Correggere l’udito dei bambini grazie alla realtà aumentata

Chi ha provato un visore di realtà virtuale per videogiocare o per guardare un film sa quanto l’esperienza possa essere coinvolgente. Trovarsi immersi in un ambiente non ha nulla a che vedere con l’esperienza vissuta attraverso uno schermo.

Per contro, conosciamo tutti la sensazione che ci coglie quando andiamo in ospedale per visite o esami, quella leggera agitazione mista alla noia per l’attesa e per la ripetitività dei test cui dobbiamo sottoporci. Se i pazienti sono bambini, poi, il livello di difficoltà aumenta: per ottenere buoni risultati, occorre, per quanto possibile, farli sentire a proprio agio e cercare di incuriosirli.

Partendo da queste premesse, l’ospedale materno infantile Burlo Garofolo di Trieste ha unito la tecnologia d’avanguardia con la volontà di coinvolgere di più i bambini e di migliorarne gli esiti. Da qualche anno, chi deve sottoporsi a esami uditivi entra nella stanza di Matilde, una sala attrezzata con dispositivi sonori di ultima generazione nella quale, da poche settimane, i piccoli pazienti accedono con un visore di realtà virtuale.

Ologramma uditivo

“La stanza Matilde ha preso forma nel 2017 grazie a una donazione privata – racconta Eva Orzan, direttore dell’Audiologia e Otorinolaringoiatria della struttura triestina – All’inizio sfruttavamo la sola tecnologia Ambisonics, che è in grado di creare un ambiente sonoro tridimensionale molto accurato e di cui possiamo controllare e impostare i parametri”. Una sorta di “ologramma uditivo” in cui il piccolo paziente era immerso. Grazie ai 24 altoparlanti disseminati nella stanza, il medico poteva inviare segnali e registrare la reazione del bambino, interagendo con lui. “L’ascolto è una funzione “tridimensionale” – spiega Orzan – Il nostro sistema uditivo analizza costantemente il mondo sonoro che ci circonda per essere in grado di separare con facilità i segnali che ci interessano dai rumori che ci disturbano, di raggruppare e separare i segnali uditivi in flussi di informazione significativi in base alle caratteristiche acustiche e alle diverse direzioni da cui provengono”.

Quando interagiamo con altre persone in un ambiente molto rumoroso, attraversiamo la strada o cerchiamo di seguire la musica in una palestra con molto riverbero, stiamo sottoponendo i nostri sensi, quasi senza rendercene conto, a uno sforzo notevole. La stanza di Matilde ricrea questa complessità per intercettare i possibili problemi uditivi nei bambini e intervenire di conseguenza.

L’aiuto dell’intelligenza artificiale

Da qualche settimana la stanza di Matilde ha cambiato aspetto: sono aumentate le fonti sonore, grazie ai 48 altoparlanti Ambisonics e, soprattutto, i bambini entrano con un visore che simula situazioni di gioco. In questo modo non si troveranno più in una stanza spoglia, ma all’interno di uno scenario più sfidante. E il miglioramento non solo permette di rilassare i piccoli pazienti, ma assicura anche misurazioni più precise. “Abbiamo sviluppato un algoritmo in grado di registrare gli spostamenti minimi della testa dei bambini di fronte a uno stimolo sonoro, in modo che il clinico possa avere più dati a disposizione. Inoltre, è migliorata l’accuratezza con cui può impostare i parametri dei vari altoparlanti”, spiega Francesco Passador di Isonlab, l’azienda di Gorizia che ha sviluppato la parte informatica necessaria per far interagire i visori con gli stimoli sonori, fornendo in tempo reale un’enorme quantità di dati al medico.

La stanza di Matilde accoglie bambini dai 4 anni in su e il test dura una decina di minuti. Al piccolo vengono proposte varie combinazioni di suoni e lui deve capire da dove provengono e rispondere a alcune domande del medico. “La realtà virtuale fa sì che il bambino non sia condizionato da ciò che vede – racconta Passador – Inoltre, è presente una dimensione di gioco che dovrebbe rilassarlo. Abbiamo pensato a una cupola geoide immersa in quello che può sembrare un pianeta alieno”. Un’attenzione particolare è stata dedicata allo sviluppo di un mondo che non desse problemi in movimento. Uno dei difetti della realtà virtuale è infatti che può provocare vertigini e nausea quando ci si muove al suo interno.

Ottimizzare, tra dettagli e hardware

Il lavoro di Isonlab è quindi stato doppio: migliorare l’esperienza del paziente e i risultati ottenuti dal test. L’ottimizzazione delle scene è stata possibile grazie all’interazione dell’intelligenza artificiale con la realtà virtuale: “Abbiamo aumentato il numero di dettagli presenti, in modo da rendere tutto più realistico – continua Passador – È cresciuta anche la potenza di calcolo: la scena viene trasmessa in tempo reale in streaming e abbiamo dovuto massimizzare la resa dell’hardware”. Dal punto di vista software, invece, un’applicazione consente di raccogliere i dati con una precisione più alta e elaborarli in tempo reale in tre grafici che appaiono sul monitor del medico. In base a questi output, lo specialista può decidere come proseguire il test.

La stanza di Matilde non serve solo per le diagnosi, ma anche per misurare l’efficacia delle protesi: “Quando parliamo di disturbi dell’udito, non dobbiamo pensare solo a sordità profonde – dice Orzan – Anche una lieve ipoacusia o un udito asimmetrico tra i due lati può compromettere gravemente le abilità di ascolto, e rendere molto difficile la vita quotidiana, per esempio a scuola, in palestra, in sala mensa. Per questo motivo abbiamo bisogno di mettere alla prova la qualità delle nostre soluzioni protesiche e riabilitative in modo più dettagliato rispetto a quanto ci possono permettere i test audiometrici tradizionali. Simulare con maggiore precisione il mondo acustico di un bambino e di un ragazzo con deficit uditivo ci permette di aiutarlo con più efficacia nella sua vita quotidiana, sia dal punto di vista della comunicazione verbale, che del suo benessere personale”.

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Fotografie per gentile concessione Ospedale Burlo Garofolo