SISTEMA DE PROCESAMIENTO BINAURAL DE SONIDOS PARA IMPLANTES COCLEARES.

Sistema de procesamiento binaural de sonidos para implantes cocleares.

Permite obtener una optimización de la audición y una mejora de la comunicación en usuarios que presentan disfunciones auditivas (hipoacusia), permitiendo aumentar la sensibilidad acústica y la sintonización en ambientes y entornos ruidosos, como son las cafeterías, bares, restaurantes, etc. Más concretamente el sistema de procesamiento binaural (1) de sonidos aquí descrito está basado en un modo de operación combinado y coordinado de dos procesadores (20) de sonidos, instalados cada uno ellos en correspondencia con los oídos del usuario. Así, mediante esa especial vinculación de los modos de operación de los dos procesadores (20) de sonidos es posible obtener a la salida de cada uno de ellos un patrón de estimulación final más "natural" y ajustado a las condiciones acústicas reales de cada momento o situación.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención pertenece al campo de los sistemas y dispositivos para personas con problemas de audición, y más concretamente a prótesis auditivas e implantes cocleares.

El objeto principal de la presente invención es un sistema de procesamiento binaural de sonidos para implantes cocleares que destaca fundamentalmente por permitir una optimización de la audición y comunicación de usuarios con disfunciones auditivas en entornos ruidosos, tales como cafeterías, bares, etc.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En la actualidad son conocidos diferentes tipos de audioprótesis implantables, aplicables en casos de pérdida parcial o total de la capacidad auditiva del oído medio. Dichos dispositivos están basados en principios de actuación electromagnéticos, mecánicos, piezoeléctricos o electrostáticos.

El implante coclear es una prótesis auditiva capaz de restaurar la audición en personas sordas o hipoacúsicas, cuyo nervio auditivo permanece funcional. Más concretamente un implante coclear está basado en un transductor que transforma las señales acústicas recogidas por un micrófono en señales eléctricas que estimulan el nervio auditivo.

Un elemento fundamental del implante coclear es el “procesador de sonidos”, el cual es el encargado de determinar el patrón de estimulación eléctrica que se presentará a través de los electrodos del implante. Dicho patrón de estimulación varía según las condiciones sonoras de cada situación. Por su parte, los electrodos son introducidos en el “caracol” o cóclea del oído interno para transmitir finalmente dichos estímulos al nervio auditivo, y de aquí al cerebro.

Los procesadores de sonido existentes actualmente en el mercado pretenden reproducir de manera sencilla el procesamiento de información realizado por un oído sano. Desgraciadamente, dichos procesadores ignoran un aspecto fundamental de este procesamiento que podría ser crucial para la comunicación en entornos ruidosos: el control involuntario sobre el funcionamiento de un oído que ejercen los sonidos que se reciben a través del oído contrario (en adelante control contra-lateral) . Quizá por ello, los usuarios de implantes cocleares muestran gran dificultad para comunicarse en entornos ruidosos, tales como las vías y calles de las ciudades, locales con mucha gente tales como cafeterías, bares y restaurantes, etc.

En los últimos años, Blake S. Wilson (Universidad de Duke, EEUU) ha liderado varios proyectos de investigación financiados primero por los National Institutes of Health y actualmente por la empresa MED-EL US Ltd. para diseñar procesadores de sonido para implantes cocleares que reproduzcan más fielmente el funcionamiento del oído sano (es decir, procesadores bioinspirados) con el fin de mejorar la eficacia del implante en entornos ruidosos. Su abordaje consistió en diseñar un prototipo de procesador de sonido basado en “modelos computacionales” de la respuesta del nervio auditivo diseñados por Enrique A. Lopez-Poveda (Universidad de Salamanca, España) , el cual se incorporó en 2002 como consultor al proyecto de Blake S. Wilson. En el equipo también participó como ingeniero Reinhold Schatzer, actualmente en la Universidad de Innsbruck (Austria) .

El funcionamiento del procesador bioinspirado y sus resultados se han publicado en varios documentos (Wilson et al., “Two new directions in Speech Processor design for cochlear implants”, 2005; “Possibilities for a closer mimicking of normal auditor y functions with cochlear implants”, 2006, “Use of auditor y models in developing coding strategies for cochlear implants”, 2010) y en la tesis doctoral de Reinhold Schatzer (“Implementation of a sine wave generator based on sigma-delta modulation”, 2010) , pero las investigaciones continúan.

Por otro lado, es sabido que en la “audición natural”, el funcionamiento de cada uno de los oídos depende del funcionamiento del oído contrario, de manera que el cerebro conjuga la información que le llega de ambos oídos (audición “binaural”) . En este punto, cabe mencionar la existencia del conocido como “implante coclear bilateral”. En este caso, el usuario lleva instalados dos implantes cocleares, uno para cada oído. El inconveniente de este tipo de implantes es que el control y modo de operación de los implantes es totalmente independiente el uno del otro. Es decir, carece del control contra-lateral presente en los oídos sanos y que facilita la audición a las personas normoyentes en entornos ruidos, por lo que su eficacia y rendimiento en estos entornos ruidosos son claramente optimizables.

Por tanto, el problema técnico que aquí se plantea es que los actuales implantes cocleares bilaterales no consiguen aportar una solución eficaz y completa para la audición y comunicación de los usuarios sordos en entornos ruidosos, tales como las calles de una ciudad, cafeterías, restaurantes, etc., donde existen multitud de distintos sonidos al mismo tiempo. Esto provoca que los usuarios no sean capaces de comprender el habla con claridad, ni ubicar y detectar con exactitud las fuentes sonoras.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Mediante la presente invención se resuelve el problema técnico anteriormente planteado, proporcionando un sistema de procesamiento binaural de sonidos para implantes cocleares que permite obtener una optimización de la audición y una mejora de la comunicación en usuarios que presentan disfunciones auditivas (hipoacusia) , estando dicho sistema especialmente orientado a aumentar la capacidad auditiva de los pacientes en ambientes y entornos ruidosos, como son las cafeterías, bares, restaurantes, etc., donde confluyen a la vez infinidad de diferentes registros de sonidos.

El sistema de procesamiento binaural de sonidos objeto de invención está basado en un modo de operación combinado y coordinado de dos procesadores de sonidos, instalados cada uno ellos en correspondencia con los oídos del usuario. Así, mediante esa especial vinculación de los modos de operación de los dos procesadores de sonidos es posible obtener a la salida de cada uno de ellos un patrón de estimulación eléctrica final más natural y ajustado a las condiciones acústicas de cada momento, por lo que el usuario percibe un aumento de la sensibilidad acústica y la sintonización frecuencial, siendo capaz de percibir el habla con mayor claridad, y de ubicar y localizar con mayor precisión la fuentes sonoras.

Más concretamente, el sistema de procesamiento binaural de sonidos aquí descrito, es del tipo que comprende un par de micrófonos que recogen los sonidos procedentes del exterior; y un par de procesadores de sonidos encargados de recibir dichos sonidos, descomponerlos por canales de frecuencia y codificar las señales resultantes de cada canal de frecuencia para generar un patrón de estimulación eléctrica destinado a ser enviado a través de unos electrodos hasta las cócleas de los oídos internos del usuario, produciendo así una sensación auditiva que se ajusta a los estímulos acústicos detectados por los micrófonos en cada momento.

Así, el sistema de procesamiento binaural de la presente invención destaca por comprender adicionalmente unos medios de control combinado que vinculan entre sí los dos procesadores de sonidos, estando dichos medios de control combinado adaptados para generar señales de control y enviarlas al procesador opuesto, y donde cada uno de dichos procesadores de sonidos está configurado para recibir las señales de control generadas por el procesador opuesto, generando cada uno de los procesadores de sonidos un patrón de estimulación eléctrica final que, además de ajustarse a los estímulos acústicos detectados por los micrófonos, está modulado por las señales de control recibidas del procesador opuesto, aumentando así la sensibilidad acústica y la sintonización auditiva en entornos ruidosos.

Preferentemente, dichos medios de control combinado comprenden un sistema de comunicación inalámbrica entre los dos procesadores de sonidos, disponiendo cada uno de dichos procesadores de sonidos un emisor y un receptor de señales inalámbricas. No obstante, se ha previsto que dicho sistema de comunicación esté basado en cableado físico y componentes hardware.

Con respecto al procesador de sonidos, éste es preferentemente un procesador de muestreo intercalado continuo (del inglés, “continuous interleaved samplig”) , más conocido por sus siglas CIS, o cualquiera de sus múltiples variantes. No obstante se ha previsto que dicho procesador de sonidos pueda ser un procesador del tipo bioinspirado, incorporando entre otros, filtros no...

1. Sistema de procesamiento binaural (1) de sonidos para implantes cocleares que comprende un par de micrófonos (10) que recogen sonidos procedentes del exterior; y un par de procesadores (20) de sonidos que reciben y codifican la información captada por los micrófonos (10) , y donde cada uno de dichos procesadores (20) de sonidos están adaptados para generar un patrón de estimulación eléctrica que es enviado a través de unos electrodos (23) hasta las cócleas (40) de los oídos internos del usuario, estando dicho sistema caracterizado porque comprende adicionalmente

- unos medios de control combinado (30) que vinculan entre sí los dos procesadores (20) de sonidos, estando dichos medios de control combinado (30) adaptados para generar señales de control (21) y enviarlas al procesador (20) opuesto, y donde cada uno de dichos procesadores (20) de sonidos está configurado para recibir las señales de control (21) generadas por el procesador (20) opuesto, generando cada uno de los procesadores (20) de sonidos un patrón de estimulación eléctrica final (22) que, además de ajustarse a los estímulos acústicos detectados por los micrófonos (10) , está modulado por las señales de control (21) recibidas del procesador (20) opuesto, aumentando así la sensibilidad acústica y la sintonización auditiva en entornos ruidosos.

2. Sistema de procesamiento binaural (1) de sonidos para implantes cocleares de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de control combinado (30) comprenden un sistema de comunicación inalámbrica entre los dos procesadores (20) de sonidos.

3. Sistema de procesamiento binaural (1) de sonidos para implantes cocleares de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de control combinado (30) comprenden un cableado físico y componentes hardware.

4. Sistema de procesamiento binaural (1) de sonidos para implantes cocleares de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los procesadores de sonidos (20) son procesadores de muestreo intercalado continuo (CIS) .

5. Sistema de procesamiento binaural (1) de sonidos para implantes cocleares de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los procesadores (20) de sonidos son procesadores bioinspirados que incorporan filtros no lineales de doble resonancia (DRNL) .