Amplificación, un reto en evolución

María Patricia Rángel M.*

* Fonoaudióloga Universidad del Rosario. Audióloga Corporación
Iberoamericana. Presidenta Asociación Colombiana
de Audiología. Docente postgrado audiología Escuela
Colombiana de Rehabilitación, Corporación Universidad
Iberoamericana.

Los trastornos de la comunicación secundarios a las pérdidas auditivas han sido reconocidos desde tiempos muy antiguos, pudiéndose encontrar descripciones del oído y en particular del timpano en “Sobre las carnes”, antiguo tratado griego que intenta explicar la formación de la especie humana a partir de dos materias orgánicas básicas: “lo grasiento” y lo coloideo. Antonio Maria Valsalva describió en 1707 la maniobra que lleva su nombre para producir insuflación de aire en el oído medio para mejorar la hipoacusia por disfunción de la trompa y fue él, el primero en describir los líquidos del oído interno.

En 1855 Heinrich Adolph Rinne, describe su prueba de diapasones, como un método diagnóstico aún vigente, para diferenciar las hipoacusias conductivas de las neurosensoriales.

A pesar de lo antiguo del problema y de las mejoras en el diagnóstico, sólo hasta finales del siglo XIX se hicieron los primeros intentos para mejorar de una manera efectiva las dificultades auditivas. Los primeros audífonos aparecieron hacia el año 1800 en la denominada era acústica.

Las trompetas o auriculares mejoraban la captura de las ondas sonoras dentro del conducto, aumentando de esta manera la resonancia en el canal auditivo. Su mayor amplificación era obtenida entre los tonos 1000 y 3000 Hz dependiendo del modelo utilizado y sólo fueron ofrecidas para la venta a los círculos sociales más exclusivos y a costos muy elevados.

La segunda época del audífono la constituyó la era del carbón y empezó con el descubrimiento del teléfono por Alexander Graham Bell en 1876, las ganancias ofrecidas eran sólo hasta de 26 dB siendo estos amplificadores de gran tamaño (1).

La tercera época se ha denominado del tubo de vacío y fue iniciada por Lee DeForest en el año 1907. Estos amplificadores ofrecían una mayor salida y ganancia hasta 120 dB y 50 dB. SPL.

El desarrollo del audiómetro Western Electric A-1 hacia 1920, permitió mejorar la evaluación de los problemas otológicos y por tanto el enfoque terapéutico y rehabilatador.

La aparición inicialmente del transistor en 1952 y posteriormente del circuito impreso y el inicio de la era digital, dieron un vuelco al desarrollo tecnológico en todas las áreas, permitiendo la miniaturización de los instrumentos de amplificación auditiva. Ya son para todos nosotros, piezas de museo los audífonos de caja y los que venían adaptados a la pata de la gafa y falta poco para que los audífonos retroauriculares o BTE por su sigla en inglés “Behind the Ear” sigan el mismo camino.

Pero el cambio fundamental no se ha suscitado sólo en el tamaño, sino principalmente en el mejor entendimiento del problema de la pérdida auditiva, sus implicaciones socio- culturales y en el área del aprendizaje, conocimientos que han sido paralelos al mejor entendimiento de la neurofisiología del oído interno y particularmente la función de las células ciliadas internas y externas.

Los audífonos son aparatos electroacústicos que tienen como fin amplificar el sonido que reciben en su entrada, de manera que el sonido obtenido en su salida sea mayor que el recibido. La ASHA (American Speech-Language and Hearing Asociation) define al audífono como un componente crucial de la rehabilitación aural y como una ayuda para facilitar la adecuada comprensión y expresión en los procesos de comunicación, en individuos con pérdida auditiva.

El audífono está constituido por unos componentes básicos entre los que se destacan el micrófono, un transductor que convierte la energía sonora en energía eléctrica, el amplificador un transistor que incrementa el poder de la señal eléctrica recibida gracias a la batería, elemento que provee al circuito la energía necesaria para su función y el receptor que convierte la energía eléctrica amplificada en energía sonora. Los audífonos con circuitos de compresión tienen además, doble amplificador de entrada y salida y los digitales tienen convertidores de energía análoga a digital y de digital a análoga.

El problema

La hipoacusia es definida como la reducción en la sensibilidad del mecanismo auditivo para percibir sonidos a un volumen considerado normal de 20 dBHL para adultos y 10 dBHL para niños (2). Esto conlleva consecuencias negativas en desarrollo de lenguaje, en aprendizajes en comunicación y desventajas sociales y emocionales.

La pérdida auditiva puede ser congénita o adquirida, temporal o permanente, súbita o progresiva, periférica o central, bilateral o unilateral y sus causas más comunes son los traumas, infecciones, ototóxicos, ruido, edad o factores genéticos.

Según información publicada por la Academia Americana de Audiología en el año 2001, el 95% de las pérdidas auditivas son de tipo neurosensorial y se distribuyen según el grado de pérdida de la siguiente manera:

42.2 % pérdida auditiva media.
45.9 % pérdida auditiva moderada.
8.9 % pérdida auditivas severa.
3% pérdida auditiva profunda.

La National Health Promotion and Disease Prevention de Washington en el año 2000, clasificó la pérdidas según el grupo de edad y encontró que la pérdida auditiva es un problema que se presenta en 1 de cada 50 personas de la población general y su distribución etárea es como sigue:

5% en población menor de 18 años
4.6% en población entre 18 y 44 años.
14% en población entre 45 y 64 años.
54% en población mayor de 65 años.
23% en población entre 65-74 años.
31% en población mayor de 75 años.

Esta clasificación muestra que el grupo de edad más afectado es el de los mayores de 65 años, grupo éste que frecuentemente es olvidado y subdiagnosticado. Se asume que la hipoacusia es un estado “normal” en el anciano.

De acuerdo al tipo depérdida, ésta puede ser clasificada en:

Pérdida auditiva conductiva: debida a desórdenes en la conducción de sonido a través del conducto auditivo externo o el oído medio. Usualmente afecta todas las frecuencias y no sobrepasa los 45 dBHL, en este tipo de pérdidas se pueden utilizar audífonos, aunque, sin embargo, es importante determinar en primera instancia si el problema es susceptible de ser resuelto con tratamientos médicos farmacológicos o quirúrgicos.

Pérdida auditiva neurosensorial: es el resultado de un daño en las células ciliadas internas y/o externas de la cóclea o un daño en la vía auditiva. La pérdidas pueden variar en grado de medio a profundo. Usualmente se afectan determinadas frecuencias, produciendo curvas audiométricas con pendientes generalmente hacia los tonos agudos. La mayoría son candidatas a la rehabilitación con prótesis auditivas. En algunas personas la distorsión del sonido producida por el daño periférico y/o central puede dificultar y aún imposibilitar la adaptación de una prótesis auditiva.

Pérdida auditiva mixta: es dada por una combinación de factores tanto conductivos como neurosensoriales.

Pérdida auditiva central: es el resultado del daño o incapacidad de los nervios o núcleos del sistema nerviosocentral, en las vías del cerebro o en el cerebro mismo.

Actualmente se reconoce un nuevo tipo de patología auditiva denominado neuropatía o dis-sincronía auditiva.

Esta alteración se caracteriza por presentar función normal de las células ciliadas en la cóclea con una función anormal a nivel del VIII par craneal (3).

Pero por qué se ha necesitado tanta evolución tecnológica para un problema “tan sencillo” como es el de amplificar el sonido para una persona hipoacúsica? Sabemos que tecnologías utilizadas a diario como equipos de sonido y las videograbadoras han permanecido prácticamente sin cambios substanciales durante 40 o más años. Sólo ahora con el desarrollo digital han presentado cambios importantes.

Los audífonos han tratado de imitar las funciones de la cóclea, pero desafortunadamente esto aún no ha sido posible. La dificultad radica en que las células ciliadas que deben ser estimuladas para que un sonido sea oído, están dañadas o se encuentran disminuidas en cantidad, si las células ciliadas remanentes en un paciente con pérdida neurosensorial fuesen normales cualquier prótesis de tipo lineal (aumenta el volumen hasta la saturación) sería suficiente para corregir el problema, pero el proceso es más complejo, los daños a nivel coclear producen distorsiones severas en la información que debe ser transmitida hacia la corteza temporal. Pérdidas en las células ciliadas externas producen principalmente disminución de la discriminación del lenguaje en ambientes ruidosos y si además la lesión se extiende a las células ciliadas internas el mensaje puede llegar incompleto, dificultando la discriminación de los fonemas y del lenguaje mismo.

Una adecuada adaptación puede incrementar la capacidad de la cóclea para procesar la información cuando existe una reserva funcional utilizable. En los casos más severos en los que los porcentajes de discriminación no sobrepasan el 20% la mejor opción para lograr una rehabilitación es la de enviar la señal directamente al VIII par o al tallo cerebral mediante un dispositivo implantable.

Tipos de tecnologías

Tecnología análoga

La tecnología análoga fue la primera utilizada en los procesos de amplificación de sonido. Se caracteriza por la continuidad y suavidad en los cambios a través del tiempo.

Todo sonido que es registrado por el micrófono es amplificado, aumentando la amplitud de la onda gracias a la energía proveniente de la batería. Su salida puede ser de tipo lineal, como lo fue en los modelos antiguos, o con compresión WDRC, AGC-I, AGC-O, sistemas que permiten aumentar la ganancia con los sonidos suaves a la vez que disminuyen la ganancia en los sonidos de mayor intensidad.

Tecnología programable

Empezó a aparecer en los años 90. Es un audífono de características análogas en el cual sus parámetros pueden ser cambiados a través de programación de tipo digital.

Programación que se hace electrónicamente y reemplaza los controles externos del audífono convencional.

También son denominados “híbridos” ya que su tecnología es análoga y su programación digital.

Las ventajas que tiene sobre un convencional análogo son estéticas al lograr una miniaturización por carecer de controles externos, además ofrece cambios en programación en pérdidas de tipo fluctuante y pueden ser programados directamente en los consultorios sin necesidad de regresar a las fábricas (4).

Pueden tener algunas características de compresión y ofrecer dos memorias para que el paciente cambie a través de un botón las características electroacústicas dependiendo del ambiente en donde se encuentre.

Tecnología digital

La entrada continua de la señal es reemplazada por discretos y altos contrastes y un conjunto finito de dígitos, estos símbolos de código binario reducen la información a “1” y “0” como el mundo binario implica. La salida del audífono a través de los dígitos puede ser manipulada de manera específica a la pérdida auditiva, permitiendo realizar ajustes adecuados y efectivos para mejorar los requerimientos en comunicación.

Debido a la facilidad de manipular la información digital, sólo cambiando los códigos binarios, este tipo de audífonos pueden producir varios esquemas de compresión al igual que se pueden incrementar las combinaciones de salida del sonido, aumentando la posibilidad de encontrar la mejor respuesta posible para un problema dado.

Los algoritmos numéricos facilitan la ejecución de comandos incluyendo la reducción automática del ruido mejorando la discriminación de la voz en ambientes ruidosos; ofrece reducción del feedback: que se presenta con el uso del teléfono, con la masticación y con la risa; ofrece equalización de picos y por tanto una amplificación más suave y una mejor calidad de sonido y por último se puede reducir el nivel de ruido del micrófono hasta valores menores a 14 dBSPL (lo normal en un audiófono análogo es 23-24 dBSPL) (5, 6).

Los términos programable y digital no deben ser confundidos, el programable es de características análogas que pueden ser modificadas por un sistema digital, mientras que en el digital toda la información se maneja con códigos binarios hasta el momento de llegar al receptor, cuando debe ser convertida a información análoga para que pueda ser oída por el paciente.

¿Por qué compresión?

Los audífonos inicialmente amplificaban de manera lineal, es decir el sonido que entraba a través del micrófono era amplificado en el receptor siguiendo una progresión aritmética (1:1). Este proceso producia una distorsión del sonido debido a que el audífono tenía una salida máxima que al saturarse con sonidos fuertes, ocasionaba un recorte brusco de la señal en un proceso conocido como peack clipping. Esta distorsión daba un recorte de información comunicativa y ruidos adicionales no presentes en la entrada del aparato (7).

La posterior aparición de los circuitos no lineales o de compresión hace que el recorte en la salida esté predeterminado, evitando la distorsión.

Circuitos como el AGC entraron al mercado en el año 1961 y fueron las primeras formas de control de distorsión, pero realmente fue sólo a partir de la década de los 80 en la que los cambios fueron dramáticos con el descubrimiento de que en la cóclea las células ciliadas internas y externas cumplen roles específicos. Las células ciliadas externas ayudan a las células ciliadas internas a captar sonidos suaves al realizarse un proceso de amplificación del movimiento de la membrana basilar gracias a la electromotilidad de la célula ciliada externa por la contracción de proteínas como la prestina presentes en su interior.

Ante este conocimiento se determina entonces que las pérdidas auditivas más frecuentes dadas por daño en las células ciliadas externas son en promedio de 50 dBHL. Este tipo de pérdida como el que se presenta en la presbiacusia, es el más común actualmente. Por tanto para su corrección un audífono debe imitar la función de las células ciliadas externas es decir producir una compresión que movilice la membrana basilar y estimule las células ciliadas internas en un punto específico para cada frecuencia. Pérdidas mayores implican un compromiso de las células ciliadas internas por lo que la amplificación en estos casos es aún más difícil (8).

Por otro lado el nivel de incomodidad medido con el UCL (uncomfortable level) a través de la prueba de rango dinámico, es siempre el mismo sin importar si se tiene o no se tiene pérdida auditiva, es decir a todos, normo oyentes e hipoacúsicos nos deben incomodar niveles de sonido mayores a 95 dBHL.

Los sistemas de compresión facilitan la amplificación al permitir recortar la salida de modo tal que no se alcance el umbral de incomodidad.

La situación se complica aún más cuando el problema se asocia la disminución de la población neuronal de la vía auditiva, sea esta en el VIII par o directamente en la corteza auditiva temporal primaria.