Brevet FR2400886A1 — publié le 19790323

La présente invention concerne des appareils de correction auditive, notamment du type non pas électro-acoustique, mais puremuent électrique. Le type d'appareil de correction auditive largement utilisé par les personnes atteintes de défauts de l'ouïe assure la transmission d'énergie acoustique au sujet le plus souvent par le canal auditif et, dans certains cas, d'une manière basée sur la conduction d'ondes acoustiques par les os. On a aussi proposé diverses formes d'appareils auditifs du type appliquant au sujet de l'énergie non acoustique, mais électrique ou électromagnétique. De tels appareils auditifs sont surtout destinés à des personnes dont la surdité est d'origine telle qu'un appareil acoustique n'a qu'une efficacité médiocre ou nulle.- Dans les appareils de ce genre déjà proposés, on transmet délibérément l'énergie électromagnétique aux nerfs faciaux ou au centre auditif du cortex cérébral de l'utilisateur. On a fait des tentatives pour diffuser commercialement un appareil auditif du type décrit dans le brevet US 3 393 279 accordé le 15 Juillet 1968, mais le demandeur croit savoir qu'après des efforts soutenus, on a cessé de vendre cet appareil.Or, compte tenu de ce que certains sourds ne parviennent pas â entendre avec des appareils électro-acoustiques et ne peuvent absolument compter que sur un autre type d'appareil auditif, on ressent vivement le besoin d'un appareil de correction auditive non acoustique qui s'avère efficace. La présente invention a pour but de réaliser un appareil de correction auditive non acoustique original et efficace. Un tel appareil serait utile pour de nombreux sujets frappés de défauts d'audition et indispensable pour ceux qui ne parviennent pas à entendre avec des appareils acoustiques. Des appareils d'audition non acoustiques sont aussi intéressants pour permettre soit des communications secrètes, soit des communications entre des personnes à ouie normale dont l'audition est positivement oblitérée å titre de protection contre un fort bruit ambiant. L'appareil selon l'invention qu'on va décrire à titre d'exemple constitue un appareil original d"'iudition" corticale efficace Il comporte des moyens fournissant un signal à fréquence porteuse modulé par le signal acoustique à "entendre". La fréquence porteuse est, dans l'exemple décrit ci-dessous, de 33 kEs, l'intervalle optimal allant de 15 à 60 kRz. Le signal acoustique subit un certain pourcentage de distorsion, notamment distorsion harmonique. L appareil décrit présente une impédance de circuit de charge élevée et une tension de sortie relativement forte ; il comporte un circuit de sortie résonnant à haut rapport capacité/impédance. Grâce à ces caractéristiques, le passage de courant dans le sujet est en grande partie indépendant de variations d'impédance organique chez un sujet donné ou d'un sujet à l'autre, ce qui améliore l'audition. Des études ont montré l'absence marquée de linéarité, pendant processus d'audition normal, dans le limaçon. Les composantes de distorsion du son engendré dans l'oreille tendent à être masquées, supprimées ou négligées, mais sont automatiquement présentes. Dans un appareil d'audition corticale, le limaçon est franchi en dérivation, mais le signal appliqué au centre auditif du cortex cérébral est voisin du signal normalement appliqué au nerf auditif. On a essayé un appareil auditif selon l'invention sur de nombreux sujets. A de rares exceptions près, l'appareil soumis à l'essai a amélioré le pourcentage de discrimination du sujet par rapport à celui obtenu avec les appareils de correction auditive personnels des sujets, de modèles divers. Avec certains des sujets, sourds et démunis d'appareils, on a obtenu au cours des essais des résultats impressionnants.Le succès obtenu avec l'appareil d'audition corticale à l'état brut dans ces essais est d'autant plus frappant que les résultats étaient comparés à ceux obtenus sur les mêmes sujets à l'aide d'appareils auditifs perfectionnés au cours de nombreuses années de fabrication et de large diffusion. les appareils selon le brevet US précité se distinguent principalement de l'appareil selon l'invention essayé par la triés nette distorsion présente dans ce dernier. On comprendra mieux la nature de l'invention et ses divers aspects originaux et avantages d'après la description détaillée qu'on va donner à titre d'exemple d'une réalisation illustrée par le dessin annexé sur lequel la figure unique est un schéma symbolique illustrant une réalisation de l'invention. Sur le dessin, un oscillateur 10 fonctionnant à une fréquence comprise dans un intervalle optimal de 15 à 60 kHz est couplé, à travers un amplificateur isolateur 12, à un modulateur 14. Un microphone 16 et un pré-amplificateur 18 fournissent un signal acoustique ou signal à basse fréquence à "entendre". Ce signal est appliqué à un amplificateur d'audio-fréquences 20, couplé au modulateur 14 de manière à fournir une porteuse modulée. Le modulateur peut prendre diverses formes classiques. Un générateur d'harmoniques 22 est interposé dans l'exemple illustré entre le pré-amplificateur 18 et l'amplificateur 20. La forme et l'emplacement du générateur d'harmoniques peuvent varier largement. De nombreux transistors, ainsi que des pentodes et tubes à faisceaux de puissance, engendrent des harmoniques de rangs échelonnés jusqu'à 14. Quand ces dispositifs fonctionnent dans un montage en push-pull, les harmoniques pairs sont annulés (ou presque) et seuls subsistent les harmoniques impairs. On peut obtenir des pourcentages contrôlés d'harmoniques pairs en utilisant un étage "push-pull" asymétrique. L'amplificateur 20 lui même peut être conçu pour présenter ces caractéristiques, constituant ainsi le générateur d'harmoniques- 22 représenté sous forme de composant séparé.Pour perfectionner le fonctionnement d'un tel montage aux fins de l'invention, on peut prévoir des boucles de contre-réaction introduisant une discrimination qui renforce ou atténue des harmoniques de rang faible ou élevé. Dans un exemple, on peut prévoir une triode d'un côté d'un étage en push-pull et un pentode ou un- tube à faisceaux de puissance de l'autre côté de cet étage, afin d'obtenir un mélange adéquat d'harmoniques pairs et impairs. Une triode ou un transistor monté en étage à extrémité unique à fonctionnement de classe AB tend à engendrer en abondance des harmoniques pairs et impairs, surtout de rangs 3 et 5. Un amplificateur fonctionnant à l'état de saturation ou de quasisaturation peut servir à engendrer des harmoniques impairs et pairs (par exemple de rangs 2 à 5) intéressants aux fins de l'invention. Des noyaux magnétiques saturés peuvent aussi servir à cette fin. Un appareil d'audition selon l'invention comporte un générateur d'harmoniques incorporé au modulateur. Le modulateur est alors du type Heising, dans lequel la modulation a lieu dans le circuit d'anode d'un tube modulateur. Il assure une modulation de classe AB, de 100%. Sur le dessin, le circuit "résonnant parallèle" du modulateur comporte un condensateur 14a monté en parallèle avec une bobine 14b, à haut rapport capacité/impédance. La bobine 14b constitue aussi le primaire d'un transformateur élévateur compor- tant un secondaire 14c. L'une des bornes du secondaire 14c est reliée à la masse commune G du montage, formant la liaison de référence de signal commune de tous les autres composants 10, 12... 22. Un conducteur 24 atteint une électrode circulaire 26. Un autre conducteur 28 (indiqué en traits interrompus parce qu'il est facultatif) rejoint une autre électrode circulaire 30. Pendant le fonctionnement de cet appareil, le niveau de porteuse non modulée est, sur l'électrode 26, de 500 V, ce qui donne un signal modulé à 100% de 1000 V, tel que mesuré à l'aide d'un appareil de mesure de courant alternatif nBallantinet'. L' électrode 26 a environ 25 mm ou un peu plus de diamètre et est recouverte de plusieurs couches de ruban de pellicule cellulosique. En variante, on utilise une électrode nue, mais on interpose un condensateur de 0,035 WF en impédance série sur le conducteur 24. Il faut que la surface de l'électrode demeure chimiquement neutre sur la peau de l'utilisateur, de sorte que si L'électrode n'est pas recouverte d'isolant, elle doit être rendue chimiquement inactive, par placage d'or ou autrement. On pose l'électrode 26 contre la tête de chaque sujet soumis à l'essai, en la plaçant de façon que la réponse soit maximale. Cet emplacement se situe le plus souvent à 25 mm environ en avant et au-dessus du canal auditif, en regard du centre auditif du cortex cérébral. Le tableau ci-dessve donne les résultats obtenus sur vingt-cinq sujets soumis à l'essai TABLEAU PAGE SUIVANCE DEGRE DE SURDITE TYPE DE % DE DISORIMINATION DE PAROLES SUJET AGE SEXE GAUCHE DROIT LEBSION Sans Avec appareil Avec appareil (db) (db) appareil classique selon l'invention 1 E.L. 68 F 45 43 SN 62 98 100 2 M.E. 58 F 51 46 SN 58 90 100 3 O.R. 52 F 53 46 SN 76 84 100 4 A.C. 49 M 67 70 complexe 0 98 100 5 M.B. 70 F 76 18 SN 0 84 100 6 F.S. 71 M 48 56 SN 52 84 92 7 P.R. 58 M 52 66 SN 46 98 100 8 M.H. 60 F 42 46 C 90 100 100 9 P.P. 58 M 53 60 SN 42 80 100 10 O.M. 70 M 56 56 SN 0 76 94 11 K.M. 10 F 73 48 complexe 34 96 100 12 D.T. 11 M 61 65 SN 0 100 100 13 N.T. 9 F 101 93 SN 0 58 0 14 C.C. 61 M 45 65 SN 64 88 96 15 M.H. 14 F 40 48 SN 58 50 92 16 D.R. 52 F 56 56 SN 60 62 90 17 A.R. 17 M 110+ 61 SN 0 72 94 18 M.W. 14 M 44 48 SN 66 94 100 19 F.C. 39 M 62 60 SN 0 90 98 20 J.B. 58 F 53 45 SN 58 74 98 21 J.S. 26 M 48 56 SN 56 92 100 22 O.M. 70 M 56 56 SN 0 76 56 23 R.P. 47 F 51 41 SN 70 96 100 24 A.C. 66 F 43 48 SN 60 90 100 25 R.R. 55 M 45 38 complexe 0 86 84 Dans le tableau, on a figuré par "SE" une lésion neurosensorielle de l'audition et par C, une lésion de la conduction acoustique. L'essai a été opéré dans un centre de rééducation par le directeur du centre, otologiste agréé. Les trois dernières colonnes indiquent respectivement les résultats d'essai sans appareil, avec les appareils classiques personnels des sujets et avec l'appareil d'audition corticale décrit ci-dessus.Dans des conditions contrôlées on a demandé à chaque sujet de répéter cinquante mots phonétiquement équilibrés. Pour l'essai, on a placé l'électrode 30 contre le cou de chaque sujet. On a appliqué à 1' électrode de stimulus 26 un signal-témoin à 1000 Hz et on a placé l'électrode à l'endroit pour lequel le sujet déclarait entendre le mieux ce signal. Pour vingt sur vingt-cinq des sujets, la discrimination de paroles s'est avérée meilleure avec l'appareil d'audition corticale décrit ci-dessus qu'avec les appareils d'audition classiques pesonnels. Pour deux des sujets, les résultats sont équivalents. Pour trois sujets seulement, la discrimination a été meilleure à l'aide des appareils classiques personnels. Le niveau moyen de discrimination verbale pour les 25 sujets est de 38,08% sans appareil, de 82,06% avec les appareils d'audition classiques et 91,76% avec l'appareil d'audition corticale. Vingt-deux sujets (88%) ont atteint le niveau normal de discrimination verbale (90 à 100% de réponses justes) avec l'appareil d'audition corticale ; onze sujets (44%) ont atteint ce niveau avec leurs appareils classiques et un seul sujet (4fui) l'a obtenu sans appareil correcteur d'audition. Dans l'appareil d'audition corticale utilisé pour l'essai, la distorsion harmonique est d'environ 20% pour une tonalité à fréquence unique. On a estimé l'intermodulation de tonalités verbales et musicales à environ 40%. Ces chiffres représentent des niveaux de distorsion importants aux fins considérées. Toutefois, il faut une distorsion supérieure à celle de 3% actuellement présente dans le montage électrique d'appareils de reproduction de son ordinaires et, de préférence, une distorsion harmonique supérieure à 5% environ. Pour les essais, on a utilisé les deux électrodes 26 et 30. Avec l'électrode 30 placée, en l'absence de l'électrode 26, contre le sujet en un point quelconque, on n'obtient aucune réponse. Par contre, avec l'électrode 26 et sans l'électrode 30, l'appa reil fonctionne bien, presque aussi bien pour de nombreux sujets qu'avec les deux électrodes. Ce résultat indique que le trajet spatial de retour de courant du corps entier du sujet à la masse commune du montage n1 introduit pas une impédance inacceptable. On a noté plus haut que l'impédance du circuit de sortie est élevée. Il en est ainsi surtour du fait de la faible capacité de 11 électrode de stimulus 26, couverte d'isolant, vis-à-vis du sujet et de son impédance élevée en conséquence à la fréquence porteuse. On peut aussi introduire autrement une forte impédance, par exemple en interposant un petit condensateur comme indiqué plus haut. En particulier quand l'impédance du circuit de charge est élevée, il devient inutile de prévoir un circuit résonnant couplé de près au circuit de sortie et, dans ce cas, on n'a pas à se préoccuper du rapport C/L. La réalisation décrite ci-dessus est choisie à simple titre d'exemple et, de manière générale, les dispositions décrites pourront se prêter ou donner lieu à diverses modifications et variantes sans sortir, pour autant, du cadre de l'invention. REVENDICADIONS 1. Appareil d'audition corticale, caractérisé en ce qu'il comprend une source de signaux basse fréquence, des moyens propres à fournir un signal à fréquence porteuse, un modulateur qui, en réponse à la source de signal basse fréquence et aux moyens engendrant le signal à fréquence porteuse, fournit un signal à fréquence porteuse modulée et des moyens, comportant une électrode couplée au modulateur et adaptée à être placée contre la tête du sujet, propres à appliquer le signal modulé au sujet, cet appareil comportant des moyens propres à faire subir au signal basse fréquence une distorsion harmonique dépassant 5% environ. 2. Appareil d'audition corticale selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distorsion totale subie par les harmoniques de rang faible d'une tonalité à une seule fréquence représente 5 à 20% de l'intensité du signal basse fréquence. 3. Appareil d'audition corticale selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal porteur non modulé est d'environ 500 V au niveau de ladite électrode et en ce que le circuit de charge comporte une impédance limiteuse de courant indépendante de l'impédance organique du sujet. 4. Appareil d'audition corticale selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fréquence porteuse est d'environ 15 à 60 kHz. 5. Appareil d'audition corticale selon la revendication 1, destiné à permettre à l'utilisateur de déceler avec discrimination des signaux électriques correspondant aux spectres de fréquences courants couvrant la parole et la musique, caractérisé en ce que ladite source de signaux basse fréquence comporte un microphone et en ce que ladite distorsion harmonique est nettement supérieure à 5%. 6. Appareil d'audition corticale selon la revendication 5, caractérisé en ce que la distorsion totale subie par les harmoniques de rang faible d'une tonalité à une seule fréquence est comprise entre 5 et 20% environ de l'intensité du signal basse fréquence et en ce que la fréquence porteuse est comprise entre 15 et 60 kHz environ. 7. Procédé pour permettre à un sujet la détection corticale et la reconnaissance de divers sons, notamment parole et musique, caractérisé en ce qu'on forme un signal électrique comportant un spectre de basses fréquences, on forme un signal à fréquence por teuse, on module le signal à fréquence porteuse à l'aide dudit signal électrique, on applique le signal de sortie du modulateur à une électrode couplée à la tête du sujet pour assurer une détection corticale du spectre de basses fréquences, ce procédé comportant l'application d'une distorsion harmonique d'au moins 5% audit signal électrique. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la distorsion harmonique totale subie par les harmoniques de rang faible d'une tonalité à fréquence unique représente environ 5 à 20% de l'intensité du signal basse fréquence. 9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la fréquence porteuse est comprise entre 15 et 60 kHz environ. 10. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la distorsion totale subie par les harmoniques de rang faible d'une tonalité à une seule fréquence représente 5 à 20% environ de l'intensité du signal basse fréquence, et en ce que la fréquence porteuse est comprise entre 15 et 60 kHz environ.