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Ángel de la Torre Vega – G.I. Procesamiento de Señales y Comunicaciones – DETC – UGR 1
Universidad de Granada
EL IMPLANTE COCLEAR:FUNCIONAMIENTO,
POSIBILIDADES Y LIMITACIONES
Ángel de la Torre Vega
Dpto. Electrónica y Tecnología de Computadores
Universidad de Granada
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Universidad de Granada
micrófono yprocesador
transmisor RFreceptor RF y
emisor de estímulos
electrodo de referencia
guía de electrodos
electrodosactivos
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Universidad de Granada Objetivos y limitaciones del I.C.
• Objetivos:– Percepción de los sonidos– Percepción de la voz con calidad:
• Identificación, discriminación y reconocimiento de unidades• Fonemas, sílabas, palabras
• Limitaciones:– Técnicas– Fisiológicas– Aprendizaje
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Universidad de Granada Estrategias de estimulación
• Separación de señal de audio en bandas de frecuencia
• Asignación de bandas a electrodos (tonotópica)• Estimulación de los electrodos de acuerdo con la
energía en cada banda de frecuencia en cada instante de tiempo (patrón temporal)
• Las limitaciones - compromisos y soluciones dan lugar a las estrategias de estimulación
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Universidad de Granada Calidad proporcionada por el I.C.
• Resolución espectral
• Resolución temporal
• Resolución en intensidad
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Universidad de Granada Resolución espectral
• Oído sano:– 6.000 células ciliadas internas– 18.000 células ciliadas externas– 40.000 terminaciones nerviosas– Mecanismo activo de sintonización
• Implante coclear:– Entre 8 y 32 canales
• Problema: no hay conexión sináptica:– 1: Campos eléctricos solapados– 2: Suma de campos eléctricos
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Universidad de Granada
Monopolar
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Universidad de Granada
BP+3
BP
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Universidad de Granada Suma de campos
electrodos activos elect. referencia
0 V.2 V.5 V.
5 V.
2 V.
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Universidad de Granada Suma de campos
estím. incontroladaestím. deseada
0 V.2 V.5 V.
5 V.
2 V.3 V.3 V.
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Universidad de Granada Nº electrodos: conclusiones
• Número de electrodos en I.C. bajo:– Entre 8 y 32 canales (mucho menos de 6000!!!)– Poca resolución espectral tonotópica
– No por tener más canales hay más resolución espectral:
• Solapamiento entre campos eléctricos
– Inconvenientes de tener muchos electrodos:• No se estimulan todos los electrodos en cada ciclo• o bien se estimulan con una tasa de estimulación baja
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Universidad de Granada Resolución temporal
• Límite fisiológico– Tiempo de
repolarización: 2ms
– Tasa máxima de disparo: 500/seg
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Universidad de Granada Tasa de estimulación
• Valores adecuados: 1000 – 2000 pps– Proporciona una buena resolución temporal
• ¿Qué ocurre si es menor de 500 pps?– Sincronización con estímulo (no con sonido)
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Universidad de Granada ¿Qué puede percibirse con I.C.?
• Resolución espectral• Resolución temporal• Resolución en intensidad
• Adecuado para la voz• Limitaciones para otros sonidos
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Universidad de Granada
Espectrograma (representación tiempo - frecuencia)
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Universidad de Granada
Espectrograma (representación tiempo - frecuencia)
m b o i a kom p r a R p a n
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Universidad de Granada
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Universidad de Granada ¿Cómo oye un implantado?
• No se puede saber
• Sólo unos pocos pacientes están en condiciones de
hacer comparaciones
• Observación indirecta (qué son capaces de hacer)
• Teniendo en cuenta todo el proceso de
estimulación se puede sintetizar la señal “tal y
como la oiría un implantado”
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Universidad de Granada Aportaciones del Implante Coclear
• Percepción auditiva con calidad suficiente para comprensión del habla (sin ruido)
• Para ello, antes hay que desarrollar....– habilidades perceptuales– habilidades lingüísticas
• Comprensión de la voz en ruido: difícil• Percepción de los distintos sonidos, música
– proporciona toda la información temporal que un oído normal puede percibir (poca resolución espectral)