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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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Monopolar

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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)