Un desempeño de sonido increíble surge con Blu

Sencillo, se agrega la funcionalidad que más se solicita: proporcionar al cliente la capacidad de modificar el desempeño del audífono en el momento. Un requisito secundario, pero igualmente importante, es poner los ajustes preferidos del cliente (después del ajuste) a disposición de los profesionales de salud auditiva en el software de adaptación, para que puedan guiar y ayudar a los clientes a medida que trabajan para optimizar el ajuste. Por último, y quizá lo más importante, hacer que sea más fácil para los profesionales de salud auditiva lograr ajustes significativos al desempeño del sonido en un programa automático que funciona en un modo principalmente mixto gran parte del tiempo. Todo esto viene junto con la plataforma de última generación de Unitron, Blu.

Aunque esto requirió un replanteamiento de la arquitectura del sistema, no significó desechar todo lo que se construyó a lo largo de los años en Unitron. Aprendimos mucho del desarrollo, el uso y la evolución de las características como balance de Comodidad/Claridad, SmartFocus, LearnNow, Sound Conductor, SoundNav y su clasificador de ambiente y SpeechPro.

Los audífonos Unitron, así como los audífonos de otros fabricantes, incluyen muchas características de procesamiento de adaptación de señal (ver la Figura 1), como:

compresión de rango dinámico amplio adaptativo (WDRC) multicanal
cancelador de ruido de impulsos (INC)
compresión frecuencial (comp. frec.)
formación de patrones de captación de micrófonos múltiples para direccionalidad (formador de haces)
cancelador de ruido espacial (NC espacial)
realce del habla (SE)
reducción de ruido (NC)
cancelador de fase de feedback (cancelador de feedback)
cancelador de ruido del viento (WNC)

Las características típicas de procesamiento de señales en un audífono están diseñadas para ajustar la señal amplificada para lograr una variedad de objetivos, tales como:

compensar la pérdida de audibilidad y comodidad de intensidad,
restaurar las señales acústicas que están interrumpidas por la presencia física del audífono y
mejorar el SNR al realzar el habla y reducir el ruido mediante una variedad de medios.

Figura 1

Cada una de las funciones adaptativas mencionadas puede tener un efecto variante en la señal amplificada, dependiendo de la situación auditiva. En un sistema de audífonos diseñado para funcionar todo el día, todos los días, el desempeño de estas funciones de procesamiento de señal adaptativas debe ajustarse a la situación auditiva. Por lo tanto, la necesidad de un programa automático, que pueda seleccionar la combinación correcta de características y modificarlas (orientarlas) con base en la clasificación del ambiente, utilizando la clasificación (como SoundNav) y la orientación sofisticada (como Sound Conductor) para seleccionar los ajustes correspondientes de cada característica. La orientación resultante, basada en las configuraciones predeterminadas, representa las preferencias promedio de los oyentes como lo comprobado durante los ensayos clínicos.

Sin embargo, sabemos que cada oyente y cada situación auditiva son únicos y, ocasionalmente, el promedio de desempeño predeterminado no es lo que el oyente espera o prefiere.

En Unitron, creemos que la mayor satisfacción con un sistema de amplificación personal se logra cuando el desempeño del sonido que se entrega coincide con el desempeño del sonido que el usuario espera o desea del audífono en el momento (ver la Figura 2 y Cornelisse, 2017). Un ajuste óptimo encuentra la mejor coincidencia entre el desempeño entregado y el desempeño esperado con intervención mínima del cliente.

Figura 2

Si los usuarios no están totalmente satisfechos con el desempeño del sonido, deben tener la capacidad de hacer ajustes. Tradicionalmente, esta es una tarea ardua que involucra volver al profesional de salud auditiva, quién necesitaría interpretar la descripción del problema (situación) del cliente y qué estaba mal (desempeño deseado) y luego hacer ajustes a una o más características adaptativas en uno o más ambientes en el programa automático. Este proceso puede ser impreciso y puede requerir varias visitas. También corre el riesgo de empeorar el desempeño en otras situaciones. La alternativa para el usuario del audífono es no hacer ajustes y usarlos con menos del desempeño óptimo en algunos escenarios.

Cuando los clientes hablan de hacer ajustes en el desempeño del sonido, generalmente hay tres dimensiones de ajuste que describen: enfoque, claridad del habla y minimización del ruido. Debe notarse que los clientes no saben en realidad específicamente cuáles características ajustar, pero en cambio, el usuario describe los efectos de desempeño del sonido que quieren lograr. Unitron pudo haber proporcionado al cliente controles que modifican el desempeño de cada característica adaptativa individual directamente; sin embargo, esa no fue la dirección elegida. Tener el control no se trata de controlar todo, se trata de controlar lo que realmente importa o hace una diferencia: se proporcionan ajustes que se alinean con estas dimensiones perceptivas relevantes.

Para proceder, necesitamos entender lo que tenemos actualmente.

Recientemente, recopilamos más de 55 horas de datos de clasificación de audífonos (en un intervalo de 1 segundo), además de otras métricas que incluyen la ubicación GPS y las respuestas de EMA. Una descripción más completa de la investigación piloto se puede encontrar en (Glista et al., 2020).

El desempeño del clasificador ambiental Unitron fue de interés. El clasificador toma tipos de sonido prototípicos, como habla en ruido o música, y los mapea usando el tipo de sonido, más el nivel general y SNR para crear una estructura de seis ambientes auditivos mixtos (más música como séptimo ambiente exclusivo). Los datos registrados de los audífonos nos permiten comparar el nivel general de la señal y SNR por ambiente en cada punto del tiempo (~200.000 puntos de datos).

Los resultados se muestran en la Figura 3 y Tabla 1, que muestra la distribución de SPL/SNR para cada ambiente cuando la proporción fue mayor del 75%. Según lo esperado, la distribución de SPL/SNR varía según el ambiente de sonido y está agrupada alrededor del promedio esperado de SPL/SNR de cada uno.

Es decir, el grupo de datos para la conversación en un grupo pequeño tiene SNR favorables y niveles de señal generales moderados. Por el contrario, los datos de ruido sin conversación se agrupan en torno a SNR deficientes y niveles generales de señal más altos.Cabe señalar que el valor de la proporción de un ambiente individual solo superó el 75% aproximadamente el 46% del tiempo. Esto significa que durante el otro 54% del tiempo, las proporciones fueron de naturaleza más mixta, sin dominar un solo ambiente.

Tabla 1

Figura 3

Un desafío con la clasificación de esta manera es que hay seis ambientes mixtos (también conocidos como dimensiones), lo que agrega un elemento de incertidumbre al realizar ajustes. Sin embargo, estos pueden colapsarse en un espacio mixto que tiene dos dimensiones: comunicación y complejidad. La dimensión de comunicación representa la probabilidad de que se produzca una conversación. La dimensión de complejidad es una combinación de elementos que representan la situación auditiva. Estos elementos pueden incluir: a) el número y la variedad de tipos de objetos de sonido, b) el número y la ubicación de las fuentes de sonido en competencia, c) la estabilidad o variabilidad del ruido de fondo (los objetos de sonido van y vienen o los objetos de sonido son más persistentes) y d) desafío/dificultad auditiva (por ejemplo, relación habla/ruido).

Los ambientes del clasificador se pueden mapear en este espacio mixto bidimensional de comunicación/complejidad (ver la Figura 4). Por ejemplo, la conversación en silencio y la conversación en un grupo pequeño se asignan a baja complejidad/alta conversación (arriba a la izquierda), mientras que el ambiente de ruido (sin habla) se asigna a alta complejidad/baja comunicación (abajo a la derecha). Curiosamente, existe una alta correlación entre la ubicación de los ambientes del clasificador en el espacio de comunicación/complejidad y el nivel general/espacio SNR. Sin embargo, estas dos representaciones no son exactamente iguales, ya que la comunicación/complejidad tiene el beneficio adicional de estar construida sobre los tipos de sonido prototípicos. Dado que el mapeo del espacio de comunicación/complejidad, en cada momento, incluye los tipos de sonido prototípicos, existe un mayor grado de confianza en la clasificación de la situación. Por ejemplo, puede haber un mayor grado de certeza de que se está produciendo una conversación cuando el tipo de sonido es habla en ruido, que si solo se usaran SPL y SNR para clasificar la señal. La adición de los tipos de sonido permite que el mapeo pase de un espacio que cubre el nivel general/SNR a un espacio con las dimensiones de percepción de comunicación y complejidad.

Figura 4

Una ventaja adicional del espacio de comunicación/complejidad es que se puede dividir en “zonas auditivas” y el procesamiento de señal apropiado en cada zona se hace evidente. El espacio de comunicación/complejidad se puede subdividir en cuatro cuadrantes (ver la Figura 5):

conversaciones fáciles
escucha fácil
conversaciones desafiantes
escucha desafiante

Figura 5

Las necesidades auditivas de cada cuadrante se pueden describir según las dimensiones de comunicación/complejidad. Por ejemplo, el lado izquierdo del espacio tiene baja complejidad y es probable que el oyente necesite poco procesamiento adicional de señales, más allá de lo requerido para compensar la pérdida auditiva. Por el contrario, si el oyente se encuentra en el cuadrante de conversación desafiante: una situación auditiva (como una conversación en una multitud) con alta probabilidad de comunicación y alta complejidad, entonces es probable que se requiera el procesamiento de señal adicional para facilitar la comunicación en señales en competencia (por ejemplo, ruido). Por último, si el oyente se encuentra en el cuadrante de baja comunicación/alta complejidad (también conocido como ruido de fondo), es probable que su preferencia por el procesamiento de la señal sea hacia la comodidad auditiva en ruido.

Según las zonas auditivas, es posible predecir qué tipo de procesamiento de señal será el preferido en cada cuadrante (ver la Figura 6). Por ejemplo:

Se debe aplicar más direccionalidad (también conocida como direccional fijo amplio) en el lado desafiante en comparación con el lado fácil (conciencia espacial). O en el caso de SpeechPro, la direccionalidad dependiente del objetivo debe aplicarse en el lado desafiante.
El realce del habla solo debe aplicarse cuando el valor de la dimensión de comunicación es alto y se debe aplicar más SE para escenarios de comunicación más desafiantes.
De manera similar, se debe aplicar una reducción de ruido creciente para escenarios de comunicación más desafiantes. En este caso, es ventajoso aplicar un poco más de NC para escenarios de no comunicación que para escenarios de comunicación.

Estas descripciones de la fuerza del procesamiento de la señal coinciden con el desempeño que se entregó con la combinación de SoundNav y Sound Conductor en la configuración predeterminada. Lo que no se muestra en la Figura 6 es un desplazamiento de respuesta de frecuencia adicional que también podría contribuir al objetivo de realzar el habla o reducir el ruido u otras técnicas de procesamiento de señales más avanzadas.

Figura 6

Desde una perspectiva de implementación técnica, es importante que los ajustes del cliente aplicados en el campo y la adaptación tradicional, en un consultorio o en un ambiente clínico, se traten de la misma manera. El objetivo de estos procedimientos de adaptación es modificar el desempeño del sonido del audífono para una situación determinada. Ajustar el desempeño del sonido de un audífono es relativamente sencillo cuando el dispositivo tiene un ambiente auditivo único/programa manual tradicional. Sin embargo, se vuelve sustancialmente más complejo cuando el audífono tiene un programa automático de ambiente mixto. La Figura 7 muestra un mapa conceptual de los elementos a considerar. El programa automático del audífono se compondrá de: a) un sistema de clasificación para caracterizar el escenario auditivo, b) un mecanismo de orientación para ajustar las características adaptativas y c) las características de procesamiento de señales adaptativas individuales. Nuestro nuevo sistema automático, que se encuentra en los productos de la plataforma Blu, Integra OS, reúne estos aspectos que contribuyen al desempeño auditivo logrado. Además, el profesional de salud auditiva o el cliente querrán hacer ajustes en el desempeño y el escenario auditivo y la intención del oyente influirán en dónde y cuándo se aplicarán los ajustes en el audífono. Estas dos últimas preguntas (dónde y cuándo) son difíciles de resolver.

¿Debe aplicarse un ajuste a una situación específica (local), a todas las situaciones similares (local genérico) o a todas las situaciones (global)?
¿Durante cuánto tiempo se debe aplicar el ajuste? ¿Se trata de un cambio momentáneo que se eliminará después de un período de tiempo (volátil) o debe aplicarse el cambio para siempre (persistente)? Un tercer mecanismo podría ser recordar cuándo se aplicó un ajuste a la misma situación en numerosas ocasiones y luego aprender a aplicar el ajuste automáticamente.

Figura 7

En Unitron decidimos adoptar un enfoque doble para ofrecer capacidad de ajuste al usuario. Esperamos que el desempeño en el programa automático corresponda con las expectativas del cliente. Cuando el usuario desea modificar el desempeño del sonido, hay dos opciones:

Permanecer en un programa automático y aplicar los modificadores de macro volátiles globales. Estos ajustes se aplican al programa automático, se aplican en el momento y son temporales.
Cambiar a un programa manual apropiado (o programa opcional de la aplicación) y realizar ajustes persistentes “locales genéricos” adicionales. Los ajustes en el programa manual son permanentes, es decir, la próxima vez que el cliente seleccione el mismo programa manual se aplicarán las configuraciones previamente modificadas. Se supone que el cliente seleccionará el mismo programa manual para situaciones similares en las que se desea el mismo desempeño de sonido. En este sentido, los programas manuales se consideran “locales genéricos” porque el usuario puede seleccionar el mismo programa para múltiples situaciones similares.

Debido a que, en el uso diario, el audífono está en el programa automático, lo más probable es que el cliente primero haga un ajuste en el programa automático. En este caso, ofrecemos un botón simple para proporcionar “más”, ya sea:

a lo largo de la dimensión de claridad: para mejorar el realce del habla en una conversación o
a lo largo de la dimensión de comodidad, para reducir el ruido de fondo.

Los botones de incremento en la aplicación Remote Plus para el programa automático son controles macro que ajustan una variedad de características de procesamiento de señal adaptativo y permiten al usuario obtener un ajuste rápido sin necesidad de pensar en qué configuraciones individuales ajustar. Estos controles son temporales y están pensados para ser aplicados en el momento, sin salir del programa automático. La configuración original se restaura cuando el cliente reinicia los audífonos.

Si los controles macro en el programa automático no proporcionan un desempeño de sonido satisfactorio, el cliente puede seleccionar un programa opcional (o programa manual) a través de la aplicación que se adapte a la situación. Unitron proporciona una gama de programas preestablecidos para cubrir situaciones comunes que pueden representar un desafío para el oyente. Cada programa ofrece un preajuste adecuado para el escenario auditivo y estos programas se pueden personalizar aún más. El usuario puede ajustar el programa según sus preferencias individuales para las tres dimensiones de enfoque, al realzar el habla y reducir el ruido y usar controles deslizantes en la aplicación. En este caso, los cambios son persistentes y se consideran locales genéricos, adecuados para situaciones auditivas similares (por ejemplo, restaurante).

Uno de los objetivos principales en el desarrollo de Blu fue facilitar el proceso de personalización tanto para el profesional de salud auditiva como para el cliente. Nuestros objetivos eran:

Hacer que sea más fácil para el profesional de salud auditiva hacer ajustes significativos para el desempeño del sonido en un programa automático que opera en un modo mixto una gran parte del tiempo.
Poner a disposición del profesional la configuración preferida del cliente (después del ajuste) en el software de adaptación, para que pueda guiar y ayudar a los clientes mientras trabajan para optimizar la adaptación.
Proporcionar al cliente la capacidad de modificar el desempeño del audífono en el momento mediante una aplicación.

Tres componentes clave que contribuyen a hacer de la plataforma Blu una solución completa que ofrece un alto grado de personalización, son:

Qué: Reconocimiento de que la capacidad de ajuste debe ofrecer cambios en dimensiones significativas: enfoque, realce del habla y reducción del ruido.

Cómo: Reducir la clasificación de un modelo de ambiente mixto de seis destinos a un espacio bidimensional de comunicación/complejidad, simplificando así el modelo conceptual para la aplicación de ajustes.

Dónde y cuándo: Utilizar un modelo mental simple de aplicabilidad de los ajustes del usuario. Los cambios temporales se aplican al programa automático. Además, el cliente tiene una variedad de programas opcionales de la aplicación que mantienen los cambios para permitir que él ajuste aún más el desempeño en situaciones específicas cuando no está completamente satisfecho con el desempeño del programa automático.

Todos los días navegamos por un mundo de caminos improvisados y desvíos imprevistos. Con la familia de dispositivos Moxi Blu y la última generación de optimización automática de sonido, además de las capacidades de personalización mejoradas ahora disponibles en la aplicación Remote Plus, sus clientes estarán preparados para donde sea que los lleve la vida.

^{1. Danielle Glista, PhD, Robin O’Hagan, CDA, Leonard Cornelisse, MSc, Tayyab Shah, PhD, Donald Hayes, PhD, Sean Doherty, PhD, Jason Gilliland, PhD, and Susan Scollie, PhD, 2020, Combining passive and interactive techniques in tracking auditory ecology in hearing aid use, May 2020, Hearing Review online, https://www.hearingreview.com/inside-hearing/research/techniques-in-tracking-auditory-ecology-in-hearing-aid-use}

^{2. Leonard Cornelisse, 2017, A conceptual framework to align sound performance with the listener’s needs and preferences to achieve the highest level of satisfaction with amplification, Unitron Technical Paper (2017-09 027-6249-02)}