Diseño de una cabina sonoamortiguadora neonatal para la aplicación de pruebas audiométricas mediante potenciales evocados auditivos de estado estable

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Décimo Sexta Edición Diciembre 2016
Actualizado: Thursday, December 29, 2016 - 23:27
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ARTÍCULO

 

 

Palabras clave:

Cabina sonoamortiguada, audiometría, neonatal, potenciales, evocados auditivos,  neuropediatría, audiología.

 

ABSTRACT

El presente trabajo consiste en el diseño y  desarrollo de una cabina sonoamortiguada especial para neonatos enfocada en la realización de pruebas audiométricas por medio de potenciales evocados auditivos de estado estable (PEAee). A partir de la integración de diversas tecnologías se consigue la realización de una cabina que cuenta con características especiales de ergonomía, antropometría y usabilidad necesarias para la aplicación de la prueba y que tiene como objetivo principal alcanzar un aislamiento acústico de acuerdo a la norma NOM_011_STPS que establece los niveles máximos permisibles de presión sonora en pruebas de audiometría.

Este desarrollo se tradujo en la obtención de un prototipo, el cual fue  sometido a una prueba comparativa de niveles de presión sonora en el rango de 250Hz a 8000Hz para obtener la atenuación acústica, logrando resultados óptimos para los parámetros máximos permisibles en la realización de las pruebas realizadas en ambientes de hasta 75dB.

 

 

INTRODUCCIÓN

De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (WHO 2012) la hipoacusia es la discapacidad sensorial de mayor prevalencia, en 2012 se reportaron más de 275 millones de personas diagnosticadas.  La Secretaría de Prevención y Promoción de la Salud (SPPS, 2014) marca que actualmente en nuestro país existe una prevalencia de hipoacusia pediátrica de 1.4 por cada 1000 nacimientos. La mayor parte nace en familias de escasos recursos; ya que en etnias o comunidades corren más riesgo debido a una mayor frecuencia de enfermedades o al hecho de vivir en ambientes pobres o caóticos. (Ramírez, 2014).

 

(Lino et al., 2015)  Declaran que un diagnóstico temprano es trascendental debido a que impactan en la adquisición y desarrollo del lenguaje y del habla así como en el desarrollo cognitivo y psicosocial del neonato. En México el Senado de la República aprobó en el año 2011 una reforma a la Ley General de Salud en la que se estipula la obligación de aplicar las pruebas de detección oportuna de hipoacusia y sordera en recién nacidos. (SPPS, 2014) Actualmente se está utilizando la técnica de Potenciales Evocados Auditivos de Estado Estable (PEAEE) para la realización de este tipo de pruebas, Estos estímulos son obtenidos por estimulación de la vía aérea (VA), y cuentan con una mayor  eficiencia en la detección temprana de las pérdidas auditivas.  Los PEAee de acuerdo con (Martínez et al., 2007) son respuestas electrofisiológicas evocadas por un estímulo acústico continuo, el cual es modulado por una frecuencia distinta a la de estimulación. Dicha respuesta posee dos componentes; amplitud y fase, los cuales permanecen constantes en el tiempo, teniendo ventajas de precisión y facilidad sobre las técnicas actuales realizadas por potenciales evocados auditivos de tallo cerebral.

Este estudio es considerado como un estudio ideal para neonatos sin embargo al ser realizados por medio de equipos de alta tecnología, requieren condiciones especiales para la realización de una prueba eficiente. (Gonzales et al., 2014) declaran que el registro de la prueba de Potenciales Evocados auditivos de estado estable se debe llevar a cabo en una cabina insonorizada. Y corroboran que el ruido ambiental puede afectar la prueba. Por otro lado, los Autores (Fernández et al., 2009) observaron que el ruido ambiental y electromagnético producen una actividad electroencefalográfíca aumentada, dificultando la identificación de las respuestas de estado estable.

A partir de la necesidad de realizar pruebas favorables para la detección temprana de daño auditivo y de la disminución del costo del equipo, surge el planteamiento del desarrollo de una cabina sonoamortiguada que considere las necesidades del usuario final que en este caso es el neonato en estudio. De acuerdo a (Gómez 2015) una cabina sonoamortiguada, es un cuarto especialmente acondicionado con paredes construidas de materiales aislantes, los cuales no aíslan completamente el ruido pero lo atenúan en cierto nivel.  Menciona también que el oído humano es sensible a frecuencias que van desde los 20 hasta los 20,000Hz, y debido a la naturaleza del ruido, las cabinas audiométricas deben ser capaces de atenuar considerablemente, el ruido de medias-altas frecuencias (750Hz-20,000Hz), que es donde se encuentran la mayoría de los ruidos del entorno cotidiano.

 

METODOLOGÍA

El desarrollo de este proyecto está sustentado principalmente en una metodología de diseño basada en el usuario o HCD por sus siglas en ingles. Es un proceso que ha desarrollado desde los años 80’s y debido su éxito, actualmente cuenta ya con normativa ISO para su implementación. La cual considera los siguientes pasos para el desarrollo del producto.

 

Ilustración 1. Proceso Iterativo de la Metodología de Diseño HCD Según ISO 12407. Realización propia]

 

Como primera parte y de acuerdo a la normativa de se establecieron los requerimientos del producto a partir de una observación etnográfica y técnicas proyectivas realizadas a expertos en la materia, doctores involucrados en detección auditiva y cuidados neonatales  así como neurólogos y médicos generales. De igual manera se realizó el estudio a pacientes y padres de familia, dados los resultados del estudio se definieron los principales requerimientos del proyecto:

Una vez obtenidos los requerimientos se dio inicio a un proceso de diseño itinerante para el desarrollo conceptual, dando como resultado una gran variedad de propuestas formales y de resolución de necesidades. Con esto se logró obtener un planteamiento formal el cual contempla aspectos tanto de diseño como de manufactura para lograr un producto factible para su inserción como un auxiliar en las pruebas de detección temprana de daño auditivo a través de PEAee. Con la finalidad de que este prototipo cumpliera con sus requerimientos funcionales fue necesario diseñar cada uno de los sistemas de aislamiento acústico, teniendo un sistema de aislamiento por capas de materiales acústicos para el cuerpo general de la cabina, un sistema de ventilación acústica por laberinto, y un sistema de aislamiento por colchón de aire para el visor de la cabina.

La configuración general de la cabina así como los elementos que la integran están enlistadas a continuación:

 

Ilustración 2. La figura muestra la propuesta formal de la cabina neonatal, indicando sus elementos principales. Elaboración propia]

 

 

 

Esta configuración de elementos de la cabina aporta diversas ventajas tanto para la realización de la prueba de audiometría como así como para la fabricación del prototipo. Dentro de las ventajas ergonómicas que la forma de la cabina presenta esta la optimización del espacio al interior, la reducción de uniones para mejorar el aislamiento acústico, la prevención de accidente debido a la fatiga de las piezas, la visibilidad completa del neonato en estudio y el ambiente óptimo para el desarrollo de las pruebas evitando luz directa y la contaminación por ruido ambiental y ruido electromagnético. En cuanto a las ventajas de producción la simpleza de la forma se traduce en una disminución de tiempo y costo. Por otro lado,  la utilización de piezas estándar y materiales comerciales facilita la  fabricación y reparación de la cabina.

 

El diseño de la cabina está pensado para integrar tecnologías de aislamiento acústico que permitan cumplir con las especificaciones necesarias dentro de la normativa NOM-011-STPS para los niveles máximos permisibles de presión sonora al interior  de una cabina audiométrica o  espacios donde se realicen pruebas de audiometría los cuales se observan en la Tabla 1.  

 

Tabla 1. Niveles Máximos de presión Sonora para pruebas de Audiometría de acuerdo a la NOM-011-STPS. Elaboración propia.

 

RESULTADOS

Una vez definido el aspecto formal de acuerdo a requerimientos y normativa se realizó el prototipo funcional integrado por diversas tecnologías de aislamiento y teniendo como prioridad la funcionalidad en cuanto a la atenuación acústica sin dejar a un lado aspectos vitales de la ergonomía del producto como es la ventilación adecuada, la visión del neonato en todo momento, el posicionamiento adecuado del neonato y el aislamiento de señales electromagnéticas al interior de la cabina, el prototipo obtenido se presenta a continuación:

 

Ilustración 3 Prototipo Funcional Escala 1:1 Medidas 90cm x 60cm x 60cm

 

Para asegurar un funcionamiento de este prototipo con respecto al aislamiento acústico fue necesario la toma de las medidas de la contaminación acústica proveniente de fuentes externas en el ambiente de trabajo así como la toma de medidas al interior para sacar el nivel de atenuación acústica del prototipo.

 

Las mediciones fueron realizadas dentro del Centro de Diseño e Innovación Tecnológica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Autónoma de Querétaro.

 

Las condiciones ambientales fueron de ruido controlado a frecuencias de los 125Hz a los 8000 Hz y niveles de presión sonora de los 30 dB a los 90DB. Al ser una cabina transportable y no contar con una instalación fija las pruebas se realizaron por método de laboratorio. El equipo utilizado fue un sonómetro marca Solo 01 dB de las siguientes características:

 

Sonómetro Marca SPEVI Modelo SOLO SLM, tipo 2 (IEC 61.672), integrador (memoria 128 KB), rango dinámico 30-137 dB, medidor de bandas de octava, memoria para 99 resultados- Data logging (128 Kb). Durante el proceso de medición, se tomó únicamente 1 punto de medición al interior de la cabina, referente al lugar en donde se coloca la cabeza del neonato, de acuerdo a las dimensiones de dicha cabina no es necesario tomar más puntos de referencia de acuerdo a la normativa. Se realizaron 3 tomas por punto para descartar datos atípicos utilizando el procedimiento descrito en la norma ISO 140, la cual abarca el tema de medición de aislamiento acústico y hace referencia de manera intuitiva al cálculo de la magnitud del aislamiento bruto  o atenuación acústica con la siguiente fórmula: D=L1-L2 Donde:

L1 y L2 son los niveles de presión sonora en los recintos emisor y receptor respectivamente.

 

El tiempo de promedio para la evaluación de los niveles fue de 6 segundos para las bandas inferiores a 400 Hz y de 4 segundos para las bandas de frecuencias superiores. En este caso particular de medición, se utilizó una fuente de ruido creado con el software WaveForms 2015, obteniendo resultados tanto de atenuación sonora como de niveles máximos de NPS al interior de la cabina, los cuales se presentan en la Tabla 2.

 

Se tomaron los promedios de las mediciones realizadas  dando resultados favorables y una atenuaciones superiores a los 50dB en tonos de frecuencias altas como podemos observarlo en la Tabla 3.

Tabla 2. Resultados de los promedios de atenuación acústica, promedio general, límite de la norma y Ambientes con niveles máximos de presión sonora para cumplimiento de la NOM-011-STPS. Elaboración propia.

 

Tabla 3. Índices de atenuación acústica de la cabina neonatal obtenidos a partir de las pruebas realizadas, Elaboración propia

 

 

Por otro lado con las mediciones realizadas es posible observar que los límites de presión sonora al interior de la cabina son adecuados para un nivel de ruido alto (75dB) cumpliendo con los requisitos de la NOM-011-STPS en ambientes que no superen estos el promedio de este nivel de ruido como se observa en la tabla 4.

 

Tabla 4. Comparativa de los niveles máximos proporcionados por la cabina neonatal en comparación con los niveles máximos establecidos por la Nom-011-STPS en un ambiente acústico de ruido elevado (75dB). Elaboración propia

 

Tabla 5. Niveles de atenuación de la cabina neonatal en comparación con 3 cabinas sonoamortiguadas comerciales estándar. Elaboración propia.

 

 

 

CONCLUSIONES

 

De acuerdo a las tablas anteriores es posible aseverar que la propuesta desarrollada cumple con los requisitos necesarios de atenuación acústica para integrarse a una prueba de medición temprana de daño auditivo por medio de potenciales evocados auditivos de estado estable (PEAee) ya que los niveles de atenuación son óptimos para ambientes cuyo nivel de ruido no supere de 75dB. Tomando en cuenta que los niveles recomendados por la Academia Americana de Pediatría junto con el Comité de Salud Ambiental para clínicas de salud son de 45 dB durante el día, con picos máximos de duración de 1 segundo y 35 dB por la noche, podemos concluir que la atenuación obtenida es adecuada para la incorporación de estos equipos dentro de las clínicas de salud en general.

 

La cabina neonatal propuesta muestra de igual manera una mejoría en los niveles de atenuación sobre todo en tonos de frecuencias bajas (tonos graves) los cuales son más difíciles de atenuar de acuerdo con (Gómez 2015) Teniendo diferencias de hasta  20dB de atenuación por encima de sus competidores más económicos en frecuencias de 125Hz, 250Hz,  500Hz y 1000Hz.

 

El equipo después de las pruebas ha resultado adecuado en cuanto a la norma para realizar pruebas audiométricas basados en su nivel de aislamiento acústico, sin embargo es necesario considerar para la realización de un tipo de pruebas tan complejas algunas características extras como las mostradas dentro de la metodología del diseño. La definición formal toma en cuenta aspectos como el aprovechamiento del espacio, la prevención de accidentes, la manufactura simple y las condiciones necesarias para la prueba como el aislamiento acústico y electromagnético.

 

 Un estudio ergonómico y antropométrico adecuado permitió brindar condiciones actuales en cuanto a espacio y niveles de comodidad del neonato, tomando en cuenta las medidas, la posición correcta, el monitoreo del sujeto de estudio así como los niveles de temperatura y oxigenación al interior de la cabina, por otro lado, un estudio de usabilidad permitió brindar al equipo características para hacerlo muy simple, intuitivo y fácil de usar.

 

 

REFERENCIAS:

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