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Introducción
La compatibilidad electromagnética es precisamente la capacidad de un equipo eléctrico de no interferir sobre otro o de no ser interferido por otro durante su funcionamiento [1]. El campo magnético irradiado de las líneas de alta tensión (AT) puede afectar el funcionamiento de equipos cercanos a la misma. Por ejemplo, cuando un auto pasa por debajo de una línea aérea de AT con alto nivel de corona, el radio es afectado y similarmente pasa con la recepción de audio y televisión en las casas que están ubicadas cerca de estas líneas [2]. Si se ubica este escenario en los hospitales, en muchas ocasiones no se tiene idea de que, en el área donde se encuentra situado el equipo médico utilizado, existe una fuente de campo magnético.
Este fenómeno se detectó primeramente sobre equipos implantables como los marcapasos [3, 4, 5], y en desfibriladores automáticos [6, 7]. En estos últimos se observó cómo influía el campo magnético externo, provocando arritmias y otras afectaciones en ocasiones irreversibles. También en equipos de signos vitales y ventilación asistida portadores de alarmas sonoras [8], donde estas se disparaban sin razón aparente o exponían las variables fisiológicas sin problemas, cuando los había o viceversa. Más recientemente fue estudiado por Febles y su equipo [9], en el campo de la neurofisiología, determinando en todos los casos que, para disminuir este efecto se aleja el equipo de la fuente que emana el campo, lo que hace menor el alcance de la radiación que tiende a desaparecer. Lo cual también ha sido verificado en los estudios que ha realizado el Centro de Investigaciones y Pruebas Electroenergéticas (CIPEL) en las líneas y subestaciones del sistema eléctrico cubano [10], y en mediciones realizadas en oficinas o centros de cómputo [2], y áreas residenciales en Cuba [11].
Al adquirir una señal de neurofisiología debe tenerse en cuenta que proviene de parámetros electrofisiológicos y se capta a través de biosensores, por lo que resulta muy susceptible al ruido de cualquier tipo [12]. Al captarla y visualizarla existen tres supuestos básicos a tener en cuenta: que la señal y el ruido se sumen linealmente en cada segmento, que la respuesta o señal permanezca constante en su amplitud y fase de una repetición a otra del estímulo y, que la actividad considerada como ruido, no esté correlacionada con el estímulo y sea lo suficientemente variable para ser considerada aleatoria; tendiendo así a cero [13, 14]. Por otra parte, se debe tener en cuenta que la conducción radiada es un fenómeno que no se observa a simple vista y sí solamente, en forma de ruido electromagnético. También, que la banda de frecuencia en la que trabajan los potenciales evocados se desplaza entre los 20 Hz y 2 kHz, por lo que el ruido que aportan los campos eléctricos y magnéticos de baja frecuencia se encuentra enmascarado dentro de este ancho de banda y solo puede atenuarse o aislarse con un filtro Notch.
En una sala de neurofisiología se realizan mediciones de los niveles de audición de las personas. El Audix V es un equipo de fabricación cubana. Este es utilizado como medio diagnóstico en casi todas las consultas de neurofisiología neonatal en el país [15]. El mismo realiza la evaluación de la audición de forma objetiva por medio de los potenciales evocados, que se obtienen cuando determinados sonidos activan el órgano sensorial de la audición, el nervio auditivo y la vía auditiva en su recorrido hasta la corteza cerebral, lo que lo hace susceptible al ruido externo [16]. Su prueba de compatibilidad electromagnética se realiza durante el proceso de validación de la técnica para su comercialización, siendo garantizada por el fabricante dentro del ciclo de vida útil del equipo [17, 18]. Es por este motivo que se recrean diferentes ambientes de trabajo electromagnético, de manera in vitro, para una sala de neurofisiología y se analiza la influencia del campo emitido sobre la señal diagnóstico aportada por el equipo médico Audix V objeto de estudio, como objetivo de este trabajo.
Materiales y métodos
Materiales
Esta investigación se realizó en una cámara de sonido con una cabina de pruebas audiométricas, la que posee un campo magnético controlado de 0,05 µT. Para verificar la aplicación del valor correcto de campo magnético al simulador y preamplificador se utilizó, un gaussímetro marca EMDEX II cuyas características se disponen en la tabla 1, [19]. El mismo posee tres bobinas localizadas al interior del medidor para registrar la densidad de campo magnético de cada eje (Bx, By, Bz). Esta magnitud es registrada por el microprocesador que calcula el campo magnético resultante, visualizando su valor.
Tabla 1 Gaussímetro EMDEX II. Características técnicas
| Características técnicas del gaussímetro EMDEX II | |
|---|---|
| Propósito de la medición : Medición de campos magnéticos | |
| Datos mostrados : Medición actual | Frecuencia: Ancho de banda : 40 Hz - 800 Hz |
| Rango: 0,1 mG - 3000 mG (0,01 µT-300 µT) | Harmonico: 100 Hz - 800 Hz |
| Resolución : 0.1 mG (0,01 µT) | Tiempo máximo para tomar muestras: 1,5 segundos |
| Método de medición : RMS en tiempo real | Precision típica : ± 1% - 2% |
Para simular la radiación del campo magnético en el ambiente de trabajo, se utilizó un generador de campo magnético, mostrado en la figura 1A, construido a partir de un transformador perteneciente a un televisor de tubo de rayos catódicos.
Fig.1 A: Generador de campo magnético construido a partir del transformador de televisor de tubo de rayos catódicos. B: Simulador de señales auditivas. C: Electroaudiómetro Audix V
También se utilizó un simulador de señales auditivas de la marca Intelligent Hearing Systems, aportado para la realización del trabajo por el Centro de Neurociencias de Cuba (CNeuro), caracterizado en la tabla 2, [20] y un equipo Audix V de la firma Neuronic ambos mostrados en las figuras 2B y 2C respectivamente.
Tabla 2 Características del simulador
| Aspectos | Características |
|---|---|
| Tecnológicas | Incluye muñeco/a baby IsaoTM , caja control y software |
| Conexión de electrodos de acero inoxidable | |
| Puertos de canal auditivo de acero inoxidable durable | |
| Anatómicas | Genera sonidos de llanto |
| Mide aproximadamente: 38 cm ( 16 cm ( 10 cm | |
| Cabeza de 10 cm | |
| Dimensiones anatómicas se aproximan al típico recién nacido. |
Métodos
Se tomaron valores máximos de campo magnético obtenidos en mediciones de trabajos anteriores, realizados por este equipo [21, 22], y se realizó una simulación in vitro de los mismos a través del generador de campo magnético, en la cámara de sonido, de la manera siguiente:
Se colocaron el simulador y el preamplificador a una distancia del generador, de manera tal que recibieran el mismo valor de radiación magnética, el cual fue comprobado a través del gaussímetro como muestra la figura 2.
Se procedió a aplicar el campo magnético sobre el simulador, amplificador y preamplificador del Audix V y se tomó la señal de salida que aparece en el monitor del mismo haciendo una captura de pantalla.
Se realizó el estudio de los parámetros aportados por el equipo, a partir de los valores obtenidos en la pantalla de la computadora conectada al mismo.
Se realizaron recomendaciones teniendo en cuenta los resultados logrados.
Resultados
La tabla 3, muestra los resultados del análisis estadístico propio del equipo y de los valores de las capturas de pantalla obtenidos al generar el mayor valor de campo magnético medido en una investigación anterior [21] y valores de campo magnético superiores al normado por la IEC (3,77 µT) [1], para ambiente magnético de trabajo de equipos médicos. Estas pruebas se realizaron en cinco repeticiones, tomándose los resultados más frecuentes.
Tabla 3 Resultados obtenidos en forma gráfica y numérica con la aplicación del campo magnético
| Valores de Inducción Magnética | Relación señal ruido aplicando campo magnético | Señal obtenida aplicando campo magnético | Valores numéricos | ||
|---|---|---|---|---|---|
| SDR | RNL | CCR | |||
| 0,05 µT |
|
|
15,71 | 0,25 | 0,99 |
| 3,6 µT |
|
|
9,54 | 0,45 | 0,95 |
| 4,8 µT |
|
|
5,61 | 0,7 | 0,94 |
| 7,1 µT |
|
|
0,18 | 213,4 | -0,94 |
*SDR -Cociente de desviación estándar, *RNL - relación señal ruido, *CCR- coeficiente de correlación
Discusión
En la tabla 3, se relacionan tres conceptos importantes para la detección de enfermedades auditivas partiendo de un barrido de potenciales evocados auditivos de estado estable (PEAee). También se muestra su variación en relación a los niveles de campo magnético aplicados durante la investigación. En esta ocasión se analizó el coeficiente de correlación (CCR) obtenido para cada caso.
La señal electrofisiológica produce una respuesta al relacionar los umbrales, estableciendo una relación entre ambos. El CCR ofrece una aproximación entre estos, dejando ver que es algo menor para las frecuencias graves. Esto significa que los umbrales electrofisiológicos emulan más a los conductuales cuanto más aguda es la frecuencia, tomando como valor de correlación global alrededor de 0,94 [23]. Este valor, que ha sido reportado de manera global, es el fruto de resultados expuestos en algunas investigaciones como coeficiente de correlación correspondiente a la hipoacusia en niños y bebés [24, 25, 26, 27].
Si se observa en la tabla 3, a medida que aumentan los niveles de campo magnético, los valores de correlación disminuyen acercándose al valor de 0,94. De igual manera los hemipromedios pierden su condición de linealidad y se hace mucho más ilegible cuando lo sobrepasa. Este tipo de audiometría es realizada por respuestas biológicas eléctricas. La situación ideal es que la sala de pruebas se encuentre aislada tanto de radiaciones acústicas como electromagnéticas, evitando la cercanía de cables conductores de electricidad en las inmediaciones. Esto tiene su principio en que el llamado ruido blanco actúa como enmascarante activando de forma continua y aleatoria determinadas zonas de la membrana basilar e impidiendo la reproducción del estímulo PEAee a este nivel. Este efecto enmascarante tiene más repercusión en las frecuencias graves donde el coeficiente de correlación es algo menor. Los potenciales evocados se generan a partir de las modificaciones que ocurren en la polarización de las membranas celulares del sistema nervioso y se deben, tanto a los potenciales de membrana en las neuronas, como a los potenciales de acción por la actividad sináptica [16, 28, 29].
En el equipo de PEAee, el promediador muestrea la actividad electroencefalográfica de forma sincrónica a la presentación del estímulo. Según Martínez Fernández et al.[30], la promediación de la señal biológica registrada y no deseada irá apareciendo en mayor o menor medida de forma aleatoria. De esta forma, si se somete a la señal biológica que interesa a un proceso de sumación, obtendremos mayor calidad en el registro de dicha señal y una disminución de la señal no deseada o ruido. Es decir, se aumenta el coeficiente señal/ruido (RNL). Esto sucederá hasta que las promediaciones realizadas lleguen a un límite donde la señal biológica pierde amplitud y se distorsiona linealmente, como se observa en los datos aportados, tanto numéricos, como gráficos. Lo anterior se debe a que no sobrepasan a las promediaciones, ni la amplitud ni el ruido de fondo.
En cuanto a si afecta o no el diagnóstico, se puede expresar que la posibilidad existe. Pues, al encontrarse el equipo bajo un campo electromagnético, un médico o técnico inexperto puede confundir los valores aportados por las estadísticas del programa y las señales visualizadas cometiendo errores. Esta afirmación se debe a que los valores de correlación tendientes a la hipoacusia y la desalineación de los hemipromedios se presentan incluso a niveles menores del normado por la IEC (3,77 µT) como valor límite de trabajo para evitar interferencias, perdiendo las características y acercándose más a una señal reconocida como no sana.
Recomendaciones
Se recomendó trenzar los cables de los electrodos para disminuir el efecto que crea el campo magnético y se obtuvieron los resultados que se muestran en las tablas 4 y 5, 6.
Tabla 4 Relaciones de parámetros en la señal obtenida con los cables trenzados
| Valores de radiación aplicados | SDR | RNL | CCR |
|---|---|---|---|
| 0,05 µT | 15,1 | 0,25 | 0,99 |
| 3,6 µT | 13,29 | 0,30 | 0,99 |
| 4,8 µT | 11,79 | 0,34 | 0,99 |
| 7,1 µT | 5,4 | 0,71 | 0,95 |
Tabla 5 Señal que muestra el efecto del trenzado de los cables de los electrodos sobre la relación señal ruido y la señal diagnóstico al aplicar diferentes campos magnéticos
| Valores de Inducción Magnética | Cables sin trenzar | Cables trenzados |
|---|---|---|
| 0,05 µT |
 / |
/ / |
| 3,6 µT |
 / |
/ / |
| 4,8 µT |
 / |
/ / |
| 7,1 µT |
/ |
/ / |
Tabla 6 Comparación entre el ruido residual con los cables trenzados y sin trenzar
| Nivel de radiación aplicada | Ruido residual Cables sin trenzar | Ruido residual Cables trenzados |
|---|---|---|
| 0,05 µT | 0% | 0% |
| 3,6 µT | 21,9% | 16,7% |
| 4,8 µT | 64,3% | 26,5% |
| 7,1 µT | No se puede calcular | 64,8% |
Para el valor de radiación de 7,1 µT, la señal se ve afectada de manera notable en la condición de cables sin trenzar, donde no se puede apreciar la señal diagnóstica al aumentar considerablemente la amplitud de esta. Además, existe una inversión de fase en la relación señal-ruido debido a la afectación que provoca el campo magnético sobre ella. Sin embargo, para la condición de cables trenzados, la señal mejora considerablemente hasta un 64,8%, haciéndose evidente cuando la señal diagnóstica se hace medible, aunque los hemipromedios aun estén desalineados.
Conclusiones
Se puede llegar a la conclusión que la interferencia causada por los campos electromagnéticos de baja frecuencia afecta la señal neurofisiológica aportada por el equipo Audix V, para niveles de radiación por debajo del límite fijado por la IEC.
Se concluye además que el grado de afectación llega a parámetros como la correlación, la relación señal ruido, la linealidad de los hemipromedios, la amplitud y la fase de la señal. Esto se corrobora observando los datos numéricos que ofrece el análisis estadístico que brinda el equipo en cada caso. Es por esto, que según la experiencia que posea el galeno o técnico en la interpretación de los valores numéricos y la señal que aporta el mismo en su monitor, pudiera existir un error en el diagnóstico.
Esta interferencia mejora notablemente cuando se trenzan los cables de los sensores, pasando de una correlación tendiente a la hipoacusia, a valores cuyo número es más confiable. Esta afirmación puede realizarse teniendo en cuenta que la investigación fue realizada con un simulador Baby Isao, el cual está diseñado para diferentes situaciones que se pudieran presentar con respecto a la audición, calificándolo según algunos autores como un simulador auditivo confiable [31]. Se recomienda ejecutar esta acción para cualquier equipo de neurofisiología cuyo tiempo de vida útil haya expirado o se encuentre en el límite.
