Umbral de audición (edad y cero de referencia)

Dos normas describen dónde se sitúa el umbral de audición. ISO 7029:2017 da la distribución estadística del umbral de audición con la edad para una población otológicamente normal: la pérdida lenta y primero en altas frecuencias conocida como presbiacusia. ISO 389-7:2005 fija el umbral de referencia de la audición, el cero audiométrico (0 dB HL) expresado como nivel de presión acústica en escucha de campo libre y campo difuso. Ambas se definen sobre las frecuencias audiométricas de 125 Hz a 8000 Hz.

1. Umbral por edad (ISO 7029)

Para una persona mayor de 18 años, la desviación mediana del umbral de audición respecto al valor a los 18 años crece como una ley de potencias de la edad (ISO 7029, cláusula 4.2, Tabla 1):

$$\Delta H_{md}=a(Y-18{)}^b,$$

con coeficientes $a$, $b$ por frecuencia y sexo. La dispersión en torno a la mediana se modela con dos semi-gaussianas cuyas desviaciones típicas $s_u$ (peor que la mediana) y $s_l$ (mejor) son polinomios de grado cinco en $(Y-18)$ (cláusula 4.3, Tablas 2–5). Cualquier fractil poblacional $Q$ se obtiene del cuantil normal estándar $z(Q)$ (cláusula 4.4): $\Delta H_Q=\Delta H_{md}+z(Q)s$, usando $s_u$ cuando $z\ge 0$ y $s_l$ en caso contrario.

from phonometry import hearing

# Desviación mediana del umbral de un hombre de 65 años, todas las frecuencias audiométricas.
result = hearing.age_threshold(65, "male", fractile=0.5)
print(result.median.round(1))     # [ 6.6  7.6  8.  9.  10.4 13.4 16.3 21.6 26.2 33.7 39.5]
print(result.median[8].round(1))  # 26.2 dB a 4000 Hz

# El decil que peor oye (percentil 90) a 4000 Hz:
print(hearing.age_threshold(65, "male", fractile=0.9).threshold[8].round(1))  # 50.3

result.plot()   # la mediana con la banda de fractiles 10-90 % (necesita matplotlib)

La pérdida es mayor en las altas frecuencias y crece con la edad: el audiograma descendente clásico de la presbiacusia. Hombres y mujeres siguen coeficientes distintos (el argumento sex), y puede pedirse un subconjunto de las frecuencias audiométricas con frequencies=.

Quién cuenta como «otológicamente normal». La población de la ISO 7029 no es la población general: son personas cribadas para estar en un estado normal de salud, libres de signos o síntomas de enfermedad del oído y de obstrucción por cerumen, y (la parte exigente) sin historial de exposición indebida al ruido, fármacos ototóxicos ni pérdida auditiva familiar. El modelo aísla por tanto el envejecimiento puro: es la línea de base que otras normas restan. Una plantilla real, sin cribar, tiende a tener umbrales más altos en promedio (no necesariamente a cada edad o frecuencia), y por eso la ISO 1999 aporta una población sin cribar como referencia alternativa (su «base de datos B») para los estudios cuyo objetivo es compararse con una población real en lugar de aislar el efecto del ruido.

Cómo leer los percentiles. Un fractil es un enunciado poblacional, no una predicción para una persona: fractile=0.9 devuelve el umbral que el 90 % de las personas otológicamente normales de esa edad y sexo oyen mejor que (solo lo supera el décimo que peor oye), y fractile=0.5 la mediana: mitad por encima, mitad por debajo. La dispersión es deliberadamente asimétrica (dos semi-gaussianas, $s_u>s_l$): el envejecimiento arrastra a una minoría muy abajo mientras la mitad que mejor oye se mantiene agrupada cerca de la mediana, así que los percentiles extremos del lado malo se mueven con la edad mucho más deprisa de lo que el lado bueno llega a mejorar. Un audiograma individual puede caer en cualquier punto de ese abanico; el modelo te dice cuán sorprendente es, no cuál debería ser.

AgeThresholdResult.plot() dibuja ese abanico directamente: la mediana, el fractil pedido y la banda del 10 % al 90 % entre ambos, sobre un eje de audiograma.

Mostrar el código de esta figura

import matplotlib.pyplot as plt
from phonometry import hearing

# Un hombre de 70 años, decil que peor oye: la pendiente mediana de la
# presbiacusia con la dispersión poblacional a su alrededor.
res = hearing.age_threshold(70, "male", fractile=0.9)
print(res.median.round(1))
print(res.threshold.round(1))     # el fractil 90 %

# En una línea: la mediana, el fractil y la banda 10-90 %.
res.plot(language="es")
plt.show()

La banda es justo el sentido del modelo. A 500 Hz los fractiles de una persona de 70 años abarcan unos pocos decibelios, así que un audiograma individual ahí resulta informativo; a 8 kHz abarcan decenas de decibelios, de modo que un único valor medido dice poco sobre si ese oído es atípico. Cualquier afirmación del tipo «esta persona ha perdido más audición de lo que explica su edad» es una afirmación sobre dónde cae dentro de este abanico, y necesita el fractil, no la mediana.

A dónde va después la componente de edad. ISO 7029 no es solo una referencia audiológica: es la entrada de edad del modelo de pérdida auditiva inducida por ruido. ISO 1999:2013 la llama base de datos A y su Fórmula (1) del apartado 6.1 combina el umbral por edad H con el desplazamiento inducido por ruido N en el umbral que mostraría un audiograma real, H' = H + N - HN/120, con el mismo fractil. En la práctica eso encadena las dos guías: elige aquí la población y el fractil, añade allí la exposición y compara el resultado, nunca la componente de ruido sola, con un audiograma medido. La guía de pérdida auditiva inducida por ruido retoma la cadena en ese punto.

2. Umbral de referencia de la audición (ISO 389-7)

El cero audiométrico no es un nivel de presión acústica fijo: depende de cómo llega el sonido al oyente. La Tabla 1 de ISO 389-7:2005 da el umbral de referencia para escucha de campo libre (incidencia frontal) y campo difuso.

from phonometry import hearing

print(hearing.reference_threshold("free-field"))
# [22.1 11.4  4.4  2.4  2.4  2.4 -1.3 -5.8 -5.4  4.3 12.6]
print(hearing.reference_threshold("diffuse-field")[4])   # 0.8 dB a 1000 Hz

Ambos campos coinciden en baja frecuencia y divergen por encima de 1 kHz aproximadamente, donde la resonancia del canal auditivo y la difracción de la cabeza hacen del campo libre frontal la condición más sensible (un umbral más bajo) en torno a 3–4 kHz.

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import matplotlib.pyplot as plt
from phonometry import hearing
from phonometry.hearing import AUDIOMETRIC_FREQUENCIES as f

# En una línea, la distribución por edad:
hearing.age_threshold(70, "male", 0.5).plot(language="es")
plt.show()

# A mano, ambos paneles:
fig, (ax1, ax2) = plt.subplots(1, 2, figsize=(12, 5))
for age in (20, 40, 60, 80):
    r = hearing.age_threshold(age, "male", 0.5)
    ax1.plot(f, r.median, "o-", label=f"{age} yr")
ax1.set_xscale("log"); ax1.invert_yaxis(); ax1.legend()

ax2.plot(f, hearing.reference_threshold("free-field"), "o-", label="Free-field")
ax2.plot(f, hearing.reference_threshold("diffuse-field"), "s--", label="Diffuse-field")
ax2.set_xscale("log"); ax2.legend()
plt.show()

El AgeThresholdResult lleva la median, las dispersiones spread_upper y spread_lower, y el threshold en el fractil pedido, y su .plot() dibuja la mediana con la banda del 10–90 %. El desplazamiento permanente del umbral inducido por ruido de ISO 1999, que añade una componente de ruido sobre esta componente de edad, es el tema de la guía de pérdida auditiva inducida por ruido.

Qué cubre esta guía

Cubierto. El modelo de edad de ISO 7029:2017: la desviación mediana en ley de potencias desde los 18 años (cláusula 4.2, Tabla 1), las dispersiones asimétricas semi-gaussianas $s_u$ y $s_l$ (cláusula 4.3, Tablas 2–5), y el cálculo del fractil poblacional de la cláusula 4.4, todo implementado por age_threshold(age, sex, fractile). El umbral de referencia de la audición en campo libre y campo difuso de la Tabla 1 de ISO 389-7:2005, devuelto por reference_threshold(field).

No cubierto. La Fórmula (1) del apartado 6.1 de ISO 1999:2013 combina este umbral por edad con un desplazamiento inducido por ruido en un audiograma real. Esa componente de ruido no está implementada aquí: es el tema de la guía de pérdida auditiva inducida por ruido. De ISO 389-7:2005 este módulo implementa solo los valores de la Tabla 1; el resto de la norma, incluyendo cómo se establecieron esos valores, no está implementado.

Véase también

• Pérdida auditiva inducida por ruido: el modelo de ISO 1999 que añade la componente de ruido sobre esta componente de edad.
• Índice de inteligibilidad del habla: un umbral elevado como entrada, y lo que cuesta en audibilidad del habla.
• Sonoridad: el umbral de audición de ISO 226:2023, la contraparte en tonos puros y campo libre del cero audiométrico de la sección 2.
• Exposición laboral al ruido: el nivel de exposición diario de ISO 9612 que impulsa la componente de ruido.
• Referencia de la API: hearing.threshold.

Referencias

• International Organization for Standardization. (2005). Acoustics — Reference zero for the calibration of audiometric equipment — Part 7: Reference threshold of hearing under free-field and diffuse-field listening conditions (ISO 389-7:2005). El cero audiométrico de la sección 2 (Tabla 1), implementado aquí a través de su adopción europea EN ISO 389-7:2006.
• International Organization for Standardization. (2017). Acoustics — Statistical distribution of hearing thresholds related to age and gender (ISO 7029:2017). El modelo por edad de la sección 1: la ley de potencias de la mediana (cláusula 4.2, Tabla 1), la dispersión asimétrica en torno a la mediana (cláusula 4.3, Tablas 2–5) y la maquinaria de fractiles y su aplicación (cláusula 4.4).