BRPI1105974A2

BRPI1105974A2 - DEVICE AND PROCESS FOR DETECTION OF OBJECTIVE AUDITORY THRESHOLDS BASED ON PERMANENT REVEALED POTENTIAL

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Publication number: BRPI1105974A2
Application number: BRPI1105974-5A
Authority: BR
Inventors: Matheus Wanderley Romao; Carlos Julio Tierra Criollo; Souza Damares Placido Moreira De; Henrique Resende Martins; Felipe Provenzano; Armando Aguiar De Souza Cruz Neto
Original assignee: Univ Minas Gerais
Priority date: 2011-12-29
Filing date: 2011-12-29
Publication date: 2013-11-19

Abstract

"DISPOSITIVO E PROCESSO PARA A DETECÇÃO DE LIMIARES AUDITIVOS DE FORMA OBJETIVA COM BASE NO POTENCIAL EVOCADO EM REGIME PERMANENTE". A matéria tratada refere-se a um dispositivo para a detecção de limiares auditivos de forma objetiva com base no potencial evocado em regime permanente. Esse equipamento tem a capacidade de realizar, pelo menos, três exames audiométricos distintos, de gerar formas de onda arbitrária e de utilizar, pelo menos, quatro métodos matemáticos simultâneos."DEVICE AND PROCESS FOR DETECTION OF OBJECTIVE HEARING AUDITORY THRESHOLDS BASED ON PERMANENT EVALUATION POTENTIAL". The subject matter refers to a device for the detection of objective hearing thresholds based on the evoked potential in steady state. This equipment is capable of performing at least three distinct audiometric examinations, generating arbitrary waveforms and using at least four simultaneous mathematical methods.

Description

DISPOSITIVO E PROCESSO PARA A DETECÇÃO DE LIMIARES AUDITIVOS DE FORMA OBJETIVA COM BASE NO POTENCIAL EVOCADODEVICE AND PROCESS FOR DETECTION OF OBJECTIVE HEARING AUDITORY THRESHOLDS

EM REGIME PERMANENTEPERMANENT REGIME

A matéria tratada refere-se a um dispositivo para a detecção de limiares auditivos de forma objetiva com base no potencial evocado em regime permanente. Esse equipamento tem a capacidade de realizar, pelo menos, três exames audiométricos distintos, de gerar formas de onda arbitrária e de utilizar, pelo menos, quatro métodos matemáticos simultâneos.The subject matter refers to a device for the detection of objective hearing thresholds based on the evoked potential in steady state. This equipment is capable of performing at least three distinct audiometric examinations, generating arbitrary waveforms and using at least four simultaneous mathematical methods.

De acordo com o Centro Nacional de Referência na Área da Surdez, a 10 incidência de perdas auditivas é de 2-6/1000 bebês nascidos vivos e aumenta para 6-8/1000, se considerarmos perdas auditivas parciais. Sem audição normal a fala e a linguagem não se desenvolvem normalmente, assim, o desenvolvimento pessoal e social da criança não se processa adequadamente (Disponível em: http://www.ines.org.br/Paginas/testeorelha.html; Acessado em: 15 27/12/2011)According to the National Deaf Reference Center, the incidence rate of hearing loss is 2-6 / 1000 live births and increases to 6-8 / 1000 if we consider partial hearing loss. Without normal hearing, speech and language do not develop normally, so the child's personal and social development does not proceed properly (Available at: http://www.ines.org.br/Paginas/testeorelha.html; Accessed at : 15 27/12/2011)

O Instituto Nacional de Saúde dos EUA recomenda que qualquer deficiência auditiva seja identificada e tratada antes de o bebê completar seis meses de idade. O Ministério de Saúde do Brasil está tornando obrigatória a triagem auditiva dos recém-nascidos. Perdas auditivas também acontecem 20 com a idade, por acidentes e pelas condições ambientais (exemplo, no trabalho).The US National Institute of Health recommends that any hearing impairment be identified and treated before the baby is six months old. The Brazilian Ministry of Health is making hearing screening of newborns mandatory. Hearing loss also occurs with age, accidents, and environmental conditions (eg, at work).

O sistema auditivo pode ser avaliado pela audiometria tonal que é um exame convencional e largamente utilizado que permite medir a audição periférica através da obtenção dos limiares auditivos de tons puros. Apesar de 25 apresentar bons resultados, esse exame é dependente de respostas consistentes por parte das pessoas examinadas, o que Ihe confere um caráter subjetivo.The auditory system can be assessed by pure tone audiometry, which is a conventional and widely used exam that allows measuring peripheral hearing by obtaining pure tone hearing thresholds. Although it has good results, this test is dependent on consistent responses from the people examined, which gives it a subjective character.

Nos casos em que os indivíduos são incapazes (bebês, pacientes anestesiados ou com alguma deficiência cognitiva) ou tem motivos para 30 intencionalmente simular uma deficiência auditiva, devem-se utilizar métodos objetivos como a audiometria fisiológica, onde o paciente figura-se como elemento passivo durante o exame. Os dois métodos mais usados atualmente são: • Emissões Otoacusticas (EOA).In cases where individuals are unable (infants, anesthetized or cognitively impaired) or have reason to intentionally simulate a hearing impairment, objective methods such as physiological audiometry, where the patient is a passive element, should be used. during the exam. The two most commonly used methods today are: • Otoacoustic Emissions (OAE).

• A audiometria baseada no potencial evocado auditivo do tronco cerebral (BERA- Brain Evoked Response Audiometry).• Audiometry based on Brain Evoked Response Audiometry (BERA).

A realização EOA é feita através de uma sonda que possui em sua 5 extremidade uma fonte de excitação sonora e um microfone. A fonte de estímulos excita a orelha interna e o microfone registra a resposta evocada por tais estímulos. De maneira geral, a EOA é um exame de rápida execução capaz de detectar perdas auditivas superiores a 30dB. Entretanto, dadas as suas características, essa técnica não é adequada para avaliar limiares 10 auditivos, ou seja, não avalia o grau da perda auditiva.The EOA is performed by a probe having at its 5 end a sound excitation source and a microphone. The source of stimuli excites the inner ear and the microphone records the response evoked by such stimuli. Generally speaking, OAE is a fast-performing test capable of detecting hearing losses in excess of 30dB. However, given its characteristics, this technique is not suitable for assessing hearing thresholds 10, ie, it does not assess the degree of hearing loss.

O BERA consiste na captação de respostas da atividade elétrica cerebral (Eletroencefalografia - EEG) por meio de eletrodos posicionados no couro cabeludo, após emissão de estímulos auditivos do tipo "click" (pulsos de curta duração). O principal objetivo desse exame é fazer uma avaliação geral 15 das vias auditivas do indivíduo, comparando a forma de onda da resposta a um padrão de normalidade. Embora não requeira a participação do paciente (técnica objetiva), a decisão entre a existência ou não da resposta cerebral ao estímulo, depende da interpretação (subjetiva) de um profissional treinado. Esse exame, assim como a audiometria tonal, pode ser utilizado também para 20 avaliar limiares auditivos em frequências específicas. Porém, o procedimento utilizado para tal levantamento é muito complexo e demorado, o que inviabiliza sua utilização na rotina médica.ABR consists of capturing responses of brain electrical activity (Electroencephalography - EEG) by means of electrodes positioned on the scalp, after the emission of click stimuli (short pulses). The main objective of this test is to make a general assessment of the individual's auditory pathways, comparing the response waveform to a normal pattern. Although it does not require patient participation (objective technique), the decision as to whether or not the brain response to the stimulus exists depends on the (subjective) interpretation of a trained professional. This test, as well as pure tone audiometry, can also be used to assess hearing thresholds at specific frequencies. However, the procedure used for such a survey is very complex and time consuming, which makes its use in the medical routine unfeasible.

Uma recente tecnologia conhecida como Resposta em Regime Permanente (RRP), do inglês Auditory Steady State Response - ASSR, vem a 25 preencher as necessidades de aperfeiçoamento da audiometria fisiológica. Para esse tipo de resposta são utilizados, geralmente, tons contínuos modulados em amplitude (Tons AM). Estudos mostram que a avaliação eletrofisiológica por meio das RRP's, para tons AM com frequências específicas, fornecem limiares auditivos bem próximos daqueles obtidos na 30 audiometria tonal. As respostas que são produzidas por estímulos específicos em frequências específicas são mais adequadas para a exploração audiométrica que as obtidas por "cliques" (BERA), favorecendo uma melhor identificação do perfil audiométrico das perdas auditivas. O que vem despertando a atenção de muitos pesquisadores para o estudo dos RRP's, é a possibilidade de obtenção de um perfil audiométrico abrangente, através da exploração de cada frequência, sem um aumento significativo no tempo de avaliação. Esse exame apresenta propriedades que permitem uma avaliação 5 mais detalhada e objetiva da audição e torna possível a configuração de um "audiograma fisiológico". A análise dos parâmetros (amplitude e fase da frequência modulante) das RRP's pode ser feita automaticamente por meio de softwares de computador. Assim, ao contrário do BERA, não é necessária a interpretação subjetiva de um profissional, uma vez que não há formas de onda 10 para serem identificadas. Para determinar se uma resposta está ou não presente são utilizadas técnicas estatísticas de detecção (LINS, O.G; Auditory steady-state responses to multiple simultaneous stimuli. Electroencephalography and Clinicai Neurophysiology, Amsterdam, v.96, n.5, p.420-432, 1995).A recent technology known as Permanent Regime Response (RRP), from the Auditory Steady State Response (ASSR), meets the need to improve physiological audiometry. For this type of response, amplitude modulated continuous tones (AM tones) are generally used. Studies show that electrophysiological evaluation by RRP's for AM frequencies with specific frequencies provides auditory thresholds very close to those obtained by tonal audiometry. Responses that are produced by specific stimuli at specific frequencies are more suitable for audiometric exploration than those obtained by "clicks" (BERA), favoring a better identification of the audiometric profile of hearing losses. What has drawn the attention of many researchers to the study of RRP's is the possibility of obtaining a comprehensive audiometric profile by exploring each frequency without a significant increase in assessment time. This exam has properties that allow a more detailed and objective assessment of hearing 5 and make possible the configuration of a "physiological audiogram". The analysis of the parameters (amplitude and phase of the modulating frequency) of the RRP's can be done automatically using computer software. Thus, unlike BERA, the subjective interpretation of a professional is not necessary, since there are no waveforms 10 to be identified. To determine whether or not a response is present, statistical detection techniques (LINS, OG; Auditory steady-state responses to multiple simultaneous stimuli are used. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology, Amsterdam, v.96, n.5, p.420-432 , 1995).

Os primeiros estudos utilizando as RRP no levantamento de limiaresEarly studies using RRPs in threshold thresholds

auditivos datam do início da década de 80. Desde então, várias pesquisas vem sendo realizadas visando à obtenção de perfis audiométricos de forma mais rápida e precisa se comparados à audiometria tonal. Entretanto, essa não é uma tarefa fácil, pois é preciso investigar e definir a influência que os 20 parâmetros envolvidos na realização da técnica têm no resultado do exame. Estes parâmetros são, por exemplo, o tipo de estímulo, a forma como os eletrodos são posicionados no couro cabeludo, o tempo de estimulação ou as técnicas de processamento utilizadas para tratar o sinal de EEG e detectar a resposta ao estímulo.Since the beginning of the 80's, many researches have been conducted since then aiming to obtain audiometric profiles faster and more accurate compared to pure tone audiometry. However, this is not an easy task, as it is necessary to investigate and define the influence that the 20 parameters involved in performing the technique have on the test result. These parameters are, for example, the type of stimulus, the way the electrodes are placed on the scalp, the stimulation time, or the processing techniques used to treat the EEG signal and detect stimulus response.

Apresenta-se, no estado da técnica, a dissertação de mestrado,In the state of the art, the master's dissertation,

intitulada "Sistema para detecção de limiar auditivo fisiológico com base no potencial evocado em regime permanente" que trata do desenvolvimento de um sistema para detecção de respostas cerebrais utilizando a técnica ASSR. Nesse texto são exibidos alguns resultados que apresentam semelhanças com 30 o sistema proposto (como, por exemplo, a capacidade de geração de formas de onda arbitrárias). Na conclusão são apresentadas algumas sugestões de melhorias, que não chegaram a ser implementadas e/ou testadas (como aplicações em triagens auditivas e desenvolvimento de outros equipamentos sob a mesma plataforma). Dessa forma, as principais diferenças entre o texto da dissertação e a matéria tratada são a capacidade de realizar avaliações utilizando mais de um canal de coleta; de realizar os exames em tempo real, ou seja, os resultados são exibidos na medida em que o exame é realizado; de 5 efetuar os exames de audiometria tonal e vocal, BERA, ASSR e triagens auditivas; de ser utilizado como um gerador de sinais para outras aplicações médicas ou em outras áreas do conhecimento e de ser capaz de avaliar de mais de quatro frequências por orelha de maneira simultânea. O sistema descrito na dissertação só avalia até quatro frequências simultâneas por orelha. 10 Assim, ele pode enviar até oito estímulos simultaneamente (quatro por orelha).entitled "System for detection of physiological auditory threshold based on steady state evoked potential" which deals with the development of a system for detection of brain responses using the ASSR technique. In this text some results are shown that have similarities with the proposed system (such as the ability to generate arbitrary waveforms). In the conclusion, some suggestions for improvements that were not implemented and / or tested (such as hearing screening applications and development of other equipment under the same platform) are presented. Thus, the main differences between the dissertation text and the treated subject are the ability to perform evaluations using more than one collection channel; to perform the exams in real time, ie the results are displayed as the exam is performed; 5 perform tonal and vocal audiometry, BERA, ASSR and hearing tests; to be used as a signal generator for other medical applications or other areas of knowledge and to be able to evaluate more than four frequencies per ear simultaneously. The system described in the dissertation only evaluates up to four simultaneous frequencies per ear. 10 Thus, it can send up to eight stimuli simultaneously (four per ear).

Também foram encontradas algumas patentes que tratam do mesmo assunto, tais como: patente US 7976473, intitulada “Method and apparatus for signal encoding evoked responses” refere-se a um método e um aparelho que utilizam os benefícios da transmissão e da recepção de um sinal codificado 15 para melhorar o desempenho de dispositivo de testes médicos, que é adaptado para evocar e medir sinais de resposta biológica, tais como potenciais evocados auditivos (AEP) e audiometria de tronco encefálico (ABR). Diferentemente da matéria tratada que é capaz de gerar estímulos para evocar respostas somatosensitivas; de configurar os parâmetros de estimulação, o 20 protocolo de estimulação e os parâmetros de captação e de processamento; de captar respostas evocadas em regime permanente; de realizar audiometria baseada na resposta em regime permanente; de realizar exames de triagem auditiva em neonatos usando a técnica ASSR e de gerar estímulos com forma de onda arbitrária; tom AM, FM, AM e FM juntos, AM2, Burst, Chirp.Some patents dealing with the same subject have also been found, such as: US Patent 7976473 entitled "Method and apparatus for signal encoding evoked responses" refers to a method and apparatus that utilizes the benefits of transmitting and receiving a signal. coded 15 to improve the performance of a medical testing device that is adapted to evoke and measure biological response signals such as auditory evoked potentials (AEP) and brainstem audiometry (ABR). Unlike treated matter that is capable of generating stimuli to evoke somatosensory responses; configuring pacing parameters, pacing protocol, and pickup and processing parameters; to capture evoked responses on a permanent basis; to perform audiometry based on the steady state response; to perform hearing screening tests in neonates using the ASSR technique and to generate arbitrary waveform stimuli; AM, FM, AM and FM tone together, AM2, Burst, Chirp.

A patente US6071246, intitulada “Process for automatic determination ofUS6071246, entitled "Process for automatic determination of

hearing acuity, particularly of newborns and infants” refere-se a um processo para a determinação automática de audição de recém-nascidos e de lactentes, detectando as respostas auditivas do tronco cerebral (ABRs) ou emissões otoacústicas (EOA), por meio de testes em um domínio de frequência. Esses 30 dois exames audiológicos são distintos da técnica proposta pelo equipamento da matéria tratada.hearing acuity, particularly of newborns and infants ”refers to a process for the automatic determination of newborn and infant hearing by detecting brainstem auditory responses (ABRs) or otoacoustic emissions (OAE) by testing in a frequency domain. These 30 two audiological examinations are distinct from the technique proposed by the equipment of the treated matter.

A patente US7035745, intitulada “Statistical test method for objective verification of auditory steady-state responses (ASSR) in the frequency domain” reivindica um método (Q-sample uniform scores test) para detecção das respostas cerebrais durante a realização da técnica ASSR. Mesmo que a matéria tratada execute a mesma técnica, a mesma utiliza outros métodos de detecção.US7035745, entitled "Statistical test method for objective verification of auditory steady-state responses (ASSR) in the frequency domain" claims a method (Q-sample uniform scores test) for detecting brain responses during the ASSR technique. Even if the treated matter performs the same technique, it uses other detection methods.

A patente US2008200831, intitulada “Method for objective verification ofUS2008200831, entitled "Method for objective verification of

auditory steady-state responses (ASSR) in the time domain” refere-se a um método para detecção, no domínio do tempo, das respostas cerebrais durante a realização da técnica ASSR. Mesmo que a matéria tratada execute a mesma técnica, a mesma utiliza outros métodos de detecção.auditory steady-state responses (ASSR) in the time domain ”refers to a method for time domain detection of brain responses during the ASSR technique. Even if the treated matter performs the same technique, it uses other detection methods.

A patente US20060161075, intitulada “Method and system forUS20060161075, entitled "Method and system for

modulating a steady state stimulus”, refere-se a um método para geração de sinais AM e para derivações desse sinal e um equipamento para geração, para estimulação, para captação e para detecção de respostas. A matéria tratada, por sua vez, é capaz de gerar estímulos com forma de onda arbitrária (FM, AM e FM juntos, Burst, Chirp, Click).modulating a steady state stimulus ”refers to a method for generating AM signals and derivations thereof and an apparatus for generating, stimulating, capturing and sensing responses. The treated matter, in turn, is capable of generating arbitrary waveform stimuli (FM, AM and FM together, Burst, Chirp, Click).

A patente US2002038208, intitulada “System and method for processing Iow signal-to-noise ratio signals”, refere-se a um equipamento e a um método para detecção de sinais de baixa relação sinal-ruído para aplicações em emissões otoacústicas e ASSR. O método utilizado (Baseados em filtros de 20 Kalman) para a detecção é diferente dos métodos propostos pela matéria tratada.US2002038208, entitled "System and method for processing Iow signal-to-noise ratio signals", relates to equipment and a method for detecting low signal to noise signals for otoacoustic emissions and ASSR applications. The method used (Based on 20 Kalman filters) for detection is different from the methods proposed by the treated material.

A patente US5601091, intitulada “Audiometric apparatus and associated screening method”, refere-se a um equipamento e a um método para realizar a triagem auditiva em neonatos. Contudo, essa triagem é realizada utilizando 25 dois métodos (EOA e ABR) distintos daquele utilizado na matéria tratada (ASSR). Com relação aos sinais gerados, o texto indica dois tipos de estímulos semelhantes à presente invenção. Entretanto, a matéria tratada não se limita a esses tipos de estímulos e pode gerar sinais arbitrários e outras funções (FM, AM e FM juntos, Burst, Clicks).US5601091, entitled "Audiometric Apparatus and Associated Screening Method", relates to a device and method for conducting hearing screening in neonates. However, this screening is performed using two different methods (OAE and ABR) different from that used in the treated matter (ASSR). With respect to the generated signals, the text indicates two types of stimuli similar to the present invention. However, the subject matter is not limited to these types of stimuli and can generate arbitrary signals and other functions (FM, AM and FM together, Burst, Clicks).

A patente US2008033317, intitulada “Method To Design Acoustic StimuliUS2008033317 entitled "Method To Design Acoustic Stimuli"

In The Spectral Domain For The Recording Of Auditory Steady-State Responses (ASSR)”, refere-se uma nova forma de estimulo usada para realizar a técnica ASSR. A matéria tratada, por sua vez, não contempla esse estímulo. A patente US20070442344, intitulada “Method and Device for Objective Automated Audiometry”, refere-se a um método para detecção automática de respostas cerebrais quando se utiliza a técnica ABR. Na tecnologia ora proposta, todo o equipamento foi projetado para realizar outra técnica chamada ASSR.In The Spectral Domain For The Recording Of Auditory Steady-State Responses (ASSR), ”refers to a new form of stimulation used to perform the ASSR technique. The treated matter, in turn, does not contemplate this stimulus. US20070442344, entitled "Method and Device for Objective Automated Audiometry", relates to a method for automatic detection of brain responses when using the ABR technique. In the technology now proposed, all equipment was designed to perform another technique called ASSR.

A patente US20040834554, intitulada “System and method for objective evaluation of hearing using auditory steady-state responses”, refere-se a um aparelho e a um método para triagem auditiva de um indivíduo utilizando o método ASSR. Diferentemente, a matéria tratada é capaz de gerar estímulos 10 com frequência além de 8000Hz e intensidades superiores a 80dBHL; realizar o cálculo de quatro métodos matemáticos de detecção, que são o teste espectral F, o teste T-Circular, a MSC (Magnitude Squared Coherence) e o teste de sincronismo de fase (PSM); de realizar cálculos matemáticos utilizando mais de um canal de coleta simultaneamente; e de gerar, além das formas de 15 onda descritas no texto, estímulos com forma arbitrária.US20040834554, entitled "System and method for objective evaluation of hearing using auditory steady-state responses", relates to an apparatus and method for hearing screening of an individual using the ASSR method. In contrast, the treated matter is capable of generating stimuli 10 with frequency beyond 8000Hz and intensities greater than 80dBHL; perform the calculation of four mathematical detection methods, namely the F spectral test, the T-Circular test, the Magnitude Squared Coherence (MSC) and the phase synchronization test (PSM); to perform mathematical calculations using more than one collection channel simultaneously; and to generate, in addition to the waveforms described in the text, arbitrarily shaped stimuli.

No Brasil, a avaliação auditiva utilizando a tecnologia RRP ainda está incipiente e, por isso, não são encontrados no mercado interno produtos com tecnologia nacional. Isso se deve ao fato de todos os equipamentos utilizados no país serem importados a um custo muito elevado.In Brazil, the hearing evaluation using RRP technology is still incipient and, therefore, products with national technology are not found in the domestic market. This is because all equipment used in the country is imported at a very high cost.

As tecnologias supracitadas são, geralmente, muito restritas com relaçãoThe above technologies are generally very restricted in relation to

às suas funcionalidades, ou seja, o usuário não tem a opção de investigar o efeito que novas formas de estimulação; bem como outros métodos de processamento, têm sobre o desempenho da técnica RRP. Isso impede que novas abordagens sejam investigadas visando o aprimoramento desta técnica 25 no que tange, principalmente, o tempo de execução do exame e a precisão dos resultados.its features, that is, the user does not have the option to investigate the effect that new forms of stimulation; as well as other processing methods, have on the performance of the RRP technique. This prevents new approaches from being investigated with a view to improving this technique 25, especially regarding the time taken to perform the exam and the accuracy of the results.

A matéria tratada é capaz de realizar, pelo menos, três exames na área de audiologia, são eles: Audiometria tonal/Óssea e Logoaudiometria, ABR (Auditory Brainstem Response) e ASSR (Auditory Steady State Response). A 30 principal característica que Ihe confere esta diversidade em aplicações audiológicas é o fato de o equipamento ser capaz de gerar diversas formas de onda. No caso das aplicações audiológicas, utilizam-se fones de ouvidos como elemento transdutor dos sinais elétricos em ondas de pressão sonora. Outras áreas da neurociência e até mesmo outras áreas de pesquisa (como agricultura, como instrumentação, como biologia) podem utilizar esta versatilidade de geração de formas de onda em estudos diversos. Nesses casos, bastaria a utilização de outros transdutores como, por exemplo, os de 5 corrente elétrica, térmico, ópticos para transformar os sinais gerados na grandeza física desejada.The subject matter is capable of performing at least three audiology exams, namely: Tone / Bone Audiometry and Logoaudiometry, Auditory Brainstem Response (ABR) and Auditory Steady State Response (ASSR). The main characteristic of this diversity in audiological applications is the fact that the equipment is capable of generating several waveforms. In the case of audiological applications, headphones are used as the transducer element of electrical signals in sound pressure waves. Other areas of neuroscience and even other areas of research (such as agriculture, instrumentation, biology) can utilize this versatility of waveform generation in diverse studies. In such cases, the use of other transducers such as electric current, thermal transducers, and optical transducers would suffice to transform the generated signals into the desired physical quantity.

Nas tecnologias existentes no estado da técnica foi possível constatar que algumas referências encontradas focam, principalmente, em reivindicar novos métodos que sejam capazes de obter um diagnóstico de forma mais 10 precisa ou mais rápida; ou ainda, novos tipos de estímulos que possibilitem melhores resultados. Contudo, no caso das técnicas ABR e, principalmente, ASSR, há a possibilidade de obtenção de melhores resultados, explorando técnicas matemáticas já utilizadas, porém sobre novos paradigmas e é justamente nesse ponto que é observada outra diferenciação da tecnologia ora 15 proposta.In the state-of-the-art technologies it has been found that some references found focus mainly on claiming new methods that are able to obtain a more accurate or faster diagnosis; or even new types of stimuli that enable better results. However, in the case of ABR techniques and, especially, ASSR, there is the possibility of obtaining better results, exploring already used mathematical techniques, but on new paradigms and it is precisely at this point that another differentiation of the technology proposed here is observed.

As tecnologias existentes no estado da técnica utilizam um ou, no máximo, dois métodos matemáticos para a obtenção das respostas. E nesses casos, todos os textos sugerem a realização das análises utilizando apenas um canal. Isso significa que os sinais cerebrais (que são analisados por esses 20 métodos matemáticos) são captados apenas sob uma medição diferencial (ou, um ponto de referência).State-of-the-art technologies use one or at most two mathematical methods to obtain the answers. And in these cases, all texts suggest performing the analyzes using only one channel. This means that brain signals (which are analyzed by these 20 mathematical methods) are only captured under a differential measurement (or, a reference point).

Diferentemente, a matéria tratada propõe a utilização de, pelo menos, quatro métodos matemáticos e, ainda, a possibilidade de que os sinais cerebrais sejam captados de diversas regiões do couro cabeludo simultaneamente. Essa última característica possibilita a obtenção de diagnósticos de maneira mais rápida.In contrast, the subject matter proposes the use of at least four mathematical methods and the possibility that brain signals are captured from different regions of the scalp simultaneously. This last feature enables faster diagnostics.

Conforme mencionado anteriormente, a presente invenção realiza técnicas de avaliação auditiva já conhecidas na literatura. Além disso, no caso da ABR e ASSR, os procedimentos intermediários utilizados para a obtenção dos resultados (diagnósticos) utilizam métodos matemáticos também já descritos na literatura.As mentioned above, the present invention performs hearing assessment techniques already known in the literature. In addition, in the case of ABR and ASSR, the intermediate procedures used to obtain the results (diagnostics) use mathematical methods also described in the literature.

Outras vantagens da presente invenção é a capacidade de realizar a técnica RRP utilizando diferentes técnicas de processamento de sinais, além de coletar e processar informações de diferentes pontos do couro cabeludo. Dessa forma, reduz-se o tempo de realização do exame e de geração de formas de onda arbitrárias, já que os equipamentos utilizados atualmente geram de 3 a 4 estímulos diferentes. A matéria tratada, então, pode gerar 5 ilimitadas formas de onda uma vez que o usuário tem a opção de criar o estímulo que será utilizado. No caso de estímulos do tipo Tom AM (Amplitude Modulada), a presente invenção possibilita a avaliação de limiares auditivos para mais de quatro freqüências simultâneas por orelha (ao contrário das tecnologias descritas no estado da técnica que se limitam a este valor). Ela 10 também possibilita a aplicação da técnica em exames de triagem auditiva em neonatos.Other advantages of the present invention is the ability to perform the RRP technique using different signal processing techniques, in addition to collecting and processing information from different points of the scalp. This reduces the time taken to perform the exam and to generate arbitrary waveforms, since the equipment currently used generates from 3 to 4 different stimuli. The treated matter can then generate 5 unlimited waveforms since the user has the option to create the stimulus that will be used. In the case of Tom AM (Amplitude Modulated) type stimuli, the present invention enables the assessment of hearing thresholds for more than four simultaneous frequencies per ear (unlike the technologies described in the prior art which are limited to this value). It 10 also enables the application of the technique in hearing screening tests in neonates.

DESCRIÇÃO DAS FIGURASDESCRIPTION OF THE FIGURES

A Figura 1 mostra, de forma não limitante, o fluxograma do equipamento com um todo.Figure 1 shows, without limitation, the flow chart of the equipment as a whole.

A Figura 2 mostra, de forma não limitante, o fluxograma da unidade deFigure 2 shows, without limitation, the flowchart of the unit of

controle.control.

A Figura 3 mostra, de forma não limitante, o fluxograma do bioamplificador.Figure 3 shows, without limitation, the flowchart of the bioamplifier.

A Figura 4 mostra, de forma não limitante, a tela da interface gráfica (1) indicando os parâmetros que o usuário pode ajustar.Figure 4 shows, without limitation, the graphical interface screen (1) indicating the parameters that the user can adjust.

A Figura 5 mostra, de forma não limitante, o exemplo de configurações para geração de tons AM.Figure 5 shows, without limitation, the example of AM tone generation configurations.

A Figura 6 mostra, de forma não limitante, a configuração da frequência de amostragem.Figure 6 shows, without limitation, the sampling frequency setting.

A Figura 7 mostra, de forma não limitante, o procedimento paraFigure 7 shows, without limitation, the procedure for

estabelecer a comunicação entre a IG e a UC.establish communication between GI and UC.

A Figura 8 mostra, de forma não limitante, os resultados fornecidos pelos quatro testes estatísticos (Teste F para o 3o estimulo com M igual a 100 trechos; MSC; PSM e T2Circ) após a análise dos registros de um indivíduo submetido a um Tom AM (Amplitude Modulada) com portadora igual a 1.000Hz e modulante a 86,91 Hz. A Figura 9 mostra, de forma não limitante, o resultados fornecidos pelos testes estatísticos (Teste F para o 3o estimulo com M igual a 100 trechos; MSC; PSM e T2Circ) após a análise das respostas de um indivíduo a um estímulo composto pela sobreposição de quatro tons AM com portadoras iguais a 5 500Hz, 1.000Hz, 2.000Hz e 4.000Hz moduladas, respectivamente, a 81,06Hz; 90,82Hz; 100,59Hz e 110,35Hz; onde: (A) Teste F;(B) MSC; (C) PSM; (D) T2Circ.Figure 8 shows, but is not limited to, the results provided by the four statistical tests (F-Test for the 3rd stimulus with M equal to 100 sections; MSC; PSM and T2Circ) after analyzing the records of an individual undergoing an AM tone. (Modulated Amplitude) with carrier equal to 1,000Hz and modulating to 86.91Hz. Figure 9 shows, without limitation, the results provided by the statistical tests (F test for the 3rd stimulus with M equal to 100 sections; MSC; PSM and T2Circ) after analyzing the responses of an individual to a stimulus composed by the overlapping of four AM tones with carriers equal to 5 500Hz, 1,000Hz, 2,000Hz and 4,000Hz modulated, respectively, at 81,06Hz; 90.82Hz; 100.59Hz and 110.35Hz; where: (A) Test F, (B) MSC; (C) PSM; (D) T2Circ.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

O Dispositivo para a detecção de limiares auditivos de forma objetiva com base no potencial evocado em regime permanente compreende, pelo menos, em uma interface gráfica (1), que é conectada por meio de, pelo menos, uma via analógica ou digital (2) a uma unidade de controle (3); esta envia um sinal elétrico (4) para ser convertido por um transdutor sonoro (5) a, pelo menos, uma onda de sinal sonoro que é enviado por via aérea (6) a um paciente (7); os potenciais evocados pelos estímulos sonoros serão captados por, pelo menos, um eletrodo (8) que está conectado a, pelo menos, um bioamplificador (9), este também está conectado a unidade de controle (3) por meio de, pelo menos, uma via analógica ou digital (10); a unidade de controle (3) também é interligada a, pelo menos, um processador (12), que também está conectado a interface gráfica (1) por meio de, pelo menos, uma via analógica ou digital (13).The device for objectively detecting hearing thresholds based on steady-state evoked potential comprises at least one graphical interface (1), which is connected via at least one analog or digital path (2). to a control unit (3); it sends an electrical signal (4) to be converted by a sound transducer (5) to at least one sound signal wave that is sent by air (6) to a patient (7); The potentials evoked by the sound stimuli will be captured by at least one electrode (8) that is connected to at least one bioamplifier (9), which is also connected to the control unit (3) through at least one. an analog or digital path (10); The control unit (3) is also interconnected to at least one processor (12), which is also connected to the graphical interface (1) via at least one analog or digital path (13).

A unidade de controle (3) juntamente com a interface gráfica (1) compõe a etapa responsável pela geração de estímulos sonoros. O bioamplificador (9) juntamente com a unidade de controle (3) compõe o sistema de coleta do 25 eletroencefalograma (EEG) online. E, finalmente, o módulo de processamento de dados (12) representa os softwares responsáveis pelo processamento offline dos sinais EEG coletados visando detectar o potencial evocado auditivo em regime permanente.The control unit (3) together with the graphical interface (1) makes up the stage responsible for the generation of sound stimuli. The bioamplifier (9) together with the control unit (3) composes the online electroencephalogram (EEG) collection system. Finally, the data processing module (12) represents the software responsible for the offline processing of the collected EEG signals in order to detect the evoked auditory potential in steady state.

A unidade de controle (3) compreende um processador digital de sinais (14) que está ligado a um conversor digital/analógico (15); este é ligado a um filtro analógico (16); que está conectado a um amplificador (17); e, então, é conectado por meio analógico ou digital (4) ao transdutor sonoro (5); além de receber do bioamplificador (9) por meio analógico (10) um sinal que será filtrado (18) e digitalizado (19).Control unit (3) comprises a digital signal processor (14) which is connected to a digital / analog converter (15); it is connected to an analog filter (16); which is connected to an amplifier (17); and then is connected by analog or digital means (4) to the sound transducer (5); besides receiving from the bioamplifier (9) by analog means (10) a signal that will be filtered (18) and digitized (19).

A unidade de controle (3) tem como funções: receber da interface gráfica os parâmetros que configuram o protocolo de estimulação (forma de onda, 5 duração do estímulo, intervalo entre estímulos, número de estímulos, amplitude do estímulo, frequência); gerar e amplificar os estímulos sonoros que serão apresentados ao indivíduo; receber do Bioamplificador (9) o EEG coletado do couro cabeludo; e enviar para o módulo de processamento de dados (12) o EEG para ser processado.The control unit (3) has as functions: receiving from the graphical interface the parameters that configure the stimulation protocol (waveform, stimulus duration, interval between stimuli, number of stimuli, stimulus amplitude, frequency); generate and amplify the sound stimuli that will be presented to the individual; receive from the Bioamplifier (9) the EEG collected from the scalp; and sending to the data processing module (12) the EEG for processing.

Opcionalmente, a (s) interface (s) gráfica (s) (1), que é (são) conectadaOptionally, the graphical interface (s) (1), which is connected

(s) por meio de, pelo menos, uma via analógica ou digital (2) à unidade de controle (3); esta envia um sinal elétrico (4) para ser convertido por um transdutor qualquer capaz de converter o sinal elétrico em um estímulo físico específico (temperatura, pressão, corrente elétrica, vibração).(s) by means of at least one analog or digital path (2) to the control unit (3); it sends an electrical signal (4) to be converted by any transducer capable of converting the electrical signal into a specific physical stimulus (temperature, pressure, electric current, vibration).

Para gerar estímulos sonoros com intensidades dentro da faixa utilizadaTo generate sound stimuli with intensities within the range used

nas avaliações audiométricas (-IOdBSPL a 120dBSPL) foi projetado um circuito que se acopla à saída analógica do DSP (14). Esse circuito consiste em uma fonte de corrente controlada por tensão e tem a função de prover ao fone de ouvido (5) uma corrente elétrica suficiente para produzir pressões sonoras mais elevadas.In audiometric evaluations (-IOdBSPL to 120dBSPL), a circuit was designed to be coupled to the analog output of the DSP (14). This circuit consists of a voltage-controlled current source and is intended to provide the headset (5) with sufficient electrical current to produce higher sound pressures.

O bioamplificador (9) compreende pelo menos um amplificador (20) que, por um lado, recebe do eletrodo (8) sinais do paciente (7); e, pelo outro, envia sinais que passam por, pelo menos, um filtro (21) e seguem para a unidade de controle (3).The bioamplifier (9) comprises at least one amplifier (20) which, on the one hand, receives signals from the electrode (8) from the patient (7); and, on the other hand, it sends signals that pass through at least one filter (21) and follow to the control unit (3).

O bioamplificador (9) tem como principais funções amplificar (20) e filtrarThe bioamplifier (9) has as its main functions amplify (20) and filter

(21) os sinais de EEG coletados durante a estimulação do indivíduo.(21) EEG signals collected during stimulation of the individual.

A amplificação é responsável por elevar os níveis dos sinais de EEG - que são da ordem de alguns microvolts - para amplitudes na faixa de alguns volts. Sua utilização é imprescindível para o funcionamento do sistema, pois os recursos utilizados na aquisição dos potenciais evocados não são capazes de digitalizar sinais com amplitudes tão baixas.Amplification is responsible for raising the levels of EEG signals - which are of the order of some microvolts - to amplitudes in the range of a few volts. Its use is essential for the system operation, because the resources used in the acquisition of evoked potentials are not able to digitize signals with such low amplitudes.

Já a filtragem é responsável por remover do EEG componentes espectrais indesejadas. Essas componentes, geralmente, são os harmônicos da rede elétrica (60Hz, 120Hz, 180Hz etc.) e as frequências que estão fora da faixa espectral de interesse. A utilização deste recurso melhora a relação sinal/ruído e previne a ocorrência de distorções no sinal após a sua digitalização (aliasing).Already filtering is responsible for removing unwanted spectral components from the EEG. These components are usually the mains harmonics (60Hz, 120Hz, 180Hz etc.) and frequencies that are outside the spectral range of interest. Using this feature improves the signal-to-noise ratio and prevents distortion of the signal after aliasing.

A interface gráfica (1) tem como principais funções enviar o protocolo deThe main interface (1) has the main functions of sending the

estimulação (formas de onda, intensidade, frequência, tempo de estimulação, duração do estímulo e o número de estímulos) para a unidade de controle (3) e receber dela os EEG digitalizados para serem processados. Além disso, a interface gráfica (1) tem a função de proporcionar uma interface amigável entre o usuário (profissionais da área de saúde) e a unidade de controle (3).stimulation (waveforms, intensity, frequency, pacing time, stimulus duration and number of stimuli) to the control unit (3) and receive digitized EEGs for processing from it. In addition, the graphical interface (1) has the function of providing a user-friendly interface (healthcare professionals) and the control unit (3).

O usuário tem acesso a todo o protocolo de estimulação em uma tela de visualização no computador e pode operar o sistema de forma simples e intuitiva.The user has access to the entire pacing protocol from a viewing screen on the computer and can operate the system simply and intuitively.

Para implementar a interface gráfica (1), foi utilizado um conjunto de bibliotecas de código aberto em linguagem de programação C++. O ambiente de desenvolvimento utilizado foi a plataforma Eclipse 3.3.2, onde o código foi escrito e depurado. O compilador MingW 3.4, também de código aberto, foi utilizado como compilador.To implement the graphical interface (1), a set of C ++ programming language open source libraries was used. The development environment used was the Eclipse 3.3.2 platform, where the code was written and debugged. The open source MingW 3.4 compiler was used as the compiler.

O processamento dos sinais EEG tem como principal objetivo detectar a presença de um potencial evocado auditivo em regime permanente em meio ao sinal de EEG coletado. Esse processamento é feito, de maneira online, no computador por meio de algoritmos.The main purpose of EEG signal processing is to detect the presence of a steady-state auditory evoked potential amid the collected EEG signal. This processing is done online on the computer through algorithms.

Para a análise dos potenciais evocados, foram implementados cinco algoritmos. Um deles se destina à detecção e rejeição de artefatos nos sinais de EEG e os demais à realização dos testes estatísticos de detecção SFT, MSC, PSM e T2circ.For the evoked potentials analysis, five algorithms were implemented. One is for detection and rejection of artifacts in EEG signals and the other for performing SFT, MSC, PSM and T2circ statistical detection tests.

Processo para a detecção de limiares auditivos de forma objetiva com base no potencial evocado em regime permanente compreende as seguintes etapas:The process for objectively detecting hearing thresholds based on the evoked potential in steady state comprises the following steps:

I. definir o protocolo de estimulação;I. define the stimulation protocol;

II. gerar o protocolo de estimulação com uma forma de onda arbitrária;II. generate the pacing protocol with an arbitrary waveform;

III. enviar os estímulos sonoros ao indivíduo; IV. captar o potencial evocado do indivíduo;III. send the sound stimuli to the individual; IV. capture the evoked potential of the individual;

V. processar o sinal; eV. process the signal; and

VI. apresentar os resultados.SAW. present the results.

Na etapa (I), definem-se os seguintes parâmetros: duração do exame, duração dos estímulos, taxa de amostragem dos sinais do paciente, tipo de estímulo, intensidade do estímulo, números de estímulos, frequência dos estímulos e intervalo entre estímulos.In step (I), the following parameters are set: exam duration, stimulus duration, patient signal sampling rate, stimulus type, stimulus intensity, stimulus numbers, stimulus frequency, and interval between stimuli.

Na etapa (II), recebem-se todos os parâmetros definidos em (i) e gera uma forma de onda de acordo com os mesmos.In step (II), we receive all the parameters defined in (i) and generate a waveform according to them.

Na etapa (IV), utiliza-se, pelo menos, um canal, e este compreende trêsIn step (IV), at least one channel is used, and it comprises three

eletrodos.electrodes.

Na etapa (V), utilizam-se, pelo menos, quatro métodos matemáticos distintos para processar sinais provenientes de, pelo menos, um canal.In step (V), at least four distinct mathematical methods are used to process signals from at least one channel.

Nas etapas (I), (II), (IN), (IV) e (V) utiliza, pelo menos, uma frequência para obtenção de limiar auditivo fisiológico.In steps (I), (II), (IN), (IV) and (V) use at least one frequency to obtain physiological hearing threshold.

O Dispositivo e Processo para a detecção de limiares auditivos de forma objetiva, com base no potencial evocado em regime permanente, compreende meios para detectar limiares e avaliar perdas auditivas pelos métodos audiometria tonal por via aérea e óssea, logoaudiometria, ASSR e BERA, além de meios de executar a triagem auditiva em neonatos.The Device and Process for the detection of objective hearing thresholds, based on the evoked potential in steady state, comprises means to detect thresholds and assess hearing loss by air and bone tonal audiometry, logoaudiometry, ASSR and BERA methods, besides means of performing hearing screening in neonates.

Protótipo DesenvolvidoPrototype Developed

Para desempenhar as quatro funções atribuídas à UC, foi escolhido como recurso de hardware a plataforma de desenvolvimento ADSP-BF533 EzKit Lite da Analog Devices.To fulfill the four roles assigned to the UC, Analog Devices' ADSP-BF533 EzKit Lite development platform was chosen as a hardware resource.

A escolha desta plataforma se deve à arquitetura interna de seuThe choice of this platform is due to the internal architecture of your

processador que permite a realização de cálculos matemáticos complexos com alto desempenho. A seguir, estão descritas algumas características do ADSP- BF533 que justificam seu alto desempenho:processor that allows you to perform complex mathematical calculations with high performance. The following are some features of ADSP-BF533 that justify its high performance:

• Processador de 32 bits;• 32 bit processor;

· Clock do core (núcleo) do DSP de 600 MHz;· 600 MHz DSP core clock;

• Trabalha com ponto flutuante; • Core com 2 MACS de 16 bits, 2 ULAs de 40 bits, 4 ULAs de 8 bits (dedicado ao tratamento de vídeo) e 1 deslocador de 40 bits;• Works with floating point; • Core with 2 16-bit MACS, 2 40-bit ALUs, 4 8-bit ALUs (dedicated to video processing) and 1 40-bit shifter;

• RAM interna de 148 KB (80 kB para instruções, 64 kB para dados e 4 kB para rascunho ou Scratchpad);• 148 KB internal RAM (80 kB for instructions, 64 kB for data and 4 kB for draft or Scratchpad);

• 16 pinos de E/S de propósito geral, todos com recurso de interrupção;• 16 general purpose I / O pins, all with interrupt capability;

• Interface para controle de até 64 MB de memória externa.• Interface for controlling up to 64 MB of external memory.

Conforme mencionado, o hardware utilizado (ADSP-BF533 EzKit Lite ou simplesmente DSP) consiste em uma plataforma de desenvolvimento. Isso significa que junto ao processador estão ligados alguns circuitos eletrônicos que executam funções variadas. Dentre esses circuitos destacam-se:As mentioned, the hardware used (ADSP-BF533 EzKit Lite or simply DSP) consists of a development platform. This means that near the processor are connected some electronic circuits that perform various functions. These circuits include:

• Uma interface de comunicação RS-232;• An RS-232 communication interface;

• Memórias RAM e Flash externas de 32 MB e 2 MB, respectivamente;• 32 MB and 2 MB external RAM and Flash memories, respectively;

• Conector JTAG que permite acesso direto ao núcleo do processador;• JTAG connector that allows direct access to the processor core;

• Extensão de todos os pinos do processador por meio de três conectores localizados na parte inferior da placa;• Extension of all processor pins through three connectors located on the bottom of the board;

• LED e chaves do tipo push-button para a implementação e teste de aplicações variadas;• LED and push-button switches for the implementation and testing of various applications;

• Conversores Analógico/Digitais e Digitais/Analógicos integrados em um mesmo chip (CODEC1836). O conversor analógico/digital suporta até quatro canais de entrada e realiza a aquisição a uma taxa máxima de 48.000 amostras por segundo com uma resolução de até 24bits. O conversor digital/analógico, por sua vez, suporta até seis canais de saída e realiza a construção do sinal analógico a uma taxa de 48.000 amostras por segundo com uma resolução de 10bits.• Analog / Digital and Digital / Analog Converters integrated on the same chip (CODEC1836). The analog / digital converter supports up to four input channels and performs acquisition at a maximum rate of 48,000 samples per second with a resolution of up to 24bits. The digital / analog converter, in turn, supports up to six output channels and performs analog signal construction at a rate of 48,000 samples per second with a resolution of 10 bits.

O DSP (14) é uma plataforma que possui um processador ligado a circuitos integrados com características específicas. Entretanto, para que ele desempenhe as quatro funções para as quais foi designado, é necessário que haja uma interação entre o processador e esses circuitos. Quem estabelece essa interação é o firmware.The DSP (14) is a platform that has a processor connected to integrated circuits with specific characteristics. However, for it to perform the four functions for which it has been assigned, there must be an interaction between the processor and these circuits. Who establishes this interaction is the firmware.

De forma sucinta, o firmware é um software dedicado a um hardware, ou seja, um algoritmo que estabelece como um determinado circuito programável irá funcionar. O firmware que controla as funções do DSP no sistema foi desenvolvido em linguagem de programação C++ no ambiente de desenvolvimento VISUALDSP++ 4.0 (Figura 3).Briefly, firmware is software dedicated to hardware, that is, an algorithm that establishes how a particular programmable circuit will work. The firmware that controls DSP functions in the system was developed in C ++ programming language in the VISUALDSP ++ 4.0 development environment (Figure 3).

A descrição formal de todas as funções atribuídas à unidade de controle 5 (3) é feita no firmware. Isso significa que no ambiente de desenvolvimento é especificado como será feita a transmissão de dados entre a unidade de controle (3) e a interface gráfica (1); como os estímulos serão gerados pelo conversor digital/analógico (15); como o conversor analógico/digital (19) fará a aquisição dos sinais de EEG; e como serão transmitidos os dados para serem 10 processados (12).Formal description of all functions assigned to control unit 5 (3) is given in the firmware. This means that in the development environment it is specified how data will be transmitted between the control unit (3) and the graphical interface (1); how the stimuli will be generated by the digital / analog converter (15); how the analog / digital converter (19) will acquire the EEG signals; and how data will be transmitted for processing (12).

Seguem, abaixo, algumas características do Bioamplificador:Below are some characteristics of the Bioamplifier:

• Ganhos de 5.000, 10.000, 20.000, 50.000 vezes;• Earnings 5,000, 10,000, 20,000, 50,000 times;

• Quatro canais independentes. Cada canal possui três entradas (duas para medições diferenciais e uma para o aterramento);• Four independent channels. Each channel has three inputs (two for differential measurements and one for grounding);

· Filtro passa alta ajustável em: 0,1 Hz, 0.3 Hz1 1 Hz, 3 Hz, 10 Hz, 30 Hz, e 100 Hz;· High pass filter adjustable in: 0.1 Hz, 0.3 Hz1 1 Hz, 3 Hz, 10 Hz, 30 Hz, and 100 Hz;

• Filtro passa baixa ajustável em: 0,1 kHz, 0.3 kHz, 1 kHz, 3 kHz e 10 kHz;• Low pass filter adjustable in: 0.1 kHz, 0.3 kHz, 1 kHz, 3 kHz and 10 kHz;

• Filtro notch 50/60 Hz;• Notch filter 50/60 Hz;

• Alta impedância de entrada: 20 ΜΩ;• High input impedance: 20 ΜΩ;

· Alta rejeição de modo comum (CMRR): 90 dB.· High Common Mode Rejection (CMRR): 90 dB.

Segue as especificações técnicas do protótipo desenvolvido 1. Capacidade de geração e ajuste dos parâmetros dos seguintes tipos de estímulos:Follows the technical specifications of the developed prototype 1. Ability to generate and adjust the parameters of the following types of stimuli:

a. Tons Puros:The. Pure Tones:

i. Frequência: 20Hz a 20KHz em passos de 1 Hz.i. Frequency: 20Hz to 20KHz in 1Hz steps.

b. Tons modulados em amplitude (AM):B. Amplitude Modulated Tones (AM):

i. índice de modulação: 0% a 100% em passos de 1%;i. modulation index: 0% to 100% in 1% steps;

ii. Frequência da portadora: 20Hz a 20KHz em passos deii. Carrier frequency: 20Hz to 20KHz in steps of

1 Hz;1 Hz;

iii. Frequência da modulante: 20Hz a 500Hz em passos deiii. Modulant frequency: 20Hz to 500Hz in steps of

0.01Hz;0.01Hz;

iv. Possibilitar a geração de até 4 tons simultâneos por canal.iv. Enable the generation of up to 4 simultaneous tones per channel.

c. Tons modulados em amplitude com envelope exponencial (AM2): i. índice de modulação: 0% a 100% em passos de 1%;ç. Amplitude modulated tones with exponential envelope (AM2): i. modulation index: 0% to 100% in 1% steps;

1Hz;1Hz;

iii. Frequência da modulante: 20Hz a 500Hz em passos de 0.01Hz;iii. Modulant frequency: 20Hz to 500Hz in 0.01Hz steps;

iv. Possibilitar a geração de até 4 tons simultâneos por canal;iv. Enable the generation of up to 4 simultaneous tones per channel;

v. Potência do envelope exponencial: 1 a 100 em passos dev. Exponential envelope power: 1 to 100 in steps of

1.1.

d. Tons modulados em frequência (FM):d. Frequency Modulated Tones (FM):

i. índice de modulação: 0 a 100 em passos de 0.01;i. modulation index: 0 to 100 in steps of 0.01;

ii. Freqüência da portadora: 20Hz a 20KHz em passos deii. Carrier frequency: 20Hz to 20KHz in steps of

1Hz;1Hz;

iii. Frequência do modulante: 20Hz a 500Hz em passos deiii. Modulant frequency: 20Hz to 500Hz in steps of

0.01Hz.0.01Hz.

e. Tons de modulação mista AM+FM (MM):and. AM + FM Mixed Modulation Tones (MM):

i. Possui as mesmas especificações dos tons AM e FM, porem só pode ser gerada uma onda em um canal.i. It has the same specifications as AM and FM tones, but only one wave can be generated in one channel.

f. Tons Chirp:f. Chirp Tones:

i. Número de cossenos utilizados: 1 a 100 em passos de 1;i. Number of cosines used: 1 to 100 in steps of 1;

ii. Freqüência de repetição do estímulo: 20Hz a 20KHz emii. Stimulus repetition frequency: 20Hz to 20KHz in

passos de 1Hz;1Hz steps;

iii. A menor freqüência dos N cossenos escolhidos: 20Hz a 20KHz em passos de 1Hz.iii. The lowest frequency of the chosen cosines N: 20Hz to 20KHz in 1Hz steps.

g. Tons Burstg. Burst Tones

i. Freqüência: 20Hz a 20KHz em passos de 1 Hz;i. Frequency: 20Hz to 20KHz in 1Hz steps;

ii. Tempo de subida: 1ms a I.OOOms em passos de 1ms;ii. Rise Time: 1ms to 10000ms in 1ms steps;

iii. Tempo de descida: 1ms a 1.000ms em passos de 1ms;iii. Descent time: 1ms to 1,000ms in 1ms steps;

iv. Tempo de platô: 1ms a 1.000ms em passos de 1ms;iv. Plateau Time: 1ms to 1,000ms in 1ms steps;

v. Tempo de repouso: 1ms a 1.000ms em passos de 1ms;v. Rest time: 1ms to 1,000ms in 1ms steps;

vi. Tipo de Janela: Blackman ou Gaussiana.saw. Window Type: Blackman or Gaussian.

h. Pulso de curta duração:H. Short Pulse:

i. Largura do pulso: 100ps a 1s em passos de 1ps;i. Pulse width: 100ps to 1s in 1ps steps;

ii. Tempo de repouso: 100ps a 10s em passos de 1ms. 2. Possibilidade de geração de estímulos com intensidades na faixa de -IOdBspI a 120dBspl em passos de IdBspI;ii. Rest time: 100ps to 10s in 1ms steps. 2. Possibility of generating stimuli with intensities ranging from -IOdBspI to 120dBspl in IdBspI steps;

3. Possibilidade de geração de até 100.000 estímulos;3. Possibility of generating up to 100,000 stimuli;

4. Permitir a definição do tempo de duração de cada estímulo entre 0 e 30s com resolução de 0.001s;4. Allow the definition of the duration of each stimulus between 0 and 30s with a resolution of 0.001s;

5. Definição de intervalos de tempo, de 0 a 30s, entre dois estímulos consecutivos, com resolução de 0.001s;5. Definition of time intervals, from 0 to 30s, between two consecutive stimuli, with resolution of 0.001s;

6. Geração um sinal de sincronismo (trigger) ao início e outro ao fim de cada estímulo;6. Generating a trigger signal at the beginning and another at the end of each stimulus;

7. Geração de estímulos a uma taxa de 48.000 amostras por segundo7. Stimulus generation at a rate of 48,000 samples per second

e com uma resolução de 10bits;and with a resolution of 10bits;

8. Amplificação e filtragem dos sinais de EEG nas faixas de variações possibilitadas pelo bioamplificador, conforme descrito no item 5.1.2;8. Amplification and filtering of EEG signals in the range of variations made possible by the bioamplifier, as described in item 5.1.2;

9. Possibilidade de geração de formas de onda arbitrária por expressões matemáticas ou dados de arquivos;9. Possibility of generating arbitrary waveforms by mathematical expressions or file data;

10. Possibilitar a digitalização dos sinais de EEG com uma resolução de 16bits e com frequências de amostragem de até 16KHz.10. Enable scanning of EEG signals with 16bit resolution and sampling frequencies up to 16KHz.

A interface gráfica desenvolvida apresenta, em uma mesma tela, todos os parâmetros que o usuário pode selecionar para a geração dos estímulos (Figura 4).The developed graphical interface presents, in the same screen, all the parameters that the user can select for stimulus generation (Figure 4).

No campo “Parâmetros”, serão definidos a forma de onda e seus respectivos parâmetros (frequência, intensidade etc.).In the field “Parameters”, the waveform and its parameters (frequency, intensity etc.) will be defined.

Quando o usuário aperta o botão “configura modulante”, dentro da aba “Tom AM”, é aberta uma nova janela (à direita da Figura 5) para que ele possa configurar quantos tons serão sobrepostos para constituir o estímulo e se a estimulação será mono ou binaural (2 canais).When the user pushes the “modulating config” button within the “AM tone” tab, a new window opens (to the right of Figure 5) so that he can configure how many tones will overlap to constitute the stimulus and whether the stimulation will be mono. or binaural (2 channels).

Conforme pode ser visto na Figura 4, ele poderá sobrepor ate quatro tons por canal, totalizando oito estímulos distintos. Deve-se destacar, entretanto, que para a estimulação binaural, os tons gerados em cada canal de saída compartilharão as mesmas frequências de portadoras.As can be seen in Figure 4, it can overlap up to four tones per channel, totaling eight distinct stimuli. It should be noted, however, that for binaural stimulation, the tones generated in each output channel will share the same carrier frequencies.

No caso da Figura 4 foi definido uma estimulação monoaural composta por apenas um tom com frequências de portadora e modulante iguais a 1.000Hz e 70Hz, respectivamente. A Figura 5 exemplifica outras configurações que podem ser feitas para os estímulos do tipo Tom AM.In the case of Figure 4, a monaural stimulation consisting of only one tone with carrier and modulating frequencies equal to 1,000Hz and 70Hz, respectively, was defined. Figure 5 exemplifies other configurations that can be made for AM tone stimuli.

No lado esquerdo da Figura 5 é mostrado a configuração de um estímulo monoaural composto pela sobreposição de dois tons com portadoras de 5 1.000Hz e 2.000Hz modulados, respectivamente, a 70Hz e a 90Hz. No lado direito da Figura 5, é exemplificado um estímulo binaural onde cada canal seria composto por apenas um tom. Assim, uma orelha seria estimulada por um tom AM com portadora e modulante iguais a 1.000 Hz e 80 Hz respectivamente, enquanto a outra seria estimulada por outro tom com frequência de portadora 10 igual a 1.000 Hz e de modulante igual a 100 Hz. Nota-se que, neste último caso, a frequência da portadora foi compartilhada por ambos os canais.On the left side of Figure 5 is shown the configuration of a monaural stimulus composed of two-tone overlap with modulated 5 1,000Hz and 2,000Hz carriers, respectively, at 70Hz and 90Hz. On the right side of Figure 5, a binaural stimulus is exemplified where each channel would consist of only one tone. Thus, one ear would be stimulated by an AM tone with carrier and modulant equal to 1,000 Hz and 80 Hz respectively, while the other would be stimulated by another tone with carrier frequency 10 equal to 1,000 Hz and modulant equal to 100 Hz. In the latter case, the carrier frequency was shared by both channels.

Após configurar a forma de onda, o usuário deverá definir dentro do campo “Parâmetros Comuns” o protocolo de estimulação (Figura 4). Nesse local deverá ser informado a duração de cada estímulo (“Duração On”), o 15 intervalo de tempo entre dois estímulos consecutivos (“Duração OFF”) e o número de estímulos que serão apresentados (“Número de estímulos”). Dentro deste campo há ainda um contador (“Estímulo Atual”) que indica ao usuário quantos estímulos foram realizados.After configuring the waveform, the user must define within the “Common Parameters” field the pacing protocol (Figure 4). At this location, the duration of each stimulus (“Duration On”), the time interval between two consecutive stimuli (“Duration OFF”) and the number of stimuli to be displayed (“Number of stimuli”) should be reported. Within this field there is also a counter (“Current Stimulus”) that tells the user how many stimuli were performed.

Tendo configurado todos os parâmetros referentes à estimulação, o usuário deverá, por fim, configurar a frequência de amostragem desejada para a aquisição dos sinais de EEG (Figura 6) e estabelecer a comunicação serial entre a interface gráfica (1) e a unidade de controle (3) (Figura 7).Having configured all parameters related to pacing, the user should finally set the desired sampling frequency for the acquisition of EEG signals (Figure 6) and establish serial communication between the graphical interface (1) and the control unit. (3) (Figure 7).

Feito isso, a estimulação poderá ser iniciada através do botão “Iniciar” e, caso seja necessário interrompê-la, o botão “Parar” deverá ser pressionado. Para fechar a interface gráfica (1), basta apertar o botão “Sair”.Once this is done, pacing can be started via the “Start” button and if it has to be stopped, the “Stop” button should be pressed. To close the graphical interface (1), simply press the "Exit" button.

Resultados obtidos nos testes do equipamento:Equipment test results:

Os gráficos apresentados a seguir (Figura 8) exibem alguns resultados fornecidos pelo equipamento após o teste do equipamento em um indivíduo.The following graphs (Figure 8) show some results provided by the equipment after testing the equipment on an individual.

Nesse caso, o indivíduo recebeu um estímulo sonoro constituído por um tom AM com portadora de 1000Hz e modulante de 86.91 Hz.In this case, the individual received a sound stimulus consisting of an AM tone with a carrier of 1000Hz and modulating of 86.91 Hz.

As linhas horizontais indicam o limiar de referência para tomada de decisão. Se a amplitude da resposta (pico assinalado com o valor "86.91 Hz") estiver acima do limiar (como é o caso da Figura 8), pode-se inferir que o indivíduo percebeu o estímulo.The horizontal lines indicate the reference threshold for decision making. If the amplitude of the response (peak marked with the value "86.91 Hz") is above the threshold (as is the case in Figure 8), it can be inferred that the individual perceived the stimulus.

A Figura 9 apresenta o resultado para uma segunda situação. Nesse caso, a audição do indivíduo foi avaliada simultaneamente em quatro 5 frequências distintas. O estímulo apresentado foi constituído pela sobreposição de quatro tons AM com portadoras iguais a 500Hz, 1.000Hz, 2.000Hz e 4.000Hz moduladas, respectivamente, a 81,06Hz; 90,82Hz; 100,59Hz e 110,35Hz. Nota-se que os gráficos apresentam quatro picos (em 81.06Hz; 90.82Hz; 100.59Hz; 110.35Hz) que ultrapassam o limiar de decisão (linha 10 horizontal) indicando que os quatro estímulos apresentados foram percebidos pelo indivíduo avaliado.Figure 9 presents the result for a second situation. In this case, the individual's hearing was assessed simultaneously on four 5 different frequencies. The stimulus presented consisted of the overlapping of four AM tones with carriers equal to 500Hz, 1,000Hz, 2,000Hz and 4,000Hz modulated, respectively, at 81,06Hz; 90.82Hz; 100.59Hz and 110.35Hz. Note that the graphs show four peaks (at 81.06Hz; 90.82Hz; 100.59Hz; 110.35Hz) that exceed the decision threshold (horizontal line 10) indicating that the four presented stimuli were perceived by the evaluated individual.

O sistema mostrou-se versátil, sendo capaz de gerar as principais formas de ondas utilizadas tanto na rotina médica quanto nas pesquisas mais recentes voltadas ao estudo dos potenciais evocados auditivos de um modo 15 geral. Além disso, o sistema possibilita o acesso aos principais parâmetros que constituem tanto estas formas de onda, quanto aqueles relativos ao protocolo de estimulação. Tais características conferem ao protótipo um diferencial tecnológico, não observado atualmente na maioria dos equipamentos encontrados no mercado, possibilitando que novos paradigmas de pesquisa 20 sejam investigados, como a utilização de outras formas de estimulação.The system proved to be versatile, being able to generate the main waveforms used both in medical routine and in the most recent research focused on the study of auditory evoked potentials in general. In addition, the system provides access to the main parameters that constitute both these waveforms and those related to the stimulation protocol. Such characteristics give the prototype a technological differential, not currently observed in most equipment found in the market, allowing new research paradigms 20 to be investigated, such as the use of other forms of stimulation.

Outro aspecto que destaca o sistema é a maneira como ele foi desenvolvido. Os recursos de hardware, software e firmware utilizados fazem do sistema uma plataforma tecnológica, possibilitando que outros exames ligados à avaliação auditiva como o BERA e a Audiometria Tonal sejam 25 realizados, bastando para isso somente modificações nos softwares. Isso significa que dois novos protótipos podem ser construídos a partir do primeiro, em um curto prazo e a custo reduzido.Another aspect that highlights the system is the way it was developed. The hardware, software and firmware resources used make the system a technological platform, allowing other tests related to hearing evaluation such as BERA and Tonal Audiometry to be performed, only with software modifications. This means that two new prototypes can be built from the first, in a short time and at reduced cost.

Claims

1. Device for the objective detection of hearing thresholds based on the steady-state evoked potential, characterized in that it comprises at least one graphical interface (1) which is connected via at least one analog or digital path ( 2) to a control unit (3); it sends an electrical signal (4) to be converted by a sound transducer (5) to at least one sound signal wave that is sent by air (6) to a patient (7); The potentials evoked by the sound stimuli will be captured by at least one electrode (8) that is connected to at least one bioamplifier (9), which is also connected to the control unit (3) through at least one. an analog or digital path (10); The control unit (3) is also interconnected to at least one processor (12), which is also connected to the graphical interface (1) via at least one analog or digital path (13).

Device for objectively detecting hearing thresholds based on steady-state evoked potential according to claim 1, characterized by the analog or digital pathways (2), (10) and (13). belong to the group comprising serial, USB, Wireless communication.

Device for objectively detecting hearing thresholds based on steady-state evoked potential according to claim 1, characterized in that the control unit (3) comprises a digital signal processor (14) which is connected to a digital / analog converter (15); it is connected to an analog filter (16); which is connected to an amplifier (17); and then is connected by analog or digital means (4) to the sound transducer (5); besides receiving from the bioamplifier (9) by analog means (10) a signal that will be filtered (18) and digitized (19).

Device for objectively detecting hearing thresholds based on steady-state evoked potential according to claim 3, characterized in that the digital signal from the bioamplifier (10) is directly connected to the DSP (14).

Device for objectively detecting hearing thresholds based on steady-state evoked potential according to claim 1, characterized in that the bioamplifier (9) comprises at least one amplifier (20) which, on the one hand, receives from the electrode (8) patient signals (7); and, on the other hand, it sends signals that pass through at least one filter and go to the control unit (3).

Device for objectively detecting hearing thresholds based on steady-state evoked potential according to claim 1, characterized by the graphical interface (s) (1), which is connected (s) via at least one analog or digital path (2) to the control unit (3); it sends an electrical signal (4) to be converted by any transducer capable of converting the electrical signal into a specific physical stimulus (temperature, pressure, electric current, vibration).

7. Process for the detection of objective hearing thresholds based on the steady state evoked potential characterized by the following steps: I. defining the stimulation protocol; II. generate the pacing protocol with an arbitrary waveform; III. send the sound stimuli to the individual; IV. capture the evoked potential of the individual; V. process the signal; and VI. present the results.

Process for the detection of objective hearing thresholds based on the steady-state evoked potential according to claim 7, characterized in that step (I) defines the parameters, examination duration, stimulus duration, sampling rate of the patient signals, stimulus type, stimulus intensity, stimulus numbers, stimulus frequency, and interval between stimuli.

Process for objectively detecting hearing thresholds based on steady-state evoked potential according to claims 7 and 8, characterized in that step (II) receives all the parameters defined in (I) and generates a form of wave according to them.

A method for objectively detecting auditory thresholds based on steady-state evoked potential according to claim 7, characterized in that step (IV) uses at least one channel and comprises three electrodes.

Method for objectively detecting hearing thresholds based on steady-state evoked potential according to claim 7, characterized in that step (V) uses at least four distinct mathematical methods to process signals from at least least one channel.

Process for objectively detecting hearing thresholds based on steady-state evoked potential according to claim 7, characterized by steps (I), (II), (III), (IV) and (V) use at least one frequency to obtain a physiological hearing threshold.

Device and method for objectively detecting hearing thresholds based on steady-state evoked potential according to claims 1 to 13, characterized in that it comprises means for detecting thresholds and assessing hearing loss by the following methods: tonal audiometry, for example: airway and bone, logoaudiometry, ASSR and BERA, as well as means to perform hearing screening in neonates.