineare che, a differenza di quanto avviene fino ad oggi, dove il paziente fornisce al tecnico mappatore un riscontro di tipo qualitativo rispetto alla percezione del suono, con il metodo di regolazione proposto il paziente fornisce al tecnico mappatore dei dati quantitativi, rappresentativi dello scarto tra il volume precedentemente impostato per un canale ed il volume selezionato dall'utente al termine della procedura di regolazione.

In una variante di realizzazione illustrata nella figura 4, potrebbe essere possibile fornire direttamente all'utente un dispositivo di interfacciamento impianto 6 collegabile al calcolatore 1 sul quale è caricato il software di regolazione volumi. Il report generato dal calcolatore potrebbe quindi essere trasmesso al tecnico mappatore 4, ad esempio attraverso Internet (7), il quale avrebbe il compito di tradurre i dati di regolazione indicati nel report in parametri di taratura dell'impianto cocleare 5. Il tecnico mappatore potrebbe, sempre in remoto, inviare tali parametri di taratura al calcolatore 1 dell'utente, al quale è collegato il dispositivo di interfacciamento impianto 6. Attraverso il dispositivo di interfacciamento impianto 6, l'utente potrebbe quindi trasferire i dati di taratura dal calcolatore all'impianto.

Costituisce oggetto della presente invenzione anche un sistema di regolazione del suono riproducibile da una protesi acustica, in particolare un impianto cocleare 5.

Il sistema comprende un'unità di elaborazione, una periferica di ingresso di comandi impartiti da un utente, ad esempio una tastiera, una periferica audio per la riproduzione di suoni, ad esempio le casse acustiche 2 o le cuffie di un personal computer o di un dispositivo mobile intelligente, una periferica video, e un'unità di memorizzazione in cui è memorizzato almeno un file audio di test principale. Le periferiche e l'unità di memorizzazione sono controllate dall'unità di elaborazione.

Nell'unità di memorizzazione è caricato un programma comprendente porzioni di codice software adatte ad attuare il metodo di regolazione sopra descritto, quando il programma è eseguito dall'unità di elaborazione.

In particolare, l'unità di elaborazione è programmata per generare un'interfaccia utente 10 visualizzabile sulla periferica video e adatta a consentire ad un utente di selezionare, per il tramite della periferica di ingresso, ogni singolo canale 14 e di selezionare, per ogni singolo canale, il volume del suono corrispondente alla rispettiva frequenza di canale. In una forma di realizzazione, l'interfaccia utente 10 permette anche di selezionare la frequenza 16 di ogni canale.

L'unità di elaborazione è programmata per comandare la periferica audio 2 a riprodurre suoni corrispondenti alle frequenze dei canali selezionati dall'utente, secondo le modalità di riproduzione scelte dall'utente per il tramite dell'interfaccia utente 10.

L'unità di elaborazione è inoltre programmata per modificare il file audio di test principale associando alle frequenze corrispondenti ai canali il relativo volume selezionato dall'utente.

L'unità di elaborazione è inoltre programmata per comandare la periferica audio 2 a riprodurre il file audio di test modificato, eventualmente insieme ad un altro file audio di test che riproduce un rumore di fondo.

In una forma di realizzazione, l'unità di elaborazione è inoltre programmata per generare un report 3 contenente i dati di regolazione risultanti dal procedimento di regolazione. Ad esempio, l'unità di elaborazione riconosce il valore del volume di partenza di ogni singolo canale, ad esempio il volume pre-impostato dal tecnico mappatore prima della procedura di regolazione, acquisisce il valore del volume selezionato dall'utente, e calcola la differenza tra i due valori.

Come detto sopra, in una forma di realizzazione, il report generato dall'unità di elaborazione può contenere diversi dati di regolazione corrispondenti a diverse modalità di esecuzione della procedura di regolazione, che differiscono ad esempio per il livello del volume generale con cui sono effettuate le riproduzioni sonore, oppure per i rumori di fondo utilizzati.

È evidente come il metodo ed il sistema di regolazione proposti permettano di raggiungere lo scopo prefissato. La procedura di regolazione viene effettuata dall'utente in completa autonomia e quindi con tutto il tempo a disposizione per effettuare e ripetere i test, anche con modalità di esecuzione differenti, fino ad ottenere il risultato ottimale.

La riproduzione dei suoni effettuata da casse acustiche o altoparlanti collegati al personal computer o ad un dispositivo mobile dell'utente è più vicina alle condizioni reali di emissione, trasmissione e percezione dei suoni, rispetto ad un collegamento diretto con l'impianto cocleare.

La possibilità di ascoltare un suono complesso (il file audio di test con l'eventuale rumore di fondo) modificato con i dati di regolazione ottenuti dalla regolazione del volume dei singoli canali, permette di simulare la riproduzione del suono effettuata dall'impianto cocleare tarato con quei dati di regolazione, senza essere intervenuti sull'impianto e quindi con la possibilità di apportare ulteriori modifiche ai parametri stessi.

I dati di regolazione risultanti dalla procedura di regolazione sono dati oggettivi, espressi da numeri, quindi immediatamente fruibili dal tecnico mappatore a cui sono trasmessi. Inoltre, eventuali ulteriori sessioni di test potranno fare a loro volta riferimento ai dati di regolazione ottenuti precedentemente, rendendo possibile un oggettivo confronto tra i dati. II metodo di regolazione è completamente indipendente dal modello di protesi acustica e dal numero di elettrodi. Ad esempio, in caso di modifica ad un componente della protesi, ad esempio un microfono o gli elettrodi, è possibile utilizzare lo stesso software di regolazione per testare l'impianto modificato.

Alle forme di realizzazione del metodo e del sistema di regolazione secondo l'invenzione un tecnico del ramo, per soddisfare esigenze contingenti, potrà apportare modifiche, adattamenti e sostituzioni di elementi con altri funzionalmente equivalenti, senza uscire dall'ambito delle seguenti rivendicazioni. Ognuna delle caratteristiche descritte come appartenente ad una possibile forma di realizzazione può essere realizzata indipendentemente dalle altre forme di realizzazione descritte.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo basato su calcolatore per la regolazione del volume del suono riproducibile da una protesi acustica, in particolare un impianto cocleare, in cui detto suono è definito da una pluralità di frequenze dello spettro udibile, ognuna associata ad un rispettivo canale, e in cui detto calcolatore è provvisto di una periferica di ingresso di comandi impartiti da un utente, di una periferica audio per la riproduzione di suoni, e di un'unità di memorizzazione in cui è memorizzato almeno un file audio di test principale, comprendente i passi di: a) fornire un'interfaccia utente controllabile per il tramite della periferica di ingresso e adatta a consentire ad un utente di selezionare ogni singolo canale; b) riprodurre, per il tramite di una periferica audio del calcolatore, suoni corrispondenti alle frequenze dei canali selezionati dall'utente; c) modificare, per il tramite dell'interfaccia utente, il volume canale del suono corrispondente ad almeno un canale; d) riprodurre, per il tramite della periferica audio frequenze corrispondenti ai canali, il suono corrispondente ad ogni frequenza essendo riprodotto con il volume selezionato al passo c).
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui, prima del passo b), è pre-impostato un unico volume principale uguale per tutti i canali.
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 2, in cui detto volume principale è selezionabile dall'utente per il tramite dell'interfaccia utente.
4. 4. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui, al termine del passo d), vengono ripetuti i passi c) e d) fino a che il file audio di test viene percepito dall'utente in modo uniforme.
5. 5. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui i suoni corrispondenti ai canali selezionati vengono riprodotti almeno parzialmente sovrapposti o secondo una sequenza stabilita dall'utente o secondo una sequenza casuale.
6. 6. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l'interfaccia utente è adatta a consentire una selezione della durata della riproduzione di ogni suono associato ad un canale e/o della durata della pausa tra un suono ed il successivo.
7. 7. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni memorizzati uno o più ulteriori files audio di test adatti a riprodurre corrispondenti rumori di fondo contemporaneamente alla riproduzione del file audio di test principale.
8. 8. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui, al termine del passo d), il calcolatore genera un report comprendente, per ogni canale, lo scostamento tra il volume modificato dall'utente ed il volume del canale prima della regolazione effettuata dall'utente.
9. 9. Programma direttamente caricabile nella memorizzazione interna di un calcolatore e comprendente porzioni di codice software adatte ad attuare un metodo di regolazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-8, quando il programma è eseguito su detto calcolatore.
10. 10. Sistema di regolazione del volume del suono riproducibile da una protesi acustica, in particolare un impianto cocleare, in cui detto suono è definito da una pluralità di frequenze dello spettro udibile, ognuna associata ad un rispettivo canale, comprendente un'unità di elaborazione, una periferica di ingresso di comandi impartiti da un utente, una periferica audio per la riproduzione di suoni, una periferica video, un file audio di test principale, dette periferiche e detta unità di memorizzazione essendo controllate dall'unità di elaborazione; in cui nell'unità di memorizzazione è caricato un programma comprendente porzioni di codice software adatte ad attuare un metodo di regolazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-8, quando il programma è eseguito dall'unità di elaborazione.
11. 11. Sistema secondo la rivendicazione precedente, in cui l'unità di elaborazione è programmata con detto programma per: - generare un'interfaccia utente visualizzabile sulla periferica video e adatta a consentire ad un utente di selezionare per il tramite della periferica di ingresso ogni singolo canale e di selezionare, per ogni singolo canale, il volume del suono corrispondente alla rispettiva frequenza di canale; - comandare la periferica audio a riprodurre suoni corrispondenti alle frequenze dei canali selezionati dall'utente; - modificare il file audio di test principale associando alle frequenze corrispondenti ai canali il relativo volume selezionato dall'utente; - comandare la periferica audio a riprodurre il file audio di test modificato.