WO2006136879A1

WO2006136879A1 - Instrumento electronico computarizado denomidado a cufenometro espectral (ae) (analizador de tinnitus at)

Info

Publication number: WO2006136879A1
Application number: PCT/IB2005/002384
Authority: WO
Inventors: Ramiro Vergara
Original assignee: Ramiro Vergara
Priority date: 2005-06-24
Filing date: 2005-06-24
Publication date: 2006-12-28

Abstract

El Analizador de Tinnitus (AT) Acufenómetro Espectral (AE) es un instrumento Electrónico Computarizado, con Tecnología Digital, para Cuantificar los Acúfenos llamados No Vibratorios o Tinnitus y su correspondiente Diagnóstico.

Description

INSTRUMENTO ELECTRÓNICO CO M P U TARIZADO DENOMINADO A CUFENOMETRO ESPECTRAL (AE) (ANALIZADOR DE TINNITUS AT)

3) DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN:

3.1 ) ESTADO DE LA TÉCNICA Y APORTE DE LA INVENCIÓN

Los acúfenos o zumbidos de los oídos Se definen como Ia percepción de un ruido en ios oídos o en la cabeza, pero el cual no tiene fuente sonora aparente y que no pueden ser escuchados por nadie más que por el paciente, son una enfermedad muy común en Ia población y su estudio constituye un capítulo enigmático de la ciencia médica. En la literatura médica fue ya mencionado en los papiros egipcios, unos tres mil años A de C.

Un hito importante en Ia literatura médica es Ia clasificación propuesta por Wegel (1921), que aún está vigente para Ia ciencia médica y que los dividió en dos grupos: vibratorios y no vibratorios.

Los Vibratorios son aquellos que el examinador puede escuchar a simple oído o con instrumentos como el estetoscopio de Laenec. La denominación de Vibratorios indica que se trata de fenómenos sonoros propiamente dichos y se logra identificar Ia fuente sonora.

Los No Vibratorios son aquellos que solo el paciente dice oír, pero que nadie más puede oír, ni los allegados del paciente, ni el examinador por ningún medio conocido. Con la denominación No Vibratorios se excluye que sean fenómenos sonoros y hasta Ia fecha no han podido ser escuchados por el examinador por ningún medio conocido. Al excluir que sean fenómenos sonoros, la ciencia médica ha propuesto como explicación, que se trata de fenómenos bioeléctricos que tienen lugar dentro del oído interno o del cerebro.

Debido a lo extendido que está el padecimiento en Ia población, la_ American Tinnitus Association informa que hay cincuenta millones de personas sufriendo de tinnitus en ios Estados Unidos, de los cuales doce millones requieren asistencia médica permanente; en Colombia se Ia Asociación Colombiana de Tinnitus calcula que hay 1.900.000 pacientes de tinnitus si se suman los de grado III y grado IV; el tema ha recibido atención de parte de amplios grupos de investigadores y en Ia actualidad la propuesta más aceptada por Ia comunidad científica para explicar el fenómeno de los acúfenos, es Ia hipótesis denominada modelo neurofisiológico del Tinnitus, planteada por Jastreboff (1995), el cual postula que los acúfenos se generan en alguna parte de la vía auditiva, a nivel del tallo cerebral, donde aparecen impulsos nerviosos que llegan a Ia corteza auditiva que son percibidos como sonidos y si luego se comunican con el sistema límbico, esto último los haría especialmente intolerables. El sistema limbico en el cerebro está constituido por Ia corteza opercular de ambos hemisferios, por el hipotáfamo y por Ia amígdala, conjunto de estructuras neurológicas que al parecer estén encargadas de regular el estado de ánimo de Ia persona, como la alegría y Ia tristeza.

Después de 20 años de dedicación a la investigación científica clínica aplicada, adelantada por el autor con metodología novedosa, se pudo demostrar por medios clínicos y mediante Ia aplicación de tos principios de Ia física acústica, que los acúfenos denominados por Wegel No Vibratorios, son también sonidos verdaderos, con fuente sonora conocida. El anterior descubrimiento fue el que dio origen a los trabajos tendientes a desarrollar un instrumento, que con el apoyo de Ia tecnología moderna permitiera diagnosticar correctamente, la señal sonora correspondiente al tinnitus denominado no vibratorio.

Aunque se ha publicado un volumen considerable de literatura médica sobre Ia enfermedad no se hallan, en dichas publicaciones, ninguna hipótesis que postule el carácter de fenómeno sonoro para los acúfenos No Vibratorios y por tanto no se ha planteado Ia propuesta de fabricar instrumento alguno igual o similar al desarrollado por éste investigador, para diagnosticar Ia enfermedad del Tinnitus. Aún en el momento actual los textos de enseñanza recomiendan auscultar, con el estetoscopio de Laenec, los oídos, Ia región periauricular y el cuello, con Io que se escuchan los acúfenos Víbratorios, pero que se ha mostrado completamente ineficaz para detectar señal alguna en los casos de acúfenos No Vibratorios. Adicionaimente a la auscultación, la profesión médica tiene entre las pruebas diagnósticas para ios acúfeπos No Vibratorios, ia denominada Acufenometría

80 Subjetiva (AS), Ia cual se lleva acabo mediante el audiómetro clínico, que es un instrumento generador de sonidos de una sola frecuencia, que se conocen como tonos puros, separados por bandas de octava mudas. Consiste Ia AS en presentarle estos tonos puros al paciente, el cual los va comparando con el sonido que dice tener en su oído, hasta encontrar el que considere más

85 parecido al sonido de su oído. Difícilmente encuentra un sonido idéntico, puesto que el audiómetro clínico no genera un espectro sonoro continuo, si no como se dijo, algunos tonos puros separados por bandas de octava en tas cuales es mudo. Las impresiones del paciente son anotadas o registradas manualmente por el examinador en el gráfico para Ia audiometría, puesto que

90 no existe un gráfico especial para ta Acufenometría y este es el resultado de la prueba.

Para superar Ia anterior situación este Investigador Desarrolló en 1995, bajo Patente Numero 25454 de 11 de Febrero, el Acufenómetro Objetivo (AO), 95 instrumento electrónico de tecnología análoga que disponía de un sensor de suficiente sensibilidad, que permitía captar Ia señal sonora correspondiente al tinnitus, visualizar su imagen en ia pantalla del osciloscopio, imprimirla y aún grabarla en cinta magnetofónica. Sin embargo su eficiencia solo alcanzaba un 45%, es decir, que permanecía un 55% de pacientes sin poderle diagnosticar Ia 100 señal sonora correspondiente al tinnitus y además ia imagen se presentaba mezclada con otras señales, lo que impedía visualizarla nítidamente. Tampoco se podía filtrar, ni magnificar Ia señal.

La permanente actividad científica y tecnológica, ha permitido seguir aplicando 105 tecnología superior y mucho más eficiente a Ia captación y al análisis de Ia señal sonora del Tinnitus, por lo que en el presente documento se propone solicitar Ia patente de invención del Analizador de Tinnitus (Acufenómetro Espectral), instrumento electrónico computerizado, con lo que se introduce la tecnología digital para resolver la tarea dei diagnóstico del tinnitus. 110 APORTE DE LA INVENCION

Con el presente instrumento se introducen mejoras en la sensibilidad y en el

115 diseño dei sensor de ia señai, se dispone de un dispositivo de adquisición de Ia señal más eficiente y sobretodo se procesa la señal mediante una transformada matemática moderna, que ha permitido imptementar una estrategia de sobreposición para llevar a cabo el examen. Además con Ia visualización de Ia imagen de Ia señal más nítida, se Ia puede filtrar y

120 magnificar para un mejor resultado. Se usa ahora un monitor mucho mayor Io que mejora notoriamente el procesamiento de Ia señai.

Se ha propuesto reemplazar el dispositivo electrónico ACUFENOMETRO OBJETIVO AO, debido a que ia investigación científica permanente sobre el

125 tema, ha permitido llevar a cabo una actualización en Ia tecnología aplicada, en su diseño y fabricación, que hacen del ANALIZADOR DE TlNNITUS (AT) (ACUFENOMETRO ESPECTRAL AE) mucho más eficiente, más preciso, tiene mayor fidelidad, se ha empleado una derivada matemática, que permite pasar de una tecnología análoga en el primer instrumento a una tecnología digital en

130 el segundo.

Con la digitalización de Ia señal ésta mostró todos los detalles de su constitución sonora, se han precisado con mayor exactitud su intensidad y su frecuencia y se aprecia claramente el perfil de Ia onda que Ia conforma. Con el 135 primer Instrumento solo era posible obtener la señal captada en tiempo real, visualizarla con un solo tipo de gráfica, siempre se presentaba contaminada por otras señales, que impedían su visualización con Ia debida nitidez.

Con el AT (AE) podemos almacenar la señal y procesarla en modo de post

140 proceso, se cuenta con tres tipos de gráfica diferentes para visualizar la señal,

(de series de tiempo, de spectrum, y de fase). El modo de post proceso permite filtrar la señal, ll que permite visualizar la imagen de la onda con toda nitidez y además se puede magnificar la imagen de la onda, de manera que dicha imagen llene toda Ia superficie del monitor y al imprimirla produzca un efecto de

145 claridad y precisión en el informe del examen practicado. Con el AO la pantalla para visualizar la imagen de la onda era muy pequeña y no permitía ningún tipo de adecuación para presentar et informe del examen.

La experiencia con el AO, es decir, su aplicación clínica en pacientes, mostró

150 que el aparato presentaba una eficiencia de un 45%, es decir, que solo en menos de Ia mitad de los pacientes se podía captar Ia señal, mientras que el

AT (AE) ha mostrado una eficiencia de un 75%, esto es, que ahora muchos más pacientes se han beneficiado del examen que se practica con dicho instrumento, el cual sigue siendo denominado Acufenometría Objetiva y se

155 imprime ahora en un gráfico de coordenadas especialmente diseñado para ei!o, pues hasta ahora la Acufenometría Subjetiva se informa en el gráfico de la audiometría tonal.

- Con el AO era posible grabar la señal en cinta magnetofónica, pero ahora con 160 el AT (AE) podemos además grabarla en medio magnético como diskette o CO, con Io que su utilización como prueba en litigios laborales, es más decisiva.

- Con el AO el transporte de la tecnología a largas distancias, solo era posible llevando consigo el instrumento completo, pero con el AT (AE) es posible

165 transportar solo el software más Ia parte digital de Ia tecnología, para llevar ésta a otros países, por ejemplo.

El software del cual está provisto el AT (AE) tiene tres modos de funcionamiento: de tiempo real, de grabación y de post proceso; además tiene 170 las tres gráficas mencionadas, lo que permite una estrategia especial para el examen, en Ia que se muestran dos señales simultáneamente para poder comparar, se crean tres archivos para guardarlas señales; y sobre todo con el modo de post proceso se puede filtrar la señal lo que la hace más exacta, precisa y más fácil de reconocer por el paciente.

175 180 3.2) EXPLICACION DE LA INVENCION

La presente invención se refiere a un instrumento electrónico computarizado denominado de aquí en adelante ANALIZADOR DE TINNITUS (AT) (ACUFENOMETRO ESPECTRAL (AE), que sirve para el diagnóstico de Ia 185 enfermedad del tinnitus o acúfenos o zumbidos de los oídos que se presenta en Ia patología humana.

Con Ia presente invención se trata de reemplazar Ia tecnología patentada bajo el número 25454, expedida el 11 de febrero de 1995 que se denominó 190 ACUFENOMETRO OBJETIVO (AO).

El AT (AE) está constituido por los siguientes elementos: 1. El sensor 2. El dispositivo de adquisición de Ia señal 3. El procesador con su interfase. 4. El monitor 5. El Software y 6. La impresora. 195

1. EL SENSOR.- Para fabricar el sensor del AE se toma un micrófono miniatura BW con rango entre 0 y 20Khz, se empotra dentro de un mueble antropomórfico, hecho en material termoencogible, que tiene Ia forma y el tamaño del conducto auditivo externo Io que permite introducir suficientemente

200 el micrófono en el conducto auditivo, el cual toma la señal sonora y la convierte a serial eléctrica. Ei mueble antropomórfico que contiene el micrófono, es estabilizado mediante un soporte que se coloca alrededor del pabellón auricular, con esto el micrófono queda dirigido hacia la membrana timpánica, con Io que se asegura una alta fidelidad. El conducto auditivo externo queda

205 así sellado de manera confortable y se contribuye a! aislamiento sonoro del oído que presenta el acúfeno. El sensor lleva su cable conector para acopiarlo al dispositivo de adquisición.

2. EL DISPOSITIVO DE ADQUISICIÓN.- El dispositivo de adquisición (DA) 210 está constituido en primer lugar de una serie de amplificadores operacionaies de instrumentación conformados con ocho pines, ganancia de 1 a 10.000 y voltaje de +/-40V. Estos reciben Ia señal desde el sensor aumenten su valor en amplitud y filtran señales electromagnéticas. Desde aquí ia señal es entregada a la interfase del procesador o sea a Ia tarjeta de sonido del computador. El DA

215 se construye sobre una tárjeta de circuitos integrados universal, con un diseño especial, con resistencias y condensadores y va provisto de una fuente de alimentación autónoma de 9 voltios, para que el paciente esté siempre protegido contra la llegada de descargas desde Ia fuente general de energía.

Sobre la tarjeta de circuitos se instala un microcontrolador de Ia familia

220 M68HC08 de 8 bits, de 128 bytes de memoria RAM y voltajes de operación de

5V y 3 V; un regulador de 5V a 100mA 78LO5, para regular Ia impedancia de salida; y un potenciómetro digital MCP42050I/P versión 10KQ. EL DA va provisto de un cable conector para acoplarlo a la interfase det procesador y de un cable paralelo que lo conecte al puerto correspondiente del computador,

225 destinado a proteger ei funcionamiento del software.

3. EL PROCESADOR CON SU INTERFASE.- Para fabricar Ia interfase se toma una tarjeta de sonido con especificaciones especiales y se ensambla a Ia protoboard del procesador, para constituir el puerto de entrada de la señal

230 eléctrica, éste debe ser de suficiente intensidad para que sea procesada. El procesador es Ia CPU de un PC comercial, el cual está provisto de su sistema operativo y además de un software de audio especialmente diseñado para que traslade Ia señal eléctrica análoga captada, a una señal eléctrica digital mediante su tratamiento con la transformada matemática. El procesador lleva

235 un cable para la fuente de energía, un cable paralelo para ser acoplado al monitor y otro para el dispositivo de adquisición de la señal, que desempeña el papel de una llave sin la cual el software no funciona.

4. EL MONITOR.- El que se usa en el AT es del PC comercia!, se acopla con 240 la CPU y así podemos visualizar en él Ia imagen de Ia onda correspondiente a

Ia señal sonora captada, pues el procesador pasa la señal eléctrica que recibió a través de la interfase, nuevamente a señal sonora, con las dimensiones iniciales de intensidad y frecuencia. El monitor lleva un cable para la fuente de energía y el paralelo de Ia CPU. 245

5. EL SOFTWARE.- El software de audio del AE es un programa especialmente diseñado para llevar a cabo el análisis de Ia señal sonora del tinnitus o acúfeno, Ia cual es una señal sonora con unas propiedades especiales por ser una señal orgánica. El software funciona como un generador

250 de barrido, que nos indica la intensidad y la frecuencia de la señal, mostrando si se trata de un sonido de una sola frecuencia, si se trata de una banda estrecha o si se trata de varias señales simultaneas cada una de las cuales puede ser a su vez una banda estrecha, esta aplicación actua como un generador de tonos en todo el espectro sonoro humano.

255

Este software consta de tres modos de funcionamiento, a saber, modo de tiempo real, modo de grabación y modo de post proceso. Consta también de cinco gráficas diferentes, a saber, gráfica de seríes de tiempo, de espectro, de tercera dimensión, gráfica de fase y gráfica de spectrum.

260

El software permite crear diferentes clases de archivo sonoro, como el de superposición, el archivo (punto).wav y el de configuración, para de esta manera almacenar Ia señal de los distintos pacientes y sobre todo para poder manipular Ia señal en tiempo de post proceso.

265 Además trae una aplicación para filtrado de la señal, de modo que cuando se haya analizado Ia señal y se conozca la frecuencia central de ella, se pueda ordenar el filtrado de una banda estrecha, Ia cual constituye Ia señal sonora del tinnitus. Una vez aislada de esta manera, se puede imprimir y guardar en medio magnética.

270

Pero Ia función principal del software consiste en pasar Ia señal de análoga a digital, con Io que se facilita su análisis; mediante Ia transformada matemática se traslada de intensidad contra táempo a intensidad contra frecuencia.

275 Mediante esta herramienta se puede entonces grabar, archivar, filtrar, reproducir, imprimir Ia imagen de Ia señal en un gráfico que se ha diseñado para ello y grabar Ia señal en medio magnético.

El software permite registrar ios datos de filiación del paciente, los de Ia historia 280 clínica y el informe que se remite al médico tratante. 6. LA IMPRESORA.- Para fabricar el sistema impresor del AE se toma una impresora digital comercial, de burbuja de tinta y con ella se imprime el resultado del examen, la imagen de la onda sonora, en un gráfico de 285 coordenadas especialmente diseñado para el informe de la Acufenometría Objetiva. Esta lleva un cable para la fuente de energía y un cable paralelo para Ia CPU:

3.3 FORMA DE REALIZAR LA INVENCIÓN

290

Como funciona el instrumento de forma integral, una narración de su funcionamiento.

Para llevar a cabo Ia invención se toma el paciente y previa elaboración de Ia 295 historia clínica y el examen físico, se introduce en una cabina sonoamortiguada, se coloca el sensor del AT dentro de Ia cabina pero fuera del oído y se toma una grabación de la señal del ambiente, luego se introduce el sensor dentro del oído del paciente desde donde se capta Ia señai sonora del tinnitus y es transducida de energía mecánica a energía eléctrica, de aquí pasa 300 a la caja de circuitos donde es amplificada, seguidamente es entregada a través de Ia inferíase al procesador, el cual Ie da un tratamiento matemático mediante la transformada rápida de Fourrier, con lo que es trasladada de análoga a digital y mostrada en el monitor, no ya en el dominio del tiempo si no en el de Ia frecuencia. Ambas señales, la del ambiente y la del paciente reciben 305 el mismo tratamiento y aparecen simultáneamente en el monitor, pero con el perfil de la onda de distinto color, para poderlas comparar y distinguir una de otra, la diferencia entre las dos constituye Ia señal generada por el paciente, es decir, el tinnitus.

310 Al comparar las dos señales, la diferencia siempre es a favor de la señal del paciente, es decir, en ésta aparecen señales nuevas que no estaban en el ambiente y portante corresponden a señales generadas por e! organismo. Esta última es filtrada mediante una de la aplicaciones del software y se le hace escuchar al paciente, quien dirá si es igual a su acúfeno o no. Una vez

315 reconocida por el paciente, se graba en medio magnético, como; un CD y se le entrega ai paciente como resultado de su examen, junto con las sugerencias para el médico solicitante. (Aquí va una figura con el diagrama de bloques del AT (AE) en el orden en que fluye la señal).

320

3.4) DESCRIPCION DE LAS FIGURAS

DESCRIPCION DE LAS FIGURAS

325

FIG No. 1 - CAJA DE CIRCUITOS Visión frontal Consta de:

- 1 Caja de circuitos 330 - 2 Salida para el sensor

- 3 Entrada de energía

FIG No. 2 - CAJA DE CIRCUITOS Visión posterior 335 Consta de:

- 4 Salida para el PC

- 5 Salida para el cable paralelo

FIG No. 3 - SENSOR Y CONECTOR PC 340 Consta de:

- 6 Sensor

- 7 Soporte

- 8 Cable conectar

345 FiG No. 4 Consta de:

- 9 Cable conector al PC 350 FIG No. 5 Consta de:

- 10 Cable paralelo

FIG No.6 355 Consta de:

- 11 Pilas recargables

- 12 Conectar de pilas

FIG No. 7 - UNIDAD COMPACTA DEL ACUFENOMETRO ESPECTRAL 360 Visión Frontal Consta de:

- 1 Caja de circuitos

- 2 Salida para el sensor

- 3 Entrada de energía 365 - 6 Sensor

- 7 Soporte

- 8 Cable conectar

- 11 Pilas recargables

- 12 Conectar de pilas 370

FIG No. 8 - UNIDAD COMPACTA DEL ACUFENOMETRO ESPECTRAL Visión posterior Consta de:

- 1 Caja de circuitos 375 - 4 Salida para el PC

- 5 Salida para el cable paralelo

- 9 Cable conectar al PC

- 10 Cable paralelo

380

Claims

4) REIVINDICACIONES385

1. Caracterizado por ser un Instrumento Computarizado Digital para Diagnosticar el Tinnitus.

2. Caracterizado por Cuantíficar y Objetivizar los tinnitus No Vibratorios.

3. Caracterizado por captar Un Espectro Sonoro Continuo para la 390 identificación de Ia señal sonora de los Acúfenos No Vibratorios.

4. Caracterizado por convertir Ia Señal Sonora Vibratoria (energía mecánica) del oído en Señal Eléctrica cuantificable (energía eléctrica).

5. Caracterizado por transformar Ia señal eléctrica Análoga en Digital, trasladando el análisis de Intensidad contra Tiempo a Intensidad contra

395 Frecuencia.

6. Caracterizado por una tarjeta de Circuitos Integrados que Amplifica Ia Señal sonora para ser Cuantificada.

7. Caracterizado porque Ia caja de circuitos va introducida en soporte de diseño especial, para ser fijada en el brazo del paciente y que el cable

400 del sensor sea Io más corto posible, para eliminar los ruidos electrónicos.

8. Caracterizado por un sensor con una oliva y un soporte de diseño especial, para lograr un buen sellamiento del conducto y Ia estabilidad suficiente para asegurar su sensibilidad y fidelidad.