DESIPHER_Speech Degradatie als een indicator van fysiologische degeneratie bij ALS

In 2008 werd amyotrofische laterale sclerose (ALS) of de ziekte van Lou Gehrig een vermoedelijk compensabele (servicegerelateerde) ziekte, aangezien de commissie van het Institute of Medicine (IOM) een verband verklaarde tussen de ontwikkeling van ALS en militaire dienst. Volgens het IOM-rapport verhoogt militaire dienst het levensrisico op ALS met een factor 1,5. Er zijn ongeveer 4.200 veteranen met ALS en ongeveer 1.000 nieuwe gevallen per jaar. Bij de Tampa VA is er sinds 2007 een consistente stijging van het aantal veteranen dat ALS heeft gediagnosticeerd en behandeld.

De meeste fysiologische beoordelingen die gewoonlijk worden gebruikt om de functionele status van patiënten met ALS te bepalen, vereisen opgeleid klinisch personeel om de resultaten te beheren en te interpreteren. De onderzoekers stellen voor om software voor automatisch spraakverstaan ​​en machine learning (DESIPHER) te gebruiken om: spraakpathologieën te identificeren en ze te gebruiken om andere aspecten van fysiologische degeneratie geassocieerd met ALS te voorspellen (bijv. ademhalingsmoeilijkheden of onvermogen om te slikken), en uiteindelijk de spraakherkenning voor mensen met een spraakstoornis. De onderzoekers verwachten dat dit het vermogen zal verbeteren om op gepaste wijze te identificeren en in te grijpen wanneer veteranen met ALS het risico lopen op ernstige nadelige medische problemen zoals respiratoire insufficiëntie en aspiratie. De onderzoekers veronderstellen dat het analyseren van de algehele divergentie van (gestoorde) spraak, van een "normale" basislijn, robuuster zal blijken te zijn en een betere marker voor betrokkenheid dan andere die zijn voorgesteld.

Specifieke onderzoeksvragen die door deze studie moeten worden aangepakt, zijn: (1) Is het mogelijk om een ​​spraakherkenningssysteem te trainen om zich aan te passen aan steeds vaker voorkomende taal-/spraakfouten van bepaalde typen, om een ​​nauwkeurig tekstueel transcript te produceren dat leesbaar zou zijn voor een ALS zorgverlener of arts van de patiënt? (2) Worden specifieke veranderingen in het fysiologisch functioneren: geforceerde vitale capaciteit, tongkracht, spraaksnelheid, gewicht (verlies), aspiratierisico of psychisch leed, weerspiegeld in verschillende soorten taal-/spraakfouten geassocieerd met ALS?

Door te begrijpen hoe spraakfunctioneren correleert met de mate waarin ander biofysisch functioneren is verslechterd, is het mogelijk om een ​​nieuwe, niet-invasieve maatstaf toe te passen voor het beoordelen van de functionaliteit van een ALS-patiënt. Bovendien is het dankzij de kenmerken die verband houden met spraakverslechtering mogelijk om bestaande spraakherkenningssoftware aan te passen aan de spraak van een patiënt naarmate deze zich in de loop van de tijd ontwikkelt, zodat de kwaliteit van leven van patiënten kan worden verbeterd door middel van een gesprek met een computer.

Ademhalingsfalen is de belangrijkste oorzaak van morbiditeit en mortaliteit bij ALS-patiënten. De onderzoekers verwachten dat de methode voor het analyseren van spraak een uitstekende biomarker zal zijn voor de ademhalingsfunctie, aangezien er een verwachte toename van pauzes tijdens spraak is vanwege de noodzaak van een verhoogde ademhalingsfrequentie, een afname van de luidheid en een verminderde algehele spraaksnelheid. Een tweede belangrijke doodsoorzaak is aspiratie. Naarmate de gewrichtsspieren afnemen, verwachten de onderzoekers een afname van de spraakverstaanbaarheid. Betrokkenheid bij spraak gaat vaak vooraf aan betrokkenheid bij slikken bij ALS; dus verwachten de onderzoekers dat toenemende "spraakdivergentie" een mogelijk aspiratierisico zal aangeven.