SORIA
El microcontrolador de la voz
Un joven ingeniero soriano desarrolla un dispositivo que permite monitorizar las voces de las personas para realizar seguimientos fuera del entorno clínico
Marcos Llorente Ortega, ingeniero que ha desarrollado la herramienta y que porta colocada en su cuello. E. M.
La voz es la herramienta principal para facilitar la comunicación y para un grupo elevado de personas además es una herramienta de trabajo muy valiosa que deben cuidar para mantenerla en perfecto estado. Se estima que el 5% de la población cuenta con algún trastorno de la voz, por ello cada vez se hace más necesario poder determinar las causas de las lesiones o conocer si un paciente está siguiendo de forma adecuada un tratamiento médico prescrito.
El investigador soriano Marcos Llorente Ortega ha creado un dispositivo de fácil manejo y bajo consumo que se coloca en el cuello de las personas con el que se permite realizar seguimiento del empleo de la voz fuera del entorno clínico. El uso de un reloj inteligente que cuenta los pasos y mide la frecuencia cardiaca durante el ejercicio diario, tanto en deportistas como para aficionados, está ya muy extendido, por qué no hacer un seguimiento similar con la voz, algo que puede resultar muy beneficioso tanto a personas que tienen lesiones y están en tratamiento como para profesionales cuyo trabajo depende de su voz. Esto es lo que pensó Marcos Llorente para diseñar su dispositivo que permite monitorizar la voz de las personas fuera de la clínica preservando la intimidad de lo que habla.
El dispositivo registra los parámetros fundamentales de la voz, frecuencia, intensidad y tiempo de fonación durante largos periodos de tiempo sin ocasionar un estorbo al paciente. Es un colgante con un sensor que se coloca sobre la piel por debajo de la laringe y por encima del esternón. Una de las ventajas es su bajo consumo que permite hacer los registros durante semanas sin recargar la batería.
«Hay una necesidad, tanto médica, como no médica, de un conjunto de la población para usar este dispositivo», manifiesta Llorente. La parte médica permite dos utilidades, en primer lugar para pacientes que tienen lesiones de fonación a los que se les prescribe un tratamiento fuera de la clínica, «la única manera de controlar cómo ejercitan sus cuerdas vocales y la progresión a lo largo del tiempo es hacerlo con un dispositivo de estas características», puntualiza el investigador y en segundo lugar, para analizar patrones fonatorios de un paciente que ayudarán a la hora de realizar un diagnóstico.
Ya fuera del ámbito clínico, esta herramienta de fácil manejo también puede ser empleada por profesionales, cuyo trabajo depende directamente del uso de la voz, y están interesados en saber el desempeño que realizan de la misma a lo largo del tiempo para regularla o mantenerla en buen estado y evitar futuras lesiones, «igual que a los deportistas se les mide el ritmo cardiaco para ver si están trabajando en el rango que deben estar en cada ejercicio, en este caso, para profesionales como cantantes o profesores, entre otros, se les puede analizar el patrón fonatorio y saber si está más fatigado porque ha tenido una intensidad superior a la habitual porque no han estado trabajando en rango cercano a su frecuencia natural o porque la acumulación del tiempo fonado es elevado», indica Marcos Llorente.
El aparato registra con qué frecuencia, con qué intensidad y cuándo está hablando la persona, con estos tres parámetros se puede determinar si la persona que lo usa está trabajando sus cuerdas vocales en la frecuencia natural suya o no o si las está forzando. No es lo mismo estar fonando a una intensidad normal o estar gritando y tampoco lo es hablar cinco minutos al día que 45 minutos durante una hora. Este dispositivo permite analizar el patrón fonatorio en la actividad habitual de la persona que lo usa durante largos periodos de tiempo e inferir si esos patrones pueden derivar en futuras lesiones o si son los recomendados en un tratamiento, propuesto por un otorrinolaringólogo o un logopeda, para una lesión. El funcionamiento del dispositivo se basa en un acelerómetro que mide las vibraciones que producen las cuerdas vocales en la superficie de la piel, cerca de la laringe.
Estas se analizan con un microcontrolador y se graban en una tarjeta que se pueden visualizar. «La complejidad se encuentra en el análisis y en el algoritmo que posee en el interior que permite realizar operaciones matemáticas en tiempos cortos para ser procesados en tiempo real», explica este joven ingeniero biomédico, que precisa que los datos recogidos por el microcontrolador en las gargantas de las personas pueden ser analizados con un programa informático.
El microcontrolador realiza un seguimiento en el entorno habitual de las personas, «en un laboratorio y un entorno clínico es muy difícil determinar patrones que se producen a lo largo de todo el día o incluso a lo largo de varios días, hay profesores, por ejemplo, que la carga vocal la tienen un día a la semana porque tienen más horas lectivas o por las condiciones acústicas de un aula», indica Marcos Llorente para explicar la necesidad de hacer un seguimiento de la voz de manera pormenorizada y a lo largo de varios días. De ahí el interés de desarrollar un dispositivo de estas características, porque estas mediciones se venían haciendo con un micrófono y una grabadora para analizar posteriormente la señal acústica. Este sistema planteaba un problema con la privacidad de las conversaciones de las personas a las que se les somete a este seguimiento, «esto es un inconveniente», matiza el investigador.
El acelerómetro usa frecuencias de muestreo bajas en las que no se puede reconstruir la voz y así garantiza la privacidad de las conversaciones. Para comprobar el uso del dispositivo, en primer lugar se testó la medición de la frecuencia y la intensidad y se compararon con las mediciones de los aparatos clínicos que se destinan a este fin para validarlos, para las pruebas lo usaron varias personas, entre ellas profesionales de la voz.
El dispositivo forma parte del trabajo de la tesis doctoral en Investigación Médica Aplicada que Marcos Llorente ha realizado en la Facultad de Medicina de la Universidad de Navarra , gracias a la financiación de la Asociación Amigos de la Universidad de Navarra, donde continúa con los ensayos para mejorar su diseño de cara a su futura comercialización.