Audiómetro para neonatos, empleando una metodología de diseño e ingeniería

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Décimo Sexta Edición Diciembre 2016
Actualizado: Thursday, December 29, 2016 - 20:10
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ARTÍCULO

 

RESUMEN:

Actualmente el sistema de salud de México no cuenta con los equipos necesarios para poder detectar problemas de audición en neonatos, debido a que los audiómetros que existen en el mercado son demasiados costosos y esto hace que las instituciones de salud no puedan costear un equipo especializado para realizar una prueba de audiometría; por lo que se quiere diseñar un audiómetro de bajo costo utilizando los fundamentos teóricos necesarios que se requieren para el diseño e implementación de un equipo para realizar pruebas de audiometría y al mismo tiempo desarrollar un equipo en el cual se haya aplicado una metodología de diseño pensada en el usuario.

Palabras Clave: Ingeniería, Audiómetro, Design Thinking, PEAee.

 

1.- INTRODUCCIÓN

La maestría en Diseño e Innovación de la Universidad Autónoma de Querétaro en la facultad de Ingeniería hasta el desarrollo de la este trabajo, no contaba con una investigación para desarrollar un dispositivo que facilitara la Audiometría en neonatos. Se presenta en este artículo los fundamentos requeridos para el diseño y desarrollo de un equipo de audiometría para neonatos; mediante la cual podrán tener experiencia en todo lo que corresponde a cómo aplicar una metodología de diseño en un proyecto de ingeniería y así poder llegar a un producto final pensado en el usuario y sus necesidades.

Es fundamental tener el conocimiento de las características que tiene la problemática y sus necesidades a la cual el desarrollo del proyecto aportará una solución y con la cual se pretende tener un impacto social. De acuerdo a la OMS(Organización Mundial de la Salud) se da el nombre de hipoacusia a la disminución de la agudeza auditiva que no le permite al niño aprender su lengua y participar en actividades normales para su edad o seguir  una escolarización normal (Blancas & Herrero, 2014).

Actualmente la pérdida de la audición se considera una discapacidad que ocasiona severos efectos sobre el desarrollo cognitivo y social humano. Sus consecuencias graves se producen cuando aparece esta discapacidad desde el nacimiento o en etapas tempranas de la vida. Inicialmente se afecta todo el proceso de neurodesarrollo y maduración del sistema nervioso, el cual conduce a modificaciones funcionales y estructurales permanentes en la corteza cerebral. Como consecuencia, el niño quedará inhabilitado para adquirir y perfeccionar el lenguaje, lo cual afectará su desarrollo psicológico y cognitivo, así como su inserción a la sociedad. Estos efectos adversos pueden evitarse si el diagnóstico de las pérdidas auditivas y el inicio del tratamiento comienzan antes de los 6 meses de edad. Para la detección temprana de los trastornos auditivos deben emplearse métodos objetivos debido a la dificultad para que el niño coopere durante la prueba (Alfonso & García, 2014).

En México, este problema se ha vuelto una situación compleja, debido a que se estima que uno de cada 200 niños padece sordera profunda y sobre todo porque en este país, la detección de la hipoacusia se realiza alrededor de los dos años de edad, prolongándose hasta después de los cinco años si la hipoacusia es menor (Berlanga et al., 2013). Un dato muy importante, según cifras del Instituto Nacional de Estadística y Geografía en el Censo de Población y vivienda 2010, como puede observarse en la Tabla 1, el 12.1% de la población mexicana con discapacidad tiene defectos auditivos, esto indica que por cada 100 personas, 12 declararon tener dificultad para escuchar; también se puede observar el porcentaje de niños que se ven afectados por esta discapacidad lo cual indica que de una población de 100 niños, 7 presentan dificultad para escuchar. Estos datos revelan la importancia de la atención temprana para prevenir y contener las discapacidades auditivas entre la población, lo cual está plenamente identificado por la Subsecretaría de Prevención y Promoción de la Salud.

 

Tabla 1. Porcentaje de población con discapacidad por grupo de edad y tipo de discapacidad, 2010. (INEGI, 2013)

 

Tomando en cuenta los datos estadísticos que han obtenido y que revelan la cantidad de mexicanos que sufren de discapacidad auditiva y sobre todo poniendo mayor atención a los niños y los jóvenes que tienen una presencia importante en la población con dificultades para escuchar ha llevado al gobierno mexicano a implementar políticas y programas como el Tamiz Auditivo Neonatal Universal (TANU), cuyo objetivo es favorecer el diagnóstico e intervención antes de los seis meses de edad (Lino González, Castañeda Maceda, & Mercado Hernández, 2015)

González (2012), menciona que el tamiz auditivo neonatal es la detección oportuna de la deficiencia auditiva del recién nacido; por ser un cribado, se realiza a todos los recién nacidos con o sin riesgos durante la gestación o al nacimiento. Su objetivo es atender de la forma más temprana posible las deficiencias auditivas del neonato, ya que la edad ideal para la rehabilitación con ayuda de un auxiliar auditivo y para iniciar terapia del lenguaje a los seis meses de edad, pues a esta edad comienza el desarrollo del lenguaje.

El Gobierno de México se ha preocupado por resolver la problemática que afecta a la población y ha tomado medidas necesarias para poder identificar de manera temprana la hipoacusia, es por eso que el  pasado 24 de Junio del 2014 se publicó en el Diario Oficial de la Federación (2014), la NOM-034-SA2-2013, en la cual se establece la normatividad para la prevención y control de los defectos al nacimiento; cuyo decreto establece los criterios y las especificaciones para la prevención, diagnóstico, tratamiento y control de los defectos al nacimiento. Entre los criterios se encuentra el TANU, cuyo procedimiento es para la identificación temprana de la hipoacusia, utilizando métodos electroacústicos y/o electrofisiolóficos durante los primeros 28 días de nacido.

Aunque las leyes mexicanas establecen una normativa en la cual previene los defectos de nacimiento mediante la aplicación de la prueba del TANU esta no es una prueba definitiva, pues la prueba del TANU solo permite identificar si tiene hipoacusia, después de las primeras 24 horas de nacido, pero si el neonato tiene algún grado de pérdida auditiva: esto se logra identificar  con dos estudios diagnósticos para la detección de Hipoacusia y el grado de pérdida auditiva, que son las EOA(Emisiones Otoacústicas) y los PEA (Potenciales Evocados Auditivos). Los primeros se usan como tamizaje por su alta sensibilidad y los segundos como prueba confirmatoria por tener mayor especificidad y de esta manera aumentar el costo-beneficio del tamizaje universal auditivo de los recién nacidos con estas dos pruebas diagnósticas (Treviño González, Santos Lartigue, Marroquin Escamilla, Villagómez Ortíz, & Villegas González, 2013).

La audiometría convencional explora el aparato auditivo por medio de una respuesta consciente y voluntaria del individuo, la cual es variable en ciertos casos particulares, debido a esta alteración se ha visto la necesidad de obtener información cada vez más exacta del receptor auditivo y su vía, para ello se han desarrollado métodos objetivos que exploran el sistema sensorial con base en el estudio de un reflejo o respuesta incontrolada de un sujeto. Hasta el momento se han descrito varias técnicas electrofisiológicas para realizar audiometrías objetivas detalladas por frecuencias, la más reciente y prometedora en el campo audiométrico es la que emplea Potenciales Evocados Auditivos de estado estable (PEAee).

La técnica de registros de PEAee presenta la ventaja de no requerir la cooperación del individuo, por lo que es aplicable a niños muy pequeños o recién nacidos, permitiendo la detección temprana de hipoacusia en la etapa pre-verbal, además de no exigir experiencia en el evaluador para identificar las respuestas debido a que es incorporado un método de detección automática de las respuestas auditivas; esta última ventaja es la que ha conferido gran aplicabilidad y extensión al método. En contraposición, y es el principal inconveniente de esta técnica, durante el registro de las respuestas de los PEAee pueden aparecer artefactos de diferentes orígenes (fisiológicos y no fisiológicos), que pueden afectar significativamente la relación señal/ruido de los registros, haciendo imposible su detección (Alfonso & García, 2014).

El sistema de registro de los  PEAee tiene como objetivo mejorar la relación entre la respuesta biológica desencadenada por el estímulo usado y la actividad no deseada. El aparato convencional de registro (Figura 1) está compuesto por el generador de estímulos(A), cuya función es desencadenar clics e impulsos tonales u otro tipo de estímulos más complejos, como palabras o frases, dependiendo de las demandas de la tarea. El sistema de tratamiento de la señal (B), está compuesto por el amplificador, cuya misión es aumentar la amplitud de la actividad eléctrica cerebral registrada; los filtros, que nos permiten limitar el registro a un rango de frecuencias predeterminado; y el promediador (C), cuyo objetivo es llevar a cabo la suma algebraica de la actividad biológica registrada que de forma sincrónica se desencadena tras la presentación del estímulo (Prat, Castro, & Fernández, 2007).

 

Representación esquemática de un instrumento de registro de PEAee.

 

Tomando en cuenta que el objetivo es detectar la hipoacusia en neonatos y que ellos no pueden ofrecer una respuesta voluntaria cuando se le aplica una prueba audiométrica convencional, y es por eso que se observó un área de oportunidad en cuanto a ofrecer alternativas para la detección de hipoacusia, la cual es el diseñar y desarrollar un audiómetro que esté basada con PEAee.

Al conocer la industria de los dispositivos médicos que ejerce una gran presión para la colocación de nuevos productos en los sistemas de salud, lo que genera importantes conflictos de interés entre los profesionales de la salud por la posibilidad de generar compromisos de comprar basados en fundamentos técnicos, que resultan en monopolios tecnológicos que afectan la eficacia, efectividad y la seguridad del paciente.

El proyecto quiere resolver el problema que actualmente presenta nuestro país y la detección temprana de problemas de audición, esto se ha vuelto una situación compleja, debido a que se estima que uno de cada 200 niños padece sordera profunda y sobre todo porque en este país la detección de esta discapacidad se realiza a edades avanzadas; aunque las leyes mexicanas establecen una normativa en la cual previene los defectos de nacimiento mediante la aplicación de la prueba del Tamiz Auditivo en neonatos pero esta no es una prueba definitiva, pues solo permite identificar si tiene hipoacusia, pero si el neonato tiene algún grado de pérdida auditiva: esto se logra identificar con los equipos de PEAee. Y se ha detectado que en la mayoría de las Instituciones de Salud del país no cuentan con los equipos necesarios para realizar estas pruebas, ya que no cuentan con los recursos económicos suficientes para adquirir este tipo de equipo debido a que son equipos que tienen que ser importados y eso hace que los costos aumenten, por tal motivo el diseño de un dispositivo de bajo costo es prioridad para resolver la problemática que afecta a la población.

Objetivos General de la investigación

Diseño y desarrollo de un audiómetro de bajo costo para neonatos, basado en la técnica de PEAee.

 

2.- METODOLOGÍA

A continuación se presentan los pasos implementados para la realización del trabajo de investigación, la metodología para realizar el trabajo propuesto que consiste en el desarrollo de un Audiómetro para Neonatos. El proyecto, de manera general, se divide en dos partes, en la primera se hace hincapié en comprender los elementos necesarios para lograr el correcto entendimiento de la naturaleza del problema que se quiere resolver, en este caso se trata del poco acceso que tienen las instituciones de salud hacia los equipos de médicos y en específico a los Audiómetros; una de las causas es que los equipos que actualmente existen en el mercado son demasiado costosos y ninguno se fabrica en México.

Para la segunda parte y ya con la información obtenida como resultado de la investigación, se comenzó a desarrollar propuestas de diseño y la búsqueda de materiales que con sus características ayuden a la construcción del Audiómetro basado en PEAee.

Como sabemos, diseñar es proponer para un determinado problema una solución técnica que sea estética, de funcionamiento seguro y que pueda ser realizada con un costo razonable. El punto de partida para el desarrollo de un producto es la situación de la tarea establecida en los marcos del planeamiento de productos. Durante el desarrollo del producto deben ajustarse todas las actividades teóricas y experimentales que sean necesarias, con el objeto de fijar dicho producto en forma de dibujos u otros medios de representación.

           En las últimas décadas se han desarrollado diversas metodologías, métodos o metódicas de diseño para que cuando se pretenda desarrollar un proyecto de diseño, el diseñador o grupo de diseñadores puedan identificar, analizar y seguir un proceso que los "aterrice", y les ayude a lograr la mejor solución.

Para el desarrollo del proyecto se eligió la metodología de “design thinking” ya que se ha erigido en los últimos tiempos como herramienta de gran utilidad enfocada a fomentar la innovación en las organizaciones de una forma eficaz y exitosa. Esto se debe a que, gracias a su aplicación, se generan importantes beneficios en el diseño de soluciones. Así, el “design thinking” se presenta como una metodología para desarrollar la innovación centrada en las personas, ofreciendo una lente a través de la cual se pueden observar los retos, detectar necesidades y, finalmente, solucionarlas.

La metodología se centra en el proceso de diseño, dejando en un segundo plano el producto final, e integra enfoques de diferentes campos mediante la participación de equipos multidisciplinares que tienen como objetivo:

Adquirir conocimientos básicos sobre los usuarios del producto o solución, y sobre la situación o el problema que afrontan. Por lo tanto, pretende comprender al usuario.
Desarrollar empatía con los usuarios, mediante la observación de los mismos. Por lo tanto, es una metodología basada en observar al usuario.
Generar un usuario tipo para el cual se diseña la solución o producto, definiendo así el punto de vista a partir del cual se debe desarrollar el diseño.
Generar tantas ideas como sea posible. Por lo tanto, es necesario idear.
Construir prototipos de las ideas más prometedoras.

 

Las 5 etapas del Design Thinking

            La característica de esta metodología es que no es lineal, ya que en cualquier momento podrás ir hacia atrás o hacia delante si lo ves oportuno, saltando incluso a etapas no consecutivas. Comenzarás recolectando mucha información, generando una gran cantidad de contenido, que crecerá o disminuirá dependiendo de la fase en la que te encuentres.

 

Figura 2.- Diagrama de la metodología Design Thinking.

 

EMPATIZA:

La estrategia que se siguió fue el de entrevistar a personas directamente involucradas en el proceso del tratamiento de daño auditivo en niños como pueden ser doctores, audiólogos, pediatras, etc. Con la finalidad de conocer a fondo el proceso, los instrumentos y las características necesarias para realizar las pruebas. A continuación se entrevistaron a personas que han realizado las pruebas así como a padres de familia de niños con daño auditivo con la finalidad de indagar en necesidades reales del usuario, sus miedos e inconformidades con respecto a los estudios realizados y su percepción del proceso desde que es detectado este daño auditivo. Por otra parte se entrevistaron a personas que estén dedicadas a brindar información a los usuarios como pueden ser centros de audición o Sociedades no lucrativas dedicadas al apoyo a personas que tengan esta discapacidad  para conocer los métodos que utilizan, su experiencia al tratar con estas personas, la información que manejan, y revisión de las instalaciones y el equipo así como los métodos de terapia y un posible acercamiento con sus pacientes. Y por último las entrevistas a padres de familia de niños recién nacidos sanos, para ver que piensan ellos de los cuidados de los hijos, detectar patrones de comportamiento, miedos y pruebas realizadas desde  otro punto de vista.

Sujetos de estudio:

Usuario Final: Personas con padecimiento de daño auditivo que hayan realizado alguna prueba audiológica como audiometría vocal o tonal, potenciales evocados auditivos, etc.

Padres de Familia de niños con daño auditivo: Padres que tengan hijos con algún tipo de daño auditivo y hayan recurrido a asistencia médica de algún tipo o hayan sido participes de alguna terapia o estudio de audición de sus hijos. (Debido a que el proyecto está enfocado en la detección temprana y se trabaja con neonatos, los padres de familia se convierten en un usuario final indirecto.)

Doctores: Pediatras, Audiólogos, Neurólogos o Médicos Generales que tengan participación en casos de detección temprana, tratamiento, terapias o  pruebas auditivas para personas con este tipo de discapacidad.

Especialistas en Audición: Personas que tengan relación directa con la realización de pruebas audiometrías y/o con los aparatos necesarios para realizar dichas pruebas.

Madres con neonatos sanos: Madres que tengan niños menores de dos años que puedan brindar información acerca de las pruebas actuales, lugares costos y experiencias de la misma.

 

Formato de Entrevista:

Desarrollo de Entrevistas Contextuales.
Desarrollo de Entrevistas a Profundidad.

     -   Desarrollo de Técnicas Proyectivas.

 

Figura 3.- Usuario entrevistado

 

DEFINE:

Después de recopilar la información obtenida se encontró que el desarrollo de un Audiómetro con la técnica de PEAee presenta la ventaja de no requerir la cooperación del individuo, por lo que es aplicable a niños muy pequeños o recién nacidos, permitiendo la detección temprana de hipoacusia. Pero principalmente al desarrollar un dispositivo con estas características se pretende reducir los costos de manufactura ya que los equipos que actualmente existen en el mercado no son nacionales y eso hace que las instituciones de salud del país no puedan obtener fácilmente este tipo de dispositivos ya que los costos son muy elevados.

 

IDEA:

Innovar en el desarrollo del audiómetro radica en la incorporación de tecnologías, materiales y un diseño a partir de un estudio antropométrico detallado que da como resultado un producto nuevo en el mercado que resuelve la necesidad de crear características que facilitan la aplicación de las pruebas.

 

Figura 4.- a) Pruebas de audiometría realizadas actualmente. b) Propuesta del sistema Audetec para realizar pruebas de audiometría.

 

PROTOTIPA:

Después de haber definido los materiales y componentes a utilizar para el desarrollo del proyecto, se optó por comenzar el diseño del prototipo y del sistema que conformará nuestro audiómetro para neonatos. Como primera fase el desarrollo de nuestros circuitos electrónicos que serán la base para poder realizar las funciones del audiómetro y comenzar a realizar pruebas para descartar cualquier anomalía.

 

Figura 5.- Prototipo del proyecto

 

3.- CONCLUSIÓN

Por el momento el proyecto se encuentra en fase de prototipo, ya que al ser un equipo para el sector médico se deben realizar diversas pruebas de funcionamiento del sistema para poder descartar problemas que puedan afectar al usuario. El proyecto del audiómetro para neonatos presentado en el artículo tienen como finalidad hacer un aporte tecnológico en el campo de la audiometría y al mismo tiempo brindar una opción para solucionar el problema social que presenta nuestro país, brindando una oportunidad para la detección temprana de problemas de audición en neonatos y así poder brindar una oportunidad de una mejor adaptación social. El producto final pretende tener un diseño pensado en el usuario final y sobre todo reduciendo costos para que pueda ser un producto accesible para el sistema de salud de México.

 

BIBLIOGRAFÍA:

Alfonso, C. G., & García, R. E. G. (2014). Evaluación de nuevos métodos para el rechazo de artefactos en los potenciales evocados auditivos de estado estable. Revista Cubana de Ingeniería, 5(3), 5-12.

Berlanga, Ó. M., Olivares, E. S., Moreno, V. T., Chico, M. S., Enrique, S., Hinojosa, G., … Treviño, J. S. (2013). Tamiz auditivo neonatal ( Fase I ). ¿ Son útiles las emisiones otoacústicas en una etapa para detectar hipoacusia en recién nacidos sanos ? Evidencia Médica e Investigación en Salud, 6(Fase I), 41-46.

Blancas, R., & Herrero, M. C. (2014). Hipoacusia y factores de alarma en neonatos de alto riesgo evaluados mediante potenciales evocados auditivos. (Spanish). Revista Mexicana de Neurociencia, 15(3), 152-156. Brown, T. (2008). Design thinking. Harvard business review, 86(6), 84.

Diario Oficial de la Federación. (2014). NOM-034-SSA2-2013, Para la prevención y control de los defectos al nacimiento.

González González, L. O., & Pérez González, V. M. (2012). Clínica de tamiz auditivo en el Instituto Nacional de Pediatría. Acta Pediatr Mex, 33(1), 20-25.

INEGI. (2013). Las Personas con Discapacidad en Mexico, una Vision al 2010. http://www.inegi.org.mx/prod_serv/contenidos/espanol/bvinegi/productos/censos/poblacion/2010/discapacidad/702825051785.pdf

Lino González, A. L., Castañeda Maceda, M. V., & Mercado Hernández, I. (2015). Tamiz Auditivo Neonatal Universal en México. Acta Pediátrica de México, 57(2), 114-115.

Prat, J. J. B. De, Castro, F. Z., & Fernández, R. (2007). Potenciales evocados auditivos. Revista Electrónica de Audiología, 2(C), 1133-1155.

Treviño González, J. L., Santos Lartigue, R., Marroquin Escamilla, A. R., Villagómez Ortíz, V. J., & Villegas González, M. (2013). Tamizaje auditivo en recién nacidos del Hospital Universitario Dr. José E. González. Medicina Universitaria, 14(56), 157-165.