Implantes cocleares ópticos: una herramienta promisoria de tratamiento para la hipoacusia / Optical cochlear implants: a promising treatment tool for hearing loss

La hipoacusia afecta a más de 1.500 millones de personas mundialmente. Los principales medios de rehabilitación usados son los audífonos e implantes cocleares (IC). El IC eléctrico convierte el sonido en impulsos eléctricos que estimulan, directamente, a las neuronas del ganglio espiral para proveer sensación auditiva. Tiene como desventaja una amplia dispersión espacial de la corriente, limitando la resolución espectral y el rango dinámico de codificación sonoro, lo que conduce a una mala comprensión del habla en entornos ruidosos y mala apreciación de la música. En los últimos años se ha estudiado utilizar estimulación óptica en vez de eléctrica, pues emite estímulos con mayor selectividad espacial. Se han descrito IC ópticos usando luz infrarroja y otros con métodos de optogenética, estos últimos requieren de la expresión de proteínas fotosensibles inducidas por virus adenoasociados. Se ha visto que la selectividad espectral de la estimulación optogenética es indistinguible de la acústica, y permitió tasas de disparo casi fisiológicas con buena precisión temporal hasta 250 Hz de estimulación. Estudios que compararon un sistema de IC óptico con uno eléctrico concluyen que el uso de optogenética permitiría una restauración de la audición con una selectividad espectral mejorada en comparación con un IC eléctrico.

Hearing loss affects more than 1.5 billion people worldwide. The main means of rehabilitation used are hearing aids and cochlear implants (CI). The electrical CI converts sound into electrical impulses that directly stimulate neurons in the spiral ganglion to provide auditory sensation; it has the disadvantage of a wide spatial dispersion of the current, limiting the spectral resolution and the dynamic range of sound coding, which leads to a poor understanding of speech in noisy environments and a poor appreciation of music. In recent years, the use of optical stimulation instead of electrical stimulation have been studied since it emits stimuli with greater spatial selectivity. Optical CIs have been described using infrared light and others using optogenetic methods, the latter requiring the expression of photosensitive proteins induced by adeno-associated viruses. The spectral selectivity of optogenetic stimulation has been found to be indistinguishable from acoustic stimulation and allowed near-physiological firing rates with good temporal accuracy up to 250 Hz stimulation. Studies comparing an optical and an electrical CI system conclude that the use of optogenetics would allow hearing restoration with improved spectral selectivity compared to an electrical CI.

Implementación de un sistema de imagenología infrarroja para la detección vascular del antebrazo y mano / Implementation of an infrared imaging system for vascular detection in the forearm and hand

RESUMEN: En el área clínica son procedimientos comunes la venopunción, la colocación de catéteres, inyecciones intravenosas, etc. La visualización de las venas en algunas personas es compleja. En este trabajo se presenta el desarrollo de un sistema capaz de realzar la distribución de las venas en el antebrazo de una persona para, en un trabajo futuro, ayudar de forma no invasiva a localizar las venas en los procedimientos de venopunción. Para llevar a cabo el desempeño de esta tarea se utilizó una cámara web, a la cual se le ha extraído el filtro que impide el paso de luz infrarroja y es sustituido por otro que lo permite. Para mejorar la detección de las venas se le agregó a la cámara un arreglo de LEDs emisores de luz infrarroja (830nm). Las imágenes obtenidas fueron procesadas mediante la ecualización del histograma adaptable y clasificadas por dos métodos, el primero basado en el algoritmo Fuzzy C-Means, el segundo basado en un modelo probabilístico de tipo Bayes, técnicas del área de inteligencia artificial, presentadas como alternativa en el procesamiento de imágenes. Para la obtención de las imágenes se consideraron las regiones anteriores y exteriores del antebrazo izquierdo y derecho de cada sujeto generando una base de datos. Este sistema también tiene aplicación en la detección de venas varicosas debido a que se puede dar un seguimiento a la dilatación de las venas.

ABSTRACT: The venipuncture, the catheterization and intravenous (IV) injections are some of the common procedures in the clinical practice. The location of the veins may be complex in some patients. In this paper a system able to enhance the vein distribution in a patient's forearm in order to help, in future works, to locate the veins in a non-invasive way and accomplish the IV procedures, is described. To carry out this work a web cam was used, the filter that blocks out the infrared light has been removed and replaced for one who does not. To increase the vein detection an array of infrared LEDs (830 nm) was attached. The resulting images were processed using the adaptive histogram equalization and then classified by two methods, the first one based on the Fuzzy C-Means Algorithm, and the second based in a Bayesian probabilistic model. For the image acquisition, the anterior-exterior regions of the left and right forearm of each subject were considered to generate a data base. This system also has relevance in the detection of varicose veins since is able to monitor the vein dilatation.