Medios para cuantificar la hipernasalidad en niños con LPH

Una evaluación cuantitativa de la hipernasalidad es muy importante para monitorear el desarrollo del habla, así como para determinar si es necesaria alguna intervención quirúrgica o terapia. Para realizar este tipo de evaluación, han existido diversas técnicas disponibles para los clínicos, que les permiten medir la deficiencia velofaríngea, así como la severidad de la hipernasalidad, cada una de ellas con ventajas e inconvenientes.

Históricamente, la hipernasalidad como manifestación en el habla de niños con LPH, ha sido utilizada en la fonética clínica sobre la base de evaluaciones subjetivas de sus características. Dichas evaluaciones han sido realizadas basándose en la apreciación auditiva (método subjetivo) de los expertos, incluso hasta los días de hoy este

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procedimiento es utilizado en muchos lugares del mundo. Las impresiones auditivas del terapeuta, los registros audiométricos y el análisis espectrográfico de las percepciones auditivas son el escalón básico más utilizados pero tienen difícil correlación con la hipernasalidad inmediatamente percibida por el oído humano y por tanto, escaso valor de diagnóstico [Kataoka et al, 2001].

Aparejado a este procedimiento, ya desde la década de los 60, en un intento de medir la intensidad del sonido oral y nasal y su correlación, se utilizaron diversos dispositivos e instrumentos como el TONAR, pero presentaba deficiencias a la hora de estimar la función velofaríngea. El Nasómetro (modelo 6200) desarrollado por Fletcher y Bishop [Fletcher y Bishop, 1973], que tuvo como precursor al TONAR, se convirtió en una herramienta atractiva para patólogos del habla y del lenguaje. Este fue concebido como un instrumento para evaluaciones de nasalidad indirectas y objetivas. No obstante presenta limitaciones debido a que sus evaluaciones son concebidas a través del uso cuidadoso de los datos de nasalización, además de que deben ser relacionadas con otras técnicas de evaluación, por lo tanto el Nasómetro no puede ser usado como un sustituto a las evaluaciones perceptúales, sino como un instrumento objetivo de verificación de las mismas. También se intentó medir el flujo de aire nasal utilizando neumotacómetros, manómetros, ultrasonidos, estetoscopios, acelerómetros y sistemas aeromecánicos tipo PERCI, que brindaban información de las diferencias de presión en las cavidades oral y nasal durante el habla, permitiendo correlacionarlas con el tamaño del orificio velofaríngeo. Su uso estaba limitado, pues no era sensible ante mínimas aberturas y no traducía el funcionamiento preciso del esfínter [Zarbakhsh, De Biasio y Cuellar, 2001].

El método subjetivo, como se mencionó anteriormente, ha sido usado para evaluar la hipernasalidad en la fonética clínica. Se pensó entonces que si se hallaba un método acústico con el cual se pudiese cuantificar la hipernasalidad, la correlación entre este y el que hasta el momento se utilizaba en el ambiente clínico conduciría a un enfoque científico más completo y certero en la evaluación de voces patológicas, por lo que se realizaron estudios donde su principal objetivo fue desarrollar un método acústico para cuantificar la severidad de la hipernasalidad percibida en niños con deficiencia velofaríngea.

El análisis acústico de muestras de voz, obtenidas a partir de la grabación con un micrófono, ofrece una ventaja a la hora de realizar la evaluación de la severidad de la

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hipernasalidad, porque este tipo de análisis permite procesar las mismas señales que son percibidas por un oyente.

Usando una comparación entre vocales nasalizadas y no nasalizadas para un mismo sujeto o modelo, la síntesis articulatoria y el análisis de formantes han sido usados para investigar las características acústicas de la nasalización. En un intento para cuantificar las propiedades espectrales de las vocales nasalizadas, Hawkins y Stevens sintetizaron acústicamente vocales nasalizadas y no nasalizadas, a través de la manipulación de las frecuencias y el espaciamiento del primer par polo-cero nasal [Hawkins y Stevens, 1985]. Ellos especularon que las propiedades acústicas correspondientes a la nasalidad percibida, era el grado de prominencia espectral en la región del primer formante (F1).

Un formante es un máximo local en la función de transferencia del tracto vocal. Es una frecuencia a la cual la transmisión del tracto vocal es más eficiente. Para una posición particular de los articuladores, la frecuencia de resonancia más baja es llamada primer formante (F1), la próxima será el segundo formante (F2) y así sucesivamente [Centro de Estudios de Electrónica y Tecnologías de la Información, 2002].

Para evaluar la hipótesis anteriormente mencionada, Chen propuso el parámetro acústico A1-P1 en dB [Chen, 1995]. A1 es la amplitud de F1 y P1 es la amplitud del segundo pico nasal en la vecindad de F1. Este autor reportó algunas características relacionadas con el parámetro acústico A1-P1:

- El pico nasal no fue fácilmente detectable cuando este aparecía en la vecindad de un formante.

- La frecuencia y la amplitud del pico nasal pueden mostrar alguna variabilidad cuando la frecuencia fundamental es alta, como comúnmente suele suceder en el habla de los niños. (ver tabla 1.1)

Tabla 1.1 Frecuencia fundamental promedio del habla

Sujeto Frecuencia Fundamental

Hombre 125 Hz

Mujer 200 Hz

Niño 300 Hz

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En adición a esto, el parámetro A1-P1 fue vocalmente dependiente. Esto se demostró al calcular el coeficiente de correlación de nasalidad (normalizado A1-P1), obteniéndose un valor de –0.76 para diferentes vocales.

Chen propuso otro parámetro acústico: A1-P0. P0 es la amplitud del primer pico nasal. El parámetro A1-P0 no fue aplicable para la vocal nasalizada [i], debido a que el primer pico nasal, en ocasiones, aparecía en la región de frecuencias de F1. Este parámetro además fue influenciado por una voz jadeante [Chen, 1997].

Las investigaciones de estos estudios demostraron que la severidad de nasalización no podía ser medida exactamente a través del análisis de formantes cuando la frecuencia fundamental es alta, como es común en el habla de niños. En adición a esto, Bakkum, Plomp y Pols se unieron para dar a conocer que el análisis de formantes no era aplicable para aplicaciones de tiempo real [Bakkum, Plomp y Pols, 1995]. Por lo tanto, su uso no es aplicable en el ambiente clínico.

Más tarde se usó el análisis de 1/3 de octava, para representar las características acústicas de la hipernasalidad en niños como un espectro auditivo [Kataoka, 1988; Kataoka et al, 1996].

El análisis de 1/3 de octava aparece para ser compatible con el concepto de análisis de formantes como un modelo auditivo [Bakkum, Plomp y Pols, 1995]. Este ancho de banda fue seleccionado, pues es muy semejante al ancho de banda crítico de los mecanismos de análisis que utiliza el oído [Pols et al., 1969]. Las diferencias en la calidad percibida de las vocales, incluyendo la severidad de la hipernasalidad, estarían representadas como las diferencias en el espectro de 1/3 de octava. Por lo tanto, un análisis de 1/3 de octava fue considerado muy útil a la hora de cuantificar la severidad percibida de hipernasalidad en ambientes clínicos, debido a que puede ser desarrollado en tiempo real.

En uno de los últimos trabajos, donde se relacionan las características espectrales de la señal de voz con la hipernasalidad percibida en niños, realizado por Kataoka, se plantea que al procesar las señales de voz, correspondientes a la vocal [i] aislada, en intervalos espaciados a 1/3 de octava en el espectro de frecuencias, se observan resultados significativos en 1, 1.6 y 2.5 kHz [Kataoka et al, 2001]. Estas investigaciones fueron realizadas tomando en consideración y como punto de partida los análisis a nivel de grupos. Estos se crearon según las diferentes escalas de severidad de hipernasalidad percibida en

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niños, además de un grupo de control, formado por niños con resonancia normal. A cada uno de estos grupos se les efectuó el siguiente análisis:

Se realizaron mediciones de la amplitud de la señal de voz (vocal [i] aislada) a cada una de las personas del grupo, en los valores de frecuencias de referencia (1, 1.6 y 2.5 kHz), obteniéndose en el grupo un valor promedio de amplitud para cada una de dichas frecuencias.

El espectro de 1/3 de octava promedio obtenido a partir del análisis para el grupo de niños de resonancia normal, y el que se obtuvo al analizar un grupo hipernasal, fueron comparados. De esta comparación, las características espectrales de la hipernasalidad en niños de paladar hendido durante la pronunciación de la vocal [i] fueron identificadas. Múltiples análisis revelaron una alta correlación (R=0.84) entre las amplitudes promedios en 1, 1.6 y 2.5 kHz y las evaluaciones perceptivas. El incremento de las amplitudes en 1 kHz y 1.6 kHz, así como el decremento de la amplitud en 2.5 kHz, se consideraron asociados con un aumento de la hipernasalidad percibida. Por lo que según los resultados alcanzados, en esta publicación se plantea que las amplitudes en frecuencias espaciadas a un tercio de octava, son parámetros acústicos apropiados para cuantificar la hipernasalidad en la vocal aislada [i].

No obstante, este análisis en 1/3 de octava como se pudo apreciar en los últimos estudios realizados fue un método considerado para análisis estadísticos por grupos, no así para evaluar y darle seguimiento a terapias individualizadas, pues no fue analizada la dependencia de la hipernasalidad con las amplitudes en 1, 1.6 y 2.5 kHz, considerando la severidad de este padecimiento en cada paciente aislado, lo que sería de interés de este trabajo de diploma.

Por lo que el presente trabajo tiene como objetivo la búsqueda de un algoritmo que permita cuantificar la hipernasalidad percibida en niños a través de dos características espectrales (frecuencia fundamental y amplitud espectral), donde los resultados obtenidos, a diferencia de los análisis anteriormente realizados en frecuencias espaciadas a 1/3 de octava en el espectro, alcancen una alta correlación con las evaluaciones subjetivas de los especialistas, para cada paciente en particular.

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