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    • 28/03/2018 13:10:46

      ViSpA Lab

      “Domani 29 marzo alle ore 11.15 ci sarà la diretta televisiva RAITRE del programma "TUTTA SALUTE" in cui il prof. Martini illustrerà il funzionamento di questo laboratorio tecnologico, il più evoluto laboratorio europeo per lo studio dell'udito, con la partecipazione di una campionessa di tennis audiolesa che indossa un impianto protesico”.

      Inaugurazione del ViSpA (Visual-Spatial-Auditory) Lab

      Il giorno 11 Gennaio 2018 alle ore 11.00, presso le aule universitarie del policlinico dell’Azienda Ospedaliera – Università di Padova, si svolgerà l’inaugurazione del ViSpA (Visual-Spatial-Auditory) Lab.
      Il ViSpA Lab è un nuovo e innovativo laboratorio, unico in Europa, che sfrutta il sistema Audgam Pro, e permette di riprodurre fonti sonore in campo aperto gestendone i parametri di spazializzazione. Grazie alla configurazione Ambisonica, un sistema audio surround sferico, è possibile proporre il suono in maniera spazializzata sul piano orizzontale e verticale, quindi tridimensionale. È infatti possibile la riproduzione di una serie di ambienti acustici tipici della vita di tutti i giorni: scuola, ufficio, ristorante/pub, e living room. L’eccezionalità del sistema sta inoltre nell’avere un’interfaccia video che consente di supportare l’esecuzione di alcuni test, ma anche di proporre dei giochi o delle immagini che consentono una miglior interazione del soggetto in esame, pensiamo per esempio ai bambini per i quali i test audiologici vanno proposti come giochi o a soggetti più anziani in cui la capacità di concentrazione può essere ridotta. Tramite la riproduzione grafica 3D è possibile avere un feedback visivo in tempo reale della posizione delle fonti sonore che vengono inserite nell’ambiente, grazie a degli oggetti rappresentanti i diversi suoni.
      Da molti anni la Clinica Otorinolaringoiatrica di Padova diretta dal Prof. Alessandro Martini si pone ai vertici nazionali e internazionali per quanto riguarda il trattamento della sordità. Da segnalare in particolare: la diagnosi precoce, l’inquadramento e la protesizzazione tempestiva dei pazienti con deficit uditivi e gli interventi di impianto cocleare in pazienti con sordità profonda. L’equipe di Padova (è stata anche recentemente riconosciuta nell’ambito del progetto europeo ERN (European Reference Network), come centro di riferimento per il trattamento dell’ipoacusia e delle patologie congenite rare dell’orecchio.
      L’impatto dell’ipoacusia infantile è noto: difficoltà di comunicazione, impatto emotivo su pazienti e famiglie, incremento di spesa assistenziale per i pazienti non trattati. Padova, con questo progetto, mette a disposizione tutta la sua esperienza, di centinaia di pazienti presi in carico ogni anno e circa ottocento impianti cocleari eseguiti dal 2010, per fare un ulteriore passo in avanti nella riabilitazione medica e sociale di questi pazienti.
      L’ascolto con due orecchie (cioè binaurale), come la visione con due occhi, sono alla base di un normale nostro “inserimento” nel mondo esterno. L'udito binaurale permette di assegnare ai suoni una posizione nello spazio; all'udito binaurale si devono le facoltà di percepire la posizione di una sorgente acustica, la sua distanza, di stimare se è fissa o in movimento, la sua velocità di spostamento. Queste facoltà, definite come abilità di localizzazione uditiva sono a loro volta determinanti per un'altra importante funzione, la capacità di analizzare la scena uditiva. Si ritiene che nel mondo animale l'analisi della scena uditiva rappresenti un rilevante fattore di selezione. Questa, assieme all'analisi della scena visiva è uno dei principali meccanismi biologici di monitoraggio dell’ambiente esterno, mezzo vitale di sopravvivenza, per la possibilità di localizzare i pericoli e di individuare le prede. L’analisi della scena uditiva e visiva hanno infatti una importanza “vitale” per un animale che deve evitare di diventare preda o in ogni caso deve monitorare cosa avviene intorno (basta osservare il continuo movimento del padiglione auricolare del cane o gatto o del coniglio, cosa che nell’uomo è andata in gran parte persa). Pur se “ridotta” rispetto ad altri animali, anche nell’uomo l’ascolto binaurale è essenziale per la vita di tutti i giorni, come per es. per avvertire da quale parte arriva un suono d’allarme come il clacson di un veicolo che si sta avvicinando.
      Nell'uomo ha assunto significati ancora più ampi, intervenendo in funzioni "speciali" quali l'ascolto ambientale del parlato e della musica. La funzione binaurale ci permette l’ascolto da più interlocutori contemporanei e nel rumore. Oltre a permettere la localizzazione dei suoni, l'udito binaurale aumenta la sensazione soggettiva di intensità (sommazione binaurale di loudness) e riduce gli effetti del mascheramento (riduzione del mascheramento binaurale o MLD: "Masking Level Difference"). Tutte le proprietà dell'udito binaurale si fondano sulle differenze delle dimensioni acustiche di tempo, intensità, e spettro che si realizzano quando uno stimolo originato da una sorgente collocata nello spazio raggiunge le due orecchie (ID: “Interaural Difference”).
      Inoltre l’ascolto binaurale è anche essenziale nello sviluppo e mantenimento dell’orientamento spaziale e la riabilitazione uditiva anche con l’impianto cocleare gioca un ruolo essenziale nella stabilità posturale e soprattutto sembrerebbe correlato al rischio di caduta e fratture nell’anziano.
      Lo sviluppo delle abilità binaurali è stato recentemente oggetto di importanti scoperte.
      Nel bambino abbiamo una modalità di informazione diversa da quella dell’adulto, dato che è più frequente, più dinamica e con target differenti. Rispetto al problema dell’ascolto nel rumore dell’adulto (cosiddetta “cocktail party syndrome”), quello del bambino è più importante in quanto l’ ”incidental learning” viene da direzioni differenti e questo è essenziale per lo sviluppo delle cosiddette ”binaural cues”: un accesso ritardato all’udito binaurale, può risultare nella sindrome della preferenza uditiva.
      Il nostro ascolto binaurale si basa soprattutto sull’analisi delle differenze di intensità (differenza di intensità interaurale ILD) e di tempo (differenza di tempo interaurale ILD) con cui il segnale arriva al nostro sistema uditivo corticale; le due “vie” sono differenti: ITD prima crociato e poi omolaterale, mentre ILD prima crociato e dopo ancora crociato; inoltre l’ITD in assenza di stimolazione binaurale scompare presto e non ricompare anche se la stimolazione binaurale viene ripristinata, l’ILD è più robusto e può ricomparire.
      Già negli anni ’80 il gruppo diretto dal Prof. Martini si è interessato dei problemi connessi alla perdita unilaterale dell’udito nei bambini, soprattutto in correlazione a quelle che vengono definite come “abilità accademiche”. In quello studio furono analizzate tramite un questionario le difficoltà di ascolto di 150 soggetti che avevano sviluppato una sordità completa monolaterale; successivamente 30 di questi bambini/adolescenti furono sottoposti a test di localizzazione sonora e di riconoscimento del parlato nel rumore rispetto a 30 normoacusici, i risultati furono poi correlati con la storia scolastica e le eventuali difficoltà riscontrate. I dati dimostrarono che il gruppo con ipoacusia monolaterale presentava un importante gap rispetto al gruppo dei normoudenti.
      La nuova frontiera della ricerca, e della clinica, audiologica, non è più solo ripristinare la funzionalità uditiva, che già raggiunge ottimi livelli in ambienti silenziosi, ma di ampliare queste capacità ad ambienti sempre più difficili e rumorosi come classi scolastiche, palestre o edifici storici.
      In sostanza, il ViSpA Lab consentirà di studiare in un modo mai visto prima le capacità di ascolto di pazienti con deficit uditivi, portatori di protesi e di impianti cocleari, in contesti sempre più simili alla realtà di tutti i giorni.
      Protesi e impianti cocleari sono dispositivi tecnologici sempre più avanzati, ma spesso i pazienti riferiscono difficoltà che non siamo in grado di analizzare in un contesto ospedaliero, con i mezzi finora disponibili. Rispondere alle esigenze del paziente diventa quindi spesso impossibile. Solo con la tecnologia oggi a disposizione dell’Università di Padova saremo in grado di valutare il reale beneficio per questi pazienti e avremo i mezzi per capire come migliorare ulteriormente le performance di questi device.

      Il sistema è dotato di 8 casse acustiche passive da 80 W comandate da un amplificatore digitale ad otto uscite mono da 80W, scheda audio professionale con 8 uscite mono ausiliari e 2 uscite principali, struttura a traliccio modulare. Il software dedicato si compone di un modulo principale programmato in c++ contenente Data Base pazienti e i diversi sotto moduli. Il Modulo Unity consente la virtualizzazione degli ambienti sonori e riproduzione del suono 3D in campo aperto, con il supporto del Toolkit 3D Tune-In, che si avvale della libreria software per la gestione della spazializzazione sonora. Le funzionalità del sistema sono molteplici:
      • Creazione di un profilo paziente, inserimento e raccolta dati anagrafici, risultati delle audiometrie effettuate con le diverse strumentazioni dei diversi produttori e risultati dei test effettuati con AudGam pro. Lo scopo è quello di avere una collezione di dati completa e monitorare i progressi durante le varie sessioni.
      • Riproduzione virtuale di ambienti acustici di tutti giorni, scelta delle fonti sonore da riprodurre, manipolazione di alcuni parametri e posizionamento dei suoni nello spazio. Immergendo il paziente in queste simulazioni audio e grafiche, l’obbiettivo è quello di comprendere meglio le difficoltà e le esigenze del paziente ed effettuare un fine-tuning dei dispositivi acutiscici personalizzato alle sue esigenze.
      • Effettuare test audiometrici nei diversi ambienti e nei diversi scenari uditivi. Immergendo il paziente in una riproduzione ambientale fedele alla realtà, ed utilizzando suoni reali come fonti di mascheramento o competizione, effettuare i test audiometrici standard al fine di comprendere meglio le performance uditive del paziente ed ottimizzare il fitting o valutarne l’efficacia nei diversi contesti.
      • Effettuare test della localizzazione sonora sul piano orizzontale (360°) e verticale (+/-45°). Il software consente di scegliere tra diversi stimoli sonori e suoni mascheranti, posizionarli nello spazio e proporli al paziente in sequenza o contemporaneamente. Tramite un controllo gestito dal paziente, è possibile raccogliere le risposte agli stimoli e valutarne la capacità di localizzazione del suono.
      • Analisi dei dati raccolti ed estrapolazione di un profilo paziente che valuti le performance uditive nei diversi aspetti (capacità di localizzare i suoni, discriminazione del parlato, discriminazione del parlato nel rumore, soglia di fastidio e soglia di minima udibilità).
      • Dimostrazione al paziente, in maniera intuitiva e semplice da capire, della propria situazione uditiva iniziale e dei progressi effettuati, orientarlo nella scelta della soluzione uditiva più idonea alle sue esigenze, presentando i benefici che possono apportare.
      • Dimostrazione ai pazienti delle funzionalità dei dispositivi acustici, dei dispositivi di streaming e delle applicazioni dedicate, all’interno di situazioni e contesti sonori reali simulati virtualmente.
      • Creazione e gestione di ambienti grafici tramite Unity. Unity è uno strumento software multipiattaforma sviluppato da Unity Technologies, che viene utilizzato principalmente per sviluppare videogiochi e simulazioni sia tridimensionali che bidimensionali per computer, console e dispositivi mobili.
      • Possibilità di proporre simulazioni tridimensionali tramite uno schermo con lo scopo di rendere l’esperienza ancora più coinvolgente. All’interno di questi ambienti il paziente può navigare liberamente con l’aiuto di un joypad, ma è anche possibile creare dei percorsi predefiniti e far sperimentare la simulazione anche a persone con poca confidenza nei confronti dei videogames.

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