INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL T É S I S

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA
MECÁNICA Y ELÉCTRICA
“AUDIOMETRIA BINAURAL”
T É S I S
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE:
INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRONICA
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RACIEL CHAVEZ RODRIGUEZ
JORGE LUIS PINEDA CARDENAS
ASESORES:
ING. JOSÉ JAVIER MUEDANO MENESES
ING. LUCERO IVETTE TRINIDAD AVILA
MÉXICO, D.F.
2013
INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERlA MECANICA y ELECTRICA
¡
.
,
UNIDAD PROFESIONAL" ADOLFO LOPEZ MATEOS"
TEMA DE TESIS
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QUE PARA OBTENER EL TITULO DE
POR LA OPCION DE TITULACION
DEBERA(N) DESARROLLAR
INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA
TESIS COLECTIVA y EXAMEN ORAL INDIVIDUAL
C. RACIEL CHAVEZ RODRIGUEZ
C. JORGE LUIS PINEDA CARDENAS
"AUDIOMETRÍA BINAURAL"
IMPLEMENTAR UN MÉTODO DE ANÁLISIS EN LAS AUDIOMETRÍAS, PARA DETERMINAR SU MENOR O
MA YOR PRECISIÓN DE UNA FUENTE SONORA, EMPLEANDO UNA CABEZA BINAURAL.
•
•
•
•
ANTECEDENTES Y CONCEPTOS BÁSICOS
AUDIOMETRÍA BINAURAL
PROTOTIPO DE MEDICIÓN
DESARROLLO PRÁCTICO Y EXPERIMENTAL
MÉXICO D.F. A 01 DE JUNIO DE 2012.
ASESORES
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IVETTE TRINIDAD AVILA
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INDICE
Pág.
AGRADECIMINETO
INTRODUCCION
OBJETIVO
JUSTIFICACIÓN
I
II
IV
V
CAPÍTULO 1. ANTECEDENTES Y CONCEPTOS BÁSICOS
1.1 Historia de audiometría
1.2 Periodo electroencefalográfico.
1.2.1Periodo de la promediación.
1.3 Morfología
1.3.1Oído
1.3.1.1 Oído externo
1.3.1.2 Oído medio
1.3.1.3 Oído interno
1.4 Funcionamiento del oído
1.5Cráneo
1.5.1 Planos de orientación
1.6 Percepción del sonido
1.6.1 Física del sonido
1.6.2 La escucha
1.6.3 Umbral auditivo
1.6.4 Nivel de sonoridad
1.6.5 Enmascaramiento del sonido
1.7 Rango de audición humana
1.8 Intensidad de timbre característico
1.8.1 Tipos de pérdida auditiva
1.8.2 Pérdida auditiva conductiva
1.8.3 Perdidas auditiva variada
1.9 Atenuación Interaural
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CAPITULO 2. AUDIOMETRIA BINAURAL
2.1 Audiometría
2.1.1 Establecimiento de la pérdida auditiva
2.1.2 Pruebas audiométricas
2.1.3Tipos de audiometrías
2.1.3.1 Audiometría por vía aérea
2.1.3.2 Audiometría por vía ósea
2.1.3.3 Audiometría vocal
2.1.3.4 Periodo de latencia subtonal
2.1.3.5 Periodo terminal
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2.1.4Grafica audiométrica
2.1.4.1 Valoración de los resultados
2.1.4.2 ¿Cómo se lleva a cabo una audiometría?
2.2 Binauralidad
2.2.1 Binaural
2.2.2 Como captar el sonido binaural
2.2.3 Audición binaural
2.3 Sonido binaural u holofónico
2.3.1 Determinación de posición de una fuente de sonido
2.4 Lateralización
2.4.1 ITD (Interaural Time Diference)
2.4.2 ILD (Interaural Level Diference)
2.4.3 HTDF (Head-Related Transfer Function)
2.5 Prueba de Lombard
2.6 Prueba de Azzi
2.7 Efecto Hass
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CAPÍTULO 3. PROTOTIPO DE MEDICIÓN
3.1 Diseño de cabeza
3.1.1 Estructura de la cabeza binaural
3.1.2 Características de la cabeza binaural
3.1.3 Construcción de la cabeza binaural
3.1.4 Los Oídos
3.1.5 Canales auditivos
3.1.6 Transductores
3.1.7 Procedimiento de fabricación de la cabeza binaural
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CAPÍTULO 4. DESARROLLO PRÁCTICO Y EXPERIMENTAL.
4.1 Propuesta de prueba
4.2 Comparación entre métodos de audiometría
4.3 Ventajas y desventajas entre métodos de audiometría
4.2 Criterios para evaluar
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62
CONCLUSIONES
GLOSARIO
BIBLIOGRAFÍA
ANEXOS
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68
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76
AGRADEZCO
Con la mayor gratitud por los esfuerzos realizados para que lograra terminar mi carrera
profesional siendo para mí la mejor herencia.
A mi madre que es un ser maravilloso.
Gracias por el apoyo moral, tu cariño y comprensión que desde niño me has brindado.
Por guiar mí camino y estar junto a mí en los momentos más difíciles.
A mi padre porque desde pequeño ha sido para mí el ejemplo a seguir.
Que no escatimo esfuerzos para convertirme en un hombre de bien,
Gracias por guiar mi vida con energía, y rigor.....
…..Ya que eso me convirtió en lo que soy.
Sabiendo que no existirá forma alguna de agradecer una vida de sacrificios, esfuerzos y
amor, quiero que sientan que el objetivo alcanzado también es de ustedes y que la fuerza
que me ayudo a conseguirlos fue su gran apoyo.
Con amor, admiración y respeto.
I
Introducción
Las primeras descripciones sobre la existencia de actividad eléctrica del
cerebro fueron efectuadas por el médico inglés Richard Catón, a finales del siglo
XVII.
La audiometría se refiere a la medición de la capacidad de audición y la
respuesta del cerebro a estímulos acústicos, mientras que la audiología es la
encargada de diagnosticar y prevenir los problemas auditivos en seres humanos,
rehabilitación, y adaptaciones de prótesis en pacientes con problemas de sordera.
La audiometría nació, y como toda ciencia ha evolucionado. Hoy está
apoyada por la ingeniería y la informática y gracias a ello han surgido técnicas y
tecnologías novedosas, con resultados propios y veraces.
No es novedad encontrar en algún lugar de trabajo ruidoso a algún obrero o
trabajador deshonesto que finja alguna deficiencia auditiva, o sordera con la
intención de ser indemnizado de por vida culpando al puesto que desempeña.
Aunque también se han presentado casos opuestos de gente que sí presenta
cuadros patológicos con respecto a la audición, pero la necesidad del empleo le
hacen aparentar una conducta normal.
Esta obra presenta entre otras, estas propuestas:
-
Determinar si la hipoacusia es ocasionada por la labor realizada
Si la persona simula alguna enfermedad al respecto
Determinar si la persona miente para conservar su puesto
Presentar un diagnóstico de cualesquiera de los casos
Debido a que se cuenta con una amplia gama de métodos de evaluación y
análisis, se optó por utilizar solo aquellos que permitan realizar el estudio sin
necesidad de contar con instrumentos médicos y certificar que los datos
recabados son confiables. Por tanto se descartó todo procedimiento que no
estuviera directamente relacionado con el reflejo cocleofonatorio (cóclea, corteza y
aparato fonatorio) del paciente, ya que al realizar las pruebas sin tener control
sobre las respuestas naturales del cuerpo, se garantiza que la prueba es de peso
para poder ser contemplada y así certificar el estado verdadero del paciente.
II
Propuestas:
-
La prueba de Lombard;
al aumentar la intensidad del tono,
inconscientemente se eleva la voz. Pero si el sujeto es sordo, el tono de voz
permanece inalterado.
-
La prueba de Azzi; usa la voz propia del sujeto como ruido enmascarante.
La voz queda grabada para después reproducirla y regresarla al oído del
supuesto sordo, con variaciones de 10 decibeles por evento, mientras este
repite la lectura.
-
Efecto Hass; el cerebro establece la procedencia de los sonidos, basado en
su intensidad y el tiempo que demoren en llegar a los oídos.
La finalidad de emplear estos métodos, es excluir las que no van a revelar
datos confiables, y no prolongar el estudio perdiendo el tiempo y sometiendo al
paciente a la fatiga de exploraciones inútiles.
En el interior de esta obra se describe detalladamente el METODO
BINAURAL cómo una herramienta de la ingeniería moderna y auxiliar en los
tratamientos tradicionales. Así mismo demostrar si un individuo con pérdida
auditiva es capaz de diferenciar entre las fuentes sonoras con las que interactúa
en la vida diaria, identificando la cercanía y en dado caso la peligrosidad que
represente el sonido.
Usando los datos recopilados se puede realizar un informe que certifique si
el sujeto estudiado se trata de un simulador en busca de manutención, o si es
realmente una persona con déficit auditivo que deba ser tratada.
III
OBJETIVO
Implementar un método de análisis en las audiometrías, para determinar su menor
o mayor precisión en la ubicación de una fuente sonora, empleando una cabeza
binaural.
IV
JUSTIFICACIÓN
Actualmente las pruebas que se realizan a un individuo para evaluar sus
capacidades auditivas se basan en audiometrías monofásicas. Tomando en
cuenta diferentes pruebas no muestran su facultad para determinar su menor o
mayor precisión para la ubicación de una fuente sonora.
Se propone una nueva prueba tomando en cuenta que para su desarrollo se basó
en la aplicación de tres diferentes pruebas monoaurales, las cuales son: Lombard,
Hass y Azzi. De cada una de ellas se tomó su esencia para tener una prueba con
menor tiempo en respuesta a una fuente sonora a su alrededor.
Al ubicar bien una fuente sonora se tiene un panorama más amplio de nuestro
entorno, cómo desplazarse en el mismo y prevenir en un futuro el deterioro del
aparato auditivo.
V
Capítulo 1
ANTECEDENTES Y CONCEPTOS BASICO
Introducción:
La audiometría se refiere a la medición de la capacidad de audición y la
respuesta del cerebro a estímulos acústicos.
En este capítulo se hace mención de las características biológicas de los oídos
así como la morfología del cráneo humano, ya que es de fundamental interés para
entender la física del sonido y la forma en que se comporta el sonido cuando llega
al cuerpo.
CAPITULO 1
ANTECEDENTES Y CONCEPTOS BÁSICOS
1.1 HISTORIA DE LA AUDIOMETRÍA
En la historia de los potenciales evocados auditivos destaca la figura de
Richard Caton. En 1875, encuentra unas fluctuaciones de la actividad cerebral que
descubrió como “corrientes débiles”, la amplitud de estas oscilaciones era de
microvoltios, este hallazgo es de capital importancia debido a que se realizó medio
siglo antes de que la electrónica se utilizara en la investigación biológica. Desde
este momento la historia de los mismos va unida al desarrollo de la
electroencefalografía, destacando dos periodos el Electroencefalográfico: Desde
1930 a 1951 y Periodo de promediacion electrónica: Desde 1951 a nuestros días.
1.2 PERIODO ELECTROENCEFALOGRÁFICO.
En 1930 Hans Berger observa que al producirse un ruido intenso se
producía un cambio del ritmo en el trazado electroencefalográfico. Había
observado que en reposo el electroencefalograma se caracterizaba por ondas
ligeramente irregulares que se repitan unas 8 a 12 veces por segundo, estas
ondas fueron denominadas alfa; así mismo observó que mediante la estimulación
visual, sonora y la actividad mental se modificaba este ritmo apareciendo ondas
más pequeñas y más rápidas. Estas modificaciones en principio se interpretaron
como artefactos, siendo estudiadas posteriormente por Adrian y Mattheus, quienes
denominaron ritmo de Berger al inicialmente llamado ritmo alfa. A partir de este
momento se intenta relacionar las modificaciones del electroencefalograma con el
estudio clínico de las sensaciones táctiles, visuales, auditivas y otros tipos de
actividades sensoriales, aunque los primeros resultados fueron descorazonadores
dada la contaminación por las fluctuaciones de fondo. En el campo de la audición
fueron P.Davis y H.Davis los primeros en realizar estudios al respecto encontrando
durante el sueño y en vértex un potencial difásico o trifásico al aplicar un estímulo
sonoro. Una respuesta similar se obtenía mediante estímulos táctiles. Con el
comienzo de la segunda guerra mundial estas investigaciones se interrumpieron.
Estudios posteriores permitieron un análisis más detallado, es así como
ante un estímulo auditivo había una respuesta inicial, relacionada con el inicio del
estímulo similar a la descrita por Davis que se conoció CER (Cortical Electric
Responses). Después de esta respuesta inicial se producía una disminución del
1
CAPITULO 1
ANTECEDENTES Y CONCEPTOS BÁSICOS
voltaje de las frecuencias más rápidas del electroencefalograma, con una latencia
entre 200 y 600 ms, y se producía a veces un efecto off que consistía en un breve
periodo de reducción del voltaje relacionado con la supresión del estímulo,
Finamente se describieron unas variaciones tardías que se interpretaron en
relación con la actividad consistente.
1.2.1 PERIODO DE PROMEDIACIÓN.
En la década de los 50 se comienzan a utilizar las computadoras
electrónicas con lo que se empieza a hablar de ERA (Electric Response
Audiometry), con esta se impone el término “respuesta” frente al de “potencial”. Así
comienzan a realizarse premediaciones, con lo cual se evidencia el cambio
inducido por un estímulo de fondo, eso sí, un estímulo periódicamente repetido, el
primero en utilizar estas técnicas fue Dawson en 1951 en el campo de la visión, y
posteriormente Geiler, Frishkopf y Rosenblith en 1958 la emplearon para la vía
auditiva.
Es así como comienza el verdadero periodo histórico de los Potenciales
Evocados Auditivos. Este periodo durará dos décadas y es en 1978 cuando se
puede decir que se conocen las respuestas evocadas desde las cóclea hasta la
corteza cerebral, con sus características y su valor clínico. Las primeras respuestas
promediadas registradas en 1958 eran realmente actividad miogénica. En la
década de los sesenta se centra el interés de los investigadores en este tipo de
respuestas y pronto comienzan a surgir las limitaciones de las mismas para los
problemas que clínicamente plantea. Las limitaciones de la respuesta cortical
hacen volver la mirada de los investigadores hacia la cóclea con lo que surge la
electrococleografía (EcochG), cuyo antecedente inmediato se encuentra en las
observaciones de Wever y Bray en 1930 sobre la microfónica coclear. El registro
de la actividad eléctrica coclear fracasó en el hombre salvo de forma
intraoperatoria, pero gracias al advenimiento de los ordenadores se logró su
registro en pacientes no operados. En 1967 Yoshie en Japón, Portmann en Francia
y Spreng en Alemania obtienen los primeros registros mediante un electrodo de
aguja en puncionando el tímpano. Posteriormente Sohmer y Feinmesser utilizaron
el lóbulo de la oreja y la mastoides para poner el electrodo activo para evitar la
invasividad de la prueba, pero dada la poca fiabilidad de los registros, se comenzó
a poner los electrodos en el CAE, pero fue tan molesto o más que la aguja
intratimpánica. La electrococleografía registra básicamente el potencial de acción
del nervio, llamado potencial compuesto, que es la respuesta global del nervio.
Pero el gran interés de la electrococleografía estriba en su capacidad para detectar
además el microfónico coclear y el potencial de sumación. Los primeros en
2
CAPITULO 1
ANTECEDENTES Y CONCEPTOS BÁSICOS
registrar el microfónico coclear fueron Gavilán y Sanjuán en 1964, aunque lo
hicieron sin premediación electrónica con lo que los resultados se tomaron con
escepticismo por la comunidad científica.
La aparición de los potenciales evocados auditivos de estado estable a
frecuencias de estimulación entre 70 y 110 Hz en sus diferentes versiones y
especialmente los PEAee-MF ( multifrecuencia ) se presentan como una alternativa
alentadora en el campo de la audiología, especialmente a la hora de determinar los
umbrales en las frecuencias más graves ( Lins y cols. en 1996). En la actualidad,
mediante estímulos auditivos se pueden registrar respuestas vestibulares, es lo
que se ha denominado VEMP (Timothy y cols., 2005) y aunque su utilización se
restringe más al campo de la otoneurología, ha constituido una importante
novedad. Los grandes esfuerzos que en los últimos años se han producido en los
registros de los PEATC para intentar superar las limitaciones de los registros
clásicos, se deben no sólo al avance de la informática sino a la necesidad cada vez
mayor de un diagnóstico audiológico de hipo/ normoacusia preciso y rápido, y a ser
posible que cubra todo el campo frecuencial.
Destacar también el enorme avance que han supuesto los sistemas
multifunción, ya que en un hardware de reducidas dimensiones disponemos de
diferentes procedimientos diagnósticos para llevar a cabo una exploración objetiva
de la audición.
1.3 MORFOLOGÍA.
1.3.1 OÍDO.
El oído es un órgano conformado de tres partes:
 Oído externo
 Oído medio
 Oído interno
Las dos primeras partes -oído externo y medio- son las encargadas de recoger
las ondas sonoras para conducirlas al oído interno y excitar una vez aquí a los
receptores de origen del nervio auditivo.
El oído externo comprende dos partes: el pabellón y el conducto auditivo
externo. Por su parte, el oído medio está formado por un conjunto de cavidades
llenas de aire, en las que se considera tres importantes porciones: la caja del
3
CAPITULO 1
ANTECEDENTES Y CONCEPTOS BÁSICOS
tímpano conformada por tres huesecillos, que son el martillo, yunque, estribo, la
trompa de Eustaquio íntimamente relacionada con las vías aéreas superiores.
El oído interno también tiene su complejidad y está comprendido por el
laberinto óseo y membranoso. De este último nacen las vías nerviosas acústicas y
vestibulares. Las cavidades del laberinto están llenas de líquido endótico
(endolinfa y peri linfa), que al movilizar las distintas membranas estimulan las
células ciliadas internas y externas.
El laberinto, cuya función principal es mantener la orientación espacial y el
equilibrio estático y dinámico del individuo, consta de tres partes: el vestíbulo, los
conductos semicirculares y el caracol.
Fig. 1 Estructura del oído.
A continuación explicamos brevemente la función del oído externo e interno.
4
CAPITULO 1
ANTECEDENTES Y CONCEPTOS BÁSICOS
1.3.1.1 OÍDO EXTERNO.
El oído externo, incluye el pabellón de la oreja y el canal auditivo externo,
está separado del oído medio por una estructura en forma de disco llamada
membrana timpánica.
El pabellón auricular se une a la cabeza mediante la piel y se compone
principalmente de cartílago, su función es ayudar a reunir las ondas sonoras y
hacerlas pasar por el canal auditivo externo. Éste mide aproximadamente 2,5 cm y
termina en la membrana timpánica. La piel del conducto tiene glándulas
especializadas que secretan una sustancia cérea amarillenta, el cerumen.
1.3.1.2 OÍDO MEDIO.
El oído medio se encuentra excavado en el hueso temporal (hueso bilateral
de la base del cráneo), en la denominada caja del tímpano. Es una cavidad llena
de aire que contiene tres huesecillos: martillo, yunque y estribo, los cuales se
mantienen en su sitio y se mueven mediante articulaciones, músculos y
ligamentos que ayudan a la transmisión del sonido.
En la pared que separa el oído medio del interno hay dos orificios
pequeños, la ventana oval y la redonda. La base del estribo se asienta en la
ventana oval, por donde se transmite el sonido al oído interno. La ventana redonda
proporciona una salida a las vibraciones sonoras.La trompa de Eustaquio, de
aproximadamente 1 mm de ancho y 35 mm de largo conecta el oído medio con la
nasofaringe y su función es igualar la presión del oído medio con la de la
atmósfera.
Fig.2 Estructura del oído medio
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CAPITULO 1
ANTECEDENTES Y CONCEPTOS BÁSICOS
1.3.1.3 OÍDO INTERNO.
El oído interno se encuentra alojado profundamente en el hueso temporal y
está formado por una serie de estructuras complejas que se encargan de la
audición y el equilibrio del ser humano.
La cóclea y los canales semicirculares constituyen el laberinto óseo. Los
tres canales semicirculares (posterior, superior y lateral) intervienen en el
equilibrio. La cóclea es un tubo óseo con forma de caracol. El techo de la cóclea
está revestido por la membrana vestibular y el suelo por la membrana basilar, en
la cual descansa el órgano de Corti que es el responsable de la audición.
Fig. 3 Estructura de oído interno
6
CAPITULO 1
ANTECEDENTES Y CONCEPTOS BÁSICOS
1.4 FUNCIONAMIENTO DEL OÍDO
La sensación sonora es la forma en que el sonido estimula el oído humano
y envía a los centros de la audición. Este proceso consta de dos partes: la
transmisión mecánica del impulso sonoro y la correspondiente a la percepción
propiamente dicha que tiene lugar en el oído interno.
El oído externo no reviste demasiada importancia en el hombre, ya que se
ha comprobado mediante estudios que el pabellón auricular aumenta solamente la
audición en una mínima parte. Los músculos que aquí intervienen están atrofiados
y la oreja se encuentra pegada a la cabeza e inmóvil.
El conducto auditivo es de forma sinuosa, impidiendo de esta manera que
ingresen partículas extrañas y se proyecten sobre el tímpano. Su forma cilíndrica
hace que funcione como un resonador acústico. El tímpano recoge la onda sonora
proyectada en su superficie, comportándose de diferente forma según las
diferentes frecuencias.
Ya en el oído medio, la cadena de huesecillos toma las vibraciones
proyectadas sobre el tímpano y las conduce a la ventana oval (oído interno). Es
decir que la membrana del tímpano conduce el sonido hacia el oído interno a
través de la cadena de huesecillos que actúa como un todo. Esta cadena está
sostenida dentro de la caja timpánica por músculos y ligamentos que le dan la
movilidad necesaria para conducir el estímulo sonoro.
La trompa de Eustaquio es el nexo de comunicación de la caja timpánica
con la faringe cumpliendo dos funciones: neumática (reviste interés audiológico) y
evacuatoria. Cuando existe dentro de la caja menor presión que la del medio
ambiente ocurren una serie de fenómenos reflejos que deben equilibrar las
presiones ingresando el aire a través de la trompa. Dicho equilibrio es necesario
para que la transmisión del sonido por el oído medio sea normal. Si en cambio la
presión es mayor que la del medio ambiente, tiene lugar el reflejo de deglución o
fenómenos como la tos y el bostezo, permitiendo la contracción de los músculos.
Es en la cóclea donde ocurre la transformación de energía mecánica en
eléctrica mediante un fenómeno mecánico-químico-eléctrico que tiene lugar en la
membrana basilar. Esta energía bioeléctrica es conducida por el octavo par
7
CAPITULO 1
ANTECEDENTES Y CONCEPTOS BÁSICOS
craneal a los centros nerviosos y de ahí a las localizaciones acústicas de la
corteza cerebral, en la cual se integran los sonidos tomando conciencia de la
imagen acústica.
Fig. 4 Anatomía y fisiología del oído
1.5 CRÁNEO
El esqueleto de la cabeza o macizo esquelético cráneo-facial, es el conjunto
de los huesos del ''cráneo'' (ossa cranii) y los huesos de la cara (''ossa faciei''),
siendo el cráneo una parte de la cabeza. Es común que el cráneo designe a la
totalidad de la cabeza ósea, lo cual es impropio en el estudio de la Anatomía.
8
CAPITULO 1
ANTECEDENTES Y CONCEPTOS BÁSICOS
La distinción entre cráneo y cara es muy clara:
El cráneo aloja el encéfalo fundamentalmente o neurocráneo, mientras que
la cara presta inserción a los músculos encargados de mover el maxilar y aloja
algunos de los órganos de los sentidos. El cráneo cumple una función muy
importante, ya que se preocupa de contener todo el sistema nervioso central, con
excepción de la médula.
El cráneo, como cavidad, puede ser considerado desde el interior de esa
cavidad como endocráneo, o desde el exterior como exocráneo. A su vez, en
conjunto, se pueden distinguir dos partes, Una parte superior, la calota y una parte
inferior, la basis cranii.
Otro modo de clasificar el cráneo, de manera más topográfica, es:
Viscerocráneo: compuesto por los huesos que participan en la conformación del
macizo facial y las cavidades bucal, nasal y orbitaria.
Neurocráneo: compuesto por los huesos que participan en la conformación de la
cavidad cráneo-encefálica.
Esta división, no es tan arbitraria, parte del diferente origen embriológico de
las estructuras óseas: osificación endocondral para los huesos de la base craneal,
y osificación intramembranosa para los huesos de la calota.
La bóveda está formada por el frontal (parte vertical), los parietales, las
escamas de los temporales y el occipital (parte superior). Está cubierta por el
cuero cabelludo; los huesos se unen por unas articulaciones llamadas suturas:
Sutura coronal o frontoparietal, entre el frontal y las parietales, sutura sagital o
interparietal, entre los dos parietales, y sutura lambdoidea o parietoocipital, entre
el occipital y los parietales.
1.5.1 PLANOS DE ORIENTACIÓN
Obedecen a la necesidad de colocar el cráneo en posición convencional, pero
uniforme, asentado sobre su base y mirando al frente. Se han propuesto unos
veinte planos pero los más importantes son:
9
CAPITULO 1
ANTECEDENTES Y CONCEPTOS BÁSICOS
 Plano horizontal de Broca ò alveolo-condileo, que es tangente al prostion y
a los puntos más inferiores del cóndilo occipital.
 Plano horizontal de Frankfort: tangente a los puntos porción-orbital, plano
adoptado en 1884
Fig. 5 Vista craneal frontal
Fig. 6 Lateral
1.6 PERCEPCIÓN DEL SONIDO
La percepción del sonido se deriva de la interacción entre el entorno de una
persona y su mecanismo auditivo. Siendo la audición un proceso donde se
correlacionan varios fenómenos acústicos y psicoacústicos es preciso separar su
análisis en dos secciones: La física del sonido y la escucha.
1.6.1 FÍSICA DEL SONIDO
Los fenómenos que percibimos como sonido son vibraciones, y desde el
punto de vista físico es equivalente considerarlas como desplazamientos
oscilatorios (en dos direcciones opuestas) de las moléculas del aire, o como
alteraciones de presión también oscilatorias.
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CAPITULO 1
ANTECEDENTES Y CONCEPTOS BÁSICOS
Las alteraciones de presión que constituyen el sonido se desplazan a una
velocidad que depende del medio; es lo que se conoce como velocidad de
propagación.
1.6 .2 LA ESCUCHA
El sistema para la escucha se compone de un órgano de toma de datos
(oído externo y medio), un órgano de conversión analógica digital (oído interno) y
un sistema de memorias u ordenador central (Cerebro). Así, las ondas acústicas
del entorno inciden sobre el pabellón auditivo penetrando por el canal y poniendo
a vibrar el tímpano. Posteriormente se convierten esos impulsos mecánicos en
excitaciones nerviosas que llegan al cerebro.
La audición como tal consta de un cierto número de procesos distintos
cuyas complicaciones, no permiten encontrar una relación simple y única entre las
magnitudes físicas de la onda sonora y su percepción por medio del mecanismo
auditivo. Por tanto, para que una onda acústica se transforme en sensación de
sonido es necesario que esa variación de presión esté entre una determinada
banda y que la amplitud de esas fluctuaciones sea superior a un determinado valor
para cada frecuencia.
1.6.3 UMBRAL AUDITIVO.
Es la presión mínima o máxima que el oído puede detectar. La experiencia
confirma que ese umbral varía con la frecuencia y con el individuo. Por tanto, para
establecer dicho umbral se normaliza con experiencias idénticas en jóvenes entre
los 18 y 25 años con una señal de referencia de 1 Khz dando como resultado una
curva de respuesta audible.
Fig. 7 Curva de respuesta audible.
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CAPITULO 1
ANTECEDENTES Y CONCEPTOS BÁSICOS
1.6.4 NIVEL DE SONORIDAD.
La percepción está en función de la intensidad pero también de la
frecuencia por tal, la percepción subjetiva del sonido se comporta como el umbral
de audición ya que el oído humano no es igual de sensible a todas las frecuencias.
Dado que es una sensación característica del oyente, no es susceptible de una
medida física directa, sino en base a enjuiciamientos con respecto a sonidos de
referencia conocidos. Siendo así la medida de ésta se da en Sonios que se define
como: la sonoridad de un tono de 1.000 Hz, con un nivel de presión sonora de 40
dB. Lo cual se ve expresado gráficamente en las curvas isofónicas en las cuales
están relacionadas la presión sonora y la frecuencia.
Fig. 8 Curva de respuesta audible.
12
CAPITULO 1
ANTECEDENTES Y CONCEPTOS BÁSICOS
1.6.5 ENMASCARAMIENTO DEL SONIDO.
Es la aplicación del ruido necesario para cubrir el sonido que está
percibiendo un oído. Las condiciones necesarias de un ruido para que sea efectivo
el enmascaramiento son:
1. Un mínimo de intensidad para que llegue a ensordecer el oído contrario, o sea
debe tener la suficiente potencia para bloquear la sensación auditiva del tono que
se está explorando.
2. Un máximo utilizable pues puede producir, por audición cruzada, no sólo el
enmascaramiento del oído contrario sino también el que estamos explorando, si es
demasiado intenso.
3. Tonalmente tiene que ser distinto al de la frecuencia que se está aplicando,
puede ser un tono más bajo, pantonal o de banda estrecha.
1.7 RANGO DE AUDICIÓN HUMANA
Las ondas sonoras en realidad son cambios en la presión del aire son
trasmitidas a través al canal auditivo externo hacia el tímpano, en el cual se
produce una vibración. Estas vibraciones se comunican al oído medio mediante la
cadena de huesecillos (Martillo, Yunque y Estribo) y, a través de la ventana oval
hasta el líquido del oído externo. El movimiento de la endominga que se produce
al vibrar la cóclea, estimula el movimiento de un grupo de protecciones finas,
similares a cabellos, denominadas células pilosas. El conjunto de células pilosas
constituye el órgano de Corti. Las células pilosas transmiten señales directamente
al nervio auditivo, el cual lleva la información al cerebro.
El rango de audición, igual que el de la visión, varía de una persona a otra.
El rango máximo de audición en el hombre incluye frecuencias de sonido desde 16
hasta 28 mil ciclos por segundo. El menor cambio de tono que puede ser captado
por el oído varía en función del Tono y del Volumen. Los oídos humanos más
sensibles son capaces de detectar cambios en la frecuencia de vibración (tono)
que corresponde al 0,03 % de la frecuencia original, en el rango comprendido
13
CAPITULO 1
ANTECEDENTES Y CONCEPTOS BÁSICOS
entre 500 y 8000 vibraciones por segundo. El oído es menos sensible a los
cambios de frecuencia si se trata de sonidos de frecuencia o intensidades bajas.
La sensibilidad del oído a la intensidad del sonido (volumen) también varía
con la frecuencia. La sensibilidad a los cambios de volumen es mayor entre los
1000 y los 3000 ciclos, de manera que se pueden detectar cambios en un
Decibelio. Esta sensibilidad es menor cuando se reducen los niveles de intensidad
de sonido.
Las diferencias en la sensibilidad del oído a los sonidos fuertes causan
varios fenómenos importantes. Los tonos muy altos producen tonos diferentes en
el oído, que no están presentes en el tono original. Es probable que estos tonos
subjetivos estén producidos por imperfecciones en la función natural del oído
medio. Las discordancias en la tonalidad que producen los incrementos grandes
de la intensidad del sonido, es consecuencia de los tonos subjetivos que se
producen en el oído. Esto ocurre, por ejemplo, cuando el control del volumen de
un aparato de radio está ajustado.
La intensidad de un tono puro también afecta a su entonación. Los tonos
altos pueden incrementar hasta una nota de la escala musical; los tonos bajos
tienden a hacerse cada vez más bajos a medida que aumenta la intensidad del
sonido. Este efecto sólo se percibe en los tonos puros. Puesto que la mayoría de
los tonos musicales son complejos, por lo general, la audición no se ve afectada
por este fenómeno de un modo apreciable.
Cuando se enmascaran sonidos, la producción de armonías de tonos más
bajos en el oído puede amortiguar la percepción de los tonos más altos. El
enmascaramiento es lo que hace necesario elevar la propia voz para poder ser
percibidos en lugares ruidosos.
El oído humano no es capaz de captar sonidos de cualquier frecuencia; los
limites inferiores y superiores son aproximadamente 16 y 45.000 Hertz,
respectivamente. El timbre nos permite distinguir, entre 2 sonidos de igual
intensidad y altura, cuál es la fuente de cada uno. Un ejemplo es la nota originada
en una flauta o guitarra, esto se debe a que cada sonido fundamental, o de mayor
intensidad, está siempre acompañado de otros cuya frecuencia es múltiplo de la
correspondiente al principal, los cuales son llamados armónicos del primer.
14
CAPITULO 1
ANTECEDENTES Y CONCEPTOS BÁSICOS
1.8 INTENSIDAD DE TIMBRE CARACTERÍSTICO.
El oído humano solo puede percibir los sonidos comprendidos entre ciertos
límites de frecuencia. Fuera de ello, el oído permanece sordo. El límite inferior está
entre los 1,6 y las 20 vibraciones por segundo; el límite superior, es muy variable
de primera persona a otra, se puede colocar en 20 mil oscilaciones por segundo
más allá de dicha frecuencia no se percibe ya sonido alguno. Sin embargo sonidos
de frecuencia superior a aquella que el oído humano es capaz de percibir se han
captado en animales como es el caso de los perros.
1.8.1 TIPOS DE PÉRDIDA AUDITIVA
Las pérdidas auditivas pueden estar localizadas en la parte exterior, medio
o interior del oído. Aquí explicaremos diferentes tipos de pérdida auditiva.
1.8.2 PÉRDIDA AUDITIVA CONDUCTIVA
Si hay un problema en el oído exterior o medio causa una pérdida auditiva
conductiva. Significa que el sonido no corre en el oído interno.
Algunas causas de la pérdida auditiva conductiva son cera en el canal del
oído, líquido en el oído medio o una perforación en el tímpano. La mayoría de
tipos de audición conductiva pueden ser tratados con medicina o cirugía. Los
siguientes dibujos muestran un tímpano normal, un oído medio con líquido y un
tímpano con una perforación.
Fig. 9 Tímpano saludable.
Fig. 10 Tímpano con líquido.
perforado.
15
Fig. 11 Tímpano
CAPITULO 1
ANTECEDENTES Y CONCEPTOS BÁSICOS
La siguiente figura de la sección transversal del oído medio, muestra cuando hay
líquido en el oído medio.
Fig. 12 Pérdida Auditiva Sensorioneurales
Si hay un problema en el oído interno, esto causa una pérdida auditiva
sensorineural. La pérdida auditiva sensorineural en niños pequeños puede ocurrir
a causa de ciertas infecciones antes de nacer, falta de oxígeno al nacer o por
causas genéticas. Normalmente la pérdida auditiva sensorineural no puede ser
curada con medicina o cirugía, pero los aparatos auditivos pueden ayudar.
1.8.3 PÉRDIDA AUDITIVA VARIADA
Los niños con pérdida auditiva sensorineural también pueden tener
problemas con el oído medio (tal como líquido en el oído medio). Esto puede
empeorar la pérdida auditiva. Esto se conoce como pérdida auditiva variada.
16
CAPITULO 1
ANTECEDENTES Y CONCEPTOS BÁSICOS
1.9 ATENUACIÓN INTERAURAL (INTERAURAL ATTENUATION)
Amortiguación auditiva que tiene lugar al pasar el sonido de un lugar a otro
del cráneo. Este fenómeno sirve de base para determinar cuándo enmascarar. De
manera general este valor se considera de 40 dB para la audiometría tonal y de
45 dB, para la audiometría verbal (Logoaudiometría), a continuación se muestra
la tabla de los valores de IA para cada frecuencia considerados para determinar si
es necesario enmascarar.
Tabla 1 Atenuación interaural
17
Capítulo 2
AUDIOMETRI BINAURAL
Introducción:
La información que el cerebro recibe de cada uno de los oídos es diferente
debido que están separados físicamente por la cabeza, esta diferencia es la que le
permite al cerebro localizar la fuente sonora.
Este capítulo está basado en el estudio del termino binauralidad, y en la
explicación las pruebas y métodos empleados para la elaboración del proyecto
descrito en esta obra.
CAPÍTULO 2
AUDIOMETRÍA BINAURAL
2.1 AUDIOMETRÍA
Haciendo una breve referencia de lo que es la audiometría, se se refiere a la
medición de la capacidad de cada oído de percibir las vibraciones de diversas
bandas del espectro audible.
También puede referirse para definir la medición de la audiencia de programas y
comerciales de radio, televisión y otros medios de comunicación masiva.
2.1.1 PRUEBAS AUDIOMETRÍAS
El otoscopio o video es un instrumento clínico que se usa para
reconocimiento del oído. Se examina el oído para detectar la presencia
infecciones, cerumen excesivo, de objetos extraños, perforación en el tímpano,
señales deformadoras, o de cualquier otra patología que indique la necesidad
recomendar otras evaluaciones médicas.
el
de
de
de
El audiómetro sirve para facilitar tonos en diferentes frecuencias y niveles
de intensidad. La frecuencia del sonido se mide en Hertz (Hz). La intensidad del
sonido se mide en decibeles (dB). Las respuestas se marcan en una gráfica
llamada audiograma. En ciertas situaciones, se puede usar otros tipos de sonidos,
como "ruido", sonidos ambientales, música u objetos ruidosos.
La medición del umbral de audición la audiometría debe ser realizada por
un médico especialista en Otorrinolaringología, Otología, Audiología o
Audioprotesista legalmente titulado para poder evaluar y diagnosticar la audición
del paciente. Hay varios tipos de audiómetros para realizar los exámenes de
audición, por ejemplo la medición del umbral de audición, audiometría tonal,
vocal, de impedancia, y los potenciales. Las pruebas audiométricas establecen los
sonidos más débiles que el paciente pueda oír y revela su umbral de audición. El
examen del umbral de audición se hace en una cabina insonorizada (para medir el
umbral de audición por vía aérea), y con un vibrador pequeño que se coloca
detrás del oído (para medir el umbral de audición por vía ósea). Estos dos
métodos intentaran comprobar y establecer la audición del paciente.
2.1.2 TIPOS DE AUDIOMETRÍAS
En este apartado destacamos los tipos de audiometría que se considera
serán de utilidad para una mejor comprensión de nuestra propuesta de un
instrumento alternativo para este tipo de medición auditiva.
18
CAPÍTULO 2
AUDIOMETRÍA BINAURAL
2.1.2.1 AUDIOMETRÍA POR VÍA AÉREA.
A través del audiómetro el paciente recibirá por los auriculares distintos
tonos puros de una intensidad y frecuencia conocidas. Cuando oye el tono el
paciente, tiene que hacer una señal. El especialista continúa cambiando el nivel
del tono para establecer el límite entre los niveles de frecuencia e intensidad que
el paciente oye y los que no oye. Este límite se denomina umbral de audición.
La audiometría por vía aérea, se realiza en una sala o cabina especialmente para
prueba de sonido. Estas cabinas o salas tienen que ajustarse a las normativas
comunitarias de homologación CE para que los ruidos exteriores no afecten los
resultados de las pruebas. Solamente se escucharan los sonidos enviados
mediante el audiómetro y escuchados a través de auriculares para realizar el
examen de audición vía aérea.
La representación gráfica de los resultados se denomina audiograma. El
audiograma indicara el estado de los oídos del paciente y posibles patologías, si
existe pérdida auditiva o no en las correspondientes frecuencias, a 250 Hz, 500
Hz, 1kHz, 2kHz, 4 kHz y 8 kHz.
Fig.13 Audiograma de sonidos más comunes
19
CAPÍTULO 2
AUDIOMETRÍA BINAURAL
2.1.3.2 AUDIOMETRÍA POR VÍA ÓSEA.
Consiste en medir la capacidad de audición del oído interno. El sonido
generado por el vibrador y según lo perciba el paciente indicará el estado óseo,
evitando el canal auditivo y el oído medio, lo que hace posible determinar la
ubicación y una aproximación de la pérdida auditiva sospechada. Si el umbral de
audición por vía aérea se diferencia bastante al del umbral por vía ósea, la causa
de la pérdida auditiva posiblemente se encuentra total o parcialmente en el canal
auditivo o en el oído medio. Por otra parte se puede colocar al paciente un
receptor de sonidos detrás de la oreja o en la frente para realizar la vía ósea. Se le
pide que indique el momento en que escucha el sonido. El paciente puede
levantar un dedo o la mano, apretar un botón, señalar el oído por el que está
recibiendo el sonido, o simplemente decir "sí" o "no".
2.1.3.3 AUDIOMETRÍA VOCAL.
Mide la habilidad del oído y distingue entre los sonidos que constituyen una
palabra. El especialista comunica palabras que el paciente tiene que repetir. Los
elementos del habla pueden ser palabras de una o dos sílabas, frases cortas y
palabras continúas. La señal del habla se presenta por medio de auriculares, El
porcentaje de sonidos que han sido percibidos correctamente se denomina
resultado del reconocimiento o discriminación del habla. También sirve para hacer
pruebas a pacientes evaluando su audición y el entendimiento con audífonos a
través de altavoces.
La audiometría vocal incluye dos medidas: primero, la captación de sonidos de
palabras a intensidades baja, segundo, el reconocimiento de palabras. Para la
captación de palabras se presentan palabras como "sapo, bola, sello y avión".
Estas palabras se presentan hasta que se calcula el nivel auditivo más bajo
en que el paciente puede identificar por lo menos la mitad de las palabras. Los
resultados se expresan en dB. La prueba de reconocimiento de palabras intenta
evaluar qué tal se entiende lo que captó o escuchó el paciente. Se presentan
palabras de una sílaba, tal como "les, qué y flan", a un nivel estable y lo
suficientemente fuerte para ser escuchadas. Se puede presentar las palabras con
o sin ruido de fondo. Se obtiene un resultado numérico basado en las respuestas.
El resultado de 0% indica que no entendió lo que escuchó. El resultado de 100%
indica que cada palabra fue captada y comprendida correctamente.
20
CAPÍTULO 2
AUDIOMETRÍA BINAURAL
2.1.3.4 PERÍODO DE LATENCIA SUBTOTAL
La sintomatología es larvada, el sujeto oye la voz emitida normalmente,
pero no la cuchicheada. La vía ósea esta descendida en la frecuencia 4 KHz,
acompañándola las frecuencias vecinas. La pérdida comienza desde la frecuencia
2 KHz con gran descenso para la 4 KHz (70- 80 dB) y en general pierde la
recuperación que presentaba en la frecuencia 8 KHz.
Es en este periodo en que suelen comenzar los acúfenos de tonalidades
muy agudas, cercanas a los 8 KHz. La duración de este periodo está en función
del grado de resistencia, fragilidad y susceptibilidad individual.
2.1.2.5 PERÍODO TERMINAL
El paciente comienza a tener dificultad para seguir una conversación
corriente. El audiograma acusa la existencia de un vasto déficit auditivo, que
afecta desde las frecuencias graves, a partir de 1 KHz e inclusive de la 500 Hz.
Tanto mayor será la alteración de la discriminación cuantas más frecuencias estén
alteradas y mayor sea su pérdida. Los acúfenos ya presentes se exacerban
haciéndose en muchos casos intolerables.
Audiometría de alta frecuencia. La investigación de los umbrales
audiométricos por encima de los 8 KHz puede ser útil como una extensión de la
audiometría clínica de rutina para la determinación de las diferentes patologías
auditivas. Este método tiene significación porque antecede a la lesión de las
frecuencias medías y altas que se determinan con la audiometría común, por lo
tanto podemos decir que nos brinda una excelente información acerca de las
lesiones existentes en la etapa presintomática. La determinación de las pérdidas
de alta frecuencia puede ser utilizada como método de prevención evitando el
acceso a zonas de ruido a los sujetos con susceptibilidad.
2.1.4 GRÁFICA AUDIOMÉTRICA
En la gráfica audiométrica se anotan las respuestas límite (umbral inferior)
que nos señala la pérdida de audición del individuo explorado. El umbral inferior
de audición en cada tono tiene diferente intensidad y la unión del conjunto de
puntos hallados nos dará una curva, la llamada curva audiométrica.
La intensidad nos viene dada en decibelios, desde 0 a 110, anotándola en el eje
de las ordenadas, marcados de 10 en 10 db.
21
CAPÍTULO 2
AUDIOMETRÍA BINAURAL
En el eje de las abscisas anotamos la frecuencia que va de 125 a 8.000
Herzios. Sabemos que las frecuencias conversacionales humanas oscilan entre
las frecuencias 125 y 2000 Hz., por lo que a esta zona la llamaremos zona
conversacional. La zona superior, es decir de la frecuencia 2000 a la 8000, es la
que corresponde a los agudos, y es en ésta donde detectamos las lesiones
producidas por el ruido.
Fig.14 Grafica Audiometría
2.1.4.1 VALORACIÓN DE LOS RESULTADOS AUDIOMÉTRICOS
Las gráficas audiométricas (una para cada oído) constituyen por sí mismas
una información valiosa pero incompleta, para completarla es necesario recoger
datos que conviene registrar, junto a las gráficas, en un solo documento.
En el anverso se anotan los datos de identificación, las gráficas audiométricas,
los resultados de la valoración del trauma sonoro, de la exploración y diagnóstico.
En el reverso constan los datos complementarios necesarios para determinar el
diagnóstico son:




Existencia de ruido laboral.
Tipo de ruido y su intensidad.
Período de tiempo de exposición al ruido.
Afecciones generales o tóxico-medicamentosas, que pueden influir en el
oído.
 Lesiones orgánicas del oído que producen sordera.
22
CAPÍTULO 2
AUDIOMETRÍA BINAURAL
 Síntomas concomitantes de pérdida auditiva (acúfenos y vértigos).
 Sintomatología subjetiva de pérdidas auditivas conversacionales.
De la integración de estos hechos con los datos complementarios,
obtendremos un diagnóstico de sordera y de trauma sonoro, que nos permitirá a la
vez, hacer una calificación adecuada y dar una recomendación de protección
acústica para la persona explorada.
El siguiente formato ilustra una medición de la naturaleza comentada.
Fig. 15 Relación oído izquierdo y derecho
23
CAPÍTULO 2
AUDIOMETRÍA BINAURAL
Mientras que el siguiente test es un formato ilustrativo de una audiometría laboral
típica.
Fig.16 Test audiométrico
24
CAPÍTULO 2
AUDIOMETRÍA BINAURAL
2.1.4.2 ¿COMO SE LLEVA A CABO UNA AUDIOMETRIA?
En primer lugar, el paciente debe entrar en una cabina insonorizada y
colocarse unos auriculares. A continuación, el audiólogo, le irá presentando una
serie de sonidos a los que deberá responder levantando la mano. Estos sonidos
irán disminuyendo de volumen hasta que se hagan inaudibles. Es entonces
cuando se determina el "umbral auditivo", es decir, hasta donde el paciente es
capaz de oír. Esta misma tarea se repetirá varias veces con diferentes sonidos, al
final sabremos cuanto es capaz de escuchar el paciente para cada sonido
evaluado. La duración aproximada de la prueba es de unos 15 minutos.
2.2 BINAURALIDAD
La audición es un proceso complejo. El cerebro humano, para interpretar un
sonido, ha de conjugar la información que le llega de ambos oídos.
La información que el cerebro recibe de cada uno de los oídos es diferente
salvo cuando están equidistantes de la fuente, porque ambos oídos
están físicamente separados entre sí por la cabeza. Esta diferencia en la situación
de los oídos es la que le permite al cerebro localizar la fuente sonora.
2.2.1 BINAURAL.
Por binaural se entiende un tipo concreto de estereofonía, y es aquella que
trata de reproducir la complejidad de la audición humana. Se realiza con
maniquíes con torso, cabeza y orejas humanas. En las entradas de ambos
canales auditivos se sitúan micrófonos que registran la presión sonora tras su
paso por este tipo de canales.
Estas señales se modelan, o más técnicamente, se convolucionan en
tiempo con un impulso correspondiente a un sistema consistente en una serie de
reflexiones causadas por la forma del torso, cabeza y pabellón auditivo.
La ventaja de este método, radica en que las diferencias de fase acústica y
nivel (debido a retrasos en la propagación de las ondas hasta llegar a ambas
orejas) son tomadas en cuenta y estos cambios sonoros producidos en la propia
persona pueden ser reproducidos adecuadamente. Todas estas modificaciones,
son tomadas por el cerebro como una “función de transferencia” que nos ayuda a
localizar con exactitud de donde se ubica la fuente sonora.
25
CAPÍTULO 2
AUDIOMETRÍA BINAURAL
2.2.3 COMO CAPTAR EL SONIDO BINAURAL
El principio de la grabación de sonido binaural, es decir de los sonidos
holofónicos, se basa en grabar sonidos emulando las condiciones en las que lo
escuchamos. Para esto se utiliza una cabeza artificial donde aparecen recreadas
las orejas y los canales auditivos con el mayor realismo posible y donde se alojan
los micrófonos. A la vez se sitúan encima de una estructura que imita la
resonancia de la cavidad del pecho. Así intentan recrear el comportamiento de las
ondas sonoras dentro de nuestros oídos y generar de esta manera las mismas
diferencias de tiempo de llegada y el nivel entre los dos oídos como ocurre de
forma natural. Luego de ser grabados de esta manera los sonidos se combinan
con un algoritmo especial llamado Cetera que combina los dos en una sola pista y
que permite que al reproducirse lo hagan de manera tan realista que al cerrar los
ojos casi podemos recrear la escena como si estuviera ocurriendo frente a
nosotros.
El principio de este algoritmo, es que puede crear sonido “espacial”, que se
consigue por medio de la diferencia en tanto a la honda de presión de cada oído
como el tiempo de retardo de la onda en el oído. La identificación de estos dos
parámetros se puede realizar por medio de las Head Related Transfer Functions
(tema tratados en “Conido binaural”), esta técnica de grabación permite dotar al
sonido, escuchado a través de auriculares, de coordenadas espaciales.
2.2.3 AUDICIÓN BINAURAL
En el ser humano, la audición se produce a través de dos canales
independientes (los dos oídos). La información que el cerebro recibe de los dos
oídos es diferente (salvo cuando están equidistantes de la fuente), porque ambos
oídos están físicamente separados entre sí por la cabeza. Ésta diferencia en la
posición de los dos oídos es la que permite al cerebro la localización de la fuente
sonora.
Por ellos, se recibe la información independientemente que luego el cerebro
procesa comparando los impulsos nerviosos que produce cada sonido
interpretando finalmente las características de las ondas sonoras. Este proceso
donde los oídos con su separación física reciben la información sonora
independientemente y posteriormente es descifrada cómo escucha el ser humano,
binauralmente.
En el sistema auditivo, la sensación tridimensional está relacionada con la
diferencia entre intensidad y fase que recibe cada oído. Es decir, la localización de
los sonidos en el espacio se consigue con el procesamiento por separado de la
26
CAPÍTULO 2
AUDIOMETRÍA BINAURAL
información que recibe cada oreja, y con la posterior comparación de intensidad y
fase entre ambas señales.
La diferencia de intensidad entre las señales que llegan a los dos oídos se
debe a que la cabeza produce un efecto de difracción en el sonido. Todas las
ondas sonoras cuyas longitudes de onda (λ) sean menores de 35cm.
(correspondientes a frecuencias mayores de 1000 Hz.) sufrirán esta diferencia de
intensidad entre los dos oídos.
La diferencia de tiempo es debida a los distintos instantes de tiempo en
que cada oído recibe la señal. Se es capaz de detectar esto para longitudes de
onda elevadas, es decir, para frecuencias bajas (según la persona menor de un
rango entre 800 y 500 Hz.)
Siendo así, en el plano psicoacústico para que el cerebro pueda determinar
de dónde proviene un sonido tiene que evaluar tanto el retardo de llegada a los
oídos y la longitud de onda que éste posea, así como fenómenos tales como el
enmascaramiento y el efecto Hass.
2.3 SONIDO BINAURAL U HOLOFÓNICO
El sonido binaural u holofónico se fundamenta en grabar un sonido
emulando las condiciones en que escucha el oído humano. Para ello se vale de
una cabeza binaural que tiene los canales auditivos construidos a semejanza de
los del ser humano y donde se alojan los correspondientes micrófonos que llevan
a cabo la grabación. Así, se intenta recrear el comportamiento de las ondas
sonoras dentro de los oídos y las mismas diferencias en tiempo de llegada y nivel
(fase y amplitud) entre oídos que ocurren de forma natural. De esta manera, se
logra un efecto análogo al de la holografía en el campo visual donde para lograr
volumen en la imagen se hacen incidir rayos laser y por su variación asimétrica
con un entorno forman la imagen en tres dimensiones.
Si bien es cierto que el producto auditivo es uno solo, éste no sería posible
sin la interacción de algunos aspectos físicos del sonido. El sonido binaural u
holofónico comprende dos parámetros físicos importantes que definen
prácticamente todo los fenómenos acústicos, intervienen en él; el tiempo de
llegada al oído de un sonido y su intensidad como también la dirección de llegada
del sonido y los eventos acústicos producidos por la interferencia de la cabeza en
el transcurso de la onda. A raíz de esta interacción el cerebro puede procesar esa
información acústica para establecer la posición, intensidad, sonoridad, si está en
movimiento, como cambia con el movimiento etc.
27
CAPÍTULO 2
AUDIOMETRÍA BINAURAL
2.3.1 DETERMINACIÓN DE POSICIÓN DE UNA FUENTE DE SONIDO
La principal forma de localizar una fuente de sonido es de acuerdo a su
posición angular, la cual involucra la diferencia relativa de la forma de onda entre
los dos oídos en el plano horizontal. Es importante recalcar que desde el punto de
vista evolutivo, la posición horizontal de los oídos maximiza las diferencias de los
eventos auditivos que ocurren a través del oyente, ya sea hacia arriba o hacia
abajo, esto permite la audición de fuentes auditivas fuera del campo visual. “Para
describir estas señales bajo experimentos psicoacústico, se recurre al paradigma
de lateralización, el cual involucra la manipulación experimental de la ITD y de la
ILD para determinar la sensibilidad relativa de los mecanismos fisiológicos a éstas.
Aunque la lateralización pueda ocurrir con parlantes en ambientes anecóicos, los
experimentos de lateralización utilizan casi siempre los audífonos”.
2.4 LATERALIZACIÓN
Este término significa un caso especial de la localización, donde la
percepción espacial se escucha dentro de la cabeza sobre todo a lo largo del eje
interaural entre los oídos; y los medios para producir la percepción implican la
manipulación de las diferencias de tiempo o de intensidad interaural sobre los
audífonos. Con el paradigma de lateralización, es posible hacer hipótesis limitadas
pero demostrables sobre la fisiología del sistema auditivo y de la localización por
parámetros simples controlados por algún medio.
Por ejemplo cuando sonidos idénticos (Monoaurales) son emitidos por
audífonos estéreos, la “imagen espacializada” aparece en una posición virtual en
el centro de la cabeza. Una situación similar ocurre con los sistemas de altavoz de
dos vías, donde una buena manera de encontrar el “sweet spot” para un sistema
estéreo casero es ajustando la perilla del balance hasta lograr un sonido de
emisión de radio monoaural, el sonido suena como una fuente virtual localizada en
el punto medio entre los altavoces.
Para que el oído pueda establecer la localización de la fuente de sonido se
ponen en juego ocho parámetros acústicos que son: ITD (Interaural Time
Difference), ILD (Interaural Level Difference), el movimiento de la cabeza y
movimiento de la fuente, la respuesta del pabellón auditivo (características de ITD
e ILD ambiguas, HRTF (localización con características HRTF), característica de
la distancia (Intensidad, volumen, influencia de la familiaridad, características
espectrales y binaurales para la distancia), reverberación y eco. A continuación
daremos una breve explicación y característica de cada uno de ellos.
28
CAPÍTULO 2
AUDIOMETRÍA BINAURAL
2.4.1 ITD INTERAURAL TIME DIFFERENCE
(Diferencia de tiempo interaural)
El tiempo de llegada del frente de onda a los oídos o, mejor dicho, la
diferencia de los tiempos de llegada entre los dos oídos es uno de los mecanismos
usados por nuestro sistema auditivo para localizar una fuente de sonido. Este
tiempo que se conoce como ITD (Interaural Time Difference) es útil hasta una
frecuencia en la que la longitud de onda del sonido se aproxima al doble de la
distancia entre los dos oídos, a partir del cual, no se diferencia un sonido de otro.
Este tiempo de llegada del sonido, le permite al oído determinar la localización del
sonido en un ángulo horizontal de 90º (derecha) 270º (izquierda).
2.4.2 ILD INTERAURAL LEVEL DIFFERENCE
(Diferencia de nivel interaural)
El sonido de una fuente que venga de la izquierda (por ejemplo) llegará
primero al oído izquierdo, pero tendrá que viajar hasta el otro lado. En realidad lo
que ocurre, es que el sonido es difractado alrededor de la cabeza para llegar al
oído derecho y por lo tanto tendrá que viajar más y gastar más energía. Este
tiempo se llama (ILD) Interaural Level Difference, que abarca en cuanto a
intensidad tanto el efecto pantalla de la cabeza como el debido a la distancia extra
que recorre. El ILD depende fuertemente de la frecuencia. A frecuencias bajas,
donde la longitud de onda del sonido es más grande que el diámetro de la cabeza,
hay poca diferencia de presión sonora en las dos orejas, sin embargo, a altas
frecuencias, donde la longitud de onda es pequeña, puede haber 20dB o más de
diferencia.
29
CAPÍTULO 2
AUDIOMETRÍA BINAURAL
2.4.3 HRTF HEAD-RELATED TRANSFER FUNCTION (Relación
cabeza con su función
de transferencia)
Debido a las diferencias físicas que hay entre todos los seres humanos, se
vuelve relativo el sentido de la escucha entre sí.
Fig. 17 Medición de HRTF
Lo anterior reside en que cada onda sonora que llega a uno de ellos se
comporta de manera diferente por la reflexión, difracción, etc. debido a todos los
“obstáculos físicos humanos” que tendría ésta antes de llegar al sistema
transductor dentro del pabellón auditivo. Siendo así, la función HRTF (head-related
transfer function) es la compilación de todos esos factores que alteran la onda
acústica y que permiten determinar la posición de un sonido en específico.
Ésta depende de 4 variables que se dividen en tres espaciales y una
frecuencial. Sin embargo, mediciones hechas para establecer el HRTF se hacen
en el campo lejano de audición que está a 1 metro aproximadamente de la
posición del oyente. De esta manera, el HRTF dependerá fundamentalmente de la
azimut, elevación y frecuencia del sonido.
30
CAPÍTULO 2
AUDIOMETRÍA BINAURAL
Fig. 18 Medición de HRTF
Aunque existen estándares, resultado de mediciones de HRTF como la de
Kemar, esta función es particular de cada individuo y por tanto la generalización
de ella resulta un tanto arbitraria para posteriores usos en aplicaciones de audio
en tres dimensiones. Por tanto, cada HRTF realizado en alguna grabación con
cabeza binaural va a ser única.
Fig. 19 Muestras MIT
Las pruebas para descubrir simuladores se dividen en dos grupos:
a. Pruebas subjetivas: Algunas son: la Prueba de Lombard, Prueba de Azzi,
entre otras
31
CAPÍTULO 2
AUDIOMETRÍA BINAURAL
b. Pruebas objetivas: No se han concretado porque la vida del oído humano al
transcurrir de los años va en decadencia.
Nunca nos debemos conformar con una prueba de simulación, cuando
menos hay que obtener dos que sean positivas para tener la certeza que no se
trata de un simulador.
2.5 PRUEBA DE LOMBARD.
Está basada en el reflejo cocleofonatorio, mismo que pierde el punto de
referencia o sea en la regulación de la propia voz, que teniendo que aumentar la
intensidad obtenemos la apreciación del volumen inconscientemente, que se
establece al hablar. La técnica es muy fácil de realizar. Puede hacerse para la
simulación unilateral o bilateral; para la primera, sólo hay que ensordecer el oído
preciso; para la segunda, se necesitan dos canales, pero la técnica es la misma.
Procedimiento.
1) Se coloca al sujeto con los auriculares del audiómetro aplicados y se le ofrece
un libro, ordenándole que lea en voz alta con entonación e intensidad uniformes.
2) A medida que va leyendo se aumenta la intensidad del masking de 10 en 10 dB,
hasta que el examinado comienza a levantar la voz. En ese momento anotamos la
intensidad alcanzada, que será aproximadamente el nivel de audición verdadera.
Interpretación de resultados:
Al aumentar la intensidad del tono enmascarante, inconscientemente se
eleva la voz por el arco reflejo cóclea-corteza-aparato fonatorio. Si el sujeto es
sordo no levanta la voz, en caso contrario será muy difícil, por no decir imposible,
establecer un nivel de volumen fonatorio pues al no oírse uno mismo se pierde el
punto de referencia teniendo que aumentar la intensidad inconscientemente.
2.6 PRUEBA DE AZZI.
Se basa en la utilización de la propia voz del enfermo como ruido
enmascarante. Es una prueba efectiva pero la desventaja es que se necesita un
aditamento especial, que es un audiómetro de alta precisión y una cámara
anecóica por lo cual no tiene mucha portabilidad.
32
CAPÍTULO 2
AUDIOMETRÍA BINAURAL
Procedimiento.
Colocados los auriculares, se hace leer al examinado un texto de un libro
cualquiera con voz fuerte. La voz del propio sujeto es captada por un micrófono, el
aparato la retarda durante unas fracciones de segundo y la vuelve a enviar al oído
del presunto sordo con la intensidad deseada.
Si se trata de un sordo verdadero, esta vuelta al oído de su propia voz
retrasada no le impide seguir leyendo, pues no la escucha hasta que pase el
umbral, en cambio al simulador le es absolutamente imposible continuar la lectura
ya que le ensordecen sus propias palabras.
2.7 EFECTO HASS.
Para establecer de dónde proviene un sonido, el oído no sólo se basa en
qué tan intenso es éste sino también en el tiempo de llegada a los oídos. De tal
manera, que en un escenario donde el sonido lo generen varias fuentes, el
cerebro será prioritario con el sonido de la fuente más cercana y, por tanto, será
más audible que los demás. Sin embargo, si el campo temporal de llegada de
varios sonidos independientes es inferior a 50 ms el cerebro deja de percibir la
dirección, los fusiona y supone el resto de sonidos como un efecto de tiempo del
primero.
Hasta aquí hemos presentado la teoría necesaria para comprender el termino
Binauralidad y los diferentes tipos de pruebas que actualmente se aplican, con
esto se pretende establecer una comparación entre las pruebas convencionales y
a su vez dar entrada a la prueba que proponemos como método de estudio.
33
Capítulo 3
PROTOTIPO DE MEDICION
Introducción:
El audio binaural es muy complicado de reproducir. Por tal, es necesario
emplear instrumentos y herramientas que ayuden a recopilar la información
necesaria.
En este trabajo se explica el procedimiento seguido para el diseño y
elaboración de una cabeza binaural, las dimensiones correctas del cráneo y los
materiales que emulen la física humana.
CAPÍTULO 3
PROTOTIPO DE MEDICIÓN
3.1 DISEÑO DE LA CABEZA BINAURAL.
El efecto primordial de la cabeza binaural radica en los fenómenos
acústicos causados por el choque de la onda sonora en la irregularidad de la
cabeza y conducto auditivo, más que por los elementos de captura; además de
algoritmos y programas de especialización usados para acentuar ese efecto de
sonido en tres dimensiones (altitud, profundidad y longitud).
Por tanto, para el presente proyecto fue indispensable el diseño básico de
la cabeza (exceptuando el programa de especialización que más adelante se
tratará) en pro de una técnica para uso comercial teniendo en cuenta lo que
implica (una fácil adquisición de elementos para la grabación, micrófonos, el
material para construcción de la cabeza, el uso, etc).
De ahí se sustrajo información tal como la disposición de los micrófonos, el
diseño especial para la estructura del oído (externo, medio y parte del interno), el
material que se propone para el prototipo de cada una de las partes de la cabeza y
otras mas. Sin embargo, se hicieron variaciones del diseño original y, por tanto, en
la forma de uso.
3.1.1 ESTRUCTURA DE LA CABEZA BINAURAL
La estructura general está divida en dos partes a partir del orificio del
conducto auditivo. Una frontal con nariz, mentón, frente y mejillas y la posterior
ovalada. La razón de esta división es facilitar la maniobra de los micrófonos en el
interior de la cabeza para situarlos en el orificio donde estaría el tímpano.
Este orificio queda en el final de una masa de poliestireno expandido que en
su interior tendría moldeado el conducto auditivo y que a su vez está reforzada
con silicona pues será el eje de sostenimiento de la cabeza cuando se introduzcan
los micrófonos. Las orejas están ensambladas al conducto auditivo moldeado en
poliestireno expandido y son removibles para casos de transportar la cabeza a
diferentes sitios.
De esta manera la cabeza puede ser ensamblada y desmontada las veces
que sean necesarias por su peso liviano y al mismo tiempo rigidez. En pruebas
realizadas con ésta réplica (pues no se tuvo acceso a la original), la compatibilidad
de esas grabaciones fue con el estéreo, por el uso de los dos canales. En
monofónico el efecto se pierde, sin embargo en la parte de mezcla y por medio de
aplicaciones de especialización 3-D puede el audio monofónico volverse
34
CAPÍTULO 3
PROTOTIPO DE MEDICIÓN
“espacial”. No obstante en un software multitrack, pueden combinarse en dichas
grabaciones (por un lado con las realizadas con la cabeza binaural, por otro lado
las estéreo y mono) y mantenerse el efecto pero no en la misma línea de tiempo
pues el efecto especializado del binaural puede cancelarse.
3.1.2 CARACTERÍSTICAS DE LA CABEZA BINAURAL.
La principal característica de la cabeza binaural es el uso de un busto de la
cabeza como parte externa del micrófono.
Precisamente los instrumentos que asemejarían los tímpanos corresponden
a dos micrófonos de condensador omnidireccionales.
Si bien es cierto el sentido poco ortodoxo que representa y un aporte
mínimo a lo estético, las facultades sonoras en cuanto a HRTF se refiere, son
inmensas.
Para la correcta elaboración de una cabeza binaural se deben considerar
varios factores, como:
 El tamaño.- El tamaño de la cabeza debe ser tan cercano al de una cabeza
humana como sea posible. La razón es que habrá retrasos de tiempo entre
los sonidos que llegan a un oído frente al otro. Si el maniquí es del mismo
tamaño que una cabeza humana, estos retrasos serán correctos en sus
grabaciones. Otro factor importante a considerar es un rango de edad ya
que en función de la morfología misma del sujeto se pueden considerar las
dimensiones del cráneo.
 El material.- En este caso se optó por construir un maniquí con base de
fibra de vidrio, ya que es sumamente fácil de manipular, además que
permite un fácil acceso al interior para el montaje de los dispositivos
necesarios.
 Orejas.- Al igual que el maniquí, es importante conocer la correcta
ubicación de las cavidades auriculares, ya que si se colocan de manera
inadecuada los datos obtenidos no serán congruentes con la comparación
de una cabeza real.
35
CAPÍTULO 3
PROTOTIPO DE MEDICIÓN
 Orientación.- Algunos maniquíes se encuentran en una extraña orientación.
Para obtener los resultados más naturales en las grabaciones, la cabeza
básicamente debe mirar firmemente hacia adelante sin inclinación.
 Los hombros o el torso.- Los hombros y el torso humano añaden el efecto
de nuestra localización del sonido. Ya que físicamente actúa como
obstáculo reflejando el sonido en direcciones arbitrarias.
3.1.3 CONSTRUCCIÓN DE LA CABEZA BINAURAL.
En este trabajo a continuación, explicamos el procedimiento seguido para el
diseño y elaboración de una cabeza binaural. Para saber las dimensiones
correctas del cráneo y los canales auditivos se consultaron fichas técnicas, siendo
estas nuestra fuente principal para el diseño y elaboración de los circuitos y
materiales electrónicos utilizados durante el desarrollo de nuestro proyecto.
Nota: el audio binaural es muy complicado de reproducir. Dependiendo del
diseño de la cabeza binaural, la localización juega un papel importante para los
estudios realizados, ya que si la cabeza enfoca con mayor énfasis a un lado, el
lado de menor ángulo tendrá un retardo adicional a la captación sonora.
Éstos son los materiales y gastos generales para el proyecto, asumiendo
que el maniquí se elaborara de principio a fin:
Materias y costo.
 Yeso (cantidad necesaria). Debido a que pueden variar las dimensiones y el
diseño del maniquí, no es una regla que se deba utilizar una cantidad
especifica de yeso para elaborar el molde.
 Fibra de vidrio. Se utilizaron 2 kilogramos de fibra con un costo de 350
pesos por kilo.
 Aglutinante y catalizador. La medida estándar a ocupar es un 10% de
catalizador por cada 100% de aglutinante, si se usa en un porcentaje mayor
al mencionado el catalizador provocará que el aglutinante se endurezca
más rápido echando a perder la mezcla, en caso contrario si se usa menos
catalizador, la mezcla carecerá de la textura necesaria para realizar su
36
CAPÍTULO 3
PROTOTIPO DE MEDICIÓN
trabajo de solidificar la fibra de vidrio. El costo de catalizador y aglutinante
oscila entre 75 y 100 pesos el cuatro de litro.
 Pasta de resane para fibra de vidrio. Con la finalidad de tapar las impurezas
y obtener un mejor acabado es necesario colocar una capa de pasta que
selle las imperfecciones del trabajo hecho con fibra, por ello es
recomendable hacer uso de dicha pasta. Costo estimado de 300 pesos le
envase de 450 gramos.
 Pintura base y pintura. Antes de aplicar la pintura se debe colocar una
pintura base, con el fin de obtener un mejor acabado. Costo aproximado de
50 pesos cada bote en aerosol.
 Conectores RCA y canon. Siendo un maniquí de pruebas se debe tener la
manera de recopilar la información obtenida, es por esto que se emplean
conectores de audio y video RCA así como conectores canon para uso de
microfónica. El costo total de conectores y el cableado es de 200 pesos.
 Micrófonos. Se recomienda usar micrófonos omnidireccionales ya que son
los que emulan de manera más cercana el funcionamiento del oído medio.
 Circuitos de pre-amplificación y amplificadores. Los circuitos deben ser
construidos de forma independiente, ya que cada preamplificador manda la
señal adecuada a cada micrófono, para la correcta recopilación de datos.
3.1.4 LOS OÍDOS.
Los oídos de la cabeza simulada son los elementos más importantes. Esto
se debe a que simulan la forma en que el sonido entra a las cavidades auriculares
para su procesamiento, de tal manera que los micrófonos recogen la información
correcta en dirección de la fuente de sonido en el espacio 3-D.
Durante la elaboración del proyecto nos encontramos con una gran
complicación, que no existía una fuente de orejas disponibles realista. Por lo que
se decidió usar alginato para hacer los moldes de nuestros propios oídos y
vaciando silicona dentro de los moldes utilizados. Funcionó, pero hubo algunos
problemas por hacerlo de esta manera, por ejemplo:
1. Fue un proceso complicado y frustrante.
2. Era caro cometer un error.
3. El tamaño natural de los oídos.
37
CAPÍTULO 3
PROTOTIPO DE MEDICIÓN
Por insistencia se soluciono exitosamente. Ya teniendo las orejas de silicón
propusimos hacer otras de fibra de vidrio ya que al montarlas en la cabeza
binaural se comenzaban a romper.
El tercero de los casos referido al tamaño de los oídos, no parecía ser un
problema. Pero lo fue, ya que después de consultar algunas bibliografías de
anatomía encontramos que, no existe un par de oídos físicamente iguales, aun
tratándose de la misma persona.
Sin embargo, el cerebro ha aprendido a compensar precisamente por esos
errores físicos, y localizar el sonido a pesar de ellos. Dicho de otra manera, el
cerebro se ha acostumbrado, a la forma de los propios oídos físicos, y realiza las
adaptaciones pertinentes en cada caso.
El problema no tiene ningún efecto cuando se escucha una grabación propia.
De hecho, la localización se potencializará al máximo al reproducir un sonido
propio. Pero si se desea realizar grabaciones binaurales para otras personas, se
debe tomar en cuenta esta variante ya que se desea tener los modelos del oído lo
más neutral posible.
Las orejas están hechas de caucho de silicona. La razón de elegir este materia
es que son casi idénticos en forma y tamaño, facilitan el montaje y la adaptación
de los micrófonos o los canales auditivos. Pero sobre todo son extremadamente
durables, con una flexibilidad y textura comparable con la encontrada en el oído
humano.
3.1.5 CANALES AUDITIVOS.
El conducto auditivo externo es básicamente un tubo. Así que el sonido
viaja hasta el conducto auditivo externo, con el tímpano se ve distorsionado por la
forma del canal auditivo mismo.
Decidimos modelar algunos canales del oído en el maniquí para ver si
tenía algún efecto. Después de semanas de ensayo y error. Se opto por colocar
un trozo de popote de 7 cm que emule el pabellón auditivo, y al final de este se
coloco el micrófono, este proceso mejoro notablemente la forma en que se recibe
el sonido, ya que paso de ser difuso y distorsionado, a claro y conciso, por lo que
se decidió implementar dicho proceso en ambas cavidades auriculares.
38
CAPÍTULO 3
PROTOTIPO DE MEDICIÓN
3.1.6 TRANSDUCTORES
El transductor que utilizamos convierte energía acústica a eléctrica que es
conocido como micrófono, y en caso del oído humano la conversión es de energía
acústica a mecánica.
Hay muchas opciones disponibles para los micrófonos binaurales. Para
tener un correcto funcionamiento de los micrófonos en el canal auditivo es
necesario retirar la parte plástica que los cubre, claro sin dañarlo porque afectaría
su respuesta en frecuencia.
En el proceso de grabación y reproducción de sonido, siempre se intenta
usar transductores (micrófono y altavoz) tan lineales como sea posible a través de
la gama de frecuencia audible del oído humano. Aunque la cadena de micrófono amplificador - altavoz es casi perfecta hoy en día, cuando se reproduce el sonido
de una única fuente de sonido (por ejemplo, un violín), el sonido reproducido
siempre es diferente al original. En gran medida esa diferencia no radica en el
micrófono, amplificador o altavoz, sino más bien en el oído.
De hecho, aunque el micrófono haya registrado fielmente la señal acústica y
lo reproduzca exactamente el altavoz, el resultado es bastante diferente de lo que
el oído escucha cuando es percibido en el performance en vivo.
Mientras que el oído distingue sin dificultad las innumerables y diferentes
fuentes de sonido, el micrófono las resume. Cualquier persona que ha registrado
una señal acústica en una habitación no tratada acústicamente ha observado que
el efecto de la habitación, incluyendo fuera de ruido, es mucho más evidente
cuando se lo escucha a través del micrófono que a la escucha directa. Por lo
tanto, para que una grabación resulte tan cercana como sea posible a la realidad,
es muy importante que ésta discriminación espacial de sonido se haga de una vez
por el micrófono.
Además, la señal acústica recogida por el micrófono es diferente de la
original también porque las ondas se reflejan en las paredes y se agregan a la
señal directa de la fuente de sonido, a veces en la fase y a veces no, dependiendo
de la distancia de recorrido y la longitud de onda de la señal en sí. El mismo
fenómeno aún más es acentuado en donde hay varias fuentes de sonido, como en
una orquesta. Debido a la forma irregular del oído existen variaciones y
desviaciones, además por la diferencia física entre ellos que producen ciertas
resonancias en 2500Hz y 7500Hz.
39
CAPÍTULO 3
PROTOTIPO DE MEDICIÓN
3.1.7 PROCEDIMIENTO DE FABRICACIÓN DE LA CABEZA BINAURAL
A continuación se presenta una guía práctica en la cual se describe paso a
paso el método de elaboración de un maniquí que permita emular al oído humano,
así mismo se incorpora el material y costos de elaboración pertinentes.
En la elaboración del proyecto para construir una cabeza binaural,
emplearon los siguientes materiales:
se
Construcción de la cabeza binaural.
 1 recipiente plástico con dimensiones semejantes al ancho y largo de la
cabeza, tomando como referencia un cráneo de un individuo de 21 años.
 Yeso y agua en cantidades necesarias, ésto con el propósito de hacer la
mezcla que dará la forma al maniquí.
 Para este maniquí en particular se utilizó fibra de vidrio, ya que al manejar
capas de este material, se puede acercar al grosor de la cavidad craneal.
 Aditivos y catalizadores para endurecer la fibra.
Materiales para la construcción de circuitos de amplificación.
 Circuitos y componentes electrónicos diversos tales como resistores,
capacitores, circuitos integrados, para hacer los circuitos preamplificadores.
 Transductores que emularán el sistema auditivo humano.
Procedimiento.
1. Se elabora un molde de yeso, empleando 1 kilogramo de yeso y 300
mililitros de agua, una vez que se obtenga la consistencia deseada, se
verterá la mezcla en un molde de plástico, de forma rectangular con
proporciones semejantes al rostro humano. Antes que endurezca el yeso se
40
CAPÍTULO 3
PROTOTIPO DE MEDICIÓN
debe dar la forma requerida. Posteriormente se deja secar el yeso (ver
figura 20).
Fig. 20 Molde de la vista frontal.
2. Se repite el paso anterior, tomando en cuenta que las proporciones
aplicadas al molde deben ser las mismas para la parte posterior del
maniquí. La variante para este paso es la cantidad de material a emplear,
ya que se utiliza 700 gramos de yeso y 300 mililitros de agua, esto se debe
a que al ser una parte más cóncava la cantidad de material se reduce
drásticamente (ver figura 21).
Fig. 21 Molde de la vista posterior.
3. Se cortan tiras de fibra de vidrio para aplicarlas a los moldes ya secos,
teniendo cuidado de aplicar un 10 por ciento de catalizador por cada 100
41
CAPÍTULO 3
PROTOTIPO DE MEDICIÓN
por ciento de resina. Una vez preparada la resina se pone una primera
capa de esta al molde colocando tiras de fibra de vidrio, uniendo cada
sección con resina.
Nota: Todo este proceso se debe efectuar rápidamente ya que el efecto del
catalizador es endurecer la fibra en un lapso de 10 a 15 minutos (ver figura
22).
Fig. 22 Fibra de vidrio, aditivo y catalizador.
4. Cuando se ha secado la fibra de vidrio se retira cuidadosamente del molde
tanto la vista frontal y posterior.
En este paso la fibra de vidrio es muy delgada, por lo que se unen ambas
piezas con fibra agregando tantas capas como sea necesario para llegar a
un grosor de 7 mm, que es el rango de un individuo ya formado de 21 años
(ver figura 23 y 24).
Fig. 23. Molde vista frontal con fibra de vidrio.
42
CAPÍTULO 3
PROTOTIPO DE MEDICIÓN
Nota: las piezas ya retiradas de los moldes de yeso, deben ser limpiadas
para unirlas más tarde con fibra y agregar las capas extras hasta llegar al grosor
indicado.
Fig. 24 Piezas de fibras de vidrio
5. Cuando se tiene la cara principal y la posterior, se unen las dos con más
fibra de vidrio para tener una pieza única, a la que se le aplicará lija del
número 80 y así retirar asperezas (ver figura 25).
Fig. 25 Cabeza binaural unida
43
CAPÍTULO 3
PROTOTIPO DE MEDICIÓN
6. Ya terminada la cabeza binaural, se aplica sellador para poder pintar el
maniquí, y marcar la zona donde se harán los orificios para los pabellones
auditivos (ver figura 26).
Fig. 26 Cabeza binaural sellada.
7. Se perfora la cabeza para colocar los pabellones auditivos, así como un
agujero más grande para poder colocar dentro del maniquí los circuitos
necesarios correspondientes. (ver figura 27).
Fig. 27 Cabeza binaural ya con cavidades auriculares.
8. Ya realizados los orificios donde se colocaran los oídos y los transductores,
se procede a realizar 6 orificios en la parte inferior, que servirán para
44
CAPÍTULO 3
PROTOTIPO DE MEDICIÓN
instalar los conectores de audio y video. Así mismo, los conectores canon
para conectar algún dispositivo adicional de medición o grabación y el
orificio donde se conecta el swich de encendido y apagado para la fuente
que alimenta los amplificadores.
9. Para la elaboración de los oídos, se hace un molde de alginato que es una
sustancia química purificada utilizada por los dentistas, ya seco el molde se
agrega silicona con base en caucho.
Fig. 28 Cabeza binaural terminada
Nota: Este material se elige por el gran parecido que tiene con la textura y
flexibilidad de los oídos humanos.
Una vez terminada la cabeza binaural, se contempla una gama de posibles
utilidades para nuestro prototipo de medición acústica, tales como la repercusión
de déficit auditivo en la industria ó como afecta un oído en mal estado a la hora de
manejar un vehículo, incluso la posibilidad de realizar estudios audio métricos
caseros, la finalidad de haber tomado la decisión de elaborar un maniquí es
fundamentalmente a que en México no es fácil encontrar instrumentos que
cuenten con especificaciones que en este trabajo se citan.
45
Capítulo 4
DESARROLLO PRACTICO Y EXPERIMENTAL
Introducción:
El método tradicional de audiometría determina la capacidad de audición de
una persona, pero si se requiere saber si una persona cuenta con las capacidades
físicas necesarias para ubicar una fuente sonora, es necesario realizar estudios
que involucren ambos oídos simultáneamente.
Este capítulo explica como el cerebro es capaz de compensar las fallas de
percepción acústica del oído dañado, forzando al oído sano a identificar las
fuentes acústicas de mayor intensidad o proximidad.
CAPÍTULO 4
PROPUESTA DE PRUEBA
4.1 PROPUESTA DE PRUEBA:
Al hacer una comparación entre el método analítico tradicional y el método
propuesto de audiometría binaural, como forma de estudio, para ubicar con mayor
o menor precisión una fuente sonora, se determinó que hay factores relevantes
que no se toman en cuenta para saber si una persona cuenta con las capacidades
físicas necesarias para ubicar una fuente sonora.
Uno de los factores relevantes que se encontraron es que el cuerpo
humano es asimétrico por naturaleza. Es por esta razón, que una persona con
audición sana, cuente con un oído más desarrollado o incluso con mayor
sensibilidad para identificar alguna fuente sonora. Motivando lo anterior que exista
una compensación natural del cerebro para equilibrar esta variante. Esto se debe
a que el ser humano utiliza uno de los hemisferios del cerebro más que el otro
como es el caso de zurdos y diestros. De igual forma se deben tomar en cuenta
algunas excepciones, como son las personas ambidiestras por contar con la
habilidad de usar ambos hemisferios, que sin ser utilizados de igual manera, son
más equilibradas las habilidades de realizar labores con el lado izquierdo o
derecho del cuerpo.
La propuesta que presentamos se basa en la aplicación de dos pruebas
para determinar si la sordera es real. Las pruebas son: Lombard y Hass
binaurales. Posteriormente se explicarán con más detalle durante el desarrollo de
este capítulo.
De ser positivo el resultado que señalamos, que un sujeto es candidato
para poder realizar estudios, se procede a exponerlo a dos pruebas adicionales,
con ayuda de gráficas de fase y panorama espectral, indicarán la gama de
frecuencias a las cuales el individuo muestra mayor debilidad acústica, ésto con la
finalidad de reflejar las condiciones de audición de cada individuo, y así clasificar
a cada sujeto y saber si son aptos o no para realizar los experimentos que se
vayan necesitando durante el transcurso de la prueba.
El método tradicional de audiometría se basa en exponer los oídos de
forma separada (alternando de un oído a otro entre pruebas) a diferentes
frecuencias y niveles de sonido variados. Cuando concluye el estudio de una
cavidad se procede a hacer el estudio con la otra. Al final del estudio, se dan a
conocer los resultados obtenidos. Este método aunque es eficaz no cubre un
46
CAPÍTULO 4
PROPUESTA DE PRUEBA
aspecto importante que es la correcta localización de fuentes al no tomar en
cuenta la propia necesidad del cerebro de equilibrar las deficiencias de un oído
dañado con respecto al otro.
Fig. 29 Preparación de prueba Lombard
Es por eso que optamos por desarrollar un método de análisis que permita
estudiar dicha compensación usando audición binaural.
Se tomo como punto de partida los estudios ya existentes de audiometría
para buscar deficiencias, o puntos omitidos, y proponer un método que mida con
precisión la capacidad del individuo de localizar fuentes acústicas por medio de
un ángulo aproximado.
La propuesta descrita es un método que implica hacer pruebas usando
captación binaural como la prueba Lombard Binaural (ver figura 29) con la
finalidad de enfocar los estudios y determinar la capacidad de compensación
auricular que poseen los individuos para localizar las fuentes sonoras contando
solo con un oído en condiciones necesarias de utilidad. Por tanto, al analizar los
estudios realizados observamos que a pesar que el oído se haya expuesto al
desgaste natural, a malos hábitos de higiene, e incluso a sobre exposición de
ruidos a altas frecuencias, el cerebro es capaz de compensar las fallas de
percepción acústica del oído dañado, forzando el oído sano a poner más atención
a los ruidos envolventes y focalizar su atención en las fuentes con niveles de
mayor intensidad o proximidad.
47
CAPÍTULO 4
PROPUESTA DE PRUEBA
Proceso de aplicación de la propuesta de prueba.
La propuesta consta de dos partes. La primera parte es clasificar el tipo de
sordera, para propósitos de esta prueba solo es necesario clasificar entre sordera
total o parcial, porque la finalidad de este trabajo no es buscar revertir la sordera,
sino identificar si el sujeto es capaz o no de ubicar de forma eficaz una fuente
sonora y de esa forma desempeñar alguna labor dentro de la industria o en la vida
diaria.
Aplicación de prueba Lombard Binaural
Fig. 30 Aplicación de prueba Lombard binaural
1.-En la figura 30 se ve cómo la persona debe realizar el estudio. Se coloca
enfrente de la cabeza binaural, como la prueba es binaural se pone el maniquí con
el perfil izquierdo frente al individuo al que se le aplicara la prueba. En ese
momento el individuo debe comenzar a leer un texto previamente establecido, el
cual será el mismo para todas las pruebas a efectuar. El formato es un texto de 7
renglones (ver pagina 57), de fácil redacción para no entorpecer la lectura.
Cuando el técnico da la indicación de comenzar la prueba, el sujeto leerá de
forma clara y sin errores el texto proporcionado con anterioridad. Mientras la
lectura se haga, la cabeza binaural irá grabando.
La figura 30, permite ver que el maniquí está ubicado con el lado izquierdo
frente al lector. Al mismo tiempo que el sujeto de prueba continúe con la lectura,
otra persona deberá girar la cabeza binaural 45 grados de forma horizontal,
respecto a las manecillas del reloj, de manera tal que cuando el maniquí haya
girado hasta quedar el lado derecho frente al lector, se continuara girando la
cabeza del maniquí pero en sentido contrario, repitiendo el proceso en intervalos
48
CAPÍTULO 4
PROPUESTA DE PRUEBA
de 5 segundos hasta que haya concluido la lectura, ésto con el fin de grabar la
lectura alternadamente entre cavidades auriculares.
2.- Aislar al individuo de ruidos externos. Se le pide que se coloque
audífonos. Ya aislado de ruidos se da la indicación de comenzar a leer, de nuevo,
el mismo texto. En esta ocasión se reproduce la lectura 10 segundos después
que el sujeto a prueba comenzó a leer, usando los audífonos para reproducir la
grabación que se realizó con su propia voz.
Fig. 31 Aplicación de prueba Lombard con retraso de 10 segundos
Es en este punto, de la aplicación de la prueba se puede descartar a
personas que finjan sordera, ya que el propósito de esta prueba no es identificar el
grado de sordera, sino separar a las personas con problemas verdaderos de
audición. Si en algún momento de estar leyendo, el simulador da señales de
cualquier complicación con el texto que leyó con anterioridad, quiere decir que
ambos oídos funcionan ya que el cerebro no puede diferenciar la voz que proviene
de los audífonos y la que escucha cuando se esta realizando la lectura, esto
provoca que es simulador lea de forma errónea y con pausas. Se concluye, que si
el simulador no puede leer fluidamente cuando la grabación de la lectura se hizo
de perfil derecho del maniquí, significa que el oído derecho tiene buena recepción,
así mismo con el otro oído. Por el contrario si la persona a la que se le realizó la
prueba lee sin problemas, podemos concluir que el oído expuesto a la grabación
tiene algún tipo de problema, ya que el cerebro no percibe ningún tipo de distractor
que impida la lectura del simulador.
49
CAPÍTULO 4
PROPUESTA DE PRUEBA
3.-Esta parte de la prueba es sólo para descartar algún tipo de sordera.
Fig. 32 Aplicación de prueba Lombard con graficas de espectro
Recomendaciones
1. No predisponer a la persona informándole los resultados que se esperan
de la prueba, ya que repercutirá de forma directa en la lectura y el
simulador sabrá que si no comete errores se le puede clasificar con
algún tipo de trastorno auditivo.
2. Es necesario realizar la prueba en un lugar tranquilo y aislado de
cualquier ruido que distraiga a las personas estudiadas, y así asegurar
mejor calidad en los datos recabados.
Fig. 33 Aplicación de prueba Lombard y recopilación de datos
50
CAPÍTULO 4
PROPUESTA DE PRUEBA
La prueba es libre de sexo, y edad. Técnicamente el único requisito es
saber leer, ya que los datos recopilados se basan en las fallas que se vayan
dando durante el proceso. Así mismo, tal como se observa en las figuras, 31, 32 y
33 los datos registrados en la PC se comparan con gráficas espectrales de fase
teniendo como objetivo identificar la frecuencia en la cual el oído muestra algún
tipo de perturbación. Como la prueba es binaural y se va variando el ángulo de la
cabeza binaural para intensificar o disminuir la intensidad de la grabación,
dependiendo de la cara ya sea frontal, lateral izquierda ó lateral derecha, ya que
el maniquí tiene instalados micrófonos en ambos lados con el fin de emular el
funcionamiento de captación acústica humana.
Fig. 34 Aplicación de prueba Lombard.
Segunda parte de la prueba.
Ya que se ha logrado descartar la posibilidad de que la persona pueda fingir
sordera, se procederá a la segunda parte de la prueba. Ésta indicara el daño
existente, las frecuencias a las que el oído responde con menos eficacia, y qué tan
precisa es la localización de una fuente acústica, si alguno de los oídos tiene
menos sensibilidad que el otro.
Para esto se elaboró un método basado en el método llamado Lombard;
con la variante de que en esta propuesta de prueba no se deja la fuente acústica
estable, al contrario se hace una grabación binaural, ésto implica que en torno al
maniquí se marcan puntos aleatorios, con tonalidades diversas y en ángulos
desiguales. Con el propósito de observar si las personas estudiadas pueden o no
reaccionar al estímulo, y de ser positivo que tan precisa es la localización del
ruido.
51
CAPÍTULO 4
PROPUESTA DE PRUEBA
Este estudio se llevó a cabo con una muestra de 50 personas, siguiendo un
patrón anteriormente establecido de lectura. Se les pidió que realizara la prueba y
los datos recabados se fueron registrados para sustentar dicha prueba.
A las personas que se pudo corroborar que tienen niveles normales de
audición, se les pidió su colaboración para realizar la segunda parte de la prueba
propuesta, tal como se explica a continuación:
1.-Se colocó la cabeza binaural en el estudio de grabación. Alrededor de la
misma se colocaron marcas de identificación, que son congruentes en ángulo y
localización con la figura siguiente, en donde se puede observar una numeración
que va del 1 al 12, colocada de tal manera que no sea sucesiva.
Fig. 35 Ángulos y numeración para la prueba
Una de las características primordiales de esta prueba es que se dividió el
rango de audición en 4 cuadrantes, subdivididos a su vez cada cuadrante en 3
secciones espaciadas en 30 grados. Tomando la dirección de los ángulos ya
establecidos se tomó la cabeza binaural como centro de referencia para realizar
marcas a 30 y 90 centímetros la figura de arriba muestra dos marcas de diferente
tonalidad, la marca gris representa una fuente sonora que se coloco a 30
centímetros de la cabeza, en la posición y ángulo que representa por cada
número. Una vez que se repitió el mismo sonido en cada ángulo y con la
secuencia mostrada anteriormente, se procedió a repetir el proceso solo que esta
vez se aumento la distancia a 90 centímetros con el propósito de disminuir la
intensidad del sonido. Todo se diseño de tal forma que al momento de aplicar la
prueba al individuo, identifique binauralmente la ubicación de dicha perturbación
sonora.
52
CAPÍTULO 4
PROPUESTA DE PRUEBA
La separación de cada cuadrante corresponde a una zona específica de
captación sonora, tal como se explica a continuación. El primer cuadrante
referente a la zona frontal izquierda consta de tres posiciones siendo el 10=270°,
3=300°, 7=330° y 2=360°, el segundo cuadrante que hace mención a la parte
frontal derecha está numerada con la posición 2=0°, 11=30°, 6=60° y 9=90°, la
sección posterior derecha denominada como tercer cuadrante se compone de
9=90°, 4=120°, 8=150° y 1=180°; finalmente, el cuarto cuadrante referente a la
zona posterior izquierda del cráneo se compone de 1=180°, 12=210°, 5=240° y
10=270°.
La suma de los cuatro cuadrantes hace un radio de localización de 360° y la
razón de que la numeración no sea consecutiva se debe a que el cerebro humano
es capaz de memorizar datos en lapsos de tiempo cortos, si se deja un patrón fácil
de memorizar es posible que el sujeto realice la prueba de una manera
sistematizada y haga el ejercicio de manera equivocada proporcionando datos
falsos.
Fig. 36 Prueba Hass
2.- Una vez que se tomaron las medidas y se realizaron los cálculos
correspondientes al seccionamiento de cada cuadrante, se procedió al
posicionamiento de la fuente sonora. Posteriormente se marcaron con cinta los
radios y los puntos donde se haría incidir el sonido deseado, tal como se ve en la
figura 35, los ejes principales se marcaron en blanco, mientras que los ejes
53
CAPÍTULO 4
PROPUESTA DE PRUEBA
secundarios son marcados en color ámbar, para que sirvieran de referencia para
realizar la grabación de esta segunda prueba.
Fig. 37 Patrón seguido de grabación
La figura 37, muestra los ejes establecidos. En la punta de cada eje se
encuentra un número que indica la posición con respecto a la hoja que se diseñó
para saber la secuencia correcta en la que se grabo, mientras que la línea que se
ve punteada de color negro, es el punto de grabación correspondiente a los 90
centímetros que se mencionó anteriormente.
Fig. 38 Grabación de la Prueba Hass
3.- Siguiendo las trayectorias establecidas y las distancias indicadas a 30cm
y 90cm, se reprodujo un timbre que tiene la frecuencia que varía aleatoriamente
54
CAPÍTULO 4
PROPUESTA DE PRUEBA
entre 20Hz a 50Hz, y la intensidad no mayor a 90 dB, variando este valor
dependiendo de la distancia que existe de la cabeza binaural a la fuente emisora.
El timbre analizado es una frecuencia pura con variación de frecuencias que varía
de intensidad, yendo de 69.7 dBs a 87.4 dBs como se ve las figuras 39 y 40, dicho
sonido se reprodujo en un ambiente completamente aislado, para que no hubiera
ningún tipo de ruido ajeno que afectara las condiciones de la prueba, la
reproducción de dicho timbre se hizo en cada punto siguiendo la secuencia
convencional de conteo comenzando en el uno y finalizando en el doce.
Fig. 39 Medición más baja obtenida
Fig. 40 Medición más alta obtenida
Este método de grabación se propuso así, ya que en el instante de realizar
la prueba, el individuo estudiado escucharía en la cinta la grabación hecha en el
punto 1 correspondiente a 180° y este debería ser capaz de proporcionar un
resultado semejante a este punto.
En la figura siguiente se muestra el método empleado de grabación binaural
para la identificación de fuentes sonoras, correspondiente a la prueba Hass.
Fig. 41 Grabación de la Prueba Hass
55
CAPÍTULO 4
PROPUESTA DE PRUEBA
A lo largo del experimento se tuvieron algunas fallas una de las cuales fue
que se usó un sonido de enmascaramiento propio para la prueba de Lombard,
este sonido fue grabado binauralmente y cumplía con una combinación de
frecuencias que iban cambiando aleatoriamente tanto en intensidad como ángulo
de incidencia. A pesar de que la grabación tenía los parámetros que se deseaban,
al momento de aplicar la prueba los resultados que se obtuvieron no fueron
congruentes con los esperados en la teoría, ya que los simuladores empleaban
más su lógica y subjetivamente señalaban puntos, por ello los resultados eran muy
diversos y no arrojaban datos concretos.
Para el instante en el que se descartó la prueba de enmascaramiento y se
utilizó una grabación con rango variado de 60dBs a 90dBs y diferentes ángulos
con la cabeza binaural, observamos que las personas a pesar de no identificar
con exactitud la zona proveniente del sonido, sí eran capaces de estimar, el
cuadrante de donde procedía el sonido. Por tanto se pudo llegar a hacer
comparaciones con el método tradicional de audiometría y el propuesto en este
trabajo.
4.2 COMPARACIÓN ENTRE MÉTODOS DE AUDIOMETRÍA.
Consideramos necesario también hacer una comparación entre los métodos
tradicionales y un método que contrastara nuestro experimento de campo, es así
que a continuación hacemos una relación entre el método Hass y Hass Binaural.
Hass
Hass Binaural
Identificación cercanía de fuentes Identificación
ubicación de fuentes
sonoras sin saber en que cuadrante sonoras
se ubican.
Cerca o lejos
a) Cerca o lejos,
b) Angulo de incidencia
Identifica el oído afectado
a) Que oído falla
b) La zona de menor capacidad en
base a los cuadrantes de la
cabeza
c) La compensación del oído sano
56
CAPÍTULO 4
PROPUESTA DE PRUEBA
Frecuencia constante e intensidad
variable
Se necesita de instrumentación:
-Audiómetro
-Sonómetro
-Espectrómetro
-Sala anecóica
a) Frecuencia
constante
e
intensidad variable
b) Frecuencia constante y ángulo
variable
Se necesita de:
-Software (Adobe Audition 3.0)
-Audífonos con un rango de frecuencias
de los 20Hz a los 20KHz
-Cabeza binaural.
Es mucho más cara por todo el Menor costo y no se necesita una sala
equipo que se necesita.
anecóica para realizar la prueba.
Lombard binaural
Lombard
Intensidad acústica
Descarta falsa sordera
Señal enmascarada /
persona estudiada
Descarta falsa sordera en función del
ángulo
voz de la Señal enmascarada / en función del
ángulo
Lombard no tiene estimación de Duración de la prueba en función de la
tiempos
persona estudiada (10 minutos de
prueba aproximados).
57
CAPÍTULO 4
PROPUESTA DE PRUEBA
4.3 VENTAJAS Y DESVENTAJAS ENTRE MÉTODOS DE AUDIOMETRÍAS
Audiometría monoaural
El rango de audición es limitado ya
que se debe de prescindir se algún
oído, y posteriormente se repite el
proceso con la cavidad siguiente
Audiometría binaural
El rango de audición es mucho más
completo ya que se utilizan los dos
oídos al mismo tiempo.
Es un método eficaz empleado Al usar ambas cavidades podemos ver
durante muchos años, y muy como el cerebro compensa la pérdida
efectivo.
de audición en un oído, y lo
complementa con el oído sano.
Este método no cuenta con los Para los sujetos de prueba es más
criterios necesarios para ubicar una natural enfocar una fuete sonora
fuente sonora.
usando su capacidad sensorial binaural
Se necesita de equipo sofisticado y
caro, para llevar a cabo las
mediciones, además que se debe
hacer en una sala especialmente
diseñada para este propósito.
Con el método que se propone se
puede
realizar
audiometrías
prácticamente en condiciones de un
sitio sin ruido mayor a los 80dB.
Y el equipo es básicamente software y
la cabeza binaural.
De este comparativo deducimos que las ventajas de poder realizar una
audiometría, empleando únicamente una computadora portátil, una cabeza
binaural, audífonos y el software apropiado (sound-pro), reduce radicalmente los
costos del estudio, facilita y amplia las opciones de efectuar pruebas
audiométricas aun fuera de un consultorio, adicionalmente al hecho de contar con
la capacidad de determinar si el sujeto puede o no ubicar las fuentes de sonido.
58
CAPÍTULO 4
PROPUESTA DE PRUEBA
FORMATO A UTILIZAR DE LA PROPUESTA.
Nombre:________________________________________
Edad:__________________________________________
Ocupación:______________________________________
1ª parte:
Lea el siguiente texto lo más claramente posible en cuanto se le indique.
Proyecto de una prueba de audiometría binaural, el cual será llevado a cabo por
alumnos de la carrera de Ing. en comunicaciones y Electrónica, esta parte de la
prueba se evaluará, si se trata de un sordo verdadero, esta vuelta al oído de su
propia voz retrasada no le impide seguir leyendo, pues no la escucha hasta que
pase el umbral, en cambio al simulador le es absolutamente imposible continuar la
lectura ya que le ensordecen sus propias palabras.
59
CAPÍTULO 4
PROPUESTA DE PRUEBA
Gráficas de la grabación
Fig. 42 Gráfica de fase espectral
El espectro de frecuencia es una distribución de amplitudes presentadas
para cada frecuencia un fenómeno ondulatorio, que sea superposición de ondas
de varias frecuencias. También se llama espectro de frecuencia al gráfico de
intensidad frente a frecuencias de una onda particular.
El espectro de frecuencias o descomposición espectral de frecuencias
puede aplicarse a cualquier concepto asociado con frecuencia o movimientos
ondulatorios, y aplicado a nuestra prueba podemos verlo en la figura 42.
Fig. 43 Gráfica de panorama espectral.
Gráfica de frecuencia espectral, en esta gráfica observamos los instantes
de tiempo de 25ms a 28ms cómo es mayor la gama de frecuencias utilizadas por
el sujeto ya como lo muestra la figura 43, se concentra en tonalidades amarillas o
rojas para identificar la zona de mayor actividad en frecuencias. Y ya aplicando un
filtro paso a desnivel de 10dB, es como se muestra en frecuencias bajas, se limpia
60
CAPÍTULO 4
PROPUESTA DE PRUEBA
la señal teniendo una visualización más clara. En el instante de tiempo de 25ms la
frecuencia máxima que se produjo fue de 9KHzm es donde el individuo respondió
trabándose en la lectura que se aplicó siendo así como resultado que tiene buena
respuesta su capacidad auditiva específicamente a 9KHzm en la zona posterior
izquierda.
Fig. 44 Gráfica de frecuencia espectral.
Fig. 45 Grafica de forma de onda.
En las gráficas 44 y 45 podemos observar que después de aplicar el filtro paso a
desnivel de 10dB, se ve una señal con menor ruido blanco, siendo así una prueba con
menos ambigüedades.
61
CAPÍTULO 4
PROPUESTA DE PRUEBA
4.4 CRITERIOS A EVALUAR
Fig. 46 Prueba divida en cuadrantes
Se tiene una estructura de cuatro cuadrantes en el cual se evaluara la
capacidad auditiva, tomando en cuenta que el cerebro puede compensar para
mejorar la audición, o girar en ocasiones la cabeza para realizar dicha
compensación, por eso es que no se realizó la prueba con un sistema de
reproducción externo como un home theater, mejor se utilizaron unos audífonos
de un rango amplio, para lograr reproducir el rango auditivo humano.
62
CAPÍTULO 4
PROPUESTA DE PRUEBA
Fig. 47 Puntos de referencia según la propuesta
En la prueba realizada correspondiente a la figura 47, se obtuvo un
resultado teóricamente esperado, se ve una diagonal que refleja que en el primer
cuadrante el individuo carece de las ventajas acústicas de lado derecho, mientras
que el oído izquierdo reacciona mejor a frecuencias más altas, por lo que ayuda a
concluir que el oído izquierdo es el que compensa las pérdidas de audición del
derecho que responde de forma baja.
De igual manera en la primera prueba donde debía leer un texto al mismo
tiempo que se reprodujo la grabación, la persona lee sin distractores, se observó
que el sujeto pausaba demasiado al grado de quedarse callado cuando estaba la
63
CAPÍTULO 4
PROPUESTA DE PRUEBA
lectura del lado izquierdo, pero del derecho se mantuvo prácticamente fluida,
indicando así que el oído derecho está trabajando en menor grado que el otro
oído.
En esta audiometría falla el oído derecho por igual. Esta muestra una falla
cuando se le expone a frecuencias de intensidades ya sean bajas ó altas, pero la
compensación se hace con el oído izquierdo. En la vida cotidiana tiene que ceder
la cabeza en cierto ángulo para direccionar más el oído izquierdo siendo así como
puede ubicar con mayor precisión algún sonido que le interese interpretar.
64
CAPÍTULO 4
PROPUESTA DE PRUEBA
En la vida diaria nos enfrentamos a una gama muy diversa de
fuentes de sonido, nuestro cerebro es capaz de separar y diferir de un conjunto
de sonidos y focalizar aquellos que nos resulten de mayor interés. Por ejemplo al
conducir, si vamos en al automóvil con compañía, escuchando en estéreo del
carro y con el vidrio del conductor abajo, nos enfrentamos al ruido producido por el
estero independientemente del volumen con que se escuche la música, al mismo
tiempo escuchamos la platica de nuestro acompañante, y de igual manera
escuchamos la gama tan variada de sonidos de la calle.
Con todo esto nos preguntamos ¿Una persona con algún tipo de falla
auditiva, como responde a estos ruidos?
Suponiendo que la persona tenga una fuerte discapacidad en el oído
derecho, al ir manejando su atención se enfocara a las fuentes sonoras dentro del
vehículo, ya que es ahí donde se encuentra concentrado el ruido mas próximo, si
en ese instante de tiempo se genera algún ruido fuera del carro y proviene de lado
izquierdo, es muy probable que se de una de dos acciones. Uno que la
incapacidad acústica sea tan severa, e impida reaccionar con el tiempo necesario
para evitar algún percance. O caso dos que no sea tanta la incapacidad, pero en
lugar de reaccionar al ruido externo, la persona que se encuentra manejando
reaccione volteando hacia el lado donde el oído responde mejor.
Para cualquiera que sea el caso, el resultado es el mismo, si no se
determina la facultad del individuo para saber si ubica en mayor o menor grado
una fuente sonora, la persona carecerá de las herramientas necesarias para
reaccionar en caso de emergencia. Es por ese motivo que se debe emplear un
estudio audiométrico que permita discernir la capacidad de audición de la gente en
general.
Este es solo uno de varios casos cotidianos, en los que decidimos intervenir
y proponer un método alternativo que complemente los estudios existentes y
coadyuvar en el entorno medico y social.
65
CONCLUSIONES
Al realizar los estudios de prueba se observaron ciertos factores, que durante el
desarrollo experimental fueron tomando mayor peso, como los conductos auditivos ya que no
podíamos dejar los micrófonos expuestos en la cabeza binaural. Igual que el material con que
se fue construyendo debía ser un material reflejante porque se realizaron pruebas en
condiciones óptimas. Otro aspecto con cierto grado de dificultad fue que al comparar el
método tradicional de estudio, que es analizar cada 180°, con el propuesto que es analizar
los 360°, para ubicar la fuente sonora, se observó que el sujeto de prueba puede enfocar las
fuentes sonoras con mucho más eficacia usando percepción binaural en lugar de sólo tratar
de identificar un sonido con las cavidades auriculares por separado. En los casos que se
aplicó el instrumento encontramos que es factible la compensación auditiva de una cavidad a
otra.
Para descartar que el sujeto de prueba fingiera sordera y esto afectara los resultados
esperados, se aplicó un primer estudio basado en el método de lectura con un efecto de
utilizar una grabación usando la propia voz del sujeto y reproduciéndola con un retraso de
5seg o menor que es mejor conocido como enmascaramiento. Fue con este estudio que
encontramos un primer error: si se le advierte al simulador los resultados que se pretenden
obtener, el sujeto de prueba realizará la lectura usando un tono de voz mayor al habitual con
el fin de prestar mayor atención a la lectura y no a la voz expuesta en la grabación. El
segundo error fue que no se amplificó adecuadamente la grabación por tanto el sujeto de
prueba leyó con mayor intensidad por lo que el efecto de enmascaramiento no repercutió en la
lectura. En consecuencia decidimos incrementar el volumen en 10 dB del enmascaramiento y
no prevenir a la gente de los resultados que se quiere obtener.
En la prueba de enmascaramiento con voz, varios de los individuos al escuchar la
grabación de su lectura previa e ir leyendo, se trabaron en partes semejantes de la lectura,
pero con una palabra que se repitió en bastantes ocasiones con diferentes personas y fue
formando un patrón, la palabra “será y evaluará” tuvieron un mayor índice en cuanto a
errores de lectura, lo cual nos hizo pensar que sería un obstáculo para realizar la
audiometría. Aunque se repitiera varias veces la grabación se tenía problemas con la dicción
de dicha palabra, al profundizar en el hecho se encontró que la persona no tenía problemas
de dicción, sino que su oído era más sensible a ciertas frecuencias relacionadas con las
palabras “será, evaluará, esta”.
Los estudios posteriores nos ayudaron a comparar la eficacia del método de análisis
tradicional (audiometría monoaural), por lo que proponemos en este trabajo (audiometría
binaural), y encontramos que en la audiometría binaural los sujetos de prueba mostraron
66
resultados más rápidos, notorios y con mayor exactitud, además se apreció que se cuenta con
la capacidad de identificar las fuentes sonoras a pesar de que alguno de los oídos tenga
menor capacidad de recepción acústica que el otro. Nuestros resultados se lograron al
comparar los estudios realizados y las gráficas de frecuencia espectral, donde se identifica en
qué instante de tiempo y que frecuencia es más sensible el oído de la persona, por lo mismo
se observa en que frecuencia no se perciben los sonidos.
La última prueba propuesta se efectuó con un número reducido de puntos a evaluar,
con una gama de frecuencias combinadas que obligaran al oyente a utilizar su capacidad de
percepción. Se notó que no se lograba ubicar con exactitud, por lo que se cambió la prueba y
se grabaron binauralmente sonidos a diferentes ángulos y de manera aleatoria. Se concluyó
que es posible que un oído sano (con menor desgaste) compensa la habilidad del cerebro
para interpretar señales diversas y darles una ubicación ya que gira la cabeza el individuo
para tratar de escuchar mejor, pero como se utilizan audífonos es fija la reproducción del
sonido binaural y solo se observa un movimiento de levantar la oreja para captar mejor el
sonido.
67
GLOSARIO
Acufenos
Son un fenómeno perceptivo que consiste en notar golpes o sonidos en el oído, que no
proceden de ninguna fuente externa.
Algoritmo
Es un conjunto prescrito de instrucciones o reglas bien definidas, ordenadas y finitas que
permite realizar una actividad mediante pasos sucesivos que no generen dudas a quien deba
realizar dicha actividad.
Altavoz
Es un transductor electro acústico utilizado para la reproducción de sonido.
Amortiguar
Significa recibir, absorber y mitigar una fuerza tal, ya sea porque se ha dispersado o porque la
energía se ha transformado de forma que la fuerza inicial se haya minimizado.
Amplificador
Es todo dispositivo que, mediante la utilización de energía, magnifica la amplitud de un
fenómeno.
Amplitud
Es una medida de la variación máxima del desplazamiento u otra magnitud física que varía
periódica o en el tiempo.
Análogo
Es una representación material de un objeto o un proceso para entender mejor su origen,
formación o funcionamiento.
Anatomía
Es la ciencia que estudia la estructura de los seres vivos, es decir, la forma, topografía, la
ubicación, la disposición y la relación entre sí de los órganos que las componen.
Anicónico
Es una sala especialmente diseñada para absorber el sonido que incide sobre las paredes, el
suelo y el techo de la misma cámara, anulando los efectos de eco y reverberación del sonido.
68
Atenuación
La pérdida de potencia de una señal sufrida por la misma al transitar por cualquier medio de
transmisión.
Audífono
Es un dispositivo electrónico que amplifica y cambia el sonido (convierte las ondas sonoras en
señales eléctricas) para permitir una mejor comunicación.
Audiograma
Es una gráfica que demuestra los sonidos más suaves que una persona puede escuchar en
diferentes tonos o frecuencias.
Audiología
Ciencia clínica que se encarga de diagnosticar y prevenir los problemas auditivos en los seres
humanos.
Auriculares
Son transductores que reciben una señal eléctrica originada desde una fuente electrónica, por
su diseño permiten colocarlo cerca de los oídos.
Bregmática
También denominadas puntos blandos o molleras, son las separaciones que, durante
aproximadamente lon primeros 12 a 18 meses de vida de un ser humano.
Catalizador
Se lo conoce así a la sustancia que, en un proceso llamado catálisis, modifica la velocidad
de una reacción química.
Catola
Parte superior de la bóveda craneal
Cavidad
Espacio vacío en el interior de una gran estructura
Cocleo-fonatorio
Es parte de la audiometría objetiva o refleja, encargada de precisar los umbrales auditivos,
mediante reflejos de diversos pares craneales y vía motora del nervio coclear.
Compensación
Modificación en una función, órgano o tejido, que remedia una deficiencia funcional o de
estructura.
Concomitantes
Se aplica solo a cosas que van asociadas u obran conjuntamente. Su uso es exclusivo de la
terminología científica.
69
Conductividad
Es la capacidad de un medio o espacio físico de conducir. Aplicado a diferentes ámbitos
puede referirse a electricidad, hidráulica, calor, etc.
Congruencia
Es la coherencia o relación lógica. Se trata de una característica que se comprende a partir de
un vínculo entre dos o más cosas.
Convolución
Es un operador matemático que transforma dos funciones f y g en una tercera función que en
cierto sentido representa la magnitud en la que se superponen f y una versión trasladada e
invertida de g.
Decibel
Símbolo dB, es la unidad relativa empleada en acústica, electricidad, telecomunicaciones y
otras especialidades para expresar la relación entre dos magnitudes.
Déficit
Es la escasez de algún bien, ya sea dinero, comida incluso sentido. Puede referirse a pérdida
o deficiencia.
Desplazamiento
En física Es una medida vectorial que define el cambio de posición de un cuerpo entre dos
instantes bien definidos.
Difracción
Es un fenómeno característico de las ondas, éste se basa en el curvado y esparcido de las
ondas cuando encuentran un obstáculo o al atravesar una rendija.
Discordancias
Es cuando el sentido y el tiempo verbal que se está utilizando en una frase no corresponden
uno con otro.
Distorsión
La diferencia entre la señal que entra a un equipo o sistema y la señal que sale del mismo.
Por tanto, puede definirse como la "deformación" que sufre una señal tras su paso por un
sistema.
Electrodo
Conductor eléctrico utilizado para hacer contacto con una parte no metálica de un circuito, por
ejemplo un semiconductor, un electrolito, el vacío, un gas, etc. Procede de las voces griegas
elektron, que significa ámbar y electricidad; y hodos, que significa camino.
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Electroencefalograma
Es una exploración neurofisiológica que se basa en el registro de la actividad bioeléctrica
cerebral en condiciones basales de reposo.
Emisión
Son todos los fluidos gaseosos, puros o con sustancias en suspensión; así como toda forma
de energía radioactiva, electromagnética o sonora, que emanen como residuos o productos
de la actividad humana o natural.
Emular
A diferencia de un simulador, que sólo trata de reproducir el comportamiento, un emulador
trata de modelar de forma precisa, de manera que este funcione como si estuviese siendo
usado en lugar del original.
Endocráneo
Fosas craneales anterior, media y posterior. Limites, huesos que las constituyen y accidentes.
Equidistante
Referido a igualdad de distancia entre un punto y otro.
Estereofonía:
Reproducción de los sonidos destinada a dar la impresión del relieve acústico.
Exocráneo:
Zonas anterior o facial, media o yugular y posterior accidentes óseos, agujeros y conductos
que se encuentran en ellas.
Fase
Es la fracción del periodo transcurrido desde el instante correspondiente al estado tomado
como referencia. Indica la situación instantánea en el ciclo, de una magnitud que varía
cíclicamente.
Fluctuaciones
Es un cambio temporal e indeterminable instantáneo de una cantidad de energía y su valor
normal.
Focalizar
Centrar algo en un punto o aspecto determinados, generalmente cuando se considera más
importante o relevante que otros.
Frecuencia
Es una magnitud que mide el número de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier
fenómeno o suceso periódico.
71
Grabación
El proceso de capturar datos o convertir la información a un formato almacenado en un medio
de almacenamiento.
Hipoacusia
Pérdida parcial de la capacidad auditiva unilateral o bilateral dependiendo de que sea en uno
o ambos oídos.
Incidir
Resaltar el interés de una característica, circunstancia o hecho para llamar la atención sobre
su importancia
Intensidad
El grado de fuerza con que se manifiesta un fenómeno (un agente natural, una magnitud
física, una cualidad, una expresión, etc.)
Interferencia
Fenómeno en el que dos o más ondas se superponen para formar una onda resultante de
mayor o menor amplitud.
Micrófono
Transductor electroacústico. Su función es la de traducir las vibraciones debidas a la presión
acústica ejercida sobre su cápsula por las ondas sonoras en energía eléctrica.
Monofónico
Sonido que se graba y reproduce por un solo canal.
Morfología
Disciplina encargada del estudio de la reproducción y estructura de un organismo o sistema.
Omnidireccional
Micrófonos omnidireccionales tienen un diagrama polar de 360º (la circunferencia completa),
lo que significa que capta todos los sonidos independientemente de la dirección desde donde
lleguen.
Onda
Consiste en la propagación de una perturbación de alguna propiedad de un medio.
Oscilación
Una variación, perturbación o fluctuación en el tiempo de un medio o sistema.
Parámetro
Es una constante o una variable que aparece en una expresión matemática y cuyos distintos
valores dan lugar a distintos casos en un problema.
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Patología
Rama de la medicina encargada del estudio de las enfermedades en los humanos.
Potencia
Cantidad de trabajo efectuado por una unidad de tiempo
Precisión
Capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en mediciones diferentes realizadas
en las mismas condiciones.
Propagación
Conjunto de fenómenos físicos que conducen a las ondas del transmisor al receptor.
Psicoacústica
Ciencia de la física que estudia la relación entre las ondas acústicas en el pabellón auditivo y
la percepción de la imaginación espacial que experimentan los receptores.
Receptor
La persona o equipo electronica que recibe un mensaje.
Reflexión
En física se refiere al fenómeno por el cual un rayo de luz que incide sobre una superficie es
reflejado.
Resina
Secreción orgánica que producen muchas plantas, particularmente los árboles del tipo
conífera. Es muy valorada por sus propiedades químicas y sus usos asociados.
Resonancia
Se refiere a un conjunto de fenómenos relacionados con los movimientos periódicos o casi
periódicos en que se produce reforzamiento de una oscilación al someter el sistema a
oscilaciones de una frecuencia determinada.
Ruido
Sonido o cualquier otro medio de información en el que ésta no sea clara e impida que el
receptor sea capaz de identificar, individualizar o comprender, aunque sí se desee.
Sutura
Son las articulaciones fibrosas a modo de sierra, que unen los distintos huesos del cráneo de
los animales vertebrados (incluyendo al ser humano).
Timbre
Matiz característico de un sonido, que puede ser agudo o grave según la altura de la nota que
corresponde a su resonador predominante.
73
Tono
La altura de un sonido. Un tipo de intervalo entre dos notas musicales.
Transductor
Dispositivo capaz de transformar o convertir un determinado tipo de energía de entrada, en
otra diferente a la salida.
Umbral
Es la cantidad mínima de señal que ha de estar presente para ser registrada por un sistema.
Volumen
Es la percepción subjetiva de una persona tiene sobre cualquier sonido que escucha. La
intensidad de los sonidos estará determinada por la energía o potencia acústica que atraviesa
por segundo una superficie, cuanto mayor sea la potencia de un sonido, mayor será el
volumen que experimentará ese sonido por supuesto.
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BIBLIOGRAFIA
William E.H.Pryse – Phillips, “Neurología Clínica”, Segunda edición
J.A.F Tresguerres, “Fisiología humana”, Editorial Interamericana Mc Graw Hill.
Gerard J. Tortera, Nicholas P. Anagnostakos, “Principios de Anatomía y fisiología”, Sexta
edición, Editorial Karla México
R.F Schmidt, G Thews, “Fisiología
Interamericana Mc Graw Hill.
humana”,
Vigésimo
cuarta
edición,
Editorial.
Alan Stewens, James s. Lowe, “Histología humana”, Segunda edición, Editoril Harcourt Brace.
M. Latarset, A. Ruiz Liard, “Anatomía humana”, Tercera edición, Editorial Panamericana.
Robert J. Brady Co, “Sistema esquelético”, Editorial Limusa.
Fuentes Santoyo Rogelio, “Anatomía, fisiología y ciencias de la salud”,Editorial Trillas.
Alvarenga, Beatriz, “Fisiología del oído”, Editorial Harla.
J. LINARES, “Acústica arquitectónica”, Editorial Limusa, México 2007.
Sancho Vendrell Fco, “Acústica arquitectónica y urbanística”, Limusa Universidad Politecnica
de Valencia. 2008
Contreras Estrada Joaquín, “La audiometría y la computación aplicada a la psicoacústica”,
tesis (I.C.E)-IPN, México, 1995
O'Rahilly Ronan, “Anatomía de Gardner”,
México, 1989
Quinta edición, Interamericana-McGraw-Hill,
75