El método de ajuste de TrueLoudness

Los antecedentes de la percepción individual de la sonoridad de las señales binaurales de banda ancha se encuentran en el artículo “Por qué el audiograma tonal explica solo el 30% de la perdida auditiva”, en esta misma web y en una edición anterior de nuestra revista Audio infos

Mismos umbrales de audición, diferente percepción de volumen

Dos pacientes con audiogramas similares muestran curvas de sonoridad normales para una señal de banda estrecha después de la ecualización de sonoridad de NB (Fig. 3, 1). El nivel del eje X corresponde al nivel de entrada, antes de la amplificación por compensación de estímulos de banda estrecha; corresponde al nivel de señal antes de ser procesada y amplificada por el audífono simulado. Sin embargo, hay grandes diferencias en la curva de sonoridad para las señales binaurales de banda ancha (figuras de la derecha).

El paciente A muestra una curva de sonoridad muy cercana a la curva de sonoridad de los oyentes normales, mientras que el paciente B muestra una curva de sonoridad fuertemente aumentada, incluso a niveles bajos, después de la compensación de sonoridad de banda estrecha. Con un nivel de entrada de 60 dB, la sonda B ya alcanza la calificación de “extremadamente fuerte”.

La zona gris de la Fig. 3.1 entre la curva de sonoridad binaural de banda ancha tras la compensación de sonoridad de banda estrecha y la curva de sonoridad binaural de banda ancha media de audición normal, se denomina suma de sonoridad binaural de banda ancha. Los valores de la suma de sonoridad aumentada a un nivel de entrada de 80 dB son de 7 dB para el paciente A y de 33 dB para el paciente B.

Consideración de la suma de sonoridad

El concepto de adaptación de TrueLoudness [2,3] calcula la ganancia necesaria basándose en la curva de sonoridad binaural de banda ancha, tras la compensación de sonoridad de banda estrecha. El objetivo es lograr una percepción normal de la sonoridad para las señales binaurales de banda ancha. Para personas con audiogramas similares, se pueden predecir valores de ganancia muy diferentes. En los casos A y B, las predicciones de ganancia de TrueLoudness se muestran en la (Fig. 5). En el paciente A, la ganancia media para un nivel de entrada de 65 dB en las frecuencias de 500, 1k, 2k y 4k Hz es de unos 21 dB. En el paciente B, tras la corrección binaural de banda ancha, la ganancia media es de 8 dB: esto supone 13 dB menos que para el paciente A.

Ninguna regla de cálculo basada en el audiograma podría predecir estas diferencias. La ganancia media según NAL-NL2 para un nivel de entrada de 65 dB para el paciente A es de 16,4 dB y para el B de 15,6 dB. Por lo tanto, la diferencia es inferior a 1 dB en la predicción de la ganancia según NAL-NL2. De modo que, TrueLoudness no estima la ganancia como NAL-NL2 de forma generalizada: dependiendo de la suma de sonoridad binaural de banda ancha, la predicción de ganancia puede ser mayor, similar o menor en comparación con NAL-NL2.

Individualización de la compresión

Además de la predicción de ganancia para niveles de entrada de 65 dB, la relación de compresión desempeña un papel importante en la personalización del audífono. Si la relación de compresión está ajustada demasiado baja, la ganancia no se incrementa lo suficiente a niveles de entrada bajos y la percepción de la sonoridad de las señales de bajo nivel es más silenciosa de lo normal. A niveles de señal altos, si la relación de compresión se ajusta demasiado baja, la ganancia no se reduce con la suficiente fuerza, por lo que las señales con niveles altos se perciben más fuertes de lo normal. Esto puede hacer que el audífono se perciba como “demasiado fuerte” en la vida cotidiana.

Si la relación de compresión está ajustada demasiado alta, la ganancia aumenta demasiado para las señales con un nivel de entrada bajo, y puede provocar, por ejemplo, un ruido de micrófono audible. En el caso de las señales con un nivel de entrada alto, si la relación de compresión es demasiado alta, la ganancia se reduce demasiado, de modo que las señales con un nivel alto se perciben como más silenciosas de lo normal.

Una observación común es que el aumento de la suma de sonoridad de banda ancha binaural aumenta con el nivel de entrada. En el caso del paciente B de la Fig. 3.1, se puede observar que la distancia entre la curva medida y la curva de sonoridad media de la audición normal aumenta con niveles de entrada más altos. Esto significa que para los usuarios con una mayor suma de sonoridad de banda ancha binaural, debe ajustarse una mayor relación de compresión en el audífono para lograr una percepción de sonoridad normal para las señales de banda ancha binaurales. La cantidad de relación de compresión puede estimarse a partir de la distancia entre las curvas de ganancia: si las curvas están muy juntas, se debe establecer una relación de compresión baja; si las curvas están muy separadas, dicha compresión debe ser alta.

La relación de compresión determinada por TrueLoudness para una percepción normal de la sonoridad binaural de banda ancha es de 1:2,1 para el A, con una ganancia media a un nivel de entrada de 65 dB de 20,7 dB. Para el caso B, debido a la mayor suma binaural de banda ancha, hay una ganancia media menor, a un nivel de entrada de 65 dB de 8,1 dB, pero una relación de compresión significativamente mayor de 1:3,5. Esto demuestra claramente que una mayor ganancia no tiene por qué ir acompañada de una mayor compresión.

En este punto, hay dos conclusiones que compiten entre sí: 1) Para restablecer la sonoridad normal de la banda ancha binaural son necesarias altas relaciones de compresión para algunos sujetos. 2) La inteligibilidad de la voz disminuye cuanto mayor es la relación de compresión elegida (Souza, 2002). ¿Cómo deben adaptarse los usuarios cuando la normalización de la sonoridad de las señales binaurales de banda ancha predice una alta compresión y también hay un bajo rendimiento en la inteligibilidad del habla? Estos aspectos forman parte de la investigación en curso para evaluar y optimizar el ajuste de TrueLoudness.

Ganancia a niveles de entrada de 50, 65 y 80 dB

Dado que el efecto del aumento de la suma de sonoridad aumenta con el nivel de la entrada, la mayor incertidumbre en el cálculo de la ganancia basada en el umbral de audición es de esperar para los niveles altos. La relación entre el umbral de audición y los valores de ganancia previstos a 1 kHz según TrueLoudness puede verse en la Fig. 6. Se puede observar que a medida que aumenta el umbral de audición, los valores de ganancia aumentan. A un nivel de entrada de 50 dB, aproximadamente el 53% de la dispersión de los datos puede explicarse por el umbral de audición (figura de la izquierda). A 65 dB, es solo el 35%. A 80 dB, solo un 21% de la dispersión puede ser explicada por el audiograma.

En la práctica, esto significa que la curva de ganancia de 50 dB puede determinarse con una precisión moderada, basándose en el audiograma tonal y solo cabe esperar pequeñas correcciones en la fase de ajuste fino, en comparación con los 65 y 80 dB. En el caso de la curva de ganancia de 80 dB, es de esperar que se produzcan ajustes mayores en muchos casos, ya que estos valores de ganancia solo pueden predecirse con poca precisión a partir del umbral auditivo. En este caso, deberían utilizarse métodos subjetivos con señales de banda ancha para comprobar los valores de ganancia. Los datos demuestran que las fórmulas de cálculo basadas en los audiogramas solo deben considerarse como valores de partida para su ajuste. Pueden ser necesarios grandes cambios de más de 10 dB para lograr una percepción normal del volumen. Impresiona que los valores de ganancia a 1 kHz para un nivel de entrada de 80 dB también muestran muchos valores de ganancia negativos.

Este hallazgo es coherente con la experiencia de que algunas personas con deficiencias auditivas perciben las señales binaurales de banda ancha como más fuertes que las personas con audición normal, incluso sin ser usuarios de prótesis. En las fórmulas de cálculo basadas en el audiograma, los valores de ganancia negativos no suelen aparecer. Las implicaciones para la práctica aún no están claras y son objeto de investigación en la actualidad.

Evaluación del ajuste de TrueLoudness

En un estudio se comparó TrueLoudness con NAL-NL2 como método de adaptación inicial [4]. Para ello, se evaluó la sonoridad de los vehículos en condiciones reales en el antiguo aeropuerto militar de Oldenburg (base aérea). Las personas sometidas a la prueba se sentaron en el arcén y los vehículos pasaron junto a ellas en diferentes condiciones: a 30 km/h, a 50 km/h, acelerando y frenando. Los vehículos utilizados fueron una moto, un coche, una furgoneta y una barredora de calles.

En el experimento participaron un grupo de pacientes con alta sensibilidad de sonoridad en banda ancha binaural y un segundo grupo con percepción de sonoridad de banda ancha binaural normal. Todos los sujetos evaluaron la situación con los audífonos ajustados a NAL-NL2 en el primer programa y a TrueLoudness en el segundo. Al mismo tiempo, los sujetos con audición normal valoraron las mismas situaciones. En este momento, es posible comparar con qué ajuste la percepción de la sonoridad de las personas con dificultades auditivas se acercaba más a las valoraciones de las personas con audición normal. El ajuste NAL-NL2 fue calificado como “más alto de lo normal” en el grupo de hipoacúsicos con alta suma de sonoridad binaural en banda ancha. En el caso de los hipoacúsicos con una suma de sonoridad binaural de banda ancha normal, la valoración de la sonoridad con NAL-NL2 fue “más silenciosa de lo normal”.

Sólo con el ajuste TrueLoudness los índices de sonoridad de ambos grupos estaban en el rango de la audición normal. Este estudio demuestra que la medición de la suma de la sonoridad binaural de banda ancha proporciona información esencial para la adaptación de los audífonos en la vida cotidiana.

En otro estudio se investigó la inteligibilidad del habla con TrueLoudness y NAL-NL2 [5]. Los audífonos se programaron con NAL-NL2 en el primer programa y con TrueLoudness en el segundo. El umbral de inteligibilidad para una comprensión del habla del 50% se determinó con la prueba de frases en ruido de Oldenburg, a un nivel de ruido de fondo de 45 y 65 dB. El altavoz y el ruido de fondo se estableció desde 0° en el campo libre.

El orden de las mediciones fue aleatorio. Los resultados entre trueLOUDNESS y NAL-NL2 no mostraron diferencias significativas. TrueLOUDNESS restablece la percepción de la sonoridad binaural de banda ancha, pero no tiene ninguna optimización para la máxima comprensión del habla. No obstante, no se demostró ninguna desventaja en la inteligibilidad del habla, conseguida en comparación con NAL-NL2, a pesar de que NAL-NL2 tiene como objetivo maximizar la inteligibilidad del habla. Con el ajuste TrueLoudness, se podría conseguir una inteligibilidad del habla similar a la del ajuste NAL-NL2.

Abreviaturas: Broad Band (BB) por banda ancha.
Narrow Band (NB) por banda estrecha

Resumen

• El método de ajuste de TrueLoudness tiene en cuenta la suma individual de sonoridad binaural de banda ancha, tras la compensación de sonoridad de banda estrecha, al calcular los valores de ganancia. Hay aspectos que difieren fundamentalmente de los procedimientos de adaptación basados en el audiograma.
• Los valores de ganancia negativos pueden ser necesarios para normalizar la percepción de la sonoridad de banda ancha binaural.
• Para un mismo umbral de audición pueden ser necesarios valores de ganancia muy diferentes para normalizar la percepción de la sonoridad de banda ancha binaural.
• Con el mismo umbral de audición, pero con diferencias en la suma binaural de banda ancha, son necesarias diferentes relaciones de compresión para normalizar la percepción del volumen.
• En aproximadamente el 25% de los sujetos, la adaptación con compensación de sonoridad de banda estrecha puede dar lugar a una percepción de sonoridad superior a la normal.
• En principio, la suma de sonoridad binaural de banda ancha limita la precisión de los métodos de adaptación de audífonos basados en el audiograma. La ganancia a 50 dB puede predecirse con una precisión moderada a partir del umbral de audición. La curva de ganancia de 80 dB solo puede predecirse con poca precisión a partir del umbral de audición.
• Con el ajuste TrueLoudness se normaliza la percepción de la sonoridad binaural de banda ancha y se consigue el mismo rendimiento de inteligibilidad del habla que con NAL-NL2.
• Los resultados sobre la suma de sonoridad binaural de banda ancha en la adaptación de audífono subrayan la importancia de los hallazgos para la adaptación de audífonos con éxito.

Referencias

[1] EHIMA EuroTrak 2018. https://www.ehima.com/wp-content/uploads/2018/06/EuroTrak_2018_GERMANY.pdf, aufgerufen am 25.5.2021.
[2] Oetting, D, Hohmann, V, Appell, J-E, Kollmeier, B, Ewert, SD Restoring Perceived Loudness for Listeners With Hearing Loss, Ear and Hearing, 2018, 664-678
[3] Oetting, D, Hohmann, V, Appell, J-E, Kollmeier, B, Ewert, SD Spectral and binaural loudness summation for hearing-impaired listeners, Hearing Research, 2016, 335, 179-192
[4] Oetting, D, Bach, J-H, Krueger, M, Vormann, M, Schulte, M, Meis, M (2020). Subjective loudness ratings of vehicle noise with the hearing aid fitting methods NAL-NL2 and trueLOUDNESS. Proceedings of the International Symposium on Auditory and Audiological Research, 7, 289–296.
[5] Oetting, D, Rennebeck, S, Wercinski, B, Schulte, M (2019) Binaurale breitbandige lautheitsbasierte Anpassung TrueLoudness im Vergleich zu NAL-NL2. 21. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Audiologie (DGA, Halle)