Forskning i stemme-intelligent overvågningsteknologi til tidlig advarsel om tilbagefald af depressionslidelse

Casekontrolstudie Kliniske symptomer, taleadfærdstest, EEG-data, nær-infrarøde hjernebilleddata og data om ansigtsudtryk er indsamlet fra tre grupper af forsøgspersoner (patientgruppe med konsolidering/vedligeholdelsesdepression, patientgruppe med akut depression og sunde alternativer). af magnetisk resonansdata og andre aspekter, sammenligne lighederne og forskellene mellem dataene for de tre grupper af forsøgspersoner.

Opfølgningsforskning Den akutdebuterende patientgruppe vil blive fulgt op hver anden uge i tre måneder og fortsætter derefter i juni, september, december, 18 og 24 måneder. Konsoliderings-/vedligeholdelsespatienter og raske patienter vil modtage opfølgende evalueringer i marts, juni, september, december, 18 og 24 måneder efter indskrivning. Indholdet omfatter klinisk symptomvurdering, adfærdstest, EEG-test, nær infrarød test mv. Tidspunkterne for påvisning af kraniebilleddannelse er 0, marts, december og 24 måneder. I laboratoriet, hvis forsøgspersonen indvilliger i at indsamle sproginformation i patientens virkelige miljø.

Evaluerings- og inspektionsartikler

1. Klinisk skalaevaluering

2. Taleadfærdstest Ved hjælp af taleproduktionsparadigme, semantisk funktionsopgave, følelsesmæssig prosodi-perceptionsparadigme og følelsesmæssigt ordforrådsparadigme til omfattende detektering af sprogopfattelse, -forståelse og -output hos patienter med depression for at finde objektive indikatorer for talemutation. Stemmedetektering inkluderer kortsigtet energi (Max, Min, Mean), tonehøjde (Max, Min, Mean), stemmehastighed, antal stemmeafbrydelser, kortsigtet nulgennemgang (Max, Min, Mean), første formant, først To formanter, 12-ordens MFCC (12 koefficienter) og andre parametre. Forsøget udføres i et godt oplyst og stille rum. Inden forsøget vil forsøgspersonen forklare forsøgsprocessen for forsøgspersonerne. Efter eksperimentet skal forsøgspersonen forlade rummet for at undgå interferens. Hele forsøgsforløbet foregik i samme computerprogram, og forsøgspersonerne svarede efter opgavekravene på skærmen.

   2.1 Tale- og videoproduktionsparadigme Tale- og videooutputparadigmet, der er brugt i denne undersøgelse, omfatter fem opgaver: interview, kort tekstlæsning, recitation, billedbeskrivelse og videovisning. Videovisningsopgaven bruges kun til indsamling af ansigtsvideodata. Eksperimentet skrives og køres ved hjælp af E-prime 2.0-software. Deltagerne gennemførte fem taleproduktionsopgaver i overensstemmelse hermed og optog deres stemmer og ansigtsudtryk gennem hele eksperimentet for at opnå tale- og videodata.

   2.2 Semantiske bearbejdningsopgaver Den semantiske bearbejdningsopgave bruges til at sammenligne deprimerede patienters og raske forsøgspersoners evner inden for talebearbejdning, semantisk kodning og ekstraktion og taleflydende og mere omfattende udforske de tidlige advarselsindikatorer for tilbagefald af depression.

3. Magnetisk resonansundersøgelse Der anvendes Siemens 3.0T magnetresonansscanner, som er en 32-kanals hovedspole. Før scanning skal du bruge en skumpude til at fastgøre hovedet for at undgå hovedbevægelse under scanning. Scanningssekvensen er: først rutinescanning for at opnå det T1-vægtede positioneringsbillede af hele hjernens 3D-struktur, brug derefter den hurtige gradient-ekkobilledsekvens til at udføre sagittal scanning af hele hjernen til tredimensionel rekonstruktion og rumlig registrering, og til sidst brug plane echo (EPI)-sekvens til blodilt-afhængig BOLD-fMRI-billeddannelse (hviletilstand og opgavetilstand).
4. Funktionel nær-infrarød spektroskopi Ved brug af Shimadzu lighnirs bærbare nær-infrarøde hjernebilledkamera blev prøvetagningshastigheden sat til 0,1 s, og den oxygenerede hæmoglobinkoncentration (HbO), deoxyhæmoglobinkoncentrationen (HbR) og det totale oxygenindhold (HbT) blev brugt som måleindikatorer. Da sprogbehandling hovedsageligt er i frontal- og temporallapperne, dækker sondelayoutet det laterale fronto-temporale komplekse område. Efter fNIRS-testen bruges en 3D-locator til at lokalisere hjerneområdet. Positionerne af senderen og detektoren vil blive refereret til Brodmann-partitionen, og fNIRS-kanalpositionen vil blive registreret med sandsynligheden for MNI-rummet. Fagene i fNIRS-eksamenen skal fuldføre taleoutputparadigmet og semantiske funktionsopgaver. Eksperimentet vedtager et blokdesign, stimuleringssekvensen er skrevet af E-prime-software, og stimuleringsprogrammet programmeret af computeren vises på computerskærmen (ca. 55 cm fra forsøgspersonen). Inden eksperimentet starter, skal forsøgspersonerne bære en optodehætte for at sikre, at signalerne fra hver kanal modtages normalt. I begyndelsen af ​​eksperimentet viste skærmen "+", og forsøgspersonerne behøver kun at se skærmen og forsøge at bevare roen så meget som muligt; derefter gennemføre de relevante adfærdstests, og forsøgspersonerne kan gennemføre i henhold til instruktionerne. Hele eksperimentet varede omkring 25 minutter. Forsøgspersonerne indsamlede nær-infrarøde hjernesignaler og stemmedata online, mens de fuldførte opgaven.
5. EEG-undersøgelse Brug Brainproducts liveamp bærbart EEG-udstyr til at udføre EEG-undersøgelse i to trin: hviletilstand og stemmeopgavetilstand. I hviletilstand EEG-indsamlingsstadiet, efter at forsøgspersonerne har taget EEG-opsamlingsudstyret på, skal du sidde på en behagelig stol, lukke øjnene og forblive vågne og samle det hvilende EEG i 5 minutter. I stemmeopgavestadiet bærer forsøgspersonen en EEG-enhed og sætter sig foran computerskærmen. I henhold til instruktionerne, der vises på skærmen, udføres stemmeproduktionsparadigmet og semantiske funktioner i overensstemmelse hermed. Mikrofonen optager samtidig motivets stemme. Det eksperimentelle program er skrevet ved hjælp af e-prime2.0.
6. Andre fysiologiske test Fysiologiske indikatorer (herunder hjertefrekvens, blodtryk, vægt, højde osv.), miljøindikatorer (herunder vejr, temperatur, miljøstøj, ultraviolet intensitet, menneskelig komfort osv.), Cambridge Neuropsychological Test Automatic Battery (CANTAB) Gangtesten under naturlig gang, øjenbevægelsen under opgaven og oplysninger om ansigtsudtryk vil blive udført én gang i baseline, henholdsvis marts, juni, september, december, 18. og 24. december.
7. Gennemførligheds- og specificitetsanalyse af flere påvisningsmetoder Denne undersøgelse bruger flere påvisningsmetoder, herunder evaluering af klinisk skala, sprogtest og neurofysiologisk undersøgelse. Formålet er omfattende og systematisk at indsamle forsøgspersoners sproglige relaterede informationer for bedre at udvikle og udvikle stemme intelligent detektionsteknologi. Ansøgning.

Flere detektionsmetoder er mulige. Kliniske skalaer implementeres af uddannede forskere, sprogrelaterede paradigmer implementeres af computerprogrammer, og neurofysiologiske testteknikker betjenes af eksperimentatorer. Alle detektionsmetoder og metoder er meget udbredt i klinisk forskning og er gennemførlige.

Statistisk analyseplan, definition og udvælgelse af statistisk analysedatasæt

1. Statistisk analysedatasæt Fuldt analysesæt (FAS, Fuldt analysesæt): Personer, der har gennemgået mindst én klinisk skalaevaluering, stemmeindsamling, neurofysiologiske data og større indeksevalueringsdata efter tilmelding. Sager med manglende basisdata for de vigtigste evalueringsindikatorer vil blive udelukket.

   Per Protocol Set (PPS, Per Protocol Set): På baggrund af FAS er sager, der opfylder inklusions- og eksklusionskriterierne, har en valid baseline værdi, har god compliance og ikke overtræder den kliniske forskningsprotokol.

   Den helbredende effektanalyse bruger både det fulde analysesæt og det konforme plansæt, og FAS-resultatet er det vigtigste.

2. Databeskrivelse Overhold om dataene er i overensstemmelse med normalfordelingen, hvis ikke, modificer den statistiske metode eller udfør datakonvertering. Observer, om der er outliers og manglende værdier, og udfør statistiske og faglige analyser for at bestemme valget og måden at udfylde de manglende værdier på. Beskrivende statistik angiver middelværdi, standardafvigelse, maksimum, minimum, troværdigt interval, frekvens, sammensætningsforhold osv.
3. Statistiske inferensmetoder Måledata anvender t-test, parret t-test, rangsumtest, parret rangsumtest, mediantest og andre metoder. Tælledata: Chi-square test, Fishers eksakte test osv.; karakterdata ved hjælp af Ridit-analyse, CMH-metoden. Brug maskinlæringsalgoritmer som Support Vector Machine (SVM), Dynamic Bayesian Network (DBN) og Deep Neural Networks (DNN) til tale- og videodata.
4. Statistisk udtryk Rapporten er hovedsageligt udtrykt i tabeller med tabeltitler, tabelnoter og antal sager. Udover de statistiske resultater af sammenligningen mellem grupperne, er de statistiske parameterdiagrammer og andre ikoner vedhæftet for at øge læsbarheden.
5. Statistisk software Brug SPSS22.0, Matlab-software (v2014a) og NIRS-SPM (Statistical Parametric Mapping for Near-infrared Spectroscopy) software til parameterstatistik (t-test, variansanalyse osv.) og ikke-parametrisk statistik (rangsumtest, chi-square test) Etc.), ved brug af tosidede tests, anses P mindre end eller lig med 0,05 for statistisk signifikant.