FREQUENCY COMPOSITION™: UN NUEVO ENFOQUE PARA EL TRASLADO DE FRECUENCIAS MARTIN KURIGER, INGENIERO DSP CHRISTOPHE LESIMPLE, AUDIÓLOGO CLÍNICO DICIEMBRE 2012 El camino del traslado hacia frecuencias graves ha sido muy largo. La técnica ha evolucionado desde una prestación controvertida hacia una que cada día logra mayor aceptación. La evolución del traslado hacia frecuencias más graves es uno de los temas de este artículo. Otros temas incluyen su aplicabilidad en el caso de zonas cocleares muertas y su potencial para un mayor uso. Abarcaremos no solo el efecto técnico, sino que también el beneficio audiológico. Asimismo, este reporte también detalla el nuevo sistema de traslado hacia frecuencias graves de Bernafon y su éxito durante pruebas internas. 2 | FREQUENCY COMPOSITION™: UN NUEVO ENFOQUE PARA EL TRASLADO DE FRECUENCIAS Un nuevo potencial para el éxito Los avances en la tecnología han logrado el resurgimiento del concepto de traslado de las frecuencias. En los últimos años, la cantidad de audífonos que cuentan con traslado hacia frecuencias graves ha visto un fuerte aumento. Parecería que esta tendencia refleja un cambio en la percepción del beneficio. El traslado hacia frecuencias graves resulta muy prometedor para superar la pérdida auditiva en las altas frecuencias. En el pasado, las técnicas de traslado hacia frecuencias graves solo tenían relevancia para las dificultades auditivas severas a profundas. Sin embargo, en la actualidad el traslado hacia frecuencias graves parece ser adecuado para un mayor uso al abarcar a los usuarios “con pérdidas auditivas de menor severidad” (McDermott, 2010, párr. 1). Esto se debe a que el traslado hacia frecuencias graves aumenta el ancho de banda percibido por el paciente. Hace bastante tiempo que existe la idea de trasladar las frecuencias, según confirmó Bentler (2010): “si bien el concepto no es nuevo, su potencial para el éxito sí lo es” (párr. 1). Su esperanza yace en las técnicas nuevas de procesamiento digital. Gracias a su actual disponibilidad, el traslado hacia frecuencias graves resulta muy prometedor para superar la pérdida auditiva en las altas frecuencias. Una alternativa para las zonas cocleares muertas Bentler (2010) agregó que “los sonidos en las frecuencias altas que llevan gran parte de la discriminación y la claridad en los sonidos del habla frecuentemente son los menos audibles para las personas con pérdidas auditivas” (párr. 2). Generalmente es posible restaurar la audibilidad mediante el uso de un audífono. Sin embargo, en algunos casos puede que la amplificación de las altas frecuencias solo brinde un beneficio acotado. Este fenómeno fue el objetivo de un estudio donde Vickers, Moore y Baer (2001) concluyeron “nuestros datos sugieren que el factor clave yace en la presencia o ausencia de una zona muerta en las frecuencias altas” (pág. 1172). El término ‘zona muerta’ data a una publicación realizada por Moore, Glasberg y Vickers (1996), designando a una zona de la membrana basilar donde las células ciliadas internas y / o las neuronas ya no funcionan. Con respecto a las zonas muertas, Vickers et al. (2001) detallan en sus resultados que “los pacientes sin una zona muerta en las altas frecuencias generalmente se beneficiarán de la amplificación en las frecuencias altas, sin embargo los pacientes con una zona muerta generalmente no se beneficiarán” (pág. 1172). Así, las zonas muertas tienen un gran impacto ya que no solo causan la pérdida de información crítica y dificultan el entendimiento del habla y de algunos sonidos ambientales, pero también comprometen el beneficio de la amplificación de los instrumentos auditivos. En estas situaciones, la esperanza yace en un enfoque alternativo: el traslado hacia frecuencias graves. 3 | FREQUENCY COMPOSITION™: UN NUEVO ENFOQUE PARA EL TRASLADO DE FRECUENCIAS La evolución del traslado hacia frecuencias graves Desde el comienzo, los investigadores advirtieron que el traslado hacia frecuencias graves podría resolver el problema asociado con las zonas muertas. El enfoque tiene mucho sentido dado que se toman los sonidos en las frecuencias agudas que el paciente no logra oír y se trasladan hacia una zona con frecuencias graves donde la audición del paciente permanece intacta. De esta manera, el sonido se torna audible nuevamente. Los primeros intentos de implementar un sistema útil se remontan a la década de 1960. Sin embargo, en esa época el estado de la tecnología sorteó su éxito. En una monografía de análisis, Braida et al. (1979) concluyeron que “salvo solo algunas excepciones menores, los resultados de estudios anteriores sobre el traslado hacia frecuencias graves han sido negativos” (p. 108). Figura 1: variantes del traslado hacia frecuencias graves, un ejemplo para cada generación Las variantes de la tercera generación conservan los componentes de la señal de frecuencia alta en la ubicación fuente. En cambio, años después y gracias a la transición de audífonos analógicos hacia digitales, ha surgido un nuevo interés. Por primera vez, se ha podido ofrecer el traslado hacia frecuencias graves en algunos audífonos BTEs disponibles en el mercado. Así, se ha visto un redoble de los esfuerzos que, a su vez, han logrado diversas variantes del traslado hacia frecuencias graves. Tal como se ha visto en la Fig. 1, durante la evolución de las variantes se trazan tres pasos: 1.Las variantes de la primera generación (década de 1990) reducen la frecuencia de todos los componentes de la señal a lo largo de la totalidad del rango de frecuencia: bajo, medio y alto. Designación típica: compresión de frecuencia lineal. 2.Las variantes de la segunda generación (década de 2000) comparten dos propiedades: I. Reducen la frecuencia de los componentes de la señal solamente en las frecuencias medias y altas. II. Hay un vacío en el rango de frecuencias altas. Designación típica: compresión de frecuencia no lineal. 4 | FREQUENCY COMPOSITION™: UN NUEVO ENFOQUE PARA EL TRASLADO DE FRECUENCIAS 3.Las variantes de la tercera generación (2010) cuentan con tres propiedades: I. Reducen la frecuencia de los componentes de la señal solamente en las frecuencias altas. II. Conservan los componentes de la señal de frecuencia alta en la ubicación fuente. III. Sobreponen los componentes de la señal relocalizada en aquellos de la ubicación objetivo. Designación típica: traslación de las prestaciones espectrales. Las experiencias con los sistemas de traslado hacia frecuencias graves han ampliado el conocimiento de sus sutilezas, pero aún existen preguntas. Por ejemplo, en el pasado, la eficacia ha sido el enfoque principal, mientras que la importancia de la conservación de la calidad del sonido ha aumentado en los últimos años. De hecho, los sistemas de la primera generación no funcionaron debido a que afectaban las frecuencias bajas y así degradaban la calidad del sonido. Otro aspecto incluye cómo tratar los componentes de la señal de alta frecuencia. Por ejemplo, Vickers et al (2001) escribieron que “un paciente con una zona muerta en las frecuencias altas puede obtener diversos beneficios al reducir la ganancia en las altas frecuencias” (p. 1174). Por el contrario, Cox, Johnson y Alexander (2012) “recomiendan no limitar la prescripción de la ganancia en las altas frecuencias únicamente porque el paciente tiene zonas muertas en una o dos regiones de alta frecuencia” (p. 14). Este debate refleja la existencia de dos situaciones que se oponen: los efectos adversos en el caso de las zonas muertas contra la pérdida de los estímulos en el caso de la audición restante. El debate también explica el paso desde los sistemas en la segunda y la tercera generación, o sea retirar contra conservar los componentes de la señal de alta frecuencia. Actualmente, lo mejor parecería ser ofrecer una solución flexible dentro del software de adaptación. Tal opción le permite, como profesional, ajustar el sistema según las necesidades de sus pacientes. El efecto técnico y el beneficio audiológico Diversos estudios confirman el potencial de esta técnica para mejorar la inteligibilidad del habla. El efecto técnico del traslado hacia frecuencias graves es fácil de verificar, pero el beneficio audiológico no lo es tanto. Los equipos actuales de medición, o sea Audioscan Verifit, le permiten medir objetivamente las mejoras en la audibilidad de los sonidos en las altas frecuencias y en el oído del paciente. Sin embargo, una mejor audibilidad no necesariamente implica un mejor entendimiento del habla ya que la señal acústica puede sonar extraña debido a los componentes relocalizados de la señal. Estos componentes también podrían distorsionar o enmascarar información del habla en las frecuencias bajas. De esta manera, al contrario del beneficio que se busca, puede que el traslado hacia frecuencias graves sea perjudicial. Es por esto que el beneficio audiológico de las técnicas de traslado hacia frecuencias graves ha sido el objeto de una gran cantidad de estudios. Hasta cierto grado, los estudios han producido resultados no consistentes. 5 | FREQUENCY COMPOSITION™: UN NUEVO ENFOQUE PARA EL TRASLADO DE FRECUENCIAS Sin embargo, en situaciones de silencio, diversos estudios confirman el potencial de esta técnica para mejorar la inteligibilidad del habla. Esta mejora se debe a un mejor reconocimiento de los sonidos fricativos y africados (Simpson, Hersbach y McDermott, 2005; Robinson, Baer y Moore, 2007; Glista et al., 2009). En un estudio posterior, Bohnert, Nyffeler y Keilmann (2010) encontraron que el traslado hacia frecuencias graves brinda beneficios incluso en situaciones de ruido. Algunos estudios plantean temas recurrentes: ·· Existen variaciones en el beneficio del traslado hacia frecuencias graves: algunos pacientes obtienen grandes beneficios mientras que otros no se benefician en absoluto. ·· A menudo, el traslado hacia frecuencias graves demanda una elección entre mejorar la inteligibilidad del habla y la degradación aceptable de la calidad del sonido. ·· Con respecto a la inteligibilidad del habla, el traslado hacia frecuencias graves contiene propiedades contrastantes: es útil para los sonidos sin voz, pero potencialmente perjudicial para los sonidos con voz. ·· El sonido modificado de una señal cuya frecuencia ha sido trasladada hacia otra más grave necesita aclimatación. Los últimos dos aspectos están interrelacionados con el modo de operación de un sistema: fijo o adaptativo. El objetivo de un modo adaptativo es operar solamente con los sonidos sin voz y no afectar los sonidos con voz. De esta manera, el modo adaptativo intenta evitar la degradación de los sonidos. Sin embargo, debido a los cambios continuos, la aclimatación del modo adaptativo puede resultar más difícil que en el modo fijo. En resumen, al buscar un sistema de traslado hacia frecuencias graves, se deben considerar los siguientes puntos: ·· Para conservar la calidad del sonido, los componentes de la señal por debajo de, 1,5 kHz deben permanecer sin cambios; ·· La ganancia en las altas frecuencias debe permanecer sin cambios, salvo que el paciente se beneficie de la atenuación; ·· A diferencia del modo adaptativo de operación, el modo fijo apoya la aclimatación; ·· Las pruebas del habla revelan el grado hasta el cual un paciente se beneficia y se aclimata al traslado hacia frecuencias graves. Frequency Composition™ – un enfoque de tercera generación Frequency Composition™ es el enfoque de Bernafon para el traslado hacia frecuencias graves. Al ser un enfoque de tercera generación, Frequency Composition™ conserva los componentes de la señal fuente y sobrepone los componentes relocalizados de la señal sobre aquéllos en la ubicación objetivo. Gracias a la conservación de los sonidos de alta frecuencia, Frequency Composition™ mantiene el ancho de banda de 10 kHz del audífono, lo que contribuye a la calidad del sonido. 6 | FREQUENCY COMPOSITION™: UN NUEVO ENFOQUE PARA EL TRASLADO DE FRECUENCIAS Frequency Composition™ recibe el apoyo del software de adaptación Oasis. Oasis brinda flexibilidad en la configuración de Frequency Composition™. A diferencia de la configuración por defecto, Oasis le permite reducir la ganancia en la frecuencia alta, en caso de ser necesario. Oasis le permite reducir la intensidad de los componentes de la señal desplazada y así aumentar o reducir gradualmente el efecto del traslado hacia frecuencias graves. Primero, Oasis analiza los audiogramas del paciente y determina los candidatos para Frequency Composition™. Luego, determina las opciones individuales para los rangos de las frecuencias fuente y objetivo. El procedimiento para seleccionar los candidatos se basa en principios establecidos (Baer, Moore y Kluk, 2002; Vinay y Moore, 2007; SalorioCorbetto, Baer y Moore, 2012). Para los que no han sido seleccionados, Oasis le permite activar Frequency Composition™ de forma manual. Frequency Composition™ logra una energía importante para que los sonidos fricativos aparezcan en la ubicación objetivo al tiempo que minimiza los efectos adversos en las vocales. La selección del rango de frecuencia fuente también toma en cuenta las propiedades de la señal. Frequency Composition™ aprovecha las diferencias en la forma espectral de los fricativos (espectro en aumento) vs. las vocales (espectro en descenso). Así, Frequency Composition™ logra una energía importante para que los sonidos fricativos aparezcan en la ubicación objetivo al tiempo que minimiza los efectos adversos en las vocales. De esta manera, Frequency Composition™ conserva la calidad del sonido y junto con el modo fijo de operación, favorece la aclimatación. Lo más importante es ver cómo estas propiedades se convierten en beneficios. Así, el traslado hacia frecuencias graves da lugar a tres preguntas: 1.¿El sistema brinda la discriminación de los fonemas de alta frecuencia? 2.¿Mantiene la calidad del sonido? 3. ¿Es fiable la selección de candidatos? Para Frequency Composition™, la respuesta ante las tres preguntas es un sí. La Figura 2 muestra los resultados de ensayos internos. a) b) Figura 2: resultados del ensayo con Frequency Composition™ (FC); a) ensayo de discriminación de las consonantes; b) calificación SSQ Mejoras de la discriminación de los fonemas de alta frecuencia La Figura 2a muestra los resultados del ensayo de discriminación de consonantes, en base a logatomos. La estructura de los logatomos es de vocal-consonante-vocal (VCV). Las consonantes utilizadas en este ensayo fueron fricativas sin voz /s/, /f/ y /∫/ al igual que el africado /ts/. La combinación de cuatro consonantes con tres vocales /a/, /u/ e /i/ 7 | FREQUENCY COMPOSITION™: UN NUEVO ENFOQUE PARA EL TRASLADO DE FRECUENCIAS produjo 12 logatomos diferentes. A su vez, los mismos generaron una lista de 24 unidades de ensayo al ser pronunciadas por un hombre y una mujer. En la Figura 2, los puntajes fueron otorgados por 13 sujetos con dificultades auditivas debido a pérdidas neurosensoriales. El promedio de sus pérdidas en las altas frecuencias era de 81,1 ± 9,1 dB HL. Con estas pérdidas auditivas, todos los sujetos eran candidatos para Frequency Composition™, según lo determinó el software de adaptación Oasis. El ensayo se realizó bajo tres condiciones: sin amplificación; con amplificación y Frequency Composition™ desactivado; y con amplificación y Frequency Composition™ activado. El objetivo del ensayo fue obtener datos brutos en términos de porcentajes de puntajes. Luego, los puntajes fueron sometidos a la metodología Rationalized Arcsine Transform (RAU) que hace que los datos proporcionados sean adecuados para la estadística inferencial (Studebaker, 1985). Frequency Composition™ mejora la discriminación de los fonemas de alta frecuencia. Como indica la Figura 2a, los puntajes de discriminación aumentan desde la condición sin amplificación hacia la amplificada y también desde Frequency Composition™ desactivado hacia el activado. Adicionalmente, el análisis estadístico revela que el aumento desde la condición sin amplificación hasta la amplificada es de relevancia estadística al igual que el aumento desde Frequency Composition™ desactivado hasta activado. De estos resultados se desprende la conclusión que Frequency Composition™ mejora la discriminación de los fonemas de alta frecuencia. Mantención de la calidad de sonido La Figura 2b muestra los resultados de un estudio que usa el cuestionario “Speech, Spatial, and Qualities of Hearing” (SSQ) (Gatehouse y Noble, 2004). El ensayo incluyó 14 participantes; la mitad de ellos también participaron en la prueba de discriminación. Por tanto, estos participantes eran candidatos para Frequency Composition™, según fue determinado por Oasis. Por el contrario, los demás participantes no eran candidatos debido a que padecían de pérdidas auditivas menos severas en las altas frecuencias. El ensayo se realizó como una prueba de cruce a simple ciego. Según una determinación al azar, se realizaron dos grupos donde la mitad primero recibió un audífono RITE con Frequency Composition™ desactivado y la otra mitad con Frequency Composition™ activado. Luego de tres semanas, todos completaron el cuestionario SSQ. Luego, los grupos recibieron la condición opuesta durante tres semanas más. Después del segundo período de prueba, los participantes nuevamente completaron el cuestionario SSQ. La Figura 2b muestra las diferencias en las calificaciones. Frequency Composition™ conserva la calidad del sonido. La Figura 2b muestra las diferencias promedio con respecto a los aspectos de habla, espacial y calidad. Las diferencias se acercan al cero con un 95% de intervalo de confianza dentro de una escala de ±1 unidad. En comparación con las escalas de diez unidades que utiliza el ensayo SSQ, el análisis de no-inferioridad brinda un resultado relevante: Frequency Composition™ conserva la calidad del sonido. 8 | FREQUENCY COMPOSITION™: UN NUEVO ENFOQUE PARA EL TRASLADO DE FRECUENCIAS Fiabilidad de la selección de candidatos Ahora, resta establecer la fiabilidad de la selección de candidatos. Para que un proceso de selección sea fiable, debe distinguir entre los pacientes que son más aptos para recibir el beneficio y aquéllos menos aptos, o sea entre candidatos y no-candidatos. Como se ha visto anteriormente, los candidatos lograron una mejora relevante en el ensayo de discriminación de fonemas de alta frecuencia. Cuando los no-candidatos realizaron el mismo ensayo, también recibieron puntajes altos, pero no al mismo grado que los candidatos. Este resultado afirma la conclusión: la selección de candidatos es fiable. Frequency Composition™ - listo para que lo use El tiempo y la tecnología han logrado que el traslado hacia frecuencias graves sea un sistema de utilidad para superar las pérdidas auditivas severas en las altas frecuencias. Particularmente, el sistema de Frequency Composition™ ha mostrado su capacidad para seleccionar los pacientes adecuados y brindarles una ventaja significativa. Al mismo tiempo, Frequency Composition™ también ha demostrado que mantiene la calidad del sonido. Así, cuando descubra candidatos potenciales, puede usar el sistema Frequency Composition™ que se encuentra disponible en los audífonos Acriva 9 | 7. Desde 1946, nos apasiona el desarrollo de sistemas auditivos de calidad que permiten a las personas con dificultades de audición disfrutar de experiencias auditivas auténticas. Mediante la ingeniería suiza, 9 | FREQUENCY COMPOSITION™: UN NUEVO ENFOQUE PARA EL TRASLADO DE FRECUENCIAS la tecnología de alta precisión y nuestro compromiso con el servicio personalizado, nos esforzamos para exceder las expectativas de nuestros clientes. Nuestro objetivo es proveer día a día nuestros servicios y productos de valor agregado a nuestros socios. Los representantes y empleados de Bernafon en más de 70 países hacen realidad nuestra visión de ayudar a las personas con pérdidas auditivas a comunicarse Referencias nuevamente sin limitaciones. Baer, T., Moore, B. C. J., & Kluk, K. (2002). Effects of lowpass filtering on the intelligibility of - 09.08.2012 25_ES speech in noise for people with and without dead regions at high frequencies. Journal of the Acoustical Society of America, 112, 1133-1144. Bentler, R. (2010). Frequency-lowering hearing aids: verification tools and research needs. The ASHA Leader. 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Implications high-frequency exceder las expectativas de nuestros clientes. objetivoG.es día a día of nuestros servicios dead regionsLos for fitting hearing aids toyadults with mildde to moderately y productos de valor agregado acochlear nuestros socios. representantes empleados Bernafon severe en más hearing loss. Ear and Hearing, 33(5), 573-587. de 70 países hacen realidad nuestra visión de ayudar a las personas con pérdidas auditivas a comunicarse Gatehouse, S., & Noble, W. (2004). The speech, spatial and qualities of hearing scale (SSQ). nuevamente sin limitaciones. International Journal of Audiology, 43(2), 85-99. Glista, D., Scollie, S., Bagatto, M., Seewald, R., Parsa, V., & Johnson, A. (2009). Evaluation of nonlinear frequency compression: clinical outcomes. International Journal of Audiology, 48 (9), 632–644. McDermott, H. (2010). The benefits of nonlinear frequency compression for a wide range of hearing losses. Audiology Online. 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Bernafon Companies Sede principal Australia ∙ Canada ∙ China ∙ Denmark Suiza Switzerland ∙ UK ∙ USA Bernafon AG Morgenstrasse 131 3018 Bern Teléfono +41 31 998 15 15 Telefax +41 31 998 15 90 www.bernafon.com ∙ Finland ∙ France ∙ Germany ∙ Italy ∙ Japan ∙ Korea ∙ Netherlands ∙ New Zealand ∙ Poland ∙ Spain ∙ Sweden ∙ España Bernafon Ibérica, S.L.U. Avenida de Fuencarral, 24 Edificio Europa I. Portal 1. 2°-2. 28108 Alcobendas. Madrid Teléfono +34 91 657 35 86 Fax +34 91 661 82 39