PID6070 Sistema de detección precoz de hipoacusias en …...Universidad Nacional de Entre Ríos. ISSN 2250-4559. Eva Perón 24; 3260 FIB Concepción del Uruguay, Entre Ríos, Argentina

Universidad Nacional de Entre Ríos. ISSN 2250-4559. Eva Perón 24; 3260 FIB Concepción del Uruguay, Entre Ríos, Argentina. http://www.revistacdyt.uner.edu.ar/suplemento/

PID6070

Sistema de detección precoz de hipoacusias en neonatos

Aldonate, Julio A.; Mercuri, Carlos; Escobar, Sergio O.; Bonell, Claudia E.; Gentiletti, Gabriel; Acevedo, Rubén

Autores: Grupo de Instrumentación y Procesamiento de Señales Neurofisiológicas (GIPSN), Laboratorio de Ingeniería en Rehabilitación e Investigaciones Neuromusculares y Sensoriales (LIRINS), Facultad de Ingeniería, UNER Contacto: [email protected]

Resumen Para detectar pérdidas auditivas en neonatos, o en infantes de pocos meses de vida, deben utilizarse mediciones fisiológicas objetivas, es decir, que no dependan de la respuesta del paciente. Actualmente, mediciones de este tipo capaces de detectar pérdidas auditivas unilaterales y bilaterales de distinta severidad son las Emisiones Otoacústicas y los Potenciales Evocados Auditivos de Tronco Cerebral (PEATC). Estos son una de las herramientas con mayor especificidad y sensibilidad utilizadas para la detección temprana de hipoacusias; la presencia de un PEATC detectable es considerada indicativa de la percepción del sonido. Una variante de lo PEATC convencionales son los denominados PEATC automáticos (PEATCA); la diferencia radica en el hecho que para estos últimos no se necesita de un profesional (otorrinolaringólogo y/o neurólogo) entrenado en la interpretación del registro para emitir un diagnóstico, lo cual también impacta en el tiempo de evaluación y costos. Esto se logra aplicando algoritmos avanzados de procesamiento digital de señales que permiten determinar cuando el registro de PEATC corresponde a un neonato con hipoacusia y cuando no. Esto asegura constancia en las condiciones de prueba, eliminan la necesidad de su interpretación, reducen errores y costos operativos. En el presente proyecto se desarrolló un sistema de PEATCA que tienen como características principales la portabilidad y la automaticidad para emitir un diagnóstico. Como consecuencia podrá ser fácilmente trasladado entre distintas instituciones de salud y la implementación de programa de detección de hipoacusias podrían llevarse adelante con personal entrenado en el procedimiento y no en la interpretación de los registros.

Palabras clave: Hipoacusia, Detección Temprana, Potenciales Evocados Auditivos, Reconocimiento Automático de Patrones I.Objetivo El proyecto tuvo por objetivo el desarrollo de un sistema o equipo (hardware y software) para la detección automática de hipoacusias en neonatos mediante potenciales evocados auditivos de tronco cerebral. II.Metodología II.1. Introducción La hipoacusia se define como la disminución de la percepción auditiva de un individuo. En particular, la hipoacusia infantil constituye una de las discapacidades que sola o asociada a otras patologías, presenta mayor prevalencia en neonatos. Según la Organización Mundial de la Salud se presenta en 5 de cada 1000 nacidos vivos. Su detección precoz es fundamental para el pronóstico y calidad de vida del niño, dado que afecta el desarrollo del

ALDONATE, J. et al. Sistema de detección precoz…

sistema nervioso, causa retraso en la adquisición del lenguaje y afecta el progreso emocional y cognitivo [1]-[2].

Internacionalmente, las estrategias utilizadas en los programas de detección de hipoacusias en neonatos se basan en estudiar a todos los recién nacidos (screening universal) mediante pruebas objetivas de audición. Las técnicas consideradas hasta el momento más útiles se basan en emisiones otoacústicas (EOA) y potenciales evocados auditivos de tronco cerebral (PEATC) [3]-[5]. En particular, los métodos basados en la detección automática de PEATC son una de las técnicas más empleadas por su sensibilidad y especificidad [6]-[8].

En Argentina se promulgó la Ley Nº 25.415 en la cual se crea el Programa Nacional de Detección Temprana y Atención de la Hipoacusia. En esta se establece la obligatoriedad de realizar estudios audición en todo recién nacido antes del tercer mes de vida; y su incorporación al Programa Médico Obligatorio. Estos programas de detección de hipoacusias no han sido implementados en muchos lugares principalmente en el interior del país, en gran parte debido al alto costo de los equipos que se utilizan para tal fin. Equipos comerciales basados en PEATC como el Algo Natus 3, otros con posibilidad de PEATC y algún tipo de EOA como el Natus Echo-screen, o basados solo en algún tipo de EOA como el Echoport ILO292, son equipos importados con altos costos en dólares.

En este contexto, la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Entre Ríos, en colaboración con el Hospital Materno Infantil San Roque (HMISR) de Paraná y el Centro de Especialidades Médicas Ambulatorias (CEMA) de Rosario; iniciaron un proyecto de desarrollo tecnológico destinado a diseñar y construir, a escala prototipo, un sistema para realizar la detección automática de hipoacusias en neonatos mediante potenciales evocados auditivos de tronco cerebral. En este trabajo se presenta el diseño, desarrollo y pruebas preliminares del prototipo implementado.

II.2. Diseño del Sistema El eje del proyecto es el diseño de un equipo destinado al registro de PEATCA, en lo cual el grupo de trabajo cuenta con experiencia de desarrollos anteriores. Para el diseño del nuevo equipo que incorpora características adicionales de: portabilidad, con la utilización de tecnología nueva, y detección automática, se tomó en cuenta la normativa internacional y las recomendaciones de las organizaciones abocadas a la detección de hipoacusias en neonatos.

En la Figura 1 se muestra el diagrama de bloques del sistema propuesto, denominado AudioScreen. El mismo consta de un estimulador auditivo, una etapa de acondicionamiento, una de digitalización y adquisición, software específico para la toma de datos y procesamiento de la señal y de una computadora personal.

La característica principal del sistema es el diseño modular utilizando bloques funcionales, reutilizables e independientes, tanto para el hardware como para el software.

Figura 1: Diagrama en bloques del sistema AudioScreen

Ciencia , Docencia y Tecnología Sup lemento | Año I I I | Nº 3 | 2013

II.2.1. Hardware En la Figura 2 se muestra el diagrama de bloques del hardware del sistema. Se puede observar la interrelación de cada uno de los bloques a través de las distintas señales involucradas en el funcionamiento del sistema.

Figura 2: Diagrama en bloques del hardware del sistema

El estimulador auditivo genera los estímulos para realizar la estimulación a través de

auriculares. Simultáneamente genera también una señal de sincronismo para indicar a la computadora el comienzo de la adquisición de EEG [9]. El amplificador de instrumentación es el encargado de registrar esta señal, proveniente de electrodos colocados en el cuero cabelludo, y realizar el acondicionamiento necesario (amplificación y filtrado) para obtener la señal limpia. Posteriormente es digitalizada y transmitida a la computadora vía un puerto USB. La computadora también genera una señal de configuración de parámetros para el estimulador y el amplificador [10].

En las Tablas 1 a 4 se presentan las especificaciones de diseño del estimulador auditivo, de la etapa de acondicionamiento, de la etapa de digitalización de la señal y de la fuente de alimentación respectivamente.

Tabla 1: Especificaciones de estimulación

Característica Descripción

Tipo de estímulo Click de

condensación Frecuencia de estimulación 11 eps y 31 eps

Ancho de estímulo 100 µs

Intensidad del estímulo 20 a 70 dB peSPL en pasos de 10 dB

Programación de dispositivo Teclado

Salidas de audio Mono.

Auriculares Telephonics© modelo TDH39

Entrada inicio/parada estimulación

TTL

Salida de sincronismo TTL

Señal de

configuración

Señal digital

Electrodos Auriculares

EEG

COMPUTADORA

ETAPA DE

ACONDICIONAMIENTO

ESTIMULADOR

AUDITIVO

DIGITALIZACIÓN Y

COMUNICACIÓN Señal de sincronismo


Tabla 2: Especificaciones de acondicionamiento

Característica Descripción

Ganancias 500 a 100.000 en 10

pasos Ancho de banda 100 Hz – 2500 Hz Impedancia de entrada 1010 Ω

RRMC 120 dB

Aislación 3500 VRMS

Tabla 3: Especificaciones de la digitalización

Parámetro Descripción

Frecuencia de

muestreo

200 Hz a 20 kHz

Resolución 12 bits

Entrada de sincronismo TTL

Salida de control TTL

Transmisión USB 1.0

Tabla 4: Especificaciones de la fuente de alimentación

Parámetro Descripción

Modo aislado ± 5 V, 150 mA, 4 kV DC

Modo no

aislado

± 5 V, ± 12 V, 1 A

II.2.2. Software En la Figura 3 se muestra el diagrama de bloque del software asociado al sistema.

Figura 3: Diagrama en bloques del software del sistema.

DATOS DE

PACIENTES

BASE DE

DATOS

PROCESAMIENTO

DE EEG Y PEATC

ADQUISICIÓN

DE EEG

VISUALIZACIÓN

DE PEATC

REPORTE DE

RESULTADOS

Ciencia , Docencia y Tecnología

En la base de datos se almacena la información de los la madre, datos del registro, entre otros). El software es el encargado de realizar la adquisición y almacenamiento de EEG así como también de los parámetros del estudio. Simultáneamente con la adquisición se realiza el procesamiento digital del EEG, la promediación coherente y la detección de la señal de PEATC. Los resultados de este procesamiento se pueden ver en la pantalla de visualización. III. Resultados III.1. Hardware En la Figura 4 (a) y (b) se presenta el hardware del prototipo del sistema desarrollado. Se muestran el módulo amplificador y estimulador, el conector de electrodos, la fuente de alimentación, los auriculares y la computadora.

(a) Módulo amplificador/estimulador, conector de electrodos, fuente de alimentación y auriculares

III.1.1. Estimulador auditivo Genera en forma digital el estímulo tipo click, el cual es llevado a la amplitud deseada por un amplificador de ganancia controlada (AGC). Esta señal es transformada en un estímulo acústico a través de los auriculares TDH39 de Telephonics©. Mediante un pulsador, disponible en el frente del gabinete, se puede seleccionar la intensidad de estimulación dB. Otro pulsador permite fijar la frecuencia de estimulación en 11 ó 33 estímulos por segundo (eps). Ambos parámetros se visualizan en el frente del equipo mediante LEDs. Estas prestaciones permiten utilizar una amplia gama de configuraciones para realizar la estimulación auditiva.

Se implementó con un microcontrolador RISC de 8 bits el cual, a través del puerto SPI, controla un amplificador de potencia de ganancia programable. Un puerto del microcontrolador se usa como entrada de habilitación de la generación del estímulo, mediante el módulo de digitalización y adquisición; y otro de los puertos de salida genera una señal de sincronismo para el módulo de digitalización y adquisición.

III.1.2. Acondicionamiento de laSe realizó utilizando circuitos integrados (CIs) aptos para instrumentación médica y se puede subdividir en cuatro etapas: a) Amplificador de instrumentaciónimpedancia de entrada de 1010

b) Amplificador de ganancia programablemáximo de entrada es 75 µV y corriente de polarización del orden de 4 nA. Dispone de una llaveselectora que permite fijar la ganancia de toda la etapa entre 500 y 100.000 en 10 pasos.c) Amplificador de aislamientoun CI ISO121 que proporciona un aislamiento de 3500 VRMS con gan

ecnología Sup lemento | Año I I I | Nº 3 | 2013

En la base de datos se almacena la información de los estudios (datos del neonato, datos de la madre, datos del registro, entre otros). El software es el encargado de realizar la adquisición y almacenamiento de EEG así como también de los parámetros del estudio. Simultáneamente con la

l procesamiento digital del EEG, la promediación coherente y la detección de la señal de PEATC. Los resultados de este procesamiento se pueden ver en la pantalla de

se presenta el hardware del prototipo del sistema desarrollado. Se muestran el módulo amplificador y estimulador, el conector de electrodos, la fuente de alimentación, los auriculares y la computadora.

Figura 4: Sistema AudioScreen.

ficador/estimulador, conector de electrodos, fuente de alimentación y auriculares (b) Pantalla de inicio del sistema

Genera en forma digital el estímulo tipo click, el cual es llevado a la amplitud deseada por un amplificador de ganancia controlada (AGC). Esta señal es transformada en un estímulo acústico a través de los auriculares TDH39 de Telephonics©. Mediante un pulsador, disponible en el frente del gabinete, se puede seleccionar la intensidad de estimulación entre 20 y 70 dB peSPL en pasos de 10 dB. Otro pulsador permite fijar la frecuencia de estimulación en 11 ó 33 estímulos por segundo (eps). Ambos parámetros se visualizan en el frente del equipo mediante LEDs. Estas prestaciones permiten

ia gama de configuraciones para realizar la estimulación auditiva.Se implementó con un microcontrolador RISC de 8 bits el cual, a través del puerto SPI,

controla un amplificador de potencia de ganancia programable. Un puerto del microcontrolador se usa mo entrada de habilitación de la generación del estímulo, mediante el módulo de digitalización y

adquisición; y otro de los puertos de salida genera una señal de sincronismo para el módulo de

III.1.2. Acondicionamiento de la señal de EEG Se realizó utilizando circuitos integrados (CIs) aptos para instrumentación médica y se puede

a) Amplificador de instrumentación: Se utilizó un CI INA128 que brinda una RRMC de 120 dB, una 10 Ω, tensión de offset de 50 µV, y una deriva térmica de 0.5 µV/ºC.

b) Amplificador de ganancia programable: es un amplificador operacional OP07 cuyo offset máximo de entrada es 75 µV y corriente de polarización del orden de 4 nA. Dispone de una llaveselectora que permite fijar la ganancia de toda la etapa entre 500 y 100.000 en 10 pasos.c) Amplificador de aislamiento: esta basado en barrera diferencial capacitiva, se realizó utilizando un CI ISO121 que proporciona un aislamiento de 3500 VRMS con ganancia unitaria.

estudios (datos del neonato, datos de la madre, datos del registro, entre otros). El software es el encargado de realizar la adquisición y almacenamiento de EEG así como también de los parámetros del estudio. Simultáneamente con la

l procesamiento digital del EEG, la promediación coherente y la detección de la señal de PEATC. Los resultados de este procesamiento se pueden ver en la pantalla de

se presenta el hardware del prototipo del sistema desarrollado. Se muestran el módulo amplificador y estimulador, el conector de electrodos, la fuente de

ficador/estimulador, conector de electrodos, fuente de alimentación y auriculares

Genera en forma digital el estímulo tipo click, el cual es llevado a la amplitud deseada por un amplificador de ganancia controlada (AGC). Esta señal es transformada en un estímulo acústico a través de los auriculares TDH39 de Telephonics©. Mediante un pulsador, disponible en el frente del

entre 20 y 70 dB peSPL en pasos de 10 dB. Otro pulsador permite fijar la frecuencia de estimulación en 11 ó 33 estímulos por segundo (eps). Ambos parámetros se visualizan en el frente del equipo mediante LEDs. Estas prestaciones permiten

ia gama de configuraciones para realizar la estimulación auditiva. Se implementó con un microcontrolador RISC de 8 bits el cual, a través del puerto SPI,

controla un amplificador de potencia de ganancia programable. Un puerto del microcontrolador se usa mo entrada de habilitación de la generación del estímulo, mediante el módulo de digitalización y

adquisición; y otro de los puertos de salida genera una señal de sincronismo para el módulo de

Se realizó utilizando circuitos integrados (CIs) aptos para instrumentación médica y se puede

: Se utilizó un CI INA128 que brinda una RRMC de 120 dB, una , tensión de offset de 50 µV, y una deriva térmica de 0.5 µV/ºC.

: es un amplificador operacional OP07 cuyo offset máximo de entrada es 75 µV y corriente de polarización del orden de 4 nA. Dispone de una llave selectora que permite fijar la ganancia de toda la etapa entre 500 y 100.000 en 10 pasos.

: esta basado en barrera diferencial capacitiva, se realizó utilizando ancia unitaria.

d) Filtro: se implementó un filtro pasa banda utilizando un diseño en cascada mediante células de 2º orden de Sallen-Key. Sus frecuencias de corte se encuentran en 2500 Hz para el pasa bajos y 100 Hz para el pasa altos. Además se implementóen 50 Hz, con el propósito de atenuar la inducción electromagnética debida a la red de suministro eléctrico. Éste puede ser habilitado o deshabilitado mediante jumpers colocados en la placa.

III.1.3. Digitalización y AdquisiciónEsta etapa está basada en un microcontrolador RISC de 8 bits el cual controla un conversor analógico-digital (A/D) de instrumentación, el módulo de estimulación acústica y además gestiona la comunicación con la PC.

El conversor A/D utilizado tiene una entrada bipolar y una resolución de 12 bits. El sistema cuenta con una referencia de tensión termostatizada de bajo ruido que garantiza la estabilidad necesaria para la resolución utilizada.

La frecuencia de muestreo se fijó eventana de adquisición utilizada tiene una duración de 14 ms sincronizada con la estimulación.

En la Figura 5 se muestran las vistas frontal e interior del módulo estimulador y amplificador, donde además se encuentra la etapa de digitalización y transmisión de la señal de EEG.

Figura 5: Vista interior del módulo amplificador y estimulador: (a) plac(b) amplificador de instrumentación, (c) fuente de alimentación, y (d) estimulador

III.2. Software III.2.1. Interfaz de usuario La interfaz de usuario se diseñó para facilitar el uso del programa, haciéndolo visualmente más agradable sin perder funcionalidad. Para esto, se tomaron sugerencias de profesionales del Centro Integral de la Audición de la Municipalidad de Rosario, quienede hipoacusias en neonatos. El software se implementó en el entorno de desarrollo C++ Builder de Borland ®, utilizando una base de datos tipo Access 2003®. En la figura 6 se muestra el diagrama de bloques funcional del software asociado al sistema, este es el encargado de realizar la adquisición, procesamiento, análisis y almacenamiento del EEG así como también de la configuración del hardware del equipo.


: se implementó un filtro pasa banda utilizando un diseño en cascada mediante células de 2º Key. Sus frecuencias de corte se encuentran en 2500 Hz para el pasa bajos y 100 Hz

para el pasa altos. Además se implementó un filtro elimina-banda, también tipo Sallenen 50 Hz, con el propósito de atenuar la inducción electromagnética debida a la red de suministro eléctrico. Éste puede ser habilitado o deshabilitado mediante jumpers colocados en la placa.

Digitalización y Adquisición Esta etapa está basada en un microcontrolador RISC de 8 bits el cual controla un conversor

digital (A/D) de instrumentación, el módulo de estimulación acústica y además gestiona la

ersor A/D utilizado tiene una entrada bipolar y una resolución de 12 bits. El sistema cuenta con una referencia de tensión termostatizada de bajo ruido que garantiza la estabilidad necesaria para la resolución utilizada.

La frecuencia de muestreo se fijó en 20 kHz, suficiente para la adquisición de PEATC. La ventana de adquisición utilizada tiene una duración de 14 ms sincronizada con la estimulación.

se muestran las vistas frontal e interior del módulo estimulador y amplificador, donde además se encuentra la etapa de digitalización y transmisión de la señal de EEG.

(a)

(b)

Figura 5: Vista interior del módulo amplificador y estimulador: (a) placa de transmisión USB,

(b) amplificador de instrumentación, (c) fuente de alimentación, y (d) estimulador

La interfaz de usuario se diseñó para facilitar el uso del programa, haciéndolo visualmente más agradable sin perder funcionalidad. Para esto, se tomaron sugerencias de profesionales del Centro Integral de la Audición de la Municipalidad de Rosario, quienes trabajan hace 10 años en detección de hipoacusias en neonatos. El software se implementó en el entorno de desarrollo C++ Builder de Borland ®, utilizando una base de datos tipo Access 2003®. En la figura 6 se muestra el diagrama de

software asociado al sistema, este es el encargado de realizar la adquisición, procesamiento, análisis y almacenamiento del EEG así como también de la configuración del

. Sistema de detección precoz…

: se implementó un filtro pasa banda utilizando un diseño en cascada mediante células de 2º Key. Sus frecuencias de corte se encuentran en 2500 Hz para el pasa bajos y 100 Hz

banda, también tipo Sallen-Key, centrado en 50 Hz, con el propósito de atenuar la inducción electromagnética debida a la red de suministro eléctrico. Éste puede ser habilitado o deshabilitado mediante jumpers colocados en la placa.

Esta etapa está basada en un microcontrolador RISC de 8 bits el cual controla un conversor digital (A/D) de instrumentación, el módulo de estimulación acústica y además gestiona la

ersor A/D utilizado tiene una entrada bipolar y una resolución de 12 bits. El sistema cuenta con una referencia de tensión termostatizada de bajo ruido que garantiza la estabilidad

n 20 kHz, suficiente para la adquisición de PEATC. La ventana de adquisición utilizada tiene una duración de 14 ms sincronizada con la estimulación.

se muestran las vistas frontal e interior del módulo estimulador y amplificador, donde además se encuentra la etapa de digitalización y transmisión de la señal de EEG.

a de transmisión USB, (b) amplificador de instrumentación, (c) fuente de alimentación, y (d) estimulador

La interfaz de usuario se diseñó para facilitar el uso del programa, haciéndolo visualmente más agradable sin perder funcionalidad. Para esto, se tomaron sugerencias de profesionales del Centro

s trabajan hace 10 años en detección de hipoacusias en neonatos. El software se implementó en el entorno de desarrollo C++ Builder de Borland ®, utilizando una base de datos tipo Access 2003®. En la figura 6 se muestra el diagrama de

software asociado al sistema, este es el encargado de realizar la adquisición, procesamiento, análisis y almacenamiento del EEG así como también de la configuración del


Figura 6: diagrama en bloques del software del sistema

Los resultados de la adquisición y procesamiento digital del EEG, así como también los datos del paciente; se almacenan en la base de datos del sistema. Toda esta información puede ser accedida por los módulos de visualización y reporte de resultados.

En la figura 7 se muestra la pantalla principal del software denominado AudioScreen. En la misma pueden verse los botones y menús que permiten acceder a las diferentes pantallas del programa: Pacientes, Estudios, Configuración y Ayuda, así como el botón de salida del programa.

Figura 7: pantalla principal del software AudioScreen

La pantalla Pacientes permite ingresar los datos de un nuevo paciente, así como verificar los datos de un paciente que ya se ha realizado algún estudio. Los datos que deben ingresarse (Datos del Bebé) corresponden a los solicitados por la mayoría de los programas comerciales dedicados el mismo fin (por ejemplo Hi-Track®). Además, se incorpora la toma de datos de los factores de riesgo presentados por el paciente, y que pueden estar asociados al desarrollo de hipoacusias. Estos factores fueron tomados de los documentos sobre screening de hipoacusias publicados por la American Academy of Pediatrics, y se presentan tal como se muestra en la Figura 8.

DATOS DE PACIENTES

BASE DE DATOS

PROCESAMIENTO DE EEG Y PEATC

ADQUISICIÓN DE EEG

VISUALIZACIÓN DE PEATC

REPORTE DE RESULTADOS


Figura 8: pantalla Pacientes

Una vez ingresados los datos puede accederse a la pantalla Estudios, la cual se muestra en la Figura 9, en donde las opciones son realizar un nuevo estudio, o bien revisarse estudios previos.

Figura 9: pantalla Estudios

Para cada estudio guardado se especifica la fecha de realización, el oído estimulado, la intensidad de estimulación y el resultado del registro (pass o refer). En la figura 8 se observa los detalles de la pantalla Estudio junto a un PEATC original (azul) y réplica (rojo), obtenidos en el laboratorio.

Para realizar un nuevo estudio debe presionarse el botón adquirir, que habilita la pantalla de Adquisición, que se muestra en la Figura 10.


Figura 10: pantalla Adquisición

Para habilitar la realización del nuevo estudio, es requisito indispensable ingresar los datos del oído a estimular, la frecuencia e intensidad de estimulación, y la disposición de los electrodos. Una vez ingresados estos datos se habilitan los botones de registro, que permiten monitorizar la señal de EEG para verificar que dicha señal esta libre de artefactos o ruido (por ejemplo inducción de tensión de línea), posteriormente se puede comenzar con la adquisición (y eventualmente la réplica) del registro de PEATC, pudiendo abortar el mismo en cualquier momento mediante el botón de parada.

Se prevé la implementación de una opción de configuración (en desarrollo), que permitirá cambiar parámetros del registro, tales como frecuencia de muestreo, tiempo de registro, cantidad de muestras registradas, puerto de adquisición de datos, entre otras; con el objetivo de utilizar el sistema con fines de investigación clínica aplicada. III.2.2. Programación de algoritmos de clasificación automática de PEATCs Muchos de los métodos de detección de PEATC utilizan promedios de las épocas como parte de su algoritmo, asumiendo que la señal de PEATC es siempre la misma, que el ruido es una señal aleatoria tipo ruido blanco con valor medio cero y que el estímulo que se presenta es siempre el mismo. Dado que no existen estándares, el método más usado para determinar si los picos de la respuesta están presentes es estimar la relación señal a ruido (RSR), la cual se define como la razón de potencias de los componentes de la observación.

En el método Fsp (Fisher single point) el valor de la potencia de la señal es estimado

mediante la varianza del promedio de varias épocas 2Sσ , mientras que la potencia del ruido es

cuantificada por la varianza de un punto único en el ensamble de las épocas ( 2pσ ). Así la relación

señal a ruido es estimada por 2P

2S

σ

σRSR

ˆ

ˆ= .

La ecuación que describe el método es la siguiente:

donde Sprom es la señal promedio de las N épocas disponibles, y a y b son los índices que definen el inicio y final de la ventana de la señal promediada, sobre la cual se calcula la varianza que estima la señal.

( )

−

⋅

−

−

==

∑

∑

=

=

N

1k

2k

b

ai

2promiprom

prom

N

ss

N

1

ab

ss

Nsp

sFsp

)(

)var(

)var(


En un análisis multicéntrico realizado en por el Nacional Institute of Health se definió un valor de Fsp=3.1 como valor de corte; un oído que obtiene un Fsp>3.1 se considera normal mientras que en caso contrario es derivado para estudios diagnósticos complementarios.

Este algoritmo fue implementado en y se evaluó su desempeño utilizando una base de datos desarrollada a tal fin. Las pruebas realizadas en C++ arrojan resultados similares, por lo que el próximo paso a seguir es incorporar el algoritmo al programa AudioScreen, y realizar un exhaustivo procedimiento de registro y evaluación de desempeño para validar su comportamiento en ámbito clínico. III.3. Cumplimiento de normas de seguridad eléctrica

Dado que el equipo AudioScreen será destinado a la adquisición de señales biológicas, se hace imprescindible verificar del cumplimiento de las normas de seguridad específicas para equipamiento médico. La verificación del cumplimiento de la norma IEC 60601 concerniente a la seguridad eléctrica del equipo, se realizó en el Laboratorio de Investigación Aplicada y Desarrollo (LIADE) de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (FCEyN) de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC). El motivo de su elección es que el LIADE está reconocido para tal fin por la Administración Nacional de Medicamentos, Alimentos y Tecnología Médica (ANMAT), organismo nacional gubernamental con funciones de contralor para la fabricación de equipamiento médico en la Argentina. En la Tabla 5 se detallan los ítems de la norma IEC 60601 que no se cumplieron y la manera en que se solucionaron. Del análisis de la misma se desprende que son aspectos de señalización y falta de información del equipo, ya que todos los ítems de la norma relacionados estrictamente con la seguridad eléctrica del equipo se cumplieron.

Tabla 5: Ítems de la norma IEC 60601 observados y solucionados

Item Descripción Solución

6.1 Nombre y Marca del Proveedor LIRINS – UNER.

6.1f Referencia de Modelo o Tipo AudioScreen.

6.11 Símbolo de Clase II Colocación de símbolo.

6.11 Símbolo para protección de shock El Colocación de símbolo de Clase B.

6.1p Indicador de Tensión y Salidas Nominales de potencia Consultar si es necesario.

6.1q Indicador de Efectos Fisiológicos Ninguno efecto.

6.1v Marcado de Embalaje Protector Colocación de marcado.

6.4 Apéndice D (símbolos) Colocación de símbolo.

6.4 Símbolos Control IEC 878 Colocación de símbolo.

6.7 Colores Luces, Indicadores y botones Reemplazo de luces y botones cumpliendo con lo requerido.

6.8 Documentación (Instrucciones de Uso) Generación del Manual Técnico y de Usuario.

7.1 Potencia Absorbida Se aclaró la potencia nominal.

19 Corriente de fuga en la envolvente (normal y primer defecto)

Indicación de uso en el manual de usuario.

57.6 Fusibles y protecciones de sobre intensidad. Colocación de fusibles.

5.2 Clasificación BF o BC Asignación de clasificación.

6.8.2aa Información faltante (Advertencias) Incorporación en el Manual Técnico.

III.4. Validación técnica del equipo

La validación técnica del equipo se esta realizando actualmente mediante la contrastación de los registros realizados con el prototipo construido contra registros obtenidos con un equipo de potenciales evocados multimodales con que cuenta el Hospital San Martín (Paraná).


III.5. Calibración del equipo Se realizó la calibración en dB nHL (normal Hearing Level). Para esto se seleccionó un grupo de personas normo-oyentes, a las cuales se les determinó el umbral (intensidad a la cual desaparece el pico V del registro de PEATC). El valor medio de los umbrales obtenidos para este grupo corresponde al 0dB nHL para el equipo PEATC, estando el resto de las intensidades referidas a esta.

III.6. Validación clínica del equipo La validación clínica tiene por objetivo evaluar el desempeño del equipo en instituciones de salud a los fines de introducir las mejoras que sean necesarias, llevándose a cabo en primera instancia en el Hospital San Roque. Se pretende mediante esta actividad, no solo la validación del equipo diseñado, si no también la adquisición de señales a los fines de contar con bases de datos de registros de sujetos normales y patológicos, las cuales son necesarias para emprender trabajos relacionados al análisis de señales biomédicas, y que generalmente no son de disponibilidad para el laboratorio. IV. Perspectivas El equipo diseñado será utilizado en instituciones de salud. El vínculo establecido permitirá emprender trabajos de investigación conjuntos que permitan responder a necesidades del medio local. Asimismo, permitirán contar con una fuente de recursos, principalmente de registros de señales biológicas de sujetos, que podrán ser utilizados para constituir nuestros propios bancos de señales para procesamiento y que podrán ser destinados a trabajos de investigación futuros. V. Conclusiones Se desarrolló e implementó a nivel de prototipo un sistema destinado a la detección de hipoacusias en neonatos. El desempeño del equipo fue evaluado por personal del HMISR y del CEMA, introduciéndose mejoras relacionadas fundamentalmente a la interfaz con el usuario, obteniéndose resultados preliminares satisfactorios. Esto constituye una primera experiencia destinada a responder a una demanda concreta del medio, y que permitirá vincular a la universidad con el medio. Referencias bibliográficas [1] Priesler G. The development of communication and language in deaf and severely hard of

hearing children: implications for the future. Int J Pediatr Otorhinolaryngol 1999; 49(Suppl 1):S39-43.

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[8] Suppiej A, Rizzardi E, Zanardo V, Franzoi M, Ermani M, Orzan E. Reliability of hearing screening in high-risk neonates: Comparative study of otoacoustic emission, automated and conventional auditory brainstem response. Clin Neurophysiol. 2007 Apr;118(4):869-76. Epub 2007 Feb 20.

[9] Carlos Mercuri, Sergio Escobar, Fernando Cadirola, Paul Astiasaran, Gerardo Gentiletti, Julio Aldonate, Claudia Bonell y Ruben Acevedo, “ Estimulador auditivo para audiometría tonal y potenciales evocados auditivos ”, Revista Argentina de Bioingeniería, vol 12, nro 2, pp. 13-19, 2006.

[10] R. Acevedo, C. Bonell, G. Gentiletti, J. Aldonate, C. Mercuri, S. Escobar y J. Biurrun, “Potenciales evocados auditivos de tronco cerebral: Aspectos tecnológicos del registro”, en Revista Argentina de Bioingeniería, vol. 12 No. 1, pp. 10-17, 2006.


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