Avances tecnológicos en las prótesis auditivas

1. INTRODUCCIÓN

La aplicación de la tecnología a la corrección de pérdidas auditivas ha estado presente en nuestra sociedad desde tiempos muy lejanos. Durante mucho tiempo la única solución posible al problema de la sordera fue el uso de la trompetilla y otros utensilios que actuaban como simples resonadores.

La aparición de la primera prótesis auditiva con amplificación eléctrica no vino hasta finales del siglo 19. Se habla de que Alexander Graham Bell inventó el teléfono después de construir un amplificador de audio para su esposa, que padecía de sordera.

El problema que pretende solventar una prótesis auditiva (audífono), es la lesión o disfunción de alguno/s de los mecanismos que intervienen en el proceso de audición. Dichos mecanismos son complejos y todavía existen grandes interrogantes acerca de su funcionamiento. El problema con que nos enfrentamos a la hora de determinar el algoritmo de proceso más adecuado, es la falta de conocimiento del sistema de descodificación que realiza nuestro sistema auditivo.

En la mayoría de las aplicaciones de ingeniería de audio, el objetivo es conseguir una señal lo más fiel posible, de alta calidad, no en vano todo sistema de audio comercial está pensado para personas con audición normal (normoyentes). Por ejemplo, en un sistema de grabación y reproducción, el objetivo es que la señal reproducida sea lo más parecida posible a la señal original registrada.

Sin embargo, cuando pretendemos corregir una pérdida auditiva, nos enfrentamos a un sistema auditivo dañado. Existen suficientes evidencias experimentales de que el sistema auditivo es un sistema no lineal, variante e incluso podría decirse que es no causal, ya que existen fenómenos como el tinnitus o acúfenos, que producen una percepción acústica en ausencia de estímulos externos. Todo ello, hace que nos preguntemos si la señal que debemos entregar a un oído dañado, debe ser o no, lo más fiel posible a la original.

A simple vista podríamos aventurar que la señal entregada debería presentar una cierta distorsión en amplitud, frecuencia y tiempo, opuesta a la distorsión provocada por el sistema auditivo dañado, de tal forma que ambas se compensasen. Ese planteamiento sería intachable si realmente pudiéramos acceder a los mecanismos fisiológicos que provocan todas esas distorsiones (de amplitud, frecuencia y tiempo). Sin embargo, la mejor vía de aplicación de la compensación de que se dispone hoy en día, es a través de la excitación acústica a nivel timpánico, mediante una señal previamente procesada. Existen prótesis auditivas que estimulan por otras vías (ósea, coclear y nerviosa), pero su aplicación se restringe a casos en que no es posible la estimulación por vía aérea.

Durante las últimas dos décadas se han logrado desvelar importantes incógnitas acerca de la fisiología del sistema auditivo, que se han materializado en sistemas de proceso de señal propuestos por diferentes fabricantes. Sólo la profundización en dichos conocimientos ha hecho que valiera la pena la inversión en desarrollo tecnológico necesaria para implementar algoritmos de proceso muy complejos en el reducido espacio que requiere un audífono. El último paso en este desarrollo es la aplicación del procesado digital de señal a un audífono, que abre las puertas a un sinfín de posibilidades, cuya explotación depende de la continuidad en el avance del conocimiento sobre la fisiología de la audición.

Además de los aspectos puramente científicos, existen toda una serie de condicionantes socioeconómicos en el mundo de las prótesis auditivas que no deben obviarse, ya que en gran medida condicionan las tendencias de la industria de este sector. Un factor importante, son las expectativas de la persona que decide comprar un audífono. La sordera, en la mayoría de los casos, obedece a una lesión sensorial, por lo que ninguna solución podrá restituir totalmente la audición perdida. Sí, en cambio, mejorarla. Por ello, en muchos casos, la prótesis auditiva no responde a las expectativas del paciente, derivando en una serie de procesos psicológicos que terminan en el rechazo de la misma, aunque objetivamente su percepción acústica se vea mejorada. Otro aspecto social importante en el mundo de las prótesis auditivas es la necesidad del paciente de ocultar su incapacidad. Por ello, el paciente procura obtener siempre la prótesis más pequeña posible, aún a costa de obtener de ella peores prestaciones que las que obtendría con una audífono más grande, con posibilidades de proceso de señal más avanzadas. La satisfacción de este tipo de necesidades sociológicas es un argumento que pesa hoy en día mucho en la industria.

2.- EVOLUCION DE LA TECNOLOGÍA

Durante muchos años, la tecnología disponible para ser aplicada a la construcción de prótesis auditivas no permitía ir mas allá de la obtención de simples amplificadores que solo eran razonablemente eficaces en las hipoacúsias de transmisión pero no podían abordar los problemas asociados a las hipoacúsias de percepción,( reclutamiento, mala discriminación frecuencial, audición en ruido, efecto Larsen..etc) , por lo que eran mal aceptadas o rechazadas por los afectados. También contribuía al rechazo el tamaño .

Durante los años 70 y 80, el desarrollo de la tecnología electrónica en general permitió avanzar en algunos de estos problemas como el tamaño y el reclutamiento.

El mayor logro fue en el tamaño gracias a la miniaturización de los componentes electrónicos ; mas modestos fueron los avances en el problema relativos a la diferente sensibilidad en la percepción en la escala de intensidad en las hipoacúsias sensoriales, (reclutamiento), que conlleva una mala audición para los sonidos de intensidad debil o media junto a una audición normal para los de intensidad fuerte o muy fuerte, dado que la voz presenta alteraciones naturales en la intensidad este fenómeno comporta una disminución de la inteligibilidad de la palabra junto a una sensación auditiva desagradable. Aprovechando las posibilidades de la miniaturización se pudieron instalar mas componentes en los circuitos e implementar diversos sistemas de AGC ,(en ingles Control Automático de Ganancia) que supusieron un avance importante pero todavía insuficiente para muchos usuarios de los audífonos. El resto de los problemas citados anteriormente, quedaban fuera de las posibilidades de la tecnología hasta este momento utilizada : PROCESO ANALÓGICO DE LA SEÑAL.

Estaba claro que para poder avanzar en el proceso evolutivo de la tecnología aplicada a la industria de los Audífonos era necesaria la utilización de PROCESADORES DIGITALES DE SEÑAL, (DSP en ingles), que permitieran implementar algoritmos,(conjunto de instrucciones de proceso), acordes con los nuevos conocimientos de la fisiología de la audición. A finales de los años 80, el gobierno de EE.UU financio el llamado proyecto PHOENIX para el desarrollo de un audífono digital ; resultó un aparato muy grande cuyas prestaciones no mejoraron las ya disponibles en aquel entonces con la tecnología analógica. El problema era tecnológico ya que en aquella época no se disponía de circuitos digitales que funcionaran con bajo consumo y baja tensión por lo que tenia que alimentarse con fuentes de alimentación,(pilas), muy grandes; por otra parte, no se habían desarrollado las técnicas de integración de circuitos que permitiesen utilizar una gran cantidad de componentes en reducidos espacios. En la década de los 90, este desarrollo se produjo e hizo posible su utilización en los audífonos.

En 1995, la empresa danesa WIDEX A/S lanzó al mercado el primer audífono digital de proceso avanzado en formato CIC,(Completamente Insertado en el Canal auditivo). En los últimos diez años transcurridos, los avances en la tecnología digital han sido considerables. De los 300.000 transistores que en 1995 utilizaba un audífono hemos pasado actualmente a 3.000.000. Ello ha permitido profundizar y avanzar en las soluciones a los problemas anteriormente citados. La aparición de la tecnología digital introduce en los audífonos unas mejoras protésicas importantes tanto en los aspectos cuantitativos (mayor amplificación del sonido), como cualitativos (mejor sensación acústica). La tecnología digital permite que los algoritmos del proceso de señal que son capaces de realizar los audífonos sean cada vez mayores, más rápidos y con menor consumo. Por ello, ya en los inicios del siglo XXI, el audífono digital está desplazando completamente al analógico.

Con todo, conviene ser muy cauto en la selección del audífono digital más adecuado a cada usuario, puesto que no todos los audífonos denominados digitales poseen las mismas prestaciones. En ocasiones se ofertan audífonos digitales que únicamente presentan las mismas prestaciones que los audífonos analógicos. Por otra parte, y no menos importante, la adaptación correcta de un audífono digital de altas prestaciones requiere una elevada calificación profesional del audioprotesista y un instrumental técnico cada vez más complejo. Solo de este modo se garantiza que el usuario acceda a las prestaciones de un audífono digital de alta gama con las máximas garantías posibles de éxito.