¿Por qué son tan importantes los micrófonos de sus audífonos?

A menudo las personas con pérdida auditiva que usan audífonos se preguntan qué aspectos son los más importantes en sus dispositivos. Escuchan acerca de como cambian los precios de acuerdo con la novedad en la tecnología, de las bandas, de algoritmos de reducción de ruido y resaltadores de habla, del control de retroalimentación, de la nitidez, de la compresión y otros términos técnicos que pueden resultar muy confusos.

Sin embargo, un aspecto determinante en el avance en la tecnología de los audífonos para personas con pérdida auditiva, sin duda han sido los alcances logrados en el desarrollo de los diminutos micrófonos. Los micrófonos se visualizan como pequeños orificios en la parte externa de los audífonos, de alrededor de 2.5 milímetros. En los modelos antiguos, análogos o digitales omnidireccionales, era un solo orificio.

En los modelos modernos digitales, con direccionalidad adaptativa, suelen ser dos orificios cercanos. Cuanto mayor sea la distancia entre los dos micrófonos mejor es la función de direccionalidad, por lo cual en los audífonos pequeños detrás de la oreja llamados mini BTE estas ventajas pueden disminuir y en los audífonos hechos a la medida dentro del conducto auditivo o dentro del pabellón auricular, a veces no es posible montar los dos micrófonos y se necesitan aspectos avanzados de la tecnología para suplir o compensar su función.


¿Qué es un micrófono?

Es un dispositivo que se desempeña como transductor de la energía de entrada al aparato, ya que recibe las ondas sonoras acústicas del medio ambiente y las convierte en ondas eléctricas, para enviarlas al amplificador. El amplificador sube el volumen o ganancia de la señal y la procesa utilizando algoritmos o circuitos especializados en funciones determinadas. El amplificador entrega la señal procesada al receptor, el cual  vuelve a convertir la señal eléctrica en acústica, para entregarla al tímpano, en el oído externo. La integridad y efectividad de los micrófonos son determinantes en la calidad del sonido del audífono.

¿Cuáles son las clases de micrófonos?

Los más sencillos llamados omnidireccionales, se montaban con un solo micrófono y se caracterizaban porque captaban las señales 360 grados alrededor de la cabeza del usuario. Si la pérdida auditiva es bilateral, pero solo se usa un audífono, se debe tener en cuenta la pérdida de la señal por el efecto de sombra que hace la cabeza, sobre las señales que vienen desde el lado donde no hay audífono. La vía auditiva en el lado sin audífono, sin estimulación, perderá progresivamente habilidades de procesamiento central cortical de las señales auditivas lingüísticas y no lingüísticas.

Los modernos micrófonos direccionales, montados con dos puertos de entrada de la señal en un micrófono o con dos microfonos, solución mas aceptada porque genera mejor direccionalidad y menor interferencia, cierran el foco de captación de la señal alrededor la cabeza del usuario, dando prioridad la mayoría de las veces al frente, de donde se supone vienen las señales del habla del interlocutor.

A veces el hablante puede estar a la espalda, como sucede cuando el usuario es un taxista y necesita conversar con el cliente, sentado atrás. En estos casos los microfonos deben estar dotados de mayor tecnología para poder rastrear el espectro del habla desde cualquier dirección, separándola del ruido. La direccionalidad en la tecnología de los microfonos ayuda a solucionar el problema de discriminar habla en ruido o comprender en ambientes acústicos complejos, porque mejora la relación de la señal del habla con el ruido de fondo (SNR). Los dispositivos digitales, programables por computadora, disponen de la posibilidad de decidir si se quiere la función omnidireccional mas utilizada en silencio o la función direccional mas utilizada en ambiente con ruido de fondo.

En las funciones de direccionalidad manual, se requiere que el usuario cambie la función de los microfonos de omnidireccional a direccional, pulsando un botón. En las funciones de direccionalidad automática, el audífono sin pulsar un botón,  puede cambiar la función según el clasificador de espectro que tenga el micrófono, para ruido o para habla. En las funciones de direccionalidad automática adaptativa, los audífonos no solo cambian el foco del micrófono de omnidireccional a direccional, sino que adaptan el diagrama polar del audífono, según se diseñen diferentes programas de sonido para escuchar habla en silencio, habla en ruido, musica, ruido de viento, teléfono, entre otras posibilidades.

Las funciones automáticas adaptativas de los micrófonos, también pueden interactuar con el sistema de compresión de señales fuertes o incomodas, con el control de la retroalimentación cuando la señal que sale del micrófono entra al receptor generando pitos molestos, con los canales y las bandas. Los micrófonos de última tecnología poseen clasificadores de espectro, para identificar y separar las señales de habla, de las de ruido. De esta manera el amplificador dará mayor ganancia a las señales de habla y menor ganancia a las señales de ruido. Los microfonos direccionales pueden realizar un análisis espacial de las señales del habla y de las señales ruidosas que el usuario no desea escuchar, teniendo en cuenta las diferencias interaurales de tiempo y de frecuencia, para mejorar la relación señal ruido o figura fondo auditiva.

Cuando la direccionalidad se logra colocando dos microfonos en cada audífono, se crea un sistema de microfonos dual, en los cuales se trabaja con el retardo en la señal del segundo micrófono ubicado atrás: a mayor distancia entre los dos microfonos, mayor retardo y mejor direccionalidad (12 a 16 milímetros). Los microfonos de los dos lados deben ser similares en sensibilidad y frecuencia, y adicionalmente estar alineados. La direccionalidad depende de las diferencias en la fase y en el tiempo de las ondas sonoras, por lo cual deben estar limpios y ser de tecnología similar: no conviene usar audífonos de diferentes marcas, modelos y referencias en cada oído. 

Las funciones  inalámbricas de los micrófonos, pueden conectar la señal entre los dos oídos para realizar manejos simultáneos entre los dos lados, de volumen o ganancia, direccionalidad o programas. Las funciones inalámbricas, pueden alcanzar desempeños más complejos de la tecnología de los micrófonos, como la interconectividad entre los audífonos con otros aparatos como teléfonos, televisores y  sistemas recreativos de música.

Los teléfonos celulares, cuando disponen de las aplicaciones apropiadas, pueden funcionar como controles remotos de los audífonos o como manos libres para las comunicaciones, donde la señal del teléfono puede entrar simultáneamente a los dos audífonos.

Pregunte a su Audiólogo de confianza, cuales son las aplicaciones disponibles para su teléfono según sea IPhone o Androide, para que le saque mas provecho a la inversión que desea realizar en tecnología para sus audífonos, sin embargo, tenga en cuenta que la interconectividad entre aparatos sube sensiblemente el precio de los audífonos. Analice su estilo de vida y sus necesidades comunicativas, para determinar si esta alta inversión vale la pena: establezca la relación costo beneficio. 

¿Qué es el diagrama polar de los micrófonos?

Es una representación gráfica circular, 360 grados alrededor de la cabeza del usuario, donde el cero se encuentra al frente en el punto de las 12 horas del reloj, 90 grados esta a la derecha en el punto de las tres horas, 180 grados esta atrás en el punto de las seis horas y 270 grados esta a la izquierda en el punto de las 9 horas del reloj.  En el diagrama polar se traza el desempeño del micrófono en su función omnidireccional o direccional, ya sea promediando la respuesta para las frecuencias conversacionales, o trazando un línea para cada frecuencia por separado, ya que la función direccional cambia según las frecuencias sean graves de longitud larga de onda o agudas de longitud corta de onda.

El fenómeno de sombra de la cabeza afecta más los sonidos agudos donde se encuentra la energía acústica de los fonemas fricativos como la /s/, /ch/, /f/, /z/, a menudo más difíciles de escuchar para personas con pérdida auditiva. Los microfonos direccionales adaptativos de los audífonos digitales pueden clasificar las señales de entrada según el espectro (habla, musica, teléfono, ruido) y el azimut (Al frente, atrás, al lado). El azimut representado en el diagrama polar, se define como la dirección de la fuente sonora o la cantidad de grados considerando el ángulo de llegada del sonido al micrófono,  desde la vertical de cero grados al frente o punto de las 12 horas en el reloj.

Para la mayoría de fabricantes quienes ofertan audífonos con micrófonos direccionales adaptativos, esta función automática se enciende cuando el nivel de ruido ambiente alcanza los 60 dB SPL y el ruido de fondo enmascara o tapa las señales de habla. Los ruidos suaves pueden ser importantes para dar claves de ubicación espacial y de significación al cerebro, asi que si no son molestos y no interfieren en la comprensión del habla, no deben eliminarse, para que los ambientes se perciban con naturalidad.

Al encenderse la direccionalidad automática adaptativa, los microfonos de la más alta tecnología, captan las señales del habla y las enfocan alrededor del diagrama polar, incluso si vienen de atrás de la cabeza. Algunos audífonos con direccionalidad adaptativa son capaces de crear diferentes patrones polares para diferentes rangos de frecuencia y son funciones llamadas “Direccionalidad multifrecuencial”: pueden desarrollar un patrón polar para el rango de frecuencias graves donde generalmente se ubican los ruidos molestos y otro patrón polar para el rango de frecuencias agudas donde se ubican los sonidos mas suaves del habla como los fonemas fricativos.

Otros sistemas de audífonos con microfonos inalámbricos pueden elaborar diferentes patrones polares para cada audífono: uno direccional para el oído o lado donde se identifique mas cerca el espectro del habla, enfocándose en él y otro omnidireccional para el otro lado donde se identifique mas lejos el espectro del habla.

¿Cuáles son las implicaciones del funcionamiento de los micrófonos sobre la señal acústica de los audífonos?

Los microfonos poseen una frecuencia de resonancia que puede interferir en la nitidez de la señal. El ruido interno del micrófono se produce por las resistencias y los semiconductores del circuito eléctrico. El ruido interno se dispara cuando los micrófonos funcionan mal por acumulación de polvo, suciedad y humedad. Los microfonos requieren cuidado y limpieza periódica cuando se observa acumulación de mugre. El polvo puede afectar el diafragma del micrófono. Un pequeño depósito de mugre puede alterar la curva de respuesta de frecuencia y la direccionalidad de los micrófonos. El ruido interno es audible y puede ser molesto, cuando la audición en frecuencias graves es normal o la perdida auditiva es pequeña. Esta incomodad se puede compensar desde la programación, utilizando un algoritmo de compresión llamado expansión, mediante el cual, el Audiólogo disminuye en estas frecuencias graves la amplificación para sonidos suaves por debajo de 40 dB SPL. 

Cuando se activan los microfonos direccionales se reduce sensiblemente la ganancia calculada por la formula de amplificación para frecuencias graves, disminuyendo la percepción de los fonemas en el primer formante como /m/, /p/, /a/, /o/, /u/.  Puede ser que el Audiólogo deba compensar esta perdida de ganancia subiendo la amplificación para sonidos graves suaves y verificando su audibilidad con listas de palabras fonéticamente balanceadas. La función de los microfonos también puede alterarse por el ruido del viento y en ambientes con niveles altos de reverberación. Si usted requiere utilizar sus audífonos en estas condiciones de desventaja, consulte con su Audiólogo acerca de la forma de compensar estas situaciones acústicas complejas.

Otro aspecto que puede afectar la direccionalidad de los micrófonos es la mayor ventilación de los moldes o las adaptaciones abiertas, en las cuales las ventajas de la direccionalidad solo se conservan para las frecuencias agudas. La toma de las impresiones para los moldes y cápsulas, asi como el diseño acústico, incluido el tamaño de las ventilaciones, también la debe realizar un Audiólogo experto, para evitar sobre ventilar y asi perder ventajas de los microfonos direccionales.

Para la alineación correcta de los microfonos direccionales, también es importante tener en cuenta la postura habitual del usuario. Aspectos como la osteoporosis o anormalidades de la columna vertebral, especialmente la cervical, pueden afectar la alineación del eje horizontal de los microfonos, afectando su direccionalidad. Al tomar las impresiones para dispositivos hechos a la medida, se debe marcar el eje horizontal a cada lado, considerando la postura habitual.

En los audífonos detrás de la oreja (BTE), la posición inapropiada de los tubos acústicos también puede afectar la direccionalidad de los microfonos. Tenga en cuenta que las condiciones acústicas del salón donde se usen los audífonos como reverberación, resonancia, difracción,  difusión y absorción, pueden modificar la función direccional de los audífonos. Son condiciones acústicas complejas que requieren procesos de adaptación que podrían ser lentos para el sistema nervioso auditivo central (SNAC), independientes de la programación que realiza su Audiólogo durante las consultas.

¿Qué es el indice de direccionalidad y cuál es su importancia para la comprensión del habla?

Se refiere a la diferencia en la intensidad de los sonidos que ingresan a los audífonos desde el frente o desde el lugar donde los microfonos enfocan el espectro del habla, con la intensidad de ingreso de las señales provenientes desde las otras direcciones. Este índice refleja la cantidad de decibles de presión sonora (SPL), que los microfonos direccionales mejoran la relación señal a ruido (SNR). Para pacientes con pérdidas auditivas de gados  leves a moderados, por cada decibel de mejora en el índice de direccionalidad, se logra aproximadamente 7 a 10% de incremento en la discriminación de habla en ruido.

Un índice de direccionalidad de 3 dB SPL podría mejorar el porcentaje de discriminación de habla en ruido hasta 30% aproximadamente. Para pérdidas auditivas de grado severo a profundo, por cada decibel de mejora en el índice de direccionalidad, podría mejorar la discriminación de habla en ruido hasta 3.5%. Muchos de estos pacientes no encontraran satisfacción con sus audífonos y podrían ser candidatos a estudio para implante coclear.

Sus audífonos deben ser programados por un Audiólogo experto que conozca las implicaciones en el uso de la tecnología y la forma correcta de compensarlas. No es suficiente realizar pruebas clínicas médicas y audiológicas, sino que es importante elaborar perfiles de desempeño comunicativo, social, familiar, laboral y escolar, para determinar cuáles son los audífonos que más le convienen.

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