Improvement of Oticon-Neurelec cochlear implant : from engineering to neural stimulation

Ce mémoire de thèse a comme thématique générale l'implant cochléaire (TC). Nous avons mené plusieurs travaux de recherche clinique avec l'objectif d'analyser différents protocoles en vue d'améliorer les résultats de l'TC. Ces études ont utilisé l'implant Neurelec-Oticon®. Après une introduction générale sur la problématique actuelle de l'TC, nous avons développé dans cette thèse 3 parties : Rappel de l'état de l'art en matière d'implantologie cochléaire et présentation des principales limites de l'TC qui justifient la poursuite des travaux de recherche tant sur les réglages de l'implant, sur ses indications, que sur les nécessaires améliorations technologiques, et cela à partir d'une meilleure connaissance des conséquences neurophysiologiques de l'implantation cochléaire. Présentation de nos travaux de recherche sur la thématique organisée en 3 chapitres : Dans le cadre de l'étude des relations hôte-dispositif implantable, un modèle spécifique a été observé. Ainsi, les effets et conséquences d'un TC sur un traitement par radiations ionisantes ont été analysés; et la résistance à la radiothérapie de l'implant lui-même (qui est un modèle de vieillissement accéléré) a ensuite été mesurée. Nous avons ensuite spécifiquement travaillé avec le fabricant à la validation clinique de nouvelles technologies du traitement du signal. Ces améliorations (Système Contralateral Routing of Signal, Système de compression CrystalisxDP, et réducteur de bruit VoiceTrack®) sont ici présentées. Une compréhension des phénoménes mis en jeu lors de la stimulation neurale est bien sur nécessaire à l'optimisation de l'implant et le dévellopement de mesures électrophysiologiques spécifiques est de ce fait essentiel. Ce chapitre détaille la mise au point de 2 protocoles expérimentaux permettant de mesurer les interactions électriques par potentiels évoqués auditifs chez le patient implanté cochléaire. Présentation d'une synthèse en s'appuyant sur les données électrophysiologiques obtenues avec analyse des perspectives de recherche permettant de rendre encore plus performante cette prothèse neuraleThis thesis deals with cochlear implant (CI). We have conducted several clinical research studies in order to investigate various protocols and determine how to improve CI's efficiency. Such studies have used the Neurelec-Oticon® implant. Following a general introduction presenting current issues regarding CI, this thesis contains 3 parts: The first part presents the current state of the art on CI as well as its main limits justifying the need of further research studies on implant set up, indication and necessary technological improvements thanks to a better understanding of the neurophysiological consequences of cochlear implantation. The second part details specifically detailing our research findings and is divided into 3 chapters: In the framework of the implantable device-host relationships study, a specific model was observed. Thereby, we analyzed the effects and consequences of a CI on ionizing radiation treatment; the resistance to radiation of the implant itself (that is a model of accelerated aging) was then measured. We specifically worked with the manufacturer to ensure clinical validation of new technologies of signal processing. This study presents these improvements (Contralateral Routing of Signal System, CrystalisxDP compression scheme and noise reduction system VoiceTrack®). A good understanding of the phenomena involved in the neural stimulation process is of course necessary in order to optimize the implant. The development of specific electrophysiological measures is therefore crucial. This chapter details the implementation of two experimental protocols allowing to measure electrical interactions through auditory evoked potentials in cochlear implanted patient. The third part presents a synthesis based on the electrophysiological data obtained and the analysis of research perspectives enabling to obtain an even more efficient neural prosthesi