Processo de sinal

Princípio de funcionamento

O microfone: capta os sons ambientais e gera uma corrente elétrica variável em função das variações de pressão sonora recebida que é fornecido ao amplificador. Trata-se duma codificação analógica (variação de tensão em função do tempo) comparável à vibração do timpano em condições normais. Dependendo do tipo de aparelho encontramos microfones direcionais ou multidirecionais.

O amplificador é a parte mais complexa. É constituído por 2 porções: o microprocessador e o amplificador propriamente dito.

O sinal analógico recebido é convertido em sinal digital segundo características definidas: A frequência de amostragem (A, B, C) (intervalo de tempo em que se faz a leitura do valor do sinal) e o passo de quantificação (que define o número de bits). Estas características são responsáveis pela fidelidade do sinal digital em relação ao analógico (D, E, F).

O gráfico A apresenta a amostragem duma sinusóide realizada a uma frequência de base. Assim, quando se ligam os pontos (B), ou amostras, a imprecisão da curva é significativa (relação curva azul curva vermelha). No gráfico C, a amostragem é realizada com uma frequência mais alta. Assim quando se unem os pontos, ou amostras, a imprecisão é muito menor: a curva vermelha confundir-se-à com a curva azul original.

O gráfico D representa uma codificação de amplitude insuficiente das amostras selecionadas, enquanto que o gráfico E apresenta uma codificação mais precisa duma amostragem equivalente. Quanto maior o passo de quantificação, mais o sinal digital fiel ao sinal original mas o tempo de cálculo será maior.

O sinal digital pode sofrer modificações através da aplicação de diferentes algoritmos (filtragem, compressão, anti-Larsen, etc) com o objetivo de adaptar o sinal ao perfil de cada doente:

• Controlo automático do ganho à entrada (AGCI): este sistema permite controlar o ganho da amplificador em função do nível de entrada. Quanto mais elevado for o som à entrada menor será a amplificação.
• Controlo automático do ganho à saída (AGCO): como no AGCI, controla o ganho mas, neste caso, após a etapa de amplificação. Assim, quanto mais elevado for o nível à saída menor será o ganho (retro-controlo). Atualmente, utiliza-se preferencialmente o AGCI para a regulação do ganho e o AGCO é reservado para limitar o nível de saída. Este último assemelha-se a sistema de corte. 

Neste gráfico é visível a evolução do ganho em função do nível do som. Ele é constante (ou linear) até a 90dB quando o sinal é cortado (total de compressão infinita). Este corte introduz deformações muito importantes no sinal de saída.

Na atualidade, os novos aparelhos auditivos modelam o valor do ganho em função do nível de entrada e /ou de saída. Assim, são obtidas amplificações não lineares com o objetivo de se aproximar da sensação de intensidade de cada paciente. Esta não linearidade traduz a existência duma compressão, que é determinada por uma taxa; quanto maior esta taxa mais rapidamente o ganho diminui.

O mais frequente é que o sistema de limitação do nível máximo de saída seja realizado por um AGCO com forte taxa da compressão.

Neste gráfico apresenta-se a evolução do ganho em função do nível de entrada do som. è constante ou linear até 50 dB. Daí para cima é visível uma diminuição do ganho mais ou menos rápida definida pela taxa de compressão: curva preta: (1,5 : 1), curva verde: (2 : 1), curva  violeta: (3 : 1). A curva castanha representa a limitação da saída criada pela utilização dum AGCO com a taxa de compressão de 100 e um limiar de corte a 80 dB.

Depois de realizadas as modificações desejadas, o sinal é novamente convertido em sinal analógico para ser amplificado. A amplificação pode ser realizada à entrada ou à saída em função da estratégia de regulação.

O altifalante permite emitir o sinal sonoro que foi transformado. Ele é muito simples, sendo constituído por uma bobina envolvendo um electroíman. A bobina recebe variações de corrente que induzem movimento do electroíman, que por sua vez as transmite a uma membrana, que ao vibrar põe em movimento as moléculas do ar.  

No caso dum implante de ouvido médio, um pequeno vibrador, formado por uma bobina e um elétroíman, é fixado cirurgicamente à longa apófise da bigorna. As variações de corrente atuam sobre o vibrador produzindo vibrações que são transmitidas mecanicamente através do estribo ao ouvido interno.

Algumas considerações sobre a regulação e a adaptação.

É evidente que nos casos de hipoacusia (perdas auditivas) a amplificação da intensidade sonora é uma necessidade. No entanto, ela não resolve tudo. 

Por exemplo, a maioria dos doentes presbiacúsicos (envelhecimento da audição) sofrem de recobro: a sua dinâmica auditiva está diminuída sobretudo nas frequências agudas. Nestes casos é necessário uma amplificação não linear, utilizando uma compressão do sinal com o objetivo de evitar ultrapassar o limiar de desconforto.

Esta compressão pode ser aplicada de maneira independente aos diferentes canais de frequência do amplificador. Os sistemas de compressão e transposição de frequencial servem também para limitar a amplificação das frequências agudas (Os sons que entram a uma frequência superior a um valor definido (Fc) são restituídas numa banda de frequência inferior a FC). 

A adaptação de próteses auditivas deve ser minuciosa. O audiologista deve dar o seu apoio e encorajamento ao paciente pois o processo de aparelhamento pode parecer complexo e longo. O primeiro contacto é muito importante e deve ser criado um ambiente de confiança. É fundamental caracterizar a personalidade do doente para conseguir obter os melhores resultados e ter em conta outros dados como a idade, a habilidade manual, a acuidade visual e a motivação de forma a elaborar a mais correta estratégia de adaptação .