Le dispositif « Revoice » permet aux victimes d’AVC de retrouver leur voix.
infohightech ·
Des chercheurs ont mis au point Revoice, un dispositif portable, confortable et lavable qui pourrait aider les personnes ayant subi un AVC à retrouver la capacité de communiquer naturellement et couramment, sans avoir recours à des implants cérébraux invasifs.
Ce dispositif, dont le développement a été mené par des chercheurs de l'Université de Cambridge, utilise une combinaison de capteurs ultra-sensibles et d'intelligence artificielle pour décoder les signaux vocaux et les indices émotionnels afin de permettre aux personnes souffrant de troubles de la parole après un AVC de communiquer naturellement.
Le dispositif Revoice, porté comme un collier souple et flexible, capte le rythme cardiaque et les infimes vibrations des muscles de la gorge de l'utilisateur, et utilise ces signaux pour reconstruire en temps réel les mots et les phrases voulus.
Les signaux provenant de l'appareil sont traités par deux agents d'IA : l'un reconstruit les mots à partir de fragments de parole silencieusement prononcée, tandis que l'autre interprète l'état émotionnel et les informations contextuelles, telles que l'heure de la journée ou les conditions météorologiques, pour développer de courtes phrases en phrases complètes et expressives.
Lors d'un essai clinique mené auprès de cinq patients atteints de dysarthrie, un trouble fréquent de la parole après un AVC, le dispositif a atteint un taux d'erreur de 4,2 % pour les mots et de seulement 2,9 % pour les phrases. Contrairement aux technologies d'assistance vocale existantes, qui nécessitent souvent une saisie lente lettre par lettre, le suivi oculaire ou des implants cérébraux, le dispositif Revoice offre une communication fluide en temps réel, transformant quelques mots prononcés en phrases complètes et fluides.
Leurs résultats, publiés dans la revue Nature Communications , pourraient non seulement avoir des implications pour la rééducation après un AVC, mais aussi aider les personnes atteintes de maladies comme la maladie de Parkinson et la sclérose latérale amyotrophique (SLA). Les chercheurs prévoient actuellement une étude clinique à Cambridge auprès de patients anglophones natifs souffrant de dysarthrie afin d'évaluer la viabilité du système, qu'ils espèrent lancer cette année.
Environ la moitié des personnes développent une dysarthrie, parfois associée à une aphasie, après un AVC. La dysarthrie est un trouble physique qui provoque une faiblesse des muscles du visage, de la bouche et des cordes vocales. Ses manifestations varient d'une personne à l'autre, mais elle entraîne souvent une difficulté à parler clairement, une élocution lente ou pâteuse, ou encore une production de mots par bribes, plutôt que par phrases complètes.
« Lorsqu'une personne souffre de dysarthrie après un AVC, cela peut être extrêmement frustrant, car elle sait précisément ce qu'elle veut dire, mais peine physiquement à l'exprimer, les signaux entre son cerveau et sa gorge étant perturbés par l'AVC », explique le professeur Luigi Occhipinti du département d'ingénierie de Cambridge, qui a dirigé la recherche. « Cette frustration peut être profonde, non seulement pour les patients, mais aussi pour leurs aidants et leurs familles. »
La plupart des patients victimes d'un AVC et souffrant de dysarthrie travaillent avec un orthophoniste pour retrouver leur capacité à communiquer, principalement grâce à des exercices de répétition de mots ou de phrases. La durée de la rééducation varie généralement de quelques mois à un an, voire plus.
« Après un peu d’entraînement, les patients parviennent généralement à réaliser les exercices répétitifs, mais ils ont souvent des difficultés avec les questions ouvertes et les conversations quotidiennes », explique Occhipinti. « Comme beaucoup de patients finissent par recouvrer la majeure partie, voire la totalité, de leur parole, les implants cérébraux invasifs ne sont plus nécessaires. En revanche, il existe un besoin important de solutions vocales plus intuitives et portables. »
Occhipinti et ses collègues ont développé le dispositif Revoice comme solution à ce problème. Les capteurs intégrés captent les vibrations subtiles de la gorge pour détecter les signaux vocaux et décodent les états émotionnels à partir des signaux du pouls – une méthode simplifiée mais efficace. Le dispositif utilise également un modèle de langage étendu et léger (LLM) intégré pour prédire des phrases complètes, ce qui lui permet de consommer très peu d'énergie.
En collaboration avec des collègues chinois, les chercheurs ont mené un essai clinique à petite échelle auprès de cinq patients victimes d'un AVC et souffrant de dysarthrie, ainsi que de dix sujets témoins sains. Dans cette étude, les participants portaient le dispositif et prononçaient de courtes phrases. En hochant la tête deux fois, ils pouvaient choisir de développer ces phrases en phrases complètes grâce au module linguistique intégré.
Dans un exemple, « On va à l'hôpital » est devenu « Même s'il se fait tard, je ne me sens pas bien. On peut aller à l'hôpital maintenant ? » Les capteurs du dispositif Revoice ont déduit que l'utilisateur était frustré par son rythme cardiaque élevé et qu'il était tard. Le modèle LLM a pu utiliser ces données pour transformer trois mots prononcés en une phrase complète.
Les participants à l'étude ont rapporté une augmentation de 55 % de leur satisfaction, ce qui indique que le dispositif pourrait constituer une avancée prometteuse pour aider les patients victimes d'AVC à retrouver leur capacité à communiquer. Bien que des essais cliniques approfondis soient nécessaires avant sa large diffusion, les chercheurs espèrent que les versions futures du dispositif offriront des fonctionnalités multilingues, une gamme plus étendue d'états émotionnels et une autonomie complète pour un usage quotidien.
« Il s’agit de redonner aux gens leur autonomie », a déclaré Occhipinti. « La communication est essentielle à la dignité et au rétablissement. »
https://www.cam.ac.uk/research/news/revoice-device-gives-stroke-patients-their-voice-back