Titel Promotor Affiliaties "Korte inhoud" "CIM - Cochlear Implant Music: Bringing muziek terug in het leven van de gebruikers van cochleaire implantaten en het bevorderen van hun rehabilitatie en sociale integratie hoewel muzikale interactie" "Marc Leman" "Vakgroep Kunst-, Muziek- en Theaterwetenschappen" "In dit project ontwikkelen en testen wij een muziek instrument voor mensen met een Cochleair implantaat (CI) waardoor ze muziek kunnen maken en genieten van muziek. We zullen ook de mogelijkheid bieden om dit samen te doen met andere CI-gebruikersen / of andere normaal horende mensen. Het instrument zal worden gecontroleerd door middel van gebaren en het zal directe toegang krijgen tot de elektroden van het cochleair implantaat (zonder gebruik te maken van audio)." "Optimization of the automated fitting to outcomes expert with language-independent hearing-in-noise test battery and electro-acoustical test box for cochlear implant users (OPTI-FOX)." "Joris Dirckx, Martine Coene" "Biofysica en Biomedische Fysica, Centrum voor Computerlinguïstiek, Psycholinguïstiek en Sociolinguïstiek (CLiPS)" "Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds EU. UA levert aan EU de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract." "Ontwikkeling en evaluatie van stimulatie artefact onderdrukkingsalgoritmes in EEG data voor 'electrically evoked auditory steady-state responses' (E-ASSRs) gebaseerd op tests met Cochlear implant gebruikers." "Marc Moonen" "Onderzoeksgroep Experimentele Oto-rino-laryngologie, Dynamische Systemen, Signaalverwerking en Gegevensanalyse (STADIUS)" "Cochlear implantaten (CI) verzoeken het gehoor van ernstig tot volledig dove volwassenen, kinderen en zuigelingen te herstellen. 'Electrically evoked auditory steady-state responses' (E-ASSRs) zijn neurale antwoorden op continue gemoduleerde CI pulstreinen en kunnen objectief gedetecteerd worden bij de modulatie frequentie in het elektro-encephalogram (EEG). E-ASSRs kunnen potentieel gebruikt worden om de correcte stimulatie niveaus tijdens CI fitting te bepalen, zonder rekening te moeten houden met de gedrags-input van de patiënt. Echter, E-ASSRs worden beïnvloed door elektrische artefacten, veroorzaakt door de CI radiofrequentie verbinding en het elektrisch signaal gebruikt om de hoorzenuw te stimuleren. Bijgevolg is het doel van dit project om bestaande stimulatie artefact onderdrukkingsalgoritmes te evalueren en vernieuwde en verbeterde algoritmes te ontwikkelen." "Objectief meten van spraakverstaanbaarheid met een cochleair implant" "Tom Francart" "Onderzoeksgroep Experimentele Oto-rino-laryngologie" "Wereldwijd worden meer en meer personen met een ernstig gehoorverlies geholpen met een cochleair implantaat (CI). Dankzij dit CI krijgen ze (opnieuw) toegang tot geluid door elektrische stimulatie van de gehoorzenuw. Tegenwoordig wordt de werking van een CI geëvalueerd door de CI-gebruiker woorden of zinnen te laten herhalen. Dit is niet altijd optimaal. De luisteraar moet actief deelnemen aan deze evaluatie wat deze metingen uitdagend of zelfs onmogelijk kan maken bij, bijvoorbeeld, jonge kinderen of personen met een verstandelijke beperking. Bovendien evalueert het herhalen van woorden of zinnen niet alleen de functie van het CI, maar ook de spraakproductie en het werkgeheugen van die persoon. Een bijkomend nadeel is dat het spraakmateriaal beperkt is tot lijsten met gestandaardiseerde woorden en zinnen die niet representatief zijn voor de dagelijkse spraak. Daarnaast is het aantal lijsten per spraakmateriaal gelimiteerd, met ongewenste leereffecten tot gevolg. Om deze problemen uit de weg te gaan, willen we een objectieve maat voor spraakverstaan ontwikkelen voor realistische stimuli waar geen actieve deelname van de CI-gebruiker vereist is. Tijdens dit doctoraat hebben we (1) verschillende kenmerken van de spraakstimulus geoptimaliseerd en gevalideerd voor het voorspellen van spraakverstaan op basis hersenresponsen en (2) hebben we de haalbaarheid aangetoond van neurale spraaktracking als een objectieve maat voor spraakverstaan bij CI-gebruikers." "Music pre-processing for cochlear implants." "Marc Moonen" "Afdeling ESAT - STADIUS, Stadius Centrum voor Dynamische Systemen,Signaalverwerking en Gegevensanalyse, Onderzoeksgroep Experimentele Oto-rino-laryngologie" "Een cochleair implantaat (CI) is een medisch apparaat dat het mogelijk maakt om mensen met zeer ernstig gehoorverlies geluiden te laten waarnemen door elektrische stimulatie van de gehoorzenuw met behulp van een reeks electrodes die geïmplanteerd zijn in het binnenoor. De focus van het onderzoek naar signaalverwerking voor CIs ligt op het verbeteren van spraakverstaan in stilte en bij achtergrondlawaai. Het voornaamste doel voor een cochleaire implantatie is dan ook het herstellen van de mogelijkheid om te communiceren. De meeste CI-gebruikers hebben een aanvaardbare spraakverstaanvaardigheid. Het waarnemen en appreciëren van muziek daarentegen wordt in het algemeen als matig ervaren.Het voornaamste doel van dit doctoraatsproject is het onderzoeken en verbeteren van de muziekbeleving bij CI-gebruikers. Een eerste experiment met multi-track opnames werd uitgevoerd om de voorkeur voor de onderlinge verhouding tussen de verschillende instrumenten in een muziekmix te onderzoeken. In het algemeen ging de voorkeur uit naar een muziekmix met zang op de voorgrond en met behoud van bas en drum. Gebaseerd op deze kennis werd een voorverwerkingsschema voor muziek ontwikkeld voor mono- en stereo-opnames dat in staat is de balans tussen zang/bas/drum en de andere instrumenten te wijzigen. Dit schema is gebaseerd op de voorstelling van harmonische en percussieve componenten in het spectrogram en op de ruimtelijke informatie van de instrumenten in typische stereo-opnames. Vervolgens werd het muziekvoorverwerkingsschema geëvalueerd in een take-home experiment met postlinguaal dove CI-gebruikers en verschillende genres van muziek. Deze evaluatie heeft bemoedigende resultaten opgeleverd om over te gaan tot het bouwen van een tool voor muziek-training of rehabilitatie." "Suppressie van cochlear implantaat artifacten in EEG metingen" "Marc Moonen" "Dynamische Systemen, Signaalverwerking en Gegevensanalyse (STADIUS), Onderzoeksgroep Experimentele Oto-rino-laryngologie" "Cochleaire implantaten creëren een auditieve perceptie bij ernstig dove patiënten. Electrisch geëevokeerde auditieve steady-state responsen (EASSRs) zijn neurale responsen opgewekt door continu gemoduleerde pulstreinen, en kunnen objectief gedetecteerd worden in het electro-encephalogram (EEG) op de modulatiefrequentie. EASSRs hebben enkele voordelen tegenover andere objectieve maten, omdat frequentie-specifieke stimuli gebruikt worden, omdat bepaalde hersengebieden doelgericht bestudeerd kunnen worden afhankelijk van de gekozen stimulatieparameters, en omdat ze objectief gedetecteerd kunnen worden d.m.v. statistische methoden. EASSRs kunnen mogelijks gebruikt worden om gepaste stimulatieniveaus te bepalen tijdens CI fitting sessies, zonder gedragsmatige input van de CI subjecten.Spraakverstaan in ruis varieert sterk over CI subjecten. EASSRs zijn de ideale methode om de onderliggende oorzaken van deze variatie te onderzoeken, zoals de integriteit van de elektrode-neuron interface en veranderingen in de auditieve cortex na doofheid en na cochleaire implantatie.Elektrische artifacten, veroorzaakt door het CI's radiofrequente link en door de elektrische pulsen gebruikt om de gehoorzenuw te stimuleren, beïnvloeden de EASSR. CI artifacten kunnen ook een component op de modulatiefrequentie hebben, wat leidt tot incorrecte EASSR detecties en onbetrouwbare EASSR amplitude en fase schattingen. CI artifacten die korter zijn dan het interpuls interval (IPI), het inverse van de pulsfrequentie (in pulsen per seconde (pps)), kunnen verwijderd worden door een lineaire interpolatie (LI) over de EEG samples aangetast door CI artifact. Voor klinisch gebruikte monopolaire (MP) stimulatie, tussen een intracochleaire en een extracochleaire elektrode, zijn CI artifacten langer dan voor bipolaire (BP) stimulatie, tussen twee intracochleaire elektrodes.In deze thesis worden CI artifacten gekarakteriseerd. Verder worden drie methodes ontwikkeld en geëevalueerd voor CI artifact suppressie en betrouwbare EASSR parameter schatting.CI artifacten zijn groter in amplitude en duren langer voor kanalen dichter bij het implantaat. Geschikte selectie van het referentiekanaal kan resulteren in kleinere en kortere CI artifacten, die gemakkelijker verwijderd kunnen worden. Met LI kunnen CI artifacten verwijderd worden in contralaterale kanalen voor 500 pss stimulatie voor ons opname systeem. Meer geavanceerde CI artifact suppressiemethoden moeten ontwikkeld worden om EASSRs te meten in ipsilaterale kanalen (voor bronlokalisatie en voor lateralizatiestudies) en in kinderen en baby's.Ten eerste wordt een CI artifact suppressie methode gebaseerd op independent component analysis (ICA) ontwikkeld. Onafhankelijke componenten geassocieerd met CI artifacten worden automatisch geïidentificeerd op basis van de frequentiecomponent op de pulsfrequentie en vervolgens verwijderd. In sommige gevallen zijn de CI artifacten succesvol verwijderd, hoewel gemengde resultaten bekomen worden in andere gevallen.Omdat de ICA methode niet volledig robust is, en omdat meerkanaalsmetingen nodig zijn, wordt een tweede methode, gebaseerd op template subtraction (TS), ontwikkeld. Voor elke stimulatiepuls wordt een CI artifact puls template geconstrueerd op basis van een meting die geen significante EASSR bevat. De templates worden dan in de juiste volgorde geplaatst en afgetrokken van de beschouwde meting. Betrouwbare EASSR amplitudes, fases en latenties worden bekomen voor een dataset met EASSRS met grote signaal-ruis verhouding (SNR). De duur van de meting gebruikt voor de template constructie kan beperkt worden tot 60 s met een even betrouwbare EASSR parameterschatting.Omdat extra metingen nodig zijn bij de vorige methode wordt een derde methode voor EASSR parameterschatting in aanwezigheid van CI artifacten ontwikkeld. De methode is gebaseerd op een Kalman filter (KF), en werd eerst voorgesteld in (Luke, 2016). Het CI artifact model van (Luke, 2016) bevat constante driehoekspulsen gepresenteerd op de pulsfrequentie. De methode werkt goed voor CI artifacten in contralaterale kanalen voor BP stimulatie. In meer algemene gevallen, zoals MP stimulatie en metingen in ipsilaterale kanalen, zijn de CI artifacten vaak gemoduleerd en bevatten ze ook een exponentiële staart. Het voorgestelde toestand-ruimtemodel bevat componenten die deze features modelleren. Met de KF methode worden opnieuw betrouwbare EASSR amplitudes, fases en latenties bekomen voor een dataset met EASSRS met grote SNR, zonder dat extra metingen nodig waren.De besproken inzichten en de ontwikkelde methodes kunnen gebruikt worden door onderzoekers en clinici om EASSRs op te meten voor klinische stimulatieparameters. Deze responsen kunnen dan gebruikt worden om CI rehabilitatie en CI stimulatiestrategieën te verbeteren, wat de levenskwaliteit van alle CI patiënten ten goede zal komen." "Cochleaire implantaten en ruimtelijk horen: toegang tot de volgende dimensie van horen mogelijk maken" "Jan Wouters" "Onderzoeksgroep Experimentele Oto-rino-laryngologie" "The loss of inner hair cells in the cochlea causes deafness. Since the first trial of a cochlear implant in 1957, cochlear implants have been developed to the point where they can (re-)restore hearing and speech understanding in a large proportion of patients. Although spatial hearing is central to controlling and directing attention and to enabling speech understanding in noisy environments it has been largely neglected. In current implants, matching of binaural information, a basic prerequisite for spatial hearing, is not yet implemented. Furthermore, intensive rehabilitation programs are lacking. The here proposed interdisciplinary doctoral network in which physicians, psychologists and engineers collaborate, aims at the improvement of spatial hearing in cochlear implant users. In ten different interconnected projects spatial hearing will be improved by (1) applying machine learning algorithms to identify sounds sources and to provide the information to CI users through visual or tactile spatial cues, (2) examining physiological impairments of spatial hearing in CI users and matching the imbalance of the binaural inputs, and by (3) patient-centered training programs that make use of virtual environments. The doctoral training network will provide the next generation of researchers and engineers that will have a good understanding of the multifaceted problems of spatial hearing and that will be equipped with expertise and skills to come up with innovative solutions in this field. The collaboration between academia and the private sector enables the realisation of new solutions for spatial hearing with CIs, thus enabling deaf patients to substantially improve their hearing." "Europa, Brain en muziek: Nieuwe perspectieven voor het stimuleren van de cognitieve en sensorische processen (EBRASMUS)" "Marc Leman" "Vakgroep Kunst-, Muziek- en Theaterwetenschappen, French National Centre for Scientific Research, University of Edinburgh, Max Planck Society, Hanover University of Music Drama and Media, Aix-Marseille University, University of Finance and Management In Warsaw" "Doel van het EBRAMUS project is om onze algemene kennis van de hersenfunctie te vergroten en om invloed te hebben op de klinische en educatieve toepassingen, door het ontwikkelen van nieuwe diagnostische tools, training en revalidatie technieken, en nieuwe muziek technologie. Het EBRAMUS team bestaan uit een internationale en interdisciplinaire grope van partners. Het progamma is gebaseerd op 11 projecten. IPEM is de partner die het voortouw neemt voor het Cochlear Implant Music (CIM)-project. Het doel van het CIM-project is het ontwikkelen van een op gebaren gebaseerd audio-stimulatie systeem dat de koppeling van actie en waarneming is cochleaire implanaat gebruikers bevordert." "Hersenstamimplantaten en taalontwikkeling" "Centrum voor Computerlinguïstiek, Psycholinguïstiek en Sociolinguïstiek (CLiPS)" "De gesproken taalverwerving van congenitaal dove kinderen met een auditief hersenstamimplantaat (ABI, Auditory Brainstam Implant) wordt onderzocht. ABI is een relatief recente techniek die kan toegepast worden bij kinderen met een ernstig gehoorverlies dat toegeschreven kan worden aan o.m. het ontbreken van een gehoorzenuw. Onderzoek van de spraakperceptie van jonge kinderen met een ABI werd intussen al spraarzaam beschreven in de internationale literatuur, maar een linguïstisch gefundeerde beschrijving van het spraakproductie ontbreekt quasi volledig.Het doel van dit project is om de fonologische en lexicale ontwikkeling van kinderen met een ABI te beschrijven, tegen de achtergrond van de spraak- en taalontwikkeling van normaal horende kinderen en ernstig gehoorgestoorde kinderen met een cochleair implantaat. De focus van het project zal liggen op de longitudinale ontwikkeling van het woordgebruik van kinderen met een ABI. Daarbij wordt de cumulatieve woordenschat in kaart gebracht, en wordt de balans tussen gesproken en woorden en gebaren onderzocht. Daarnaast zal gekeken worden naar de fonologische ontwikkeling: welke segmenten worden in welke volgorde verworven? Welke fonologische deletie en substitutiepatronen kunnen ontdekt worden in de woordproducties? Wat is de consistentie, de variabiliteit en de accuraatheid van de woordproducties?" "Optimalisatie van coderingstrategieën in gedeeltelijk en volledig implanteerbare cochleaire implantaatsystemen" "Jan Wouters" "Onderzoeksgroep Experimentele Oto-rino-laryngologie, Dynamische Systemen, Signaalverwerking en Gegevensanalyse (STADIUS)" " FP7 Marie Curie Programme, Innovative Training Network “Improved Communication through Applied Hearing Research” (ICanHear) no. PITN-GA-2012-317521Project A4-ESR: OPTIMALISATIE VAN GELUIDSCODERING VOOR COCHLEAIRE IMPLANAATEN IN DE KONTEKS VAN DE ELEKTRODE-NEURALE INFORMATIE BOTTLENECKGastinstellingen: Cochlear Technology Centre Belgium and KU LeuvenPromoters: Jan Wouters (KU Leuven) and Bas van Dijk (Cochlear)"