AUDIOLOGÍA

Guía de umbrales y dinámica del campo sonoro: Compresión en los Sistemas de implante coclear MED-EL

A young boy sits in a sound studio to take a

La sensibilidad de un implante coclear permite que el nivel de sonido más bajo resulte en una estimulación utilizable para el implantado. Este nivel debe ser “adecuado” para que el usuario obtenga el máximo beneficio de su dispositivo.

Dados los términos utilizados en el título, comenzaremos con un par de definiciones:

  • La dinámica se refiere a la forma en que el sistema de implante transforma el nivel de los sonidos externos en una estimulación eléctrica de cierto volumen.
  • El rango dinámico describe el rango entre el nivel más bajo y el más alto que un sistema puede procesar.
  • Los umbrales de campo sonoro (“SFT”, a veces también denominados umbrales de campo libre) se refieren al sonido más bajo, presentado a través de un altavoz, que puede detectarse de forma confiable en un entorno sonoro. Cuando se habla de SFT en el contexto de los sistemas de implante, normalmente se hace referencia a los niveles de detección de SFT cuando se utiliza el sistema de implante.

 

Rango dinámico y compresión en la pérdida de audición y audífonos

Es útil recordar algunos de los problemas a los que se enfrenta una persona con pérdida auditiva neurosensorial (“SNHL” por sus siglas en inglés). La pérdida auditiva neurosensorial se asocia con la pérdida de sensibilidad, porque los sonidos bajos ya no se pueden detectar. Por lo tanto, el audífono proporcionará el aumento y los sonidos bajos podrán ser escuchados nuevamente.  Sin embargo, mientras la sensibilidad para los sonidos bajos se pierde con la pérdida auditiva neurosensorial, el volumen de los sonidos de entrada de nivel más alto, por lo general, resultan relativamente conservados.

Por ejemplo, una persona con audición normal puede tener un umbral de sonido puro (audiograma) de 0dB y un nivel tolerable máximo de 100dB. Una persona con pérdida auditiva neurosensorial puede tener un umbral de tono puro de 70dB, pero el nivel máximo tolerable de 100dB, ej.: un rango dinámico de 30dB contra 100dB.

Es decir, la persona puede tener un rango dinámico limitado, si los sonidos de bajo y alto nivel se amplifican en el mismo grado, los sonidos cotidianos de nivel medio y alto pueden resultar incómodos. Los audífonos utilizan la compresión para amplificar más a los sonidos de bajo nivel y menos a los de alto nivel.

Compresión del sonido en los implantes cocleares MED-EL

La situación para un usuario de implante coclear es bastante similar: el rango dinámico de la audición eléctrica es mucho más estrecho que el de la audición normal, y la compresión es necesaria para permitir al usuario acceder al amplio rango dinámico de los sonidos cotidianos. En el sistema MED-EL, muchos parámetros influirán en el volumen percibido para un determinado nivel de sonido externo. Sin embargo, hay tres que tienen una importancia primordial para la compresión, con efectos más fuertes que otros parámetros. (Ver Fig. 1)

The three stages of compression in MED-EL cochlear implant systems

Fig. 1: Las tres etapas de compresión en los sistemas de implante coclear MED-EL

Tres parámetros clave que afectan a la percepción del volumen

El primero es el Control automático de ganancia (“AGC” por sus siglas en inglés). Actúa de forma parecida a la compresión de un audífono: los sonidos de nivel bajo reciben un aumento mayor, mientras que se aplica un aumento menor a los niveles de sonido más altos. Una forma de conceptualizar la acción del AGC es imaginarla como una ventana de nivel de sonido que se desplaza hacia arriba y hacia abajo para enfocar mejor el nivel general en el entorno.  Los diseños tradicionales de AGC pueden comprimir bien las señales del habla, pero no manejan bien los sonidos repentinos o transitorios (como un portazo o una vajilla caída).

El sistema MED-EL utiliza un diseño especial de “doble bucle” que permite la compresión del habla, pero también responde bien a los sonidos transitorios. Por defecto, el procesador de audio y el software de programación MAESTRO emplean características de compresión relativamente suaves y una sensibilidad equilibrada. Estos parámetros proporcionan una simulación cercana a los procesos de compresión en la audición normal y, además, proporcionan un ajuste relativamente bueno de las características de compresión para los usuarios bimodales (aquellos que utilizan un audífono en el oído contralateral). No obstante, el clínico puede modificar estos parámetros para casos particulares si es necesario.

El segundo parámetro es una función de crecimiento del volumen eléctrico, denominada “maplaw”. Básicamente, actúa sobre la salida del AGC, compensando las diferencias de respuesta entre la audición eléctrica y la natural, para garantizar un cambio más natural en el volumen, a medida que el sonido externo aumenta de nivel. El parámetro de maplaw por defecto produce buenos resultados para la gran mayoría de los pacientes, pero puede modificarse si es necesario en casos especiales.

El tercer parámetro es el rango dinámico que se define entre los niveles de estímulo más altos indetectables (“THR” por sus siglas en inglés) y los niveles de estímulo máximos confortables (“MCL” por sus siglas en inglés). La función maplaw se sitúa entre estos dos puntos para cada canal del sistema. De todos los parámetros considerados para el procesamiento de la dinámica, los MCL precisos son los más importantes para que el sistema de implante proporcione las señales de volumen adecuadas y, por tanto, el mejor rendimiento. Para la mayoría de los usuarios de implante coclear, el parámetro THR puede dejarse en el 8% de MCL por defecto, pero en casos más raros, puede ser importante ajustar los THR con precisión.

Implantes cocleares MED-EL: Obtener la dinámica correcta

Los ingenieros de MED-EL diseñaron nuestros sistemas de implante coclear , evitando la hipersensibilidad para proporcionar el mejor rendimiento en la vida diaria. Una persona debe ser capaz de oír sonidos bajos sin que el sistema sea hipersensible. La hipersensibilidad introduce sonidos de fondo de bajo nivel (como el ruido del ventilador de una computadora o el ruido del tráfico lejano) que pueden resultar molestos o incluso interferir con los sonidos “objetivo”, como el habla. Además, los sistemas electrónicos (como un procesador de audio) producen inevitablemente algún ruido electrónico interno, denominado ruido del sistema. Un sistema demasiado sensible podría hacerlo audible para el usuario.

 

El rango dinámico de entrada debe ser lo más amplio posible para imitar la audición normal y proporcionar señales de cambios, incluso a niveles de entrada elevados. Esto es importante, porque en situaciones ruidosas, elevamos automáticamente el nivel de nuestra voz para compensar el entorno. También es importante evitar una compresión excesiva de los sonidos de nivel medio, como el habla cotidiana, que podría reducir o distorsionar las señales de dinámica disponibles.

Cuando se combinan estos tres criterios, la función de entrada y salida de MED-EL da como resultado un objetivo de ~30dB nHL, como nivel más bajo detectable (o umbral de campo libre), con ~100dB nHL como límite superior del rango dinámico. Esto también evita el enfoque tentador y simplista de diseñar un sistema que produzca SFT de muy bajo nivel que parezca representar un buen rendimiento, pero que ignore los compromisos en los que incurrirá un sistema demasiado sensible, como un rendimiento inferior al ideal en entornos ruidosos. Aunque la detección de sonidos en silencio es importante, debe equilibrarse con el rendimiento en ambientes cotidianos, como las aulas o en un entorno social con múltiples interlocutores y fuentes de ruido.

Por último, esto nos lleva de nuevo al concepto de “adecuado”, en un sistema poco sensible, la detección de sonidos bajos y el rendimiento serán pobres, aunque existe la posibilidad que el ruido sea menos molesto en entornos ruidosos. En un sistema demasiado sensible, la detección de sonidos bajos puede ser muy buena, pero el ruido tendrá un efecto más perjudicial siempre que esté presente. En MED-EL, nuestro objetivo es lo “adecuado”, es decir, que la sensibilidad del sistema esté equilibrada, de modo que la detección y el rendimiento de los sonidos bajos sean buenos, junto con un buen desempeño en entornos más ruidosos. Así, el sistema proporciona el mejor beneficio para la vida cotidiana.

Explicación de los umbrales de campo sonoro

Una de las pruebas utilizadas habitualmente para la verificación de la calibración en usuarios de implantes auditivos es la determinación de los umbrales de campo sonoro, también conocida como prueba de campo libre o “asistida”.

Una prueba de campo sonoro adecuada es aquella en la que las paredes y el mobiliario tienen poco o ningún efecto sobre el sonido y no se producen reverberaciones.

Para los umbrales de campo sonoro, tanto la ASHA (Asociación Americana del Habla, el Lenguaje y la Audición),[4] como la BSA (Sociedad Británica de Audiología) disponen de una “guía” más que de un protocolo firme.[5] Lo que es común en estas guías es el reconocimiento de las limitaciones y la necesidad de controlar un entorno en el que hay efectos imprevisibles.

Lo ideal sería que todas las mediciones se realizaran en una sala grande (6 m x 4 m) insonorizada con un mobiliario común y adecuado, con un ruido ambiental bajo (medido según la norma ANSI S3.1),[6] un lugar de prueba designado y un altavoz totalmente calibrado (calibrado según la norma ISO 226:2003). [10] No deben utilizarse tonos puros debido al riesgo de ondas estacionarias (es decir, “puntos calientes” de ruido más fuerte y “puntos fríos” de ruido más suave). Los tonos warble o el ruido de banda estrecha son apropiados y se dispone de orientación para la calibración. Si se utilizan nuevos estímulos sonoros, hay que tener en cuenta su calibración.

Dado que la calidad y el momento de la entrada auditiva difieren en los pacientes con implantes cocleares, comprender el nivel más bajo al que puede responder el usuario es un paso fundamental durante el proceso de programación.

También hay que tener en cuenta que cuando se limita la evaluación auditiva asistida únicamente a los tonos (o a los estímulos de banda estrecha), debemos tener presente dos factores:

  1. Las frecuencias audiométricas que se prueban habitualmente no corresponden con las bandas de frecuencia del sistema del implante coclear, por lo que “corregir” el mapa basándose sólo en esta información podría llevar a una solución incompleta.[9]
  2. Las pruebas con estímulos del habla, que son señales complejas de banda ancha, podrían generar una respuesta diferente a las que se dan, por ejemplo, en los tonos warble.

 

El test de Ling: Una herramienta de evaluación de resultados de alta calidad

El test de Ling es una herramienta de evaluación de resultados de alta calidad que puede aplicarse con éxito en un entorno clínico[1,3,8].

La prueba consiste en seis sonidos que abarcan el rango de frecuencias del habla. La capacidad de reconocer estos sonidos se considera importante, ya que incorporan energía en todo el rango de frecuencias del habla, de 250 a 8500 Hz, como suele ocurrir en el habla corriente; y puede administrarse para la detección o la identificación. La capacidad de detectar estos sonidos puede utilizarse para determinar si los sonidos de baja, media o alta frecuencia son audibles en la condición asistida. La identificación también implica ser capaz de nombrar el sonido presentado e influye en un buen desarrollo del habla, especialmente en pacientes pediátricos.[2]

Pruebas audiométricas de los umbrales de audición en usuarios de implantes cocleares

Idealmente, la direccionalidad adaptativa en el procesador de audio debería estar desactivada, pero sería un compromiso razonable asegurarse que el altavoz en uso esté a 0 grados azimuth (es decir, directamente frente al usuario) y a una distancia mínima de 1 m. Una vez preparado y calibrado este entorno ideal, sigue existiendo incertidumbre por la presencia del propio sujeto, los padres, otras personas, juguetes, una mesa, etc.

En cuanto a la fiabilidad de la prueba – repetición de prueba, Hawkins et al. demostraron que la desviación estándar (SD) entre sesiones de los SFT asistidos medidos con audífonos lineales era de unos 6-8 dB[7], lo que significa que una prueba tendría que diferir entre 12 y 16 dB (dos desviaciones estándar) para considerarse significativamente diferente. Esta cifra está ampliamente aceptada en la práctica clínica.

Así pues, una vez expuestas las limitaciones, MED-EL recomienda:

Utilizar los SFT:

  • Cuando pueda ser útil la comprensión de la respuesta específica de la frecuencia (banda estrecha).
  • Cuando el sujeto es incapaz de realizar otras tareas, por ejemplo, discriminación del habla, habla en ruido.
  • Cuando el sujeto es incapaz de responder completamente.
  • Para identificar la presencia/ausencia de respuestas al sonido.
  • Como parte de una evaluación holística.

No utilizar los SFT:

  • Como única prueba del resultado del implante.
  • Para asumir que la percepción del habla/fonema es adecuada.
  • Como única verificación de programación.

Mejor práctica:

  • Asegurar una buena respuesta determinada por el estímulo y evitar las señales no auditivas.
  • Utilizar el mejor entorno y equipo al que tenga acceso.
  • Tenga en cuenta la direccionalidad de los micrófonos: haga que el usuario esté de cara al altavoz.
  • Tenga en cuenta el procesamiento “frontal”; por ejemplo, desactive las funciones frontales como la Inteligencia Automática, etc. para obtener el resultado más “puro”.
  • Mida con el volumen y la sensibilidad que el usuario utiliza.
  • Anote los parámetros de la prueba para informar y repetir (y espere esta información en los informes que reciba).
  • Más compromisos significan más variabilidad.
  • Utilice los SFT en combinación con otras pruebas, como el test de Ling, para evaluar mejor el rendimiento.

Un agradecimiento especial a Chris Durst y a Fiona Kukiewicz de MED-EL Reino Unido, así como a Alejandra Kontides y a Jennifer Robinson de Gestión del Producto de MED-EL por sus contribuciones para este artículo.

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Puede acceder a la entrada en su idioma original en: https://blog.medel.pro/a-guide-to-sound-field-thresholds-and-dynamics-compression-in-med-els-cochlear-implant-systems/

 

No todos los productos, indicaciones y características exhibidos están aprobados en todos los países. Contacte a su representante local de MED-EL para más información.

REFERENCIAS

  1. Agung, K. B., Purdy, S. C., & Kitamura, C. (2005). La prueba del sonido Ling revisada. Australian and New Zealand Journal of Audiology, The, 27(1), 33-41.
  2. Goffman, L., Ertmer, D., & Erdle, C. (2002). Cambios en la producción del habla en un niño con un implante coclear. Journal of Speech, Language, and Hearing Research, Vol. 5, 891- 901. https://doi.org/10.1044/1092-4388(2002/072)
  3. Glista, D., Scollie, S., Moodie, S., & Easwar, V. (2014). La prueba Ling 6(HL): Datos típicos de rendimiento pediátrico y evaluación del uso clínico. Journal Of The American Academy Of Audiology, 25(10), 1008-1021. https://doi.org/10.3766/jaaa.25.10.9
  4. Sound Field Measurement Tutorial, Audiologic Evaluation Committee, Working Group on Sound Field Calibration
  5. Sociedad Británica de Audiología (2022). Guía práctica: The Acoustics of Sound Field Audiometry in Clinical Audiological Applications. https://www.thebsa.org.uk/resources/practice-guidance-the-acoustics-of-sound-field-audiometry-in-clinical-audiological-applications/
  6. ANSI/ASA S3.1-1999 (R2018) – Maximum Permissible Ambient Noise Levels for Audiometric Test Rooms. (2018). https://webstore.ansi.org/Standards/ASA/ANSIASAS31999R2018?source=preview
  7. Hawkins, D., Montgomery, A., Prosek, R., & Walden, B. (1987). Examen de dos cuestiones relativas a las mediciones del aumento funcional. Journal of Speech and Hearing Disorders, 52(1), 56-63. https://doi.org/10.1044/jshd.5201.56
  8. Smiley, D., Martin, P., & Lance, D. (2004). Utilizar la prueba de sonido de Ling 6 todos los días. Obtenido el 19 de julio de 2022, de https://www.audiologyonline.com/articles/using-ling-6-sound-test-1087
  9. Quintana, A. K., Granados, M. P., & Cornejo, J. M. (2021). Prueba de sonidos calibrados de Ling para la adaptación de implantes cocleares en niños. En 2021 43rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC), 1570-1572.
  10. ISO 226:2003 Acoustics — Normal equal-loudness-level contours. https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:226:ed-2:v1:en

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