Vacancy: sound processing for cochlear implants and hearing aids

Note: this vacancy has been filled. Please refer to the ICanHear website for another similar vacancy in our lab.

A 4 year PhD studentship  is available at ExpORL, Dept. Neurosciences, KU Leuven, Belgium on the topic of sound processing for cochlear implants and hearing aids. A cochlear implant can restore the hearing of the deaf by stimulating the auditory nerve directly with electrical pulses, using an array of electrodes inserted in the cochlea in a surgical procedure. In this project signal-processing models of loudness perception will be used to design sound processing for combined cochlear implant and hearing aid stimulation. This research should lead to an implementation of the algorithm in a commercial device, in close collaboration with the industry.
Candidates need a degree in electrical or biomedical engineering,  physics, or similar, with a good background in signal processing. Good English proficiency is required as well as a strong interest in auditory perception and willingness to work in an interdisciplinary team. Knowledge of human neurophysiology and psychology of hearing is a strong plus.

More information about the project and our lab can be found at  http://tinyurl.com/bimodal.
For more information, please contact Prof. Tom Francart (tom.francart@med.kuleuven.be, phone +32 379840). To apply, please
include your CV and motivation letter.

Prevalentie en functionele gebruik van gebaren als ondersteunde communicatie bij volwassenen met een verstandelijke beperking

Het SMOG-gebaar "kers"

Op ExpORL wordt onderzoek gedaan naar het gebruik van gebaren als ondersteunde communicatie (OC) bij volwassenen met een verstandelijke beperking (VB). Hieruit blijkt enerzijds dat ongeveer 25% van de volwassenen met een VB in 50% van de Vlaamse voorzieningen, gebaren gebruiken. Anderzijds vonden we dat hun communicatieve mogelijkheden serieus onderschat worden als we hen testen met klassieke taal- en communicatietests.

Wie soms in contact komt met personen met een VB, heeft vast wel al van SMOG gehoord. SMOG staat in deze context niet voor de welbekende luchtvervuiling, maar voor Spreken Met Ondersteuning van Gebaren. SMOG is een gebarensysteem dat in de jaren ’80 specifiek ontwikkeld werd voor personen met een VB die moeite hebben met verbale communicatie. Hieronder verstaan we zowel moeite met het begrijpen van gesproken taal, als moeite met het zelf spreken. Bij SMOG wordt de gesproken taal gecombineerd met gebaren, waarbij we enkel de kernwoorden in de gesproken zin gaan ondersteunen met een gebaar. Het is dan ook een key word signing (KWS) systeem, waarvan er in elk land wel een lokale variant bestaat. SMOG wordt in heel wat scholen en voorzieningen in Vlaanderen gebruikt, maar sinds de jaren ’80 is er zelden onderzoek naar gedaan.

Het onderzoeksproject op ExpORL is, gezien de weinige informatie die voorhanden is over KWS in het algemeen en SMOG in het bijzonder, exploratief van aard. We richten ons in eerste instantie enkel op volwassenen met een VB. In een eerste fase hebben we bekeken welke volwassenen met een VB nu precies SMOG gebruiken in Vlaanderen. Door vragenlijstonderzoek zijn we te weten gekomen dat SMOG gebruikt wordt in ongeveer 50% van de Vlaamse voorzieningen voor volwassenen met een VB. In deze voorzieningen gebruikt ongeveer 25% van de cliënten zelf actief SMOG.

Een deel van deze groep SMOG-gebruikers zijn we nader gaan bekijken. We vonden 48 volwassen SMOG-gebruikers bereid om deel te nemen aan een observatiestudie. Hierin probeerden we het dagdagelijkse, functionele SMOG-gebruik te objectiveren, en te bekijken welke factoren dit SMOG-gebruik beïnvloeden. We namen een testbatterij af bij onze deelnemers om hun communicatieve en motorische vaardigheden in kaart te brengen. Vervolgens filmden we hen in een spontaan gesprek. De eerste resultaten van dit onderzoek tonen aan dat de klassieke taal- en communicatietests onvoldoende de communicatieve mogelijkheden van onze SMOG-gebruikers in een spontaan gesprek weergeven. De verbale mogelijkheden (= gesproken taal) relateren zeer sterk met de testscores, maar de nonverbale mogelijkheden (= gebarengebruik) helemaal niet. Het gevaar bestaat dus om de functionele, dagdagelijkse communicatieve mogelijkheden van een SMOG-gebruiker, op basis van zijn/haar testscores op klassieke taal- en communicatietests, enorm te onderschatten.

In een volgende fase van het onderzoek worden ook de motorische vaardigheden gerelateerd aan de functionele communicatie, en wordt die functionele communicatie verder kwalitatief geanalyseerd. We willen immers ook te weten komen welke gebaren precies gebruikt worden, en voor welke communicatieve functies dit gebeurt. Gebruiken SMOG-gebruikers vooral gebaren om commentaar te geven op gebeurtenissen, of om vragen te stellen, of voor sociale interactie? Op deze en nog veel meer vragen hopen we binnenkort een antwoord te kunnen formuleren!

Meer informatie? stien.meuris <at> med.kuleuven.be

Referentie: 

Meuris, K., Maes, B., and Zink, I. (2013). The use of key word signing in residential and day care programs for adults with an intellectual disability. Manuscript submitted for publication.

ExpORL op Dag van de Wetenschap

Zondag 25 november was het opnieuw Dag van de Wetenschap met dit jaar ‘de zintuigen’ als thema. In alle grote steden in Vlaanderen werden wetenschappelijke activiteiten georganiseerd en ook in Leuven was dat het geval. Aan de afdeling ExpORL werd gevraagd om het gehoor in de kijker te zetten. Daarom trokken Astrid, Charlotte en ik die dag, gewapend met een audiometer en een laptop, richting het Radiohuys, de nieuwe thuisbasis van Radio 2. Vanaf 10.00 u. konden de mensen bij ons hun gehoor laten testen waarbij ze de keuze hadden tussen klassieke audiometrie of de Digit Triplet Test. Al snel werd duidelijk dat we met één audiometer niet zouden toekomen: vanaf het beginuur stonden er al mensen te trappelen om getest te worden. Misschien zat ons korte radiointerview in Avondpost op vrijdag hier wel voor iets tussen? Astrid haastte zich daarop richting ExpORL voor audiometer nummer twee en dat bleek een prima plan te zijn geweest. We mogen zeggen dat onze stand een groot succes was! Samen met Robin en Lore, twee studenten van LAW, hebben we aan de lopende band getest, van 10.00 u ’s morgens tot 17.00 u. ’s avonds. Er werden 61 audiometrische testen afgenomen en ook de Digit Triplet Test was enorm populair. Ongeacht het resultaat van hun gehoortest, keerden alle mensen tevreden terug met een kopie van hun audiogram als souvenir. Ook wij kijken tevreden terug op deze drukke dag. We zijn blij dat er zoveel mensen aandacht willen geven aan hun gehoor en hopen volgend jaar nog meer mensen te kunnen testen en informeren! 

 Tine Goossens

Just published: Sound perception improves with enhanced onsets of the speech envelope in adverse listening conditions

Many people that have a hearing loss use auditory prostheses like hearing aids and cochlear implants. Often, they have no trouble to understand speech when they are talking to you in a quiet environment, but the speech understanding abilities decrease rapidly when interfering sound sources are present, e.g. in a restaurant, on the street, in a bar...

Speech enhancement algorithms were developed that try to process the signal in a way to improve speech intelligibility. We developed a new algorithm called enhanced envelope (EE) strategy that emphasizes the onsets of the speech envelope in adverse listening conditions. Onsets are just the first milliseconds of a speech signal after a period of silence. Therefore, we try to improve the access to the sentence structure. You can compare it with a study done in Cambridge which showed that it deosn't mttaer in waht oredr the ltteers in a wrod are, the olny iprmoatnt tihng is taht the frist and lsat ltteers be at the rghit pclae.

In tests with CI simulations that are used for normal-hearing listeners to mimic the sound perception of a cochlear users, we showed that an improvement with the new EE strategy was obtained in a stationary noise and when two speakers are talking at the same time.

For more information, please refer to our paper.

Koning, R., & Wouters, J, (2012). The potential of onset enhancement for increased speech intelligibility in auditory prostheses. J Acoust Soc Am, 132(4), 2569-2581.

De ExpORL gehoortest online en op TV in "Ook getest op mensen"

For English see below

De Digit Triplet test

De Digit Triplet test is een automatische spraak-in-ruis test, bedoeld voor de zelf-screening van het gehoor. Recent werden binnen onze onderzoeksgroep de Nederlandstalige en Franstalige versie van deze test ontwikkeld. Tijdens de test worden 27 reeksen van drie cijfers (triplets) in een spraakgewogen ruis aangeboden op verschillende signaal-ruisverhoudingen. Zo kan binnen de 3 minuten de spraakverstaandrempel van een persoon worden bepaald.

Een zeer recente studie door onze onderzoeksgroep toont nu ook aan dat deze (breedbandige) test zeer gevoelig is voor het detecteren van beginnend gehoorverlies in de hoge frequenties, met name rond 2, 3, 4 en 6 kHz. Dit maakt de test enorm geschikt voor het screenen van mensen die in lawaai tewerkgesteld zijn, of van jongeren die in hun vrije tijd langdurig en aan hoge niveaus van muziek worden blootgesteld.

Eind juni 2012 kwam de bus van het Eén-programma Ook getest op mensen naar Leuven, en werden 200 jongvolwassenen tussen 18 en 30 jaar aan onze Digit Triplet test onderworpen. Professor Desloovere en enkele audiologen van de dienst neus-, keel-, en oorziekten van het UZ Leuven hielpen ons bij het organiseren en interpreteren van de tests. De resultaten van deze groep jongvolwassenen zullen in de uitzending van 3 oktober worden besproken!

De online gehoortest

In samenwerking met Ook getest op mensen werd onze Digit Triplet test geïmplementeerd als online gehoortest. Hoewel we bij een online test weinig controle hebben over de omstandigheden waarin de test wordt uitgevoerd, verwachten we bij deze spraak-in-ruis test toch betrouwbare resultaten. Zo maakt het bijvoorbeeld niet uit op welk (absoluut) volume de test wordt afgespeeld, omdat dit de signaal-ruisverhouding niet beïnvloedt. Uiteraard mag het volume niet té laag of té hoog zijn. Daarnaast zullen (zachte) omgevingsgeluiden de test ook weinig verstoren, aangezien de testsignalen bovendrempelig zijn. Tot slot heeft ook de specifieke frequentierespons van de gebruikte hoofdtelefoon (of oortjes) weinig effect op de spraakverstaandrempel, aangezien een spraakgewogen ruis wordt gebruikt.

The Digit Triplet test

The Digit Triplet test is an automatic speech-in-noise test, developed for self-screening of a person’s hearing ability. Recently, the Dutch (Flemish) and French version of this test have been developed by our research group. During the test, 27 triplets are presented in a speech-shaped noise at different signal-to-noise ratios. Within 3 minutes, the person's speech reception threshold can be determined.

A very recent study by our research group now proves that this (broadband) test is highly sensitive to detect very mild high-frequency hearing losses (at 2, 3, 4, and 6 kHz). This makes the test highly suitable for screening of noise-exposed workers or young adults who are regularly exposed to high levels of music during leisure activities.

In June 2012, the bus of “Ook getest op mensen” – a program at the public broadcasting station Eén – came to Leuven to put 200 young adults, aged between 18 and 30 years, through our Digit Triplet test. Professor Desloovere and two audiologists of the department of ear, nose, and throat diseases of UZ Leuven helped us organizing and interpreting the tests. The results of this group of young adults will be presented in the program on Wednesday 3 October 2012.

The online hearing test

In cooperation with "Ook getest op mensen", the ExpORL Digit Triplet test was implemented as an online hearing test. Although there is not much control of the circumstances in which the online test is being executed, we do expect reliable results for this speech-in-noise test. First, the (absolute) volume at which the test is played back does not influence the signal-to-noise ratio. Of course, the volume shouldn't be too low or too high. Second, (soft) ambient sounds won't disturb the test, since all test signals are presented at a supra-threshold level. Third, the specific frequency response of the used headphones or earphones doesn't affect the speech reception threshold, due to the use of a speech-shaped noise.

Just published: Improving sound source localisation for bimodal listeners

There are many people with a cochlear implant who also use a hearing aid in the non-implanted ear. This combination is called bimodal hearing. In this case the two ears are stimulated, which could be expected to lead to improved localisation of sound sources. Unfortunately, when we measure sensitivity to the location of sound sources of bimodal listeners, they usually perform much worse than listeners with  normal hearing.

Measuring localisation performance

As a solution to this problem, we developed a new signal processing scheme that enhances interaural level differences. Normal hearing listeners use differences in level between the ears to localise sound sources. Our new system determines the location of a sound sources uses it to emphasise interaural level differences in the signal.

In tests with six bimodal listeners, we found that their localisation performance was improved by up to 10 degrees.

For more information, please refer to our paper.

Francart, T., Lenssen, A., & Wouters, J. (2011). Enhancement of interaural level differences improves sound localization in bimodal hearing. J Acoust Soc Am, 130(5), 2817-2826.