Audiometria
-
Upload
craciun-andreea -
Category
Documents
-
view
33 -
download
0
description
Transcript of Audiometria
AUDIOMETRIE Echipamente Pentru Diagnostic
AN UNIVERSITAR 2014-2015 UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCUREŞTI
Facultatea de Inginerie Medicală
Studenţi: Andreea Ioana Crăciun
Beni Octavian Guşa
Ioana Cătălina Fierăscu
Alina Cristina Mihalcea
Andreea Margareta Speriatu
Lucia Georgiana Vasile
Profesor coordonator: Bogdan Hurezeanu
1
1. Introducere
1.1. Generalităţi
1.2. Principiul de funcţionare şi metode
1.3. Rezultate finale
2. Schemă bloc
3. Aplicaţii curente
4. Tendinţe
5. Firme producătoare şi modele comerciale
6. Concluzii
7. Analiză S.W.O.T.
8. Bibliografie
2
1. Introducere
1.1. Generalităţi
Audiometria este o tehnică
de investigare a analizorului auditiv
bazată pe generarea unor sunete
tonale (armonice) cu frecvenţe fixe
standard, zgomote şi alte tipuri de
sunete (vorbire, muzică etc.) având
intensităţi reglabile. Confirmarea
percepţiei auditive are loc voluntar
de către subiect sau se obţine
identificând semnale de răspuns
(reflexe, potenţiale evocate).
Audiometrele, în ordinea crescătoare a complexităţii, pot fi:
de triaj
de diagnostic
clinice
Audiometria clasică, subiectivă, este înlocuită cu tehnici obiective: semnalizare reflexă şi
detecţia potenţialelor evocate. Extragerea PEA (potenţial evocat auditiv) din fondul perturbator
EEG reprezintă un procedeu electro-acustic perfecţionat de investigare a funcţiei auditive. Prin
audiometrie tonală se determina pragul minim auditiv la diferite frecvenţe, la ambele urechi.
Audiometrul se compune in principal din:
un generator de sunete
un amplificator
un reglator al intensităţii sonore
un reglator al frecvenţei
un emiţător de sunete.
Figure 1 - Audiograma (Prezentare)
3
1.2. Principiul de funcţionare şi metode
Pentru măsurarea căii osoase se utilizeaza un
emiţător special care va fi fixat pe suprafaţa
apofizei mastoid, vibraţiile sale transmiţându-se
astfel craniului. Pentru determinarea cantitativă a
acuitaţii auditive se utilizează audiometria
liminară tonală. Metoda constă în generarea unor
tonuri pure (sunete armonice) pe un numar de
frecvenţe cuprinse in şirul: 250, 500, 1000, 1500,
2000, 3000, 4000, 6000, 8000, 10000Hz, cu
intensitatea crescută progresiv (continuu sau în
trepre de 5 dB) până când subiectul semnalizează
atingerea pragului percepţiei auditive. Rezultatele
se exprimă in decibeli (dB) care este o unitate de
comparaţie logaritmică. Intensitatea sonoră, ca
mărime fizică obiectivă, se caracterizează prin
energia sonoră care traversează perpendicular
unitatea de suprafaţă in unitatea de timp (W/m2).
Intensitatea sonoră percepută subiectiv nu este
identică cu intensitatea fizică. Pragul minim
auditiv variază in funcţie de frecvenţa vibraţiilor.
La o anumită frecvenţă, pragul percepţiei auditive normale se confundă cu media statistică a
rezultatelor experimentale obţinute pe subiecţi sănătosi din categoria de vârstă cuprinsa intre 18
si 25 ani. Se va nota aceasta cu Iref. In fizica acustică, nivelul intensitaţii unui sunet se raportează
la I0 = 10-12 W/m2, după formula:
NI = 10 x log (I/I0) dB
In caz de pierdere parţială a acuităţii auditive, intensitatea liminară (de prag) măsurată rezultată
este mai mare, fiind notată Is. Corespunzător, avem:
NIs = 10 x log (Is/I0) = 10 x log (Is/Iref x Iref/I0) = 10 x log (Is/Iref) + 10 x (Iref/I0) = NPA + NIref
In cuvinte, nivelul intensitaţii de prag in caz de surditate se ridică deasupra nivelului de referintă
(auz normal) cu nivelul pierderii auditive, NPA. Diferenţa NPA = NIs – NIref (dB), obtinută la
frecvenţa selectată pentru test, se convine sa fie reprezentată in audiogramă. Evident, un auz
normal va fi caracterizat prin valori NPA = 0 la toate frecvenţele şi caracteristică trasată se mai
suprapune peste abscisa reprezentării.
4
In figura alăturată se prezintă
formatul audiogramei şi un
număr de inregistrări
caracteristice diverselor tipuri de
surditate. [4]
In cadrul audiometriei se
investighează sistematic, atât pe
cale aeriană cât şi pe cale osoasă,
pragul minim auditiv prin
creşterea intensitaţii de la 0 dB în
trepte de 5 dB până când
subiectul începe să audă sunetul.
Această intensitate se marchează pe audiogramă. Investigarea începe de la 1 kHz ,după care se
testează frecvenţele mai mari (2-4 kHz) şi după aceasta frecvenţele mai mici (0.5, 0.25 kHz, etc).
Punctele obţinute se unesc cu o linie. In caz de hipoacuzie va trebui să se folosească o intensitate
mai mare pentru atingerea pragului. Intensitatea prag descrie cantitativ pierderea de auz.
Măsuratorile audiometrice se desfăşoară într-o cameră insonorizată, în care pacientului i se
transmit prin cască o serie de sunete pure (tonuri). În timpul testului, bolnavul ţine în mână un
buton ce trebuie apăsat ori de câte ori aude sunetul respectiv. Fiecare ureche este testată separat
şi, în funcţie de răspunsurile pacientului, medicul întocmeşte un grafic numit audiogramă.
Tocmai pentru că se bazează pe răspunsurile pacientului, testul este subiectiv.
În afara audiometriei tonale, audiometria vocală este o altă modalitate de testare subiectivă a
auzului, mai importantă pentru anumiţi pacienţi, pentru că masoară şi capacitatea subiectului
testat de a comunica; se măsoară nu numai capacitatea de auz, ci şi capacitatea celui testat de a
înţelege ce se vorbeşte.
În cazul în care audiometria descoperă o scădere de auz, investigaţiile trebuie continuate cu teste
audiologice obiective. Rolul lor este de a preciza sediul şi tipul leziunii. Astfel, pentru hipoacuzia
de transmisie se face impedantmetrie, care arată starea de funcţionare a urechii medii.
Dacă hipoacuzia este neurosenzorială, sunt necesare două tipuri de teste: otoemisiuni acustice
(arată funcţia urechii interne), sau potenţiale (arată modul în care se transmite influxul nervos
prin nervul cohlear până la trunchiul cerebral).
De obicei se preferă potenţialele evocate cu electrozi aplicaţi pe pielea capului. Din această
cauză răspunsul evocat, corelat cu sistemul auditiv este acoperit de activitatea electrică a
Figure 2 - Audiograme CA: 1 - subiect cu auz normal; 2, 3, 4, 5 - surditate de percepţie avansând cu vârsta; 6 - surditate de transmisie; 7- limitele amplificării; ABCS - domeniul
indicat de protezare
5
creierului (EEG), independenţa de procesul investigat, aşa cum am amintit mai devreme.
Extragerea potenţialului evocat din fondul perturbator EEG este posibilă prin tehnica medierii.
Tehnica medierii, pusă la punct încă din 1958, a fost introdusă şi pentru detectarea potenţialelor
evocate în scoarţa celebrală prin stimulare auditivă.
Semnalele evocate se captează optimal în vertex (creştetul capului), derivaţia P2 – N1, motiv
pentru care poartă denumirea de porţiune V. Raportate la momentul stimulării, potenţialul V
apare după o latentă de câteva zeci de milisecunde. În figura alăturată, a, se dă o funcţie tipică de
desfăşurare a potenţialului evocat auditiv, PEA, mediat din 64 realizări succesive, la intervale de
câte o secundă; observăm reprezentarea din figura b, atunci când se constată faptul că amploarea
PEA creşte cu intensitatea stimulului acustic. In figura c se arată rezultatele experimentale
utilizând semnale de stimulare acustică de diverse intensitaţi şi frecvenţe. [4]
Din cele arătate rezultă că audiometria obiectivă nu conduce fără rezerve la curbe ale pragului
audibilitaţii, deoarece identificarea PEA este cerută numai dacă nivelul stimulării depăşeşte
pragul liminar.
Figure 3 - Potenţialul celebral evocat auditiv
6
1.3. Rezultate finale
Rezultate normale
Abilitatea de a auzi şoapte, conversaţii normale şi bătăile ceasului
În audiometria detaliată, auzul este normal dacă se pot auzi tonurile de 250 Hz - 8000
Hz la 25 dB sau mai mică
Rezultate anormale
Există mai multe tipuri și grade de pierdere a auzului. În unele tipuri pierzi doar capacitatea de a
auzi tonuri înalte. Incapacitatea de a auzi tonuri pure sub 25 dB indică o pierdere de auz.
Cauze ce pot afecta rezultatul
neurome acustice
vârsta
sindromul Alport
labirintita
otoscleroză
timpan rupt sau perforat
2. Schemă bloc
Audiometrul de triaj AT-1, introdus în fabricaţie la IEIA Cluj-Napoca, este un aparat destinat
măsurării pe calea aeriana a pragului de audibilitate tonală, la frecvenţe prestabilite de 250, 500,
1000, 2000, 3000, 4000, 6000 si 8000 Hz. Nivelul intensităţii sonore poate fi reglat din 5 în 5 dB,
în raport cu nivelul pragului de audibilitate normală la frecvenţa respectivă, de la -10dB şi până
la un nivel maxim, de 80, 90 sau 100 dB.
7
Semnalul acustic total se dirijează prin
intermediul unui comutator, către urechea
dreaptă sau către urechea stângă, în regim
continuu sau intermitent (modulat), cu
durate şi pauze de câte 0.25 secunde fiecare.
(figura 1) Creşterea nivelului intensităţii
NPA cu paşi de 5 dB duce treptat la
depăşirea pragului de audibilitate tonală a
subiectului, la frecvenţa restabilită. în acest
moment, subiectul testat semnalizează şi ca
urmare, operatorul înregistrează punctul
obţinut pe audiogramă la intersecţia valorilor de nivel şi de frecvenţa.
Audiometrul AT-1 face parte din categoria aparatelor de măsură şi ca atare trebuie etalonat
periodic. Descrierea audiometrului se face pe baza schemei bloc din figura 2.
Ansamblul conţine opt blocuri funcţionale şi o sursă de alimentare de la reteaua de 220 V. [4]
Figure 4 - Regimul intermitent al semnalului acustic
Figure 5 - Audiometrul de triaj AT-01 - Schema bloc
8
Blocul oscilator (5) conţine un grup de 8 circuite generatoare armonice, câte unul pentru fiecare
frecvenţa de lucru. Aşa cum rezultă şi din desfăşurarea dată in figura 3, ansamblul , activarea
unui anumit generator se face prin intermeiul unui multiplexor electronic analogic controlat din
sectorul de frecvenţa. (1) Fiecare generator de frecvenţa are câte doua părţi de ieşire, prevăzute
cu reglaje potenţiometrice independente de volum, pentru a se putea calibra separat intensitatea
sonora din cele două traductoare electroacustice, TEAD respectiv TEAS. Astfel, din cele 16 porţi
de ieşire ale grupului generator, două sunt active.Conectarea porţii de ieşire corespondente
urechii de testat, către blocul amplificator intermediar (6), se face printr-unul din cele două
circuite integrate multiplexoare analogice de câte opt cai, comandat din blocul de selecţie a
urechii drepte (UD) sau stângi (US), aşa cum se vede in figură.
Amplificatorul intermediar (6) este comandat de blocul de control al emisiei acustice (3).
Semnalul armonic generat este transferat prin amplificator numai pe durata apăsării butonului
TEST sau TEST-5dB. La apăsarea TEST, câştigul în tensiune al amplificatorului este reglat cu 2.
La apăsarea butonului TEST-5dB, amplificatorul trebuie să reducă cu 5 dB. Amplificarea A1=2
înseamnă un câştig:
NA(TEST)= 20 x logA1 = 20*log2 = 6.02 dB
Pentru TEST-5dB, avem A2 si relaţia devine:
NA(TEST-5dB)= 20 x log2 – 5 = 20 x (log2-5/20) = 20 x (log2-logx) = 20 x log(2/x) = 20 x
logA2
Blocul atenuator (7) se află sub controlul de reglaj al intensităţii (2); cu cât nivelul sonor necesar
este mai ridicat, cu atât atenuarea logaritmică rezultată este mai mică. Atenuatorul realizează 12
trepte cu 10dB, pe o reţea rezistivă de precizie conectată la circuite integrate multiplexoare de tip
ROM 05, pentru seleţia atenuării. Cea mai mare atenuare corespunde nivelului de -10dB NPA şi
cea mai mică nivelului de 100dB NPA. Comanda atenuatorului se face numeric, cu 4 biţi, din
blocul (2).
Blocul modulator-amplificator final (8) asigură regimul intermitent al semnalizării acustice,
provocând intrerupere cu frecvenţa de 2 Hz şi pauze de 0.25 secunde, la comanda blocului de
control al emisiei (3). Totodată, aici se face amplificarea de putere si dirijarea semnalului către
unul din canalele traductoarelor electroacustice, sub controul blocului de selecţie a urechii. Pe
durata reglării intensităţii sonore din (2), amplificatorul se anuleaza pentru a feri subiectul testat
de zgomote inerente, asociate comutărilor de frecvenţă şi intensitate.
Comutările şi reglajele din aparat se fac electric, prin intermediul blocurilor de control.
Blocul de control al frecvenţei (1) este acţionat prin intermediul a două taste – de creştere a
frevenţei şi de scădere. Frecvenţa selectată se afişează pe panoul frontal prin iluinarea unei diode
luminescente DL în dreptul valorii înscrise simultan cu activarea generatorului corespunzător din
9
blocul oscilator. Pentru blocarea perturbaţiilor ce însoţesc activitatea generatorului selectat, un
semnal de comandă se transmite şi către blocul de reglare a intensităţii, care închide calea
semnalului armonic câteva zeci de milisecunde. Dacă butonul de schimbare a frecvenţei este
acţionat un timp mai lung, selectorul trece automat pe treptele următoare de frecvenţă, in sensul
comenzii date (sus sau jos).
Blocul de control al emisiei (3) activează canalul semnalului pe durata apăsării butonului TEST
sau TEST-5dB şi comandă amplificarea de tensiune a amplificatorului intermediar, aşa cum s-a
arătat mai sus. O sursă electroluminescentă indică pe panou, în dreptul inscripţiei TEST, starea
de emisie. Regimul selectat de emisie, continuă sau intermitentă, este de asemenea semnalizat
optic pe panou, în dreptul tastelor de selecţie a regimului de emisie.
Blocul de reglaj al intensităţii sonore (2) comandă schimbarea intensităţii acustice, pe trepte de
câte zece decibeli, cu valoarea de referinţă dată de pragul audibilităţii normale. În conseciţă,
afişajul luminos de pe panou indică nivelul pierderii audibilităţii normale. În consecinţă, afişajul
luminos de pe panou indiciă nivelul pierderii auditive NPA, la frecvenţa utilizată, in situaţia
intersectării pragului de percepţie. Operatorul are la dispoziţie două taste, de creştere a
intensităţii INT↗ si de scădere a intensităţii INT↘. Semnalele de comandă se comunică în blocul
atenuator. Pentru eliminarea efectelor perturbatoare generate în procesul reglării intensităţii
sonore, blocul transmite o comandă de inhibare a modulului modulator-amplificator (8).
Blocul de selecţie a urechii (4), comandă blocul modulator amplificator prin acţionarea uneia din
cele doua taste UD sau US, pentru activarea traductorului electroacustic corespondent, TEAD
sau TEAS. Comanda este transmisă şi către blocul oscilator (5) pentru selecţia porţii de ieşire.
Sursa de alimentare (9) furnizează tensiuni stabilite pentru alimentarea circuitelor electronice. O
sursă electroluminescentă indică starea conectată a aparatului.
Din punct de vedere constructiv, blocurile 1-4 se află grupate pe o placă de cablaj, iar blocurile
5-8 sunt grupate pe o a doua placă de cablaj. Sursa de alimentare este realizată pe o placă
separată.
Circuitele comutatoare şi selectoare sunt realizate electronic, comanda lor făcându-se prin
presarea unor contacte situate în placa de sub panoul frontal. Comutatoarele cu doua poziţii
pentru prescrierea regimului continuu sau intermitent, precum pentru prescrierea canalului drept
sau stâng, funcţionează cu circuite basculante bistabile RS; cele două taste de selecţie acţionant
pe intrările SET, respectiv RESET, definesc stări staţionare ce comandă elemente de execuţie
corespondente.
Comutarea valorii frecvenţei s-a realizat cu un circuit numărător reversibil cu 8 stări (3 biti), iar
reglarea nivelului intensitaţii cu un număr reversibil cu 12 stări (4 biti). Pe intrările
numărătoarelor se aplică impulsuri de tact cu perioadă mare de repetiţie (~2 secunde). Tastele de
comandă a scăderii valorilor declanşează numărarea inversă. Prin decodificarea conţinutului
10
numărătoarelor rezultă comenzile multiplexoarelor analogice de cale şi a diodelor luminescente
de semnalizare pe panoul de afişaj. Numărătorul pentru reglarea nivelului intensitaţii este echipat
cu circuite de limitare a conţinutului în funcţie de valoarea frecvenţei selectate, la 9, 10 sau 11,
pentru nedepăşirea nivelului de 80dB pe frecvenţele de 250 si 8000 Hz, de 90 dB pe 500, 5000,
6000 Hz, respectiv 100 dB pe frecvenţele de 1000, 2000 si 3000 Hz.
Pentru a putea garanta datele reprezentate în audiograme, audiometrul trebuie verificat şi
reetalonat periodic. Operaţiile se referă la valorile nominale de frecvenţă şi la nivelele intensităţii
sonore ale sunetelor armonice emise de traductoarele electroacustice. Se verifică întâi timbrul şi
înălţimea tonurilor în raport cu o sursa acurstică de frecvenţă reglabilă (generator de semnal
sinusoidal şi difuzor adaptat). Dacă timbrul tonurilor evidenţiază prezenţa unor armonici, este
necesar ca să se măsoare distorsiunile în semnal. Distorsiunile pronunţate pot rezulta ca urmare a
deteriorării traductoarelor electroacustice (căştilor).
Pentru reglarea nivelelor de intensitate sonoră este necesar să se utilizeze un sonometru etalonat
care se cuplează pe rând cu câte unul din traductoarele electroacustice, prin intermediul unui
adaptor acustic numit ureche artificială, livrat cu audiometrul. Etalonarea se face la intensitatea
nominala reglată la nivelul de 80 dB. În manualul de utilizare şi intreţinere a audiometrului sunt
indicate operaţiile ce trebuie executate şi în ce ordine, care sunt elementele de ajustat şi care sunt
indicaţiile sonometrului, corespondente cu valorile nominale înscrise pe panoul aparatului. Este
evident că , fără o aparatură corespunzătoare de etalonare, reglarea audiometrului “după ureche”
este impsoibilă. [5]
În concluzie, audiometrul TA-1 este o realizare tehnică remarcabilă, adecvat determinării
curbelor de audibilitate toanală laminară în expresia NPA, pe cale aeriană, pentru investigaţii
medicale de triaj şi diagnostic. Soluţii tehnologice adoptate, utilizarea de circuite integrate,
comanda electronică a parametrilor reglaţi de către operator şi implicit eliminarea elementelor
acţionate mecanic (potenţiometre, comutatoare, intrerupătoare) măresc substanţial
probabilitatatea funcţionări fără defecţiuni, pe timp îndelung a audiometrului AT-1.
3. Aplicaţii curente
Această aplicaţie pe care o prezentăm este un subansamblu al aplicaţiei Ser. Nr. 09/139,858,
lansată în 25 august 1998.
Această invenţie este relaţionată unei interfeţe multimedia a unui instrument de testare şi
diagnosticare şi, în mod particular, testărilor automate, incluzând instrucţiuni multimedia,
monitorizarea testelor, reacţia la apariţia erorilor, ce către un audiometru sau alte instrumente
medicale sau de diagnosticare.
11
Este cunoscută o largă varietate de instrumente medicale şi de diagnostic. Unul dintre acestea
este audiometrul. Un audiometru este un generator electric de tonuri-test pentru evaluarea
auzului. Alte astfel de aparate sunt: spirometru pentru măsurarea capacităţii pulmonare,
echipamente pentru testarea capacităţii vizuale, echipamente pentru testarea alcoolemiei, şi
echipamente pentru monitorizarea sănătăţii la locul de muncă precum tensiometre, ECG, şi
altele. În genral, acestea şi alte echipamente necesită unul sau mai mulţi indivizi pentru a efectua
testele operând echipamentul şi dând instrucţiuni subiectului.
Trendul în ceea ce priveşte testările este de a automatiza aparatura. Prin acest proces se reduce
astfel numărul de administratori ai aparaturii şi se măreşte încrederea în rezultat, fără a exista mai
apoi influenţa factorului uman. Cu toate că anumite automatizări au fost efectuate şi anterior,
aceste eforturi s-au îndreptat în direcţia compilării automate, organizării şi raportării datelor în
formatele dorite. Unităţile de procesare precum computerele personale au fost programate astfel
încât să se ocupe de partea de compilare, organizare şi raportare a funcţiilor. Foarte puţine
demersuri s-au făcut înainte de acest format înspre automatizarea eventualei realizări a testului.
Administrarea unui astfel de test s-a realizat aproape numai susţinut de unul sau mai mulţi
administratori.
Testarea auzului a fost pentru o perioadă de câteva decade realizată cu ajutorul audiometrului.
Înaintea audiometrului, au fost folosite furci tonale şi alte instrumente de generare a tonurilor. La
începuturile testărilor, subiectul răsundea direct unui administrator de testare care înregistra
rezultatele bazându-se pe determinările sale subiective. Primul audiometru, un echipament
electronic ce genera tonuri, oferea un anume grad de standardizare a testului respectiv pentru că
s-au atins de fiecare dată tonuri uniforme şi calibrare mai precisă.
Chiar şi după inventarea audiometrului, cu toate acestea, testarea auzului era departe de a fi
standardizată deoarece testarea varia în ambele proceduri şi determinări. O procedură standard,
folosită chiar şi în ziua de azi, a fost dezvoltată pentru teste auditive. Procedura se numeşte
“Hughson-Westlake”. În această procedură tonuri, la un nivel auzibil de către subiect,de exemplu
30dB, sunt prezentate în primă fază. Subiectul răspunde că tonurile respective sunt auzite apoi
nivelul tonurilor este scăzut cu 10 dB. Paşii sunt repetaţi până când răspunsul subiectului (sau
lipsa unui răspuns din partea acestuia) indică faptul că subiectul nu mai aude. Când subiectul
răspunde că nu mai aude nivelul este crescut cu 5 dB. Dacă subiectul tot nu răspunde nivelul este
crescut tot cu 5 dB până când acesta va auzi. Acest proces este repetat până când se obţin trei
răspunsuri afirmative consecutive la acelaşi nivel. Pentru a cuantiza calitatea auzului în timp se
realizează un test pentru a determina baza, referinţa testelor ulterioare. Apoi se realizează teste la
intervale bine determinate de timp pentru a cuantiza evoluţia calităţii auzului în timp.
În ceea ce priveşte diagnosticarea şi instrumentele de testare a sănătăţii realizate industrial, în
general audiometrele au devenit din ce în ce mai automatizate. În mod particular testarea ar
putea fi mai uniformă în ceea ce priveşte intervalele de testare şi în timp ce se realizează testul un
administrator ar putea interpreta rezultatele. De asemenea, automatizarea instrumentarului reduce
12
costurile de angajare a personalului. Reducerea personalului prin automatizarea echipamentului
produce o reducere sau o eliminare a costurilor respective. Ba mai mult, prezentarea testelor şi
determinarea rezultatelor poate varia atât timp cât intervine factorul uman. În plus faţă de
avantajele aduse de automatizare, mai adăugăm şi realizarea testelor în mai multe limbi,
realizarea mai multor teste în acelaşi timp pe acelaşi subiect sau testarea mai multor subiecţi în
acelaşi timp, obţinerea unor efecte vizuale şi alte posibilităţi.
Prototipurile acestor invenţii prezintă avantajele multimedia în testare, în vederea diagnosticării,
folosind în vederea obţinerii rezultatelor componente electronice sau alte instrumente. Aceste
prototipuri sunt concepute în special pentru folosirea în audiometrie, dar, cu toate aceste, se pot
folosi pentru numeroase alte aplicaţii.
Sumarul invenţiei
Un exemplu al invenţiei este o metodă de realizare automată a unui test de audiometrie. Metoda
cuprinde etapele de control a unui audiometru pentru a comuta selectiv outputul audiometrului
între tonurile generate de către audiometru şi semnalele sonore generate de către informaţia
digitală, mai întâi setând outputul audiometrului la semnale sonore specifice de control ce indică
începerea unui nou test, completarea unui test curent sau o eroare, emiţând semnale sonore
reprezentative după prima comutare, comutând apoi audiometru la emiterea tonurilor de testare
până la următoarea comutare.
Alt exemplu al invenţiei este un audiometru multimedia. Audiometrul multimedia cuprinde
mijloace pentru emiterea semnalelor sonore generate de informaţii digitale, mijloace de emitere a
tonurilor de testare, precum şi mijloace pentru controlul modalităţilor de comutare acestea din
urmă fiind interconectate între ele.
O altă componentă a invenţiei este un audiometru multimedia. Acesta cuprinde un computer, un
generator de ton, şi un comutator conectat la calculatorul şi la generatorul de ton. Comutatorul
determină selectiv dacă generatorul sau computerul emit unde sonore, şi computerul cotrolează
comutatorul. O altă componentă a invenţiei este un audiometru. Audiometrul cuprinde un
procesor, o memorie ce este conectată la procesor pentru stocarea datelor, un generator de unde
sonore pentru generarea semnalelor analogice sonore în concordanţă cu datele digitale conectat
electric la procesor şi un comutator conectat la generatorul de sunete, la generatorul de tonuri de
testare şi la procesor. Comutatorul este controlat de către procesor pentru a determina selectiv fie
generatorul de unde sonore, fie generatorul de tonuri de test să emită unde sonore.
O altă componentă a invenţiei este un instrument care realizează un test pe un subiect. Acest
protocol cuprinde o ieşire dată de instrument urmată de o intrare la instrument. Subiectul
determină intrarea care poate fi pozitivă, negativă sau nulă. Instrumentul cuprinde un generator
de semnale de ieşire un detector de semnale de intrare, un sistem de stocare pentru datele
digitale, un convertor multimedia.
13
4. Tendinţe
În domeniul audiometriei, tendințele se îndreaptă către automatizarea aparaturii, fiind astfel
reduse costurile și îmbunătățită calitatea rezultatelor, fiind independente de utilizator.
Dacă de-a lungul timpului au fost folosite furci tonale sau audiometre digitale, odată cu apariția
audiometrelor analogice s-a urmărit optimizarea echipamentelor din punct de vedere al
dimensiunilor și al facilității operării. Astfel, trendul actual este cel al aparatelor portabile, bazate
pe PC, operate wireless sau care se pot conecta prin USB.
Audiometrie cu Tonuri Pure
O inovație în domeniu este reprezentată de Audiometrul Tabletă, o nouă paradigmă a evaluării
pragurilor auditive, în care pacientul controlează prezentarea și ritmul stimulilor sonori, și nu
audiologul.[1] Această metodă a fost proiectată ca un joc interactiv bazat pe un arbore decizional
(da/nu) sau ca o interacțiune forțată de alegere între două posibilități, o metodă psihofizică de a
obține răspunsuri de la o persoană despre experiența legată de un stimul.
În acest test, utilizatorului îi este prezentată secvențial o serie de obiecte (de exemplu, ‘ouă’) și îi
este trasată sarcina de a împărți obiectele în categorii: producătoare de sunet sau silențioase, prin
tragerea obiectelor într-unul din cele două
containere (de exemplu, cotețul puilor sau
carton de ouă). În joc, utilizatorul practic
navighează prin propriul test și răspunde cu
da/nu fiecărui stimul. [1] Într-o versiune
simplificată a jocului, un copil primește doar
un container și trebuie să aleagă obiectele
când acestea produc sunete. Fiecare obiect
producător de sunet emite un singur murmur
la frecvențe de 500, 1000, 2000 sau 4000 Hz.
Intensitatea sunetului scade cu fiecare
prezentare până când copilul nu mai poate
sorta obiectele. Ulterior, intensitatea
sunetului este mărită.
Pragurile sunt determinate cu ajutorul metodei Hughson-Westlake. Metoda Hughson-Westlake
este o metodă ascendentă, cunoscută și drept procedura ‘up 5dB-down 10dB’. Prima prezentare
are o intensitate mare (60dB HTL). Dacă pacientul răspunde, intensitatea este redusă cu 10dB
până când nu mai există niciun răspuns, fiind apoi crescută cu câte 5 dB până când apare din nou
un răspuns. Intensitatea este din nou redusă cu 10 dB până nu mai apare răspuns și crescută cu 5
dB până este înregistrat un răspuns. [1]
Figure 6 - Aspectul jocului
14
În mod aleator sunt prezentate și ‘ouă silențioase’ ca o măsură a concordanței interne
(fiabilitate).
Odată ce toate frecvențele au fost testate, se obține o audiogramă standard.
Metoda este bazată pe audiometria comportamentală, audiometria prin joc condiționat, metodă
folosită pentru copii. Copilul este antrenat să realizeze o activitate (să pună un cub într-o cutie,
cuie într-o gaură sau un inel pe un con) de câte ori aude un sunet.
Un alt echipament inovativ este un Audiometru Portabil pentru Screening de înaltă frecvență
a pierderilor auditive cauzate de ototoxicitate la domiciliu și în clinici. Cisplatina, cel mai
ototoxic agent, cauzează modificări ale auzului în timpul tratamentului în 60% din cazuri,
modificări care nu pot fi detectate decât prin evaluarea directă a funcției auditive. A fost
identificată o gamă de auzire de o octavă individualizată pentru fiecare limită de auzire de înaltă
frecvență a unui pacient, numită gama sensibilă pentru ototoxicitate (SRO-Sensitive Range for
Ototoxicity). [2] SRO este capabilă să detecteze 94% din schimbările timpurii ale auzului din
timpul tratamentului. SRO se obține inițial din testarea auzului de la 0.5 la 20 kHz pentru a găsi
cea mai înaltă frecvență la care un prag de 100 dB al nivelului presiunii sunetului (SPL-Sound
Pressure Level) este obținut. Pragurile la următoarele 6 frecvențe mai joase, măsurate în pași de
1/6 dintr-o octavă, însumează SRO. [2]
Figure 7 - Audiograma
15
Tehnica SRO este eficientă în timp și sensibilă la efectele timpurii ale Cisplatinei asupra cohleei,
detectarea ototoxicității fiind importantă datorită posibilității de ajustare a tratamentului pentru a
fi mai puțin totoxic.
Testarea clinică poate avea loc o dată la două-trei săptămâni, existând posibilitatea unei detectări
târzii a schimbărilor auditive. Avansul tehnologic a permis telemedicinei să îmbunătățească
accesul, eficacitatea și eficiență multor aspecte ale sănătății, printre care și serviciile audiologice.
Sistemul OtoID (ototoxicity identification) este un instument portabil care reduce costurile și
mărește accesul și eficiența detectării timpurii a ototoxicității. Sistemul cuprinde un ansamblu
audiometric de monitorizare care are abilitatea de a transmite informațiile personalului medical
care va interpreta rezultatele. De asemenea, pacienții se pot și auto-evalua. Echipamentul permite
achiziția unor semnale audio de înaltă calitate bazate pe un circuit analogic oscilator, atenuatoare
discrete și monitorizarea zgomotului ambiental.[2]
Sistemul OtoID este alcătuit din:
1) Procesor ARM cu un monitor LCD color cu touch-screen
2) Audiometru cu capacitatea de a genera tonuri pure de înaltă frecvență și măsurarea
zgomotului ambiental
3) Căști
4) Modem pentru transferul rezultatelor către un audiolog.
Figure 8 - Structura OtoID
16
Răspuns auditiv automat al trunchiului cerebral
(AABR – Automated Auditory Brainstem Response)
Ignorarea testului auditiv de screening la naștere poate afecta vorbirea, limbajul și dezvoltarea
cognitivă, identificarea directă prin observare a medicului sau a părinților în primul an de viață
nefiind eficientă. O metodă modernă de detectare a pierderii auzului este prin aplicarea
semnalelor electroencefalografice (EEG) ca indicatori. [3]
Când se aplică un stimul auditiv creierului uman, se produce potențialul auditiv evocat în
cortexul auditiv. Abilitatea de a auzi a pacientului poate fi recunoscută prin extragerea
trăsăturilor corespunzătoare din înregistrările EEG. EEG este un indicator clar pentru aplicațiile
brain-computer interface, extragerea trăsăturilor făcând distincția între activități stimulatoare și
nestimulatoare. Activitatea stimulatoare este identificată atunci când se înregistrează valori
corticale de magnitudine mai mare. [3]
Un astfel de sistem de detectare a auzului cuprinde mai multe etaje:
- Etajul de potențiale auditive evocate EEG
- Filtrare
- Segmentare de date
- Extragerea trăsăturilor în domeniile Timp-Frecvență
- Clasificare optimală utilizând rețele neuronale,
la ieșire rezultatele fiind împărțite în stimulatoare și nestimulatoare, ca în figură.
Figure 9 - Structura sistemului de detectare a auzului
17
Sunt folosite rețele neuronale de tip feed forward și feedback, modelele fiind configurate optimal
prin varierea straturilor ascunse de neuroni, algoritmii de învățare și performanța lor fiind
evaluate din punct de vedere al specificității, senzitivității și acurateții clasificării [3].
Figure 10 - Arhitectura rețelei neuronale
Figure 11 - Harta amplitudinii înainte și în timpul aplicării stimulului
18
5. Firme producătoare şi modele comerciale
Amplivox – este o firmă britanică ce a dezvoltat o gamă largă de produse audiologice inovative
şi portabile ce sunt uşor de utilizat, robuste şi de încredere.
Exemple de echimpamente :
CA850 series 5-A este un audiometru portabil ce poate să
măsoare automat şi să clasifice nivelurile de auz într-un
mod eficient. Caracteristici tehnice: Trei metode de testare
inclusiv auto-înregistrarea (testul Bekesy), afişarea
audiogramei pe ecran, posibilitatea salvării înregistrărilor
dar şi opţiunea unei imprimante portabile, uşor de utilizat,
baza de date internă şi posibilitatea parolării, interfaţa PC
bi-direcţională, tastatura integrată, compatibilitatea cu cele
mai importante aplicaţii de baze de date.
Otosure este un adiometru automat bazat pe PC, ce asigură o soluţie pro-activă si portabilă,
pentru satisfacerea cerinţelor de ecranare
audiometrică. Uşor şi de mărime de buzunar,
este ideal pentru cerinţele mobile. Caracteristici
generale: audiometru de buzunar, funcţie ”Plug
si Play ”, conectare USB, analiză rezultatelor
testelor, identificarea personalului „de risc”,
analiza in profunzime.
Cabina acustică 350 S este proiectată să producă un mediu
controlat in care să se completeze o ecranare audiometrică.
Caracteristici generale:
dimensiunea interna: 894 mm x 948 mm x 2000 mm
iluminare LED prin senzori
sistem de ventilatie, dotata cu roti pentru o
mobilitate completa
optiunea de mână stângă/dreaptă pentru usă.
19
HCE Healthcare Equipment - PC
Werth OTOpod Wireless diagnostic
audiometer
Audiometrul OTOpod a introdus un
concept complet nou in audiometria
portabilă cu circuitul construit chiar in
butonul de răspuns al pacientului, operat
wireless de la un Windows PC. Modelul
OTOpod M1 este un instrument de
diagnostic ce ofera caracteristici de testare a conducţiei aerului si a conductiei osoase atât manual
cat si automat.
Caracteristici:
liste de cuvinte pre-înregistrate pentru testările vocale
controlat de software Symphony pentru a usura testarea si pentru eficientizarea fiecărui
nivel de utilizarea
posibilitatea utilizarii unor baterii reîncarcabile sau alimentarea la un panou electric
portabil si convenabil de utilizat la testările la domiciuliu
utilizeaza conexiune wireless Bluetooth între audiometru şi PC.
HCE Healthcare Equipment - Asra Classic Audiometer
Audiometrul ASRA implică electronica modernă, cuplată cu dezvoltarea continua a software-
ului, pentru a asigura o gamă unică de facilitaţi într-un pachet usor de utilizat, pentru progresarea
profesionistilor in medicină muncii. Upgrade-urile software-ului in interesul clientului sunt
valabile anual pentru a extinde facilitaţile valabile si pentru siguranţa ca fiecare ASRA este adus
la zi.
Audiometrul standard MI-3000 este un model
economic, manual ce testeaza frecvente intr 125 Hz
pana la 8000 Hz, inclusiv frecvenţe standard inter-
octave. Este mic si destul de uşor pentru a fi portabil ,
dar totuşi destul de mare pentru a asigura accesul facil
şi operarea tuturor opţiunilor audiometrului.
20
Audiometrul de screening Oscilla SM910 este un
audiometru manual modern, uşor de deprins. Designul şi
tehnologia avansată au fost imbunataţite; aparatul este
controlat de un procesor. Generatorul de ton asigura o
stabilitate absolută a tonului fara distorsiuni sau întarzieri.
Carcasa de aluminiu are un aspect plăcut, dar este in
acelaşi timp foarte rezistentă si protejează aparatul de
influenţa mediului sau alte aparate electronice.
Printre caracteristici putem aminti:
ton pulsativ
display usor de citit
butoane silentioase
frecvenţe: 11 frecvenţe de la 125 la 8000 Hz
calibrare usoară
echipat cu port serial pentru conectare la PC
update automat sau manual pentru audiogramă pe ecranul calculatorului.
Audiolyser ADL-50 este un audiometru de
clasa 4, portabil si autonom. Aparatul are un
monitor cu LCD si o imprimantă integrată ce
permite o efectuare completă şi rapidă a unei
audiometrii cu conducţie aeriană.Aparatul
funcţioneaza pe bază de alimetare sau baterii
reîncarcabile in 3 moduri diferite: manual,
semi-automat si automat. Parametrizarea
diferită permite efectuarea unui test de
screening rapid sau a unei audiometrii
complete cu conductie aeriană si ton pur.
Calibrarea este efectuata in fabrică, cu o
ureche artificială, conform normei ISO (CEI318 tip DK 4153). Castile sunt dotate cu un
microcontroller-ului ce generează sunetele.[7]
21
6.
Audiometria este o tehnică de investigare a analizorului auditiv bazată pe generarea unor sunete
tonale (armonice) cu frecvenţe standard având intensităţi reglabile.
În cadrul audiometriei se investighează sistematic, atât pe cale aeriană cât şi pe cale osoasă,
pragul minim auditiv prin creşterea intensităţii de la 0 dB în trepte de 5 dB până când subiectul
începe să audă sunetul.
Metoda este eficientă în diagnosticarea pierderilor auzului, factor esențial întrucât auzul este un
element care influențează calitatea vieții.
De la apariție s-a înregistrat un progres tehnologic continuu, trendul actual fiind cel al aparatelor
portabile, bazate pe PC, operate wireless sau care se pot conecta prin USB.
Pe piață și-au făcut apariția numeroase firme (Amplivox, HCE Healthcare Equipment, Medical
Instruments etc.) a căror producție nu se rezumă doar la audiometre, dar care realizează produse
cărora le aduc constant îmbunătățiri.
7. Analiză S.W.O.T.
22
1. J. Yeung, H. Javidnia, S. Heley, Y. Beauregard, S. Champagne, M. Bromwich, The
new age of play audiometry: prospective validation testing of an iPad-based play
audiometer, 2013
2. P.G. Jacobs, G. Silaski, D. Wilmington, S. Gordon, W. Helt, G. McMillan, S.A.
Fausti, M. Dille, Development and Evaluation of a Portable Audiometer for High-
Frequency Screening of Hearing Loss from Ototoxicity in Homes/Clinics, 2012
3. N. Sriraam, EEG based automated detection of auditory loss: A pilot study, 2012
4. T.D.Gligor, A. Policec, O.Bartos, V. Goian -Aparate electronice medicale – editura Dacia –
Cluj-Napoca, 1988
5. Rustem Popa - Electronica medicala – Editura Matrixrom – Bucuresti, 2006 6. Leroy Braun, Jack Foreman- Publication number US 6644120 B1 - Nov 11, 2003
7. http://www.sfatulmedicului.ro/produs-medical/audiometru-portabil-
audiolyser-adl-50_2134 accesat în data de 4.12.2014
8. http://www.sfatulmedicului.ro/produs-
medical/audiometru-de-screening-cu-port-serial-oscilla-
sm910-s_2138 accesat în data de 4.12.2014