MÉTODOS PARA MEDIR EL FUNCIONAMIENTO DE LOS AUDÍFONOS. Han sido desarrollados diferentes métodos para permitir una comparación más exacta entre diferentes audífonos, marcas y una mayor comprensión de los mismos. Las normas de medición más utilizadas son: ANSI (AMERICAN NATIONAL STANDARS INSTITUTE) HAIC (HEARING AID INDUSTRY CONFERENCE) IEC (INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMISSION) También existen normas alemanas y japonesas, que tienden a seguir a las mencionadas anteriormente con pequeñas diferencias. Como las mediciones de potencia de salida, ganancia, respuesta en frecuencia, etc. Se realizan con metodologías y cavidades diferentes según que norma se trabaja, es muy importante no olvidar que para comparar y adaptar audífonos se debe tener datos Acoplador CIC técnicos de los mismos obtenidos en las mismas condiciones, es decir, utilizando datos medidos con la misma norma. Acopladores de Audífono. Son también conocidos como oídos artificiales. Estos consisten en un dispositivo necesario para conectar un audífono a un micrófono de medición. Acoplador de 2 cc. El campo de la selección de audífonos se halla en pleno desarrollo, paralelamente a la evolución y perfeccionamiento electroacústico de los mismos. Acoplador HA- 2 Las primeras mediciones de audífonos se realizaron en los años 40 con el oído artificial, utilizando un acoplador de 2cc de paredes duras, que todavía está en uso (ANSI). Se eligió el volumen de 2cc porque se consideraba que el conducto auditivo sin ocluir contenía aproximadamente 4cc de aire, y con un molde estándar se reducía a 2cc. Este acoplador introducido por Romanow, no pude considerarse un simulador de oído pues la curva de respuesta obtenida no se correlaciona con la respuesta del oído. Solo sirve para verificar que el sistema de amplificación enviado por los fabricantes está dentro de las especificaciones. Existen dos tipos de acoplador de 2cc, el HA-1 utilizado para mediciones de audífonos de bolsillo y retroauriculares (BTE) y el HA-2 para mediciones en audífonos intra canales e intrauriculares (ITE, ITC) o peritimpánicos (CIC), para todo tipo de tecnología de audífonos. Acoplador HA- 1

Posteriormente se han desarrollado acopladores con un volumen menor, ya que las pruebas en oído real han demostrado que el volumen del conducto ocluido es mucho menor que 2cc. Este acoplador sin embargo tiene la ventaja de estar difundido mundialmente por lo que se hace posible la comparación entre audífonos, así que su uso seguirá por muchos años. El Acoplador de 1.2 cc ó Acoplador de Zwislocki 711. La insatisfacción general de las mediciones llevó a Zwislocki, en 1970 a desarrollar un puente acústico más aproximado a la realidad. Este acoplador (conocido como IEC 711) reproduce la impedancia del tímpano de un oído adulto típico y su volumen es similar al que queda cuando se ocluye el conducto auditivo externo con un molde (1.2 cc). En 1972 Knowles Electronics, reconociendo las limitaciones todavía existentes, desarrolló un maniquí antropométrico llamado KEMAR (Knowles Electronics Manikin for Acoustic Research), que consiste en una cabeza y torso humano con las dimensiones de un adulto promedio, incluyendo pabellón y conducto auditivo, en cuyo extremo, a nivel timpánico, se sitúa el puente acústico de Zwislocki. Con la ayuda de KEMAR es posible obtener Analizador de oído real y cámara anecoica valoraciones objetivas que tienen en cuenta la resonancia del conducto auditivo externo y los efectos de difracción de cabeza y torso. Debe ser utilizado en una cámara anecoica (en este tipo de cabina no hay sonido, o sea el ruido de fondo es igual a cero al igual que la reflexión de ondas sonoras, por lo cual se diferencia de las cabinas insonorizadas ya que estas sí permiten un nivel de ruido de fondo.) En los últimos años el mayor uso de modificaciones en los moldes (ventilaciones, cámaras, bocinas y filtros) para variar la señal acústica, ha aumentado enormemente la necesidad de mediciones del rendimiento del audífono en el CAE del paciente. Estas mediciones reflejan no sólo la salida del otoamplífono sino también las características de impedancia del oído. Las técnicas de medición de ganancia de inserción dan una oportunidad de examinar estas interacciones en el caso de los audífonos análogos. Esto será estudiado con mayor detenimiento en el capítulo de adaptación de audífonos.

Conceptos Básicos sobre el funcionamiento de los Audífonos. (ANSI S3.22 1982) Las características Electroacústicas de los audífonos pueden extraerse de la siguiente fórmula básica: Entrada + Ganancia = Salida Entrada: Es la cantidad de energía sonora que entra al audífono por el micrófono, se mide en decibeles SPL.

Ganancia Acústica: Es la cantidad en dB SPL que la presión sonora en el amplificador excede la Presión Sonora recibida por el micrófono. 60 + ? = 110 Ganancia = 50 porque la ganancia es la salida menos la entrada. Saturación: Es también conocida como potencia máxima de salida (MPO), y Nivel de Presión Sonora de Saturación (SSPL). Es el máximo de presión sonora que el audífono puede dar con una ganancia y frecuencia dadas además del nivel de entrada. Je: Entrada = 30 + Ganancia = 50 = Salida 80 dB SPL. 40 50 90 50 50 100 60 50 110 70 50 120 80 50 130 90 50 130 100 50 130

En este ejemplo el Nivel de Presión Sonora de Saturación se alcanza con un nivel de entrada de 80 dB SPL. Nótese que a pesar de los cambios en el nivel de entrada, la salida permanece constante pues es el máximo que puede dar el audífono.

Respuesta de Frecuencia: Un audífono no amplifica todas las frecuencias por igual. La curva de respuesta resultante depende de la combinación de las respuestas de distintos componentes como el micrófono, el amplificador y el receptor. La curva muestra la ganancia relativa en función de una constante de entrada (1) y frecuencia (2). Para determinar el rango frecuencial debe seguirse el siguiente procedimiento: 1- Determinar el promedio de respuesta frecuencial para 1,1.6 y 2.5 Khz. 2- Sustraer 20 dB 3- Dibuje una línea horizontal paralela al eje de las frecuencias con el nivel reducido. 4- El rango irá desde el punto en que la curva interseca la línea horizontal en las bajas frecuencias hasta el punto en donde la curva de respuesta interseque las altas frecuencias

Distorsión: Es la falla que tenga el sistema en reproducir fielmente la señal en su forma de onda acústica. Es por definición, cualquier señal, componente o característica presente en la salida y que no está presente en la entrada. Existen varios tipos: la nolineal, frecuencial, de fase, transitoria y el ruido.

Relación Señal / Ruido: Es la diferencia en decibeles entre la señal y el ruido en un sistema. Es usada para determinar el nivel de ruido inherente en un audífono.

Sistemas Limitadores Los audífonos poseen circuitos que permiten a los pacientes sobrellevar los problemas ocasionados por una pobre tolerancia a los sonidos fuertes o un reducido rango dinámico de audición aceptable. Estos circuitos forman los llamados sistemas limitadores, que causan una reducción de la ganancia del audífono o bien una limitación en la potencia de salida del audífono, cuando los niveles del sonido alcanzan un determinado valor. Amplificación Lineal. Cualquier amplificador que ante el cambio en la potencia de entrada produce el mismo cambio en la potencia de salida. La ganancia es constante sobre todo el rango de operación. Si el nivel de entrada sigue aumentando se alcanza la saturación y a partir de allí no se siguen produciendo aumentos en la potencia de salida y el audífono deja de amplificar linealmente. Los circuitos limitadores se pueden dividir en dos grandes grupos: 1- Aquellos que actúan en forma instantánea, limitando la potencia de salida 2- Aquellos que regulan la ganancia dependiendo del nivel de potencia de una señal pasada, y por lo tanto no pueden actuar en forma instantánea. 1- Sistemas Limitadores de Potencia de Salida. También llamado Peak Cliping (PC) es la forma más simple de limitadores de salida. Produce el recorte de uno o ambos extremos de la amplitud de la señal, cuando ésta alcanza un determinado nivel en que puede ser ajustada con el control PC o p que poseen los audífonos. Las ventajas del PC son: fácil de ajustar, mantiene la amplificación lineal sobre un amplio rango de potencia de entrada y actúa instantáneamente. Su principal desventaja es que se produce distorsión armónica cuando alcanza el nivel de recorte de señal de salida. Para aminorar el problema de la distorsión se han desarrollado circuitos que redondean los picos recortados, este sistema se conoce como PC Suave. 2- Sistemas Limitadores de la Ganancia (AGC). La característica principal de estos sistemas es que poseen un circuito electrónico que toma una muestra de la señal a amplificar, para modificar la ganancia del audífono de acuerdo a los cambios que se produzcan en el nivel de la señal de entrada o salida, según sea un sistema de compresión dependiente de la señal de entrada o dependiente de la señal de salida. Ya se ha mencionado el término “compresión”, se puede agregar que un audífono posee “Compresión” cuando la señal de salida es mantenida dentro de una amplitud dada para incrementos dados en la señal de entrada. Un sistema que posee Compresión contendrá en general las siguientes características: 1- La característica de amplificación de entrada/salida es menor que uno, sobre una gran parte del rango de operación. 2- Posee circuitos de realimentación 3- La realimentación produce retrasos en el tiempo de actuación 4- La señal es reproducida sin introducir una distorsión significativa

Con Base a estas características se definen ciertos parámetros electroacústicos que describirán el funcionamiento de los sistemas de AGC: - Constantes de Tiempo: Tiempo de ataque y Tiempo de recuperación. - Rango de Compresión - Punto de Compresión - Factor de Compresión. Constantes de Tiempo. Debido a que el AGC no actúa de forma instantánea, los cambios de ganancia tardan algunos milisegundos en producirse y acomodarse a los nuevos valores, al variar la amplitud de la señal a amplificar. El Tiempo de Ataque. Es el tiempo que demora la señal de salida en alcanzar el nuevo valor al producirse un cambio en la amplitud de la entrada. En los mejores audífonos este tiempo es del orden de 2 a 10 mseg. El Tiempo de Recuperación. Es la demora que se produce en la señal de salida, para alcanzar su nuevo valor al producirse una disminución en la señal de entrada. Este tiempo debe ser un poco mayor que el tiempo de ataque porque de ser muy corto podría el AGC seguir las variaciones propias de las ondas instante a instante, sobre todo para medias a bajas frecuencias; además la ganancia entre vocales y consonantes o entre sílabas de una misma palabra varía permanentemente y esto produciría una gran distorsión, llamada "AGC Flutter". Para aminorar estos problemas se toman tiempos de recuperación del orden de los 50 a 100 mseg., esto para disminuir el AGC Flutter y no tener un tiempo de recuperación tan grande que se pierdan sílabas o palabras mientras la ganancia se recupera. Rango de Compresión. Es la máxima variación en la ganancia que puede producir el AGC. Por ejemplo: si un audífono tiene un rango de 20 dB, entonces su ganancia podría cambiar como máximo de 50 a 70 dB o de 50 a 30 dB, al disminuir o aumentar la señal de entrada. En la práctica este rango toma valores entre los 5 y 25 dB. Factor de Compresión. La relación entre el cambio de la señal de entrada en dB SPL y el correspondiente cambio en la señal de salida en dB SPL, se denomina "RELACIÓN DE COMPRESIÓN" o "Factor de Compresión". En la práctica el factor de compresión puede encontrarse entre 1,5 : 1 y 5:1. Es decir: un factor de compresión de 5 a 1 significa que una variación de 5 dBSPL en la señal de entrada producirá una variación de solo 1 dB SPL en la señal de salida; por lo tanto la señal se comprimirá enormemente. Punto de Compresión. Es el nivel de la señal en dB SPL a partir del cual empieza a actuar el sistema AGC. Conclusión. El sistema de compresión limitante es una alternativa útil en muchos casos de adaptación de prótesis auditivas, sin embargo, otros sistemas de limitación de salida e incluso los audífonos lineales han demostrado ser eficaces para la corrección de pérdidas auditivas; El audiólogo debe determinar con base a sus conocimientos y las pruebas que realice que tipo de circuito ha de adaptar en cada caso. Preparado por Juan Carlos Olmo Cordero para el curso de Prótesis Auditivas, UCR, 1999. Última actualización 2006.

Bibliografía

1. Pasik y cols. Audioprótesis. Buenos Aires, Argentina. Editorial El Ateneo, 1990. 2. Berger, K. The hearing aid, it's operation and development. Michigan, EUA. The national hearing aid society, Editorial Livonia, 1974. 2ª. Edición. 3.Sadlin y Cols. Hearing Instruments, Science and Fitting Practice. EUA. The national hearing aid society. 4. Starkey Laboratories. Manual de Compresión. EUA, 1997.