Técnicas de modelado del Sistema Auditivo

Transcripción

1 Técnicas de modelado del Sistema Auditivo aúl H. Sánchez Audioprotesista / ngeniero Tec. Telecomunicaciones Universidad olitécnica de Madrid X ongreso de AEDA 1

2 ntroducción El modelado del sistema auditivo se realiza con los siguientes objetivos: nterpretar medidas directas, Unificar el entendimiento de diferentes fenómenos, Guiar estrategias de amplificación para suplir pérdidas auditivas Tener predicciones experimentalmente comprobables de comportamientos, con diferentes niveles de complejidad. 2

3 Esquema 1. Sistema auditivo 2. ircuitos análogos 3. Modelado iofísico 1. Macromecánica coclear 2. Micromecánica coclear 4. Modelado por procesado de la señal 5. licaciones 6. onclusiones 7. eferencias 04/05/2013 X ONGESO DE AEDA 3 3

4 El oído 04/05/2013 X ONGESO DE AEDA 4 4

5 Modelo del Sistema Auditivo AÚSTA MEÁNA MEÁNA ELÉTA 04/05/2013 X ONGESO DE AEDA 5 5

6 ircuitos análogos espuesta ircuito VS Medidas Experimentales 04/05/2013 X ONGESO DE AEDA 6 6

7 Esquema del Oído Medio 04/05/2013 X ONGESO DE AEDA 7 7

8 Zwisloki 62 eldillas Mastoideas Trompa de Eustaquio Huesecillos Estribo /óclea avidad Timpánica Tímpano Junta ncudo- Estapedial 04/05/2013 X ONGESO DE AEDA 8 8

9 Kringlebotn 88 04/05/2013 X ONGESO DE AEDA 9 9

10 Modelos iofísicos Macromecánica oclear Onda Viajera Estructura Z M Micromecánica oclear Mecanismo activo de la cóclea E y Membrana Tectoria Organo de orti orti 04/05/2013 X ONGESO DE AEDA 11 11

11 Modelos iofísicos Macromecánica oclear Onda Viajera Estructura Z M Micromecánica oclear Mecanismo activo de la cóclea E y Membrana Tectoria Organo de orti 04/05/2013 X ONGESO DE AEDA 12 12

12 Micromecánica coclear Se distingue entre la componente pasiva y la componente activa, modelando cada una y obteniendo resultados coherentes con los experimentales. 04/05/2013 X ONGESO DE AEDA 13 13

13 Métodos numéricos El análisis numérico permite realizar aproximaciones matemáticas de fenómenos físicos difíciles de resolver analíticamente FEM, EM 04/05/2013 X ONGESO DE AEDA 14 14

14 rocesado de Señal Los modelos basados en procesamiento de la señal tratan de reproducir el comportamiento del sistema sin necesidad de desarrollo de ecuaciones ni variables físicas, sino que utiliza algoritmos, pudiendo explicar aspectos antes imposibles por modelos físicos o matemáticos 04/05/2013 X ONGESO DE AEDA 15 15

15 rocesado de Señal OJETVO: NO LNEALDAD DE LA ÓLEA Ancho de anda ntensidad 04/05/2013 X ONGESO DE AEDA 16 16

16 Signal ath (arneyla) 04/05/2013 X ONGESO DE AEDA 18 18

17 DNL: Meddis & López-oveda 04/05/2013 X ONGESO DE AEDA 19 19

18 Modelos erceptivos Explicar los fenómenos de percepción auditiva y su correlación con la fisiología redecir la psicofisiología de las fibras nerviosas en relación a estos fenómenos psicoacústicos. 04/05/2013 X ONGESO DE AEDA 20 20

19 licaciones Simulaciones mediante métodos numéricos se usan en modelado de patologías y ME. 04/05/2013 X ONGESO DE AEDA 21 21

20 licaciones Active Audífono inspirado en modelos 04/05/2013 X ONGESO DE AEDA 22 22

21 onclusiones Analogías electroacústicas -> rápida creación y entendimiento puede ser muy didáctico, pero tiene ciertas limitaciones. Las simulaciones mediante análisis numéricos -> utilidad tanto en el caso del oído medio como en el interno. Sus aplicaciones : implantes y estudio de la mecánica coclear. El procesado de señal es el procedimiento más completo permite filtros cocleares muy preciosos y coherentes con la realidad. Modelos erceptivos 04/05/2013 X ONGESO DE AEDA 23 23

22 eferencias Allen, J. (1980). ochlear micromechanics a physical model of transduction. The Journal of the Acoustical Society of America, 68, regman, A. S. (1990). Auditory scene analysis: The perceptual organization of sound. ambridge, Mass.: MT ress. arney, L. H. (1993). A model for the responses of low frequency auditory nerve fibers in cat. The Journal of the Acoustical Society of America, 93, 401. De oer, E., & De Jongh, H. (1978). On cochlear encoding: otentialities and limitations of the reverse correlation technique. The Journal of the Acoustical Society of America, 63(1), Geisler,. D. (1986). A model of the effect of outer hair cell motility on cochlear vibrations. Hearing esearch, 24(2), Goldstein, J. L. (1990). Modeling rapid waveform compression on the basilar membrane as multiple-bandpass-nonlinearity filtering. Hearing esearch, 49(1), Goldstein, J. L. (1995). elations among compression, suppression, and combination tones in mechanical responses of the basilar membrane: Data and MNL model. Hearing esearch, 89(1), rino, T., & atterson,. D. (1997). A time-domain, level-dependent auditory filter: The gammachirp. The Journal of the Acoustical Society of America, 101, 412. Jepsen, M. L., Ewert, S. D., & Dau, T. (2008). A computational model of human auditory signal processing and perception. The Journal of the Acoustical Society of America, 124(1), Kringlebotn, M. (1988). Network model for the human middle ear. Scandinavian Audiology, 17(2), Le Henaff,., Elliott, S. J., & Maury,. (2003). Modelling wave propagation in the cochlea (SV Technical Memorandum Nº 925 ed.) University of Southampton, nstitute of Sound and Vibration esearch. Leach, W. M. (2003). ntroduction to electroacoustics and audio amplifier design Kendall/Hunt. Lopez-Najera, A. (2005). Simulación computacional de la respuesta de la membrana basilar. (Tesis doctoral, Universidad de Salamanca). Meddis,., O Mard, L.., & Lopez-oveda, E. A. (2001). A computational algorithm for computing nonlinear auditory frequency selectivity. The Journal of the Acoustical Society of America, 109, Neely, S. T., & Kim, D. O. (1983). An active cochlear model showing sharp tuning and high sensitivity. Hearing esearch, 9(2), atterson,. D., obinson, K., Holdsworth, J., McKeown, D., Zhang,., & Allerhand, M. (1992). omplex sounds and auditory images. Auditory hysiology and erception, 83, feiffer,.. (1970). A model for Two Tone inhibition of single ochlear Nerve fibers. The Journal of the Acoustical Society of America, 48(6), Siebert, W. M. (1974). anke revisited a simple short wave cochlear model. The Journal of the Acoustical Society of America, 56(2), Sondhi, M. M. (1981). Acoustical inverse problem for the cochlea. The Journal of the Acoustical Society of America, 69, 500. Wang, X., Hu, Y., Wang, Z., & Shi, H. (2011). Finite element analysis of the coupling between ossicular chain and mass loading for evaluation of implantable hearing device. Hearing esearch, 280(1), Zhang, X., Heinz, M. G., ruce,.., & arney, L. H. (2001). A phenomenological model for the responses of auditory-nerve fibers:. nonlinear tuning with compression and suppression. The Journal of the Acoustical Society of America, 109, 648. Zimatore, G., avagnaro, M., Giuliani, A., & olosimo, A. (2008). Human acoustic fingerprints. iophysics and ioengineering Letters, 1(2) Zwislocki, J. (1962). Analysis of the middle-ear function. part : nput impedance The Journal of the Acoustical Society of America, 34(9), Zwislocki-Moscicki, J. (1948). Theorie der schneckenmechanik: Qualitative und quantitative analyse. Acta Otolaryngol., (Suppl 72) 04/05/2013 X ONGESO DE AEDA 24 24

23 GAAS O SU ATENÓN reguntas rhaudio@audiologico.es 25