Correlation Between Speech-Related Feature Spaces and Clinical Voice Disorders in Patients with Dysphagia
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Dysphagia is defined as the difficulty to transport an alimentary bolus from the oral cavity to the stomach in a safe and effective way. Currently, dysphagia-related diagnosis methods are invasive and highly dependent on the examiner’s experience. Biosignal-based studies, such as those on voice and speech records, have been proposed to develop complementary diagnostic tools. Likewise, this study explores, in features extracted from voice and speech signals, the capacity to discriminate between healthy subjects and patients with swallowing disorders. For this purpose, the signals were recorded in a group of 30 healthy individuals and 45 dysphagic patients. The participants performed different voice tasks (sustained vowels) and speech tasks (text reading, monologue, and diadochokinetic exercises). The patient records were assigned labels of three clinical conditions: wet voice, dysphonic voice, and voice with undetermined alteration. Classical voice- and speech-related feature spaces were assessed using statistical tests, and it was found that features related to phonation, prosody, and diadochokinesia have potential as biomarkers for the discrimination of different alterations in patients with dysphagia. This is a preliminary study based on voice and speech signals for a non-invasive and objective diagnosis of dysphagia.
La disfagia se define como la dificultad para transportar un bolo alimenticio de forma segura y efectiva desde la cavidad oral hasta el estómago. En la actualidad, los métodos para el diagnóstico de la disfagia son invasivos y altamente dependientes de la experiencia del personal asistencial cualificado. El estudio de las bioseñales, como lo son los registros de voz y habla, ha sido propuesto con el fin de desarrollar herramientas complementarias al diagnóstico. De esta manera, el presente trabajo tuvo como objetivo explorar, en características extraídas en señales de voz y habla, la capacidad de discriminación entre personas sanas y pacientes con trastornos deglutorios. Para ello se registraron señales en un grupo de 30 personas sanas y 45 pacientes diagnosticados con disfagia. Los participantes realizaron diferentes tareas de voz (vocales sostenidas) y de habla (texto leído, monólogo y ejercicios diadococinéticos). Los registros de los pacientes fueron etiquetados en tres condiciones clínicas: voz húmeda, voz disfónica y voz con alteración no determinada. Se evaluaron espacios de características clásicas asociadas al análisis de voz y habla a través de pruebas estadísticas hallándose que las características relacionadas a la fonación, prosodia y diadococinesia tienen potencial como biomarcadores para la discriminación de diferentes alteraciones en pacientes con disfagia. Este trabajo constituye una aproximación preliminar basada en el estudio de señales de voz y habla para un diagnóstico no invasivo y objetivo de la disfagia.
La disfagia se define como la dificultad para transportar un bolo alimenticio de forma segura y efectiva desde la cavidad oral hasta el estómago. En la actualidad, los métodos para el diagnóstico de la disfagia son invasivos y altamente dependientes de la experiencia del personal asistencial cualificado. El estudio de las bioseñales, como lo son los registros de voz y habla, ha sido propuesto con el fin de desarrollar herramientas complementarias al diagnóstico. De esta manera, el presente trabajo tuvo como objetivo explorar, en características extraídas en señales de voz y habla, la capacidad de discriminación entre personas sanas y pacientes con trastornos deglutorios. Para ello se registraron señales en un grupo de 30 personas sanas y 45 pacientes diagnosticados con disfagia. Los participantes realizaron diferentes tareas de voz (vocales sostenidas) y de habla (texto leído, monólogo y ejercicios diadococinéticos). Los registros de los pacientes fueron etiquetados en tres condiciones clínicas: voz húmeda, voz disfónica y voz con alteración no determinada. Se evaluaron espacios de características clásicas asociadas al análisis de voz y habla a través de pruebas estadísticas hallándose que las características relacionadas a la fonación, prosodia y diadococinesia tienen potencial como biomarcadores para la discriminación de diferentes alteraciones en pacientes con disfagia. Este trabajo constituye una aproximación preliminar basada en el estudio de señales de voz y habla para un diagnóstico no invasivo y objetivo de la disfagia.