Este documento describe un proyecto de investigación sobre el uso de la terapia de ruido mediante procesamiento digital de audio en MATLAB para tratar el tinnitus. Incluye capítulos sobre el diseño e implementación de un algoritmo para filtrar audios y ruidos de acuerdo al diagnóstico de cada paciente. También incluye simulaciones del filtrado de señales de audio y resultados obtenidos. El objetivo general es desarrollar una herramienta para aplicar terapia de ruido personalizada utilizando procesamiento digital de señales

1. i
UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DEL PERU
FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA Y MECATRONICA
ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRONICA
“TERAPIA DE RUIDO PARA TINNITUS .MEDIANTE
PROCESAMIENTO DIGITALES DE AUDIO EN
MATLAB”
AUTOR: VELA MALDONADO JESUS
LIMA – PERÚ
Agosto, 2013

2. ii
ACTA DE SUSTENTACIÓN……………………………………………..…………..ii
DEDICATORIA...........................................................................................................iii
AGRADECIMIENTO..................................................................................................iv
RESUMEN..................................................................Error! Bookmark not defined.
ABSTRACT................................................................Error! Bookmark not defined.
ÍNDICE GENERAL....................................................Error! Bookmark not defined.
ÍNDICE DE TABLAS .................................................................................................iv
ÍNDICE DE FIGURAS .................................................................................................v
INTRODUCCIÓN ......................................................Error! Bookmark not defined.
Justificación y motivación . ...............................Error! Bookmark not defined.
Determinación del Problema .............................Error! Bookmark not defined.
Formulación del problema.................................Error! Bookmark not defined.
Contribuciones de la investigación....................Error! Bookmark not defined.
Planteamiento de la hipótesis.............................Error! Bookmark not defined.
Justificación de la investigación ........................Error! Bookmark not defined.
Limitaciones y facilidades .................................Error! Bookmark not defined.
Estado del arte....................................................Error! Bookmark not defined.
CAPÍTULO 2: DISEÑO IMPLEMENTACIÓN Y SIMULACIÓNError! Bookmark
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2.1 Diagrama de bloques ..................................Error! Bookmark not defined.
2.1.2 Candidatos a
pacientes……………………………………………..Error! Bookmark not
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2.1.3
Otorrinolaringología………………………………………………..Error!
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2.1.4
Audiometría………………………………………………………...Error!
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2.1.5
Acúfenometría……………………………………………………...Error!
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3. iii
2.1.6 Terapia de
Relajación……………………………………………....Error! Bookmark not
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2.1.7 Diseño de filtro
Eliminabanda……………………………………..Error! Bookmark not defined.
2.1.8 Elección de audios
(melodías)……………………………………..Error! Bookmark not defined.
2.1.9 Elección de ruidos
enmascaradores……………………………….Error! Bookmark not defined.
2.1.10 Dispositivo
móvil………………………………………………...Error! Bookmark not
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2.2 Diagrama de flujo del algoritmo................Error! Bookmark not defined.
2.3 Diseño .........................................................Error! Bookmark not defined.
2.4 Simulaciones................................................................................................ 6
2.5 Implementación ......................................................................................... 89
CAPÍTULO 3: RESULTADOS................................................................................. 91
3.1 Resultados .................................................................................................. 91
3.2 Comparaciones de los resultados................Error! Bookmark not defined.
3.2.1 Resultados
Cuantitativos…………………………………………...Error! Bookmark not
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3.2.2 Resultados
Cualitativos……………………………………………Error! Bookmark not
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CONCLUSION ...........................................................Error! Bookmark not defined.
Conclusiones......................................................Error! Bookmark not defined.
Trabajos Futuros ................................................Error! Bookmark not defined.
Bibliografía..................................................................Error! Bookmark not defined.
ANEXOS……………………………………………………………………………103
ANEXO A: HISTORIAS CLÍNICAS.........................Error! Bookmark not defined.
ANEXO B: HISTORIAS CLÍNICAS ENTREVISTAError! Bookmark not defined.
ANEXO C: PROGRAMA 1 .......................................Error! Bookmark not defined.

4. iv
ANEXO D : PROGRAMA2 .......................................Error! Bookmark not defined.

5. v
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1.1 :Identificación y clasificación de variables, Fuente: Elaboración
Propia……………………………………………………….…21
Tabla 2.2 :Selección general y específica del proyecto de investigación, Fuente:
Elaboración Propia………………………………………..…...24
Tabla 3.2 Cuestionario de Historia Clínica a rellenar por el paciente con acúfenos,
Fuente: Elaboración Propia…………………………………….78

6. vi
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1: El Sistema auditivo y sus partes, Fuente: Dr.David DeWeese
Otoneurología Edición 6 (2010 pág. 10)..........................................................8
Figura 1.2: Propuesta de clasificación de acúfeno o tinnitus basada en que todos los
acúfenos están generados por la actividad del organismo. Fuente: Miguel
A.Lopez (2010 pág 36 ) ...................................................................................12

7. 7
2.3 Diseño
Metodología
El tipo de investigación del proyecto de tesis es aplicada porque se utilizarán
los conocimientos en la práctica para aplicarlos en los casos a tratar , en
provecho de la sociedad un ejemplo son los protocolos que se usarán para la
investigación .Es cuali-cuantitativa porque se usarán la recolección de datos
para descubrir o afinar preguntas con respecto a la investigación , es decir se
recolectará datos de cómo la gente siente , o describe el tinitus y otros
comportamientos observables que se desencadenen por el tinitus. Y se utilizará
la recolección de datos para probar la hipótesis ,con base en la medición
numérica y el análisis estadístico .Es experimental porque el proyecto de de
tesis es de nivel investigativo y se basa en la comparación (causa-
efecto),(efecto-solución).Además es Prospectivo ya que se registrarán los
hechos a medida que ocurran . También es Longitudinal o diacrónica porque la
variable de estudia es medida en dos o más ocasiones y las comparaciones que
se realizarán entre el (antes – después ) de los pacientes son entre muestras
relacionadas y finalmente es proyectiva porque es un proyecto factible , en el
que se elabora una propuesta o modelo para solucionar un problema .
El nivel de investigación del proyecto de tesis es explicativo por ser un estudio
de causa – efecto y porque explica el comportamiento de una variable en
función de otras.Es también aplicativo porque plantea resolver el problema e
interviene en la historia natural del transtorno.Enmarca la innovación científica
y las técnicas estadísticas apuntarán a evaluar el éxito de la terapia de ruido en
cuanto se refiere a , proceso , resultados e impacto .
2.4 Simulaciones

8. 8
El filtro suprime banda, también conocido como filtro elimina banda , filtro
notch , filtro trampa o filtro de rechazo de banda es un filtro electrónico que
no permite el paso de señales cuyas frecuencias se encuentran comprendidas
entre las frecuencias de corte superior e inferior.
Figura 2.3 . Filtros eliminabanda respuesta en frecuencia .Fuente:
Elaboración Propia.

9. 9
En esta parte del proyecto de investigación se realizan las interfaces graficas de usuario
conocidas como por sus siglas en ingles como GUI , en el software Matlab R2010a.
En la figura B.18 se tiene la interfaz grafica del usuario desarrollada en el software
Matlab 2010a la interfaz nos permite procesar los audios de manera sencilla.
Figura B.18. Interfaz grafica de usuario para la elaboración de audios procesados y
visulización del filtrado de acuerdo al diagnostico de cada paciente.Fuente:
Elaboración Propia.
En las figuras B.30, B.31 ,B.32,B.33 se muestran los resultados del filtrado de audio
con el software matlab 2010 a se observa que se obtiene el audio filtrado en la
frecuencia requerida .

10. 10
Figura B.30 .Grafica del canal R dela señal de audio en el dominio del tiempo
Fuente: Elaboración Propia
En la figura B.31se muestra la transformada de Fourier del canal de audio , observamos
su espectro.

11. 11
Figura B.31. Grafica del espectro del canal R , aplicando la transformada de Fourier.
Fuente: Elaboración Propia
En la figura B.32 se muestra la transformada de Fourier de la señal de audio ,
observamos su espectro.

12. 12
Figura B.32 .Grafica del espectro de la señal filtrada. Fuente: Elaboración Propia
En la figura B.33 , se muestra las frecuencias de corte y el audio filtrado con un filtro
peine en el rango de la frecuencia requerida.

13. 13
Figura B.33. Grafica del filtrado de audio utilizando el filtro elimina banda . Fuente:
Elaboración Propia.
En la figura B.34 se plotea la grafica con el Matlab 2010 a de esta forma podremos
filtrar los audios autoelegidos por el paciente , y filtrarlos de acuerdo al diagnostico de
cada paciente.

14. 14
Figura B.34 . Filtrado de audio con el software Matlab 2010 a , de esta forma podremos
filtrar el audio autoelegido por el paciente en la frecuencia requerida de
acuerdo a su diagnostico.Fuente: Elaboración Propia.

15. 84
Código en Matlab 2010a del filtrado de audios de ruido , se realiza el filtrado de audios con el diseño de filtros notch de orden 3
(Filtro elimina banda).

16. 85
En la figura B.35 se plotea la grafica con el Matlab 2010 a de esta forma podremos filtrar los ruidos autoelegidos por el paciente , y
filtrarlos de acuerdo al diagnostico de cada paciente tenemos el audio en el dominio del tiempo observamos dos canales.
Figura B.35 .Grafica de los canales dela señal de audio en el dominio del tiempo Fuente: Elaboración Propia

17. 86
En la figura B.36se muestra la transformada de Fourier del canal de audio , observamos su espectro.
Figura B.36. Grafica del espectro del canal R , aplicando la transformada de Fourier. Fuente: Elaboración Propia

18. 87
En la figura B.37 se plotea la grafica con el Matlab 2010 a de esta forma podremos filtrar los audios autoelegidos por el paciente , y filtrarlos de
acuerdo al diagnostico de cada paciente .
Figura B.37 . Filtrado de audio con el software Matlab 2010 a , de esta forma podremos filtrar el audio autoelegido por el paciente en la
frecuencia requerida de acuerdo a su diagnostico.Fuente: Elaboración Propia.

19. 88
En la figura B.38 se muestra la transformada de Fourier de la señal de audio , observamos su espectro.
Figura B.38 .Grafica del espectro de la señal filtrada. Fuente: Elaboración Propia

20. 89
2.5 Implementación
El prototipo desarrollado se realizó con el software matlab 2010 , utilizando las
interfaces graficas de usuario que nos proporciona el software , además de
embeber en los dispositvos móviles los procesamientos digitales realizados en
una interfaz amigable gráfica desarrollada en el software libre eclipse índigo. El
prototipo esta basado en programación en lenguaje C que es el que gobierna el
matlab y el lenguaje java el cual esta orientado a dispositivos móviles .
Figura 2.22 Interface gráfica de usuario del procesamiento digital de audio de
acuerdo a su diagnostico ,filtrando la frecuencia de 400 hz .

21. 90
Figura 2.23 : Interface gráfica de usuario del procesamiento digital de audio de
acuerdo a su diagnostico ,graficando el espectrograma del audio .

22. 91
CAPÍTULO 3: RESULTADOS
En este último capítulo se presentan los resultados y las simulaciones del trabajo de
investigación , donde se detallan los resultados obtenidos .Además se manifiestan los
trabajos a futuro a realizarse para la continuación del presente trabajo.
3.1 Resultados