Transfer Classification 1 Parameter Transfer

El equipo que se utilizó en el desarrollo de este proyecto consta principalmente de un estetoscopio digital, una tarjeta de audio externa y unos audífonos de alta fidelidad. El estetoscopio utilizado fue el estetoscopio digital Thinklabs ONE2_{, el cual cuenta con una amplificación de hasta 100 veces. Cuenta} con cinco opciones de filtrado:

30 Hz - 500 Hz. Amplifica las frecuencias bajas para los sonidos cardiacos, especialmente el sonido S3. Se trata de una versión amplificada del modo Campana de un estetoscopio convencional. 60 Hz - 500 Hz. Adecuado para sonidos cardiacos, especialmente si las frecuencias bajas del primer filtro son demasiado intensas durante su utilización. Es similar al modo campana en un estetoscopio convencional.

80 Hz - 500 Hz. Adecuado para sonidos respiratorios, cierre y apertura de las válvulas del corazón y para las separaciones del sonido S2. Remueve las frecuencias bajas de los sonidos cardiacos. Es similar al modo diafragma en un estetoscopio convencional.

100 Hz - 1000 Hz. Adecuado para sonidos respiratorios. Filtra las frecuencias bajas y vibraciones. Proporciona frecuencias más altas para los sonidos respiratorios que el filtro anterior, pero esto incrementa también el sonido ambiental ligeramente.

Tiempo

Amplitud

Figura 19. Representación de una función chirp.

20 Hz - 2000 Hz +/-3dB. Es el modo amplio, se trata de un modo muy sensible. Tiene la intención de que sea utilizado para la captura profesional haciendo grabaciones con fines de investigación o académicos. También es adecuado cuando se requiere escuchar sonidos a un volumen bajo. Los audífonos utilizados fueron los HD 380 Pro3 _{de Sennheiser los cuales tienen una respuesta en} frecuencia que va desde los 8 Hz hasta los 27 000 Hz. La tarjeta de audio utilizada fue una Sound Blaster X-Fi Pro4 _{de la marca CREATIVE®, la cual puede alcanzar una profundidad de bit de hasta 24} bits y puede alcanzar una frecuencia de muestreo de hasta 96 000 Hz.

5.2.1. Caracterización de las tarjetas de audio

Es bien sabido entre la comunidad que cuando alguien desea realizar una grabación con el micrófono de una computadora personal, la señal de audio obtenida presenta una gran cantidad de ruido. Esto es debido a que generalmente las tarjetas de audio que vienen incorporadas en las computadoras personales no son de la más alta calidad (por ejemplo, calidad para grabaciones profesionales o para un servicio médico). Y si se desea realizar grabaciones de audio de forma profesional se recurre a las tarjetas de audio externas y/o a tarjetas de audio de calidad profesional.

Figura 20. Espectro en frecuencia de una función chirp de 5 Hz a 2200 Hz.

3_{https://en-us.sennheiser.com/global-downloads/file/2988/HD380Pro Productsheet.pdf}

Para demostrar lo anterior es posible realizarlo de forma experimental, haciendo un barrido de frecuencia con una señal de audio que se desea grabar con dicha tarjeta y posteriormente observar la respuesta que la tarjeta presenta a dicho barrido en frecuencia. Es posible llevar esto a cabo utilizando una función senoidal decreciente o creciente en frecuencia conocida como función de barrido o chirp (en inglés), la cual se muestra en la Figura 19. Para caracterizar la tarjeta de audio Sound Blaster X-Fi pro se utilizó una señal de audio senoidal chirp lineal creciente, de 5 Hz a 2.2 kHz, su espectro se muestra en la Figura 20.

En la Figura 21, se muestra el esquema utilizado con para caracterizar las tarjeta de audio Sound Blaster X-Fi Pro. Para ello se utilizó otra tarjeta de audio externa de alta calidad. Al igual, fue utilizada para caracterizar las tarjetas integradas en las computadoras personales que se muestran en la imagen, esto último solo para recalcar la comparativa entre la calidad de las tarjetas. En las Figuras 22 y 23 se

Figura 21. Caracterización de la tarjeta de audio Sound Blaster X-Fi Go Pro.

Figura 22. Respuesta en frecuencia de una tarjeta de audio integrada en una computadora personal. Función chirp de 5 Hz a 2200 Hz. Aparición de señales “alias”

Figura 23. Respuesta en frecuencia de una tarjeta de audio integrada en una computadora personal netbook. Función chirp de 5 Hz a 2200 Hz. Aparición de señales “alias”.

Figura 24.Respuesta en frecuencia de una tarjeta de audio externa (Sound Blaster X-Fi Go! Pro). Función chirp de 5 Hz a 2200 Hz. Aparece únicamente la señal deseada.

muestran los espectrogramas de la señal de audio grabada con una tarjeta de audio de una computadora personal portátil y una computadora netbook (las mismas mostradas en las imágenes de la Figura 21). Es importante mencionar que el proceso de muestreo representa una operación de corte muy drástica a la señal original. Además, y muy importante, se introducen muchos componentes espurios de alta frecuencia (Orfanidis, 2010), llamados “alias”5_{. Los cuales deben ser removidos mediante filtros. Así,} 5_{Las muestras tomadas a intervalos constantes de la señal muestreada puede verse como un tren de impulsos. Y la} transformada de Fourier de un tren de impulsos da como resultado otro tren de impulsos. Es decir, el proceso de muestreo introduce varios componentes frecuenciales aparte de la frecuencia fundamental de la señal en cuestión.

para realizar un correcto procedimiento de muestreo es necesario utilizar un filtro pasa-bajas. Donde la frecuencia más alta permitida por el filtro sea la frecuencia más alta que se desea recuperar de la señal que esta siendo muestreada. Como se observa a comparación del espectrograma esperado (Figura 20), los obtenidos con las tarjetas de audio de las computadoras presentaron “alias” además de la señal deseada, aparte de ser muy ruidosos. Por lo que se intuye que la electrónica de las tarjetas de audio no cuenta con la suficiente calidad para filtrar la señal que se desea muestrear de una forma correcta. Por otro lado, en la Figura 24, se muestra el espectrograma de la señal de audio grabada con la tarjeta de audio Sound Blaster X-Fi Go Pro. Si se compara con el espectrograma esperado (Figura 20) se observa la gran similitud que este presenta. Además no muestra ningún “alias” y prácticamente ningún tipo de ruido agregado. Como queda demostrado, es importante la elección de la tarjeta de audio, ya que es importante que la señal de audio que se desea grabar no sea alterada de alguna manera. Como se observó la tarjeta de audio Sound Blaster x-Fi es adecuada para realizar la captura de audio cardio- pulmonar. Es importante también mencionar que se probaron dos tarjetas de audio de CREATIVE®: la tarjeta Sound Blaster X-Fi Surround 5.1 Pro y la tarjeta Sound Blaster X-Fi Go! Pro. Ambas presentan la misma respuesta en frecuencia. Por lo que se intuye que cuentan con el mismo sistema electrónico de adquisición.