Denne siden ble automatisk oversatt og nøyaktigheten av oversettelsen er ikke garantert. Vennligst referer til engelsk versjon for en kildetekst.

Kunstig intelligens og godartede lesjoner av stemmefoldsgjenkjenning

21. februar 2023 oppdatert av: Marchese Maria Raffaella, Fondazione Policlinico Universitario Agostino Gemelli IRCCS

Kunstig intelligens for gjenkjennelse av godartede lesjoner av stemmefolder fra lydopptak

Utviklingen av kunstig intelligens (AI), utviklingen av stemmeteknologi, fremskritt innen lydsignalanalyse og naturlig språkbehandling/-forståelsesmetoder har åpnet veien for en rekke potensielle anvendelser av stemme, for eksempel identifisering av vokale biomarkører for diagnose, klassifisering eller for å forbedre klinisk praksis. Nylig har undersøkelser fokusert på rollen til stemmens lydsignal som en signatur på den patogene prosessen. Dysfoni indikerer at det har skjedd noen negative endringer i stemmeproduksjonen. Den totale forekomsten av dysfoni er omtrent 1 % selv om de faktiske frekvensene kan være høyere avhengig av populasjonen som er studert og definisjonen av den spesifikke stemmelidelsen. Stemmehelse kan vurderes av flere akustiske parametere. Forholdet mellom stemmepatologi og akustiske stemmeegenskaper er klinisk etablert og bekreftet både kvantitativt og subjektivt av taleeksperter. De automatiske systemene er designet for å avgjøre om prøven tilhører en frisk person eller en ikke-frisk person. Nøyaktigheten til akustiske parametere er knyttet til funksjonene som brukes til å estimere dem for identifikasjon av talestøy. Nåværende stemmesøk er stort sett begrenset til grunnleggende spørsmål, selv om de har brede perspektiver. Litteraturen om vokale biomarkører for spesifikke stemmefoldsykdommer er anekdotisk og relatert til funksjonelle stemmefoldsforstyrrelser eller sjeldne bevegelsesforstyrrelser i strupehodet. De vanligste årsakene til dysfoni er benigne lesjoner i stemmefolden (BLVF). For tiden er videolaryngostroboskopi, selv om den er invasiv, gullstandarden for diagnostisering av BLVF. Imidlertid er det invasiv og kostbar prosedyre. De nye ML-algoritmene har nylig forbedret klassifiseringsnøyaktigheten til utvalgte funksjoner i målvariabler sammenlignet med mer konvensjonelle prosedyrer takket være muligheten til å kombinere og analysere store datasett med stemmefunksjoner. Selv om flertallet av studiene fokuserer på diagnostisering av en lidelse der de skiller mellom friske og ikke-friske forsøkspersoner, mener etterforskerne at den viktigste oppgaven ofte er differensialdiagnose mellom to eller flere sykdommer. Selv om dette er en utfordrende oppgave, er det av avgjørende betydning å flytte beslutningsstøtte til dette nivået. Hovedmålet med denne forskningen vil være studiet, utviklingen og valideringen av ML-algoritmer for å gjenkjenne de forskjellige BVLVFL fra digitale stemmeopptak.

Studieoversikt

Status

Rekruttering

Forhold

Intervensjon / Behandling

Detaljert beskrivelse

Etterforskerne vil samle inn lydopptakene til dysfoniske deltakere som er berørt av BLVF. Alle stemmeprøver vil bli delt inn i følgende grupper basert på den endoskopiske diagnosen: stemmefoldcyster, Reinkes ødem, knuter og polypper. Lydsporene oppnås ved å be om å uttale ordet /aiuole/ tre ganger på rad med vanlig stemmeintensitet, tonehøyde og kvalitet. Stemmer innhentes ved hjelp av en Shure-modell SM48-mikrofon (Evanston IL) plassert i en vinkel på 45° i en avstand på 20 cm fra pasientens munn. Mikrofonmetningsinngangen vil være fast på 6/9 av CH1 og miljøstøyen var <30 dB lydtrykknivå (SPL). Signalene vil bli tatt opp i ".nvi"-format med en høyoppløselig lydopptaker Computerized Speech Lab, modell 4300B, fra Kay Elemetrics (Lincoln Park, NJ, USA) med en samplingsfrekvens på 50 kHz frekvens og konvertert til ". wav"-format. Hver lydfil vil bli anonymt merket med kjønn og type BLVF.

Analysepipeline Alle følgende analyser vil bli utført med MatLab R2019b, MathWorks, Natick MA, USA. Analyserørledningen inkluderte signalforbehandling, funksjonsutvinning, screening av funksjonene og modellimplementering.

Funksjonsekstraksjon På det segmenterte signalet vil 66 forskjellige funksjoner i tids-, frekvens- og cepstraldomenet bli ekstrahert. Deretter vil syv statistiske mål bli beregnet på de ekstraherte funksjonene, nemlig: gjennomsnitt, standardavvik, skjevhet, kurtose, 25., 50. og 75. persentil. I tillegg vil jitter, skimmer og tilt av effektspekteret oppnås fra hele det usegmenterte signalet.

Funksjonsscreening Funksjonsscreening vil bli brukt ved å bruke biostatistiske analyser på hele datasettet, for å redusere det utvidede antallet funksjoner som skal gis som input til klassifikatoren. To statistiske tester vil bli brukt for å screene relevante funksjoner for klassifiseringsoppgaven: enveis variansanalysen (ANOVA), når alle gruppene var normalfordelt, og Kruskal-Wallis-testen ellers. Gruppenes normalitet vil bli verifisert gjennom Kolmogorov-Smirnov-testen. For alle testene vil en p-verdi <0,05 anses som statistisk signifikant.

A. Modellimplementering En ikke-lineær Support Vector Machine (SVM) med en Gaussisk kjerne er algoritmen som er valgt for denne forskningen. Klassifiseringsytelsen vil bli målt gjennom nøyaktigheten og gjennomsnittlig F1-poengsum. Begge beregningene vil bli gitt for beskrivelsen av de overordnede klassifiseringsresultatene og de oppnådd på kjønnsundergrupper.

Studietype

Observasjonsmessig

Registrering (Forventet)

300

Kontakter og plasseringer

Denne delen inneholder kontaktinformasjon for de som utfører studien, og informasjon om hvor denne studien blir utført.

Studiekontakt

Studiesteder

      • Roma, Italia, 00198
        • Rekruttering
        • Maria Raffaella Marchese
        • Ta kontakt med:

Deltakelseskriterier

Forskere ser etter personer som passer til en bestemt beskrivelse, kalt kvalifikasjonskriterier. Noen eksempler på disse kriteriene er en persons generelle helsetilstand eller tidligere behandlinger.

Kvalifikasjonskriterier

Alder som er kvalifisert for studier

18 år til 65 år (Voksen, Eldre voksen)

Tar imot friske frivillige

N/A

Kjønn som er kvalifisert for studier

Alle

Prøvetakingsmetode

Sannsynlighetsprøve

Studiepopulasjon

Pasienter påvirket av godartede lesjoner av stemmefold

Beskrivelse

Inklusjonskriterier:

  • Reinkes ødem
  • cyste i stemmefolden
  • nodule av stemmefolden
  • polypp av stemmefolden

Ekskluderingskriterier:

  • tidligere operasjoner i strupehodet eller skjoldbruskkjertelen
  • tidligere logopedi
  • aktuelle lungesykdommer
  • nåværende gastroøsofageal refluks
  • laryngeal bevegelsesforstyrrelse eller tilbakevendende larynxnervelammelse
  • Italiensktalende som ikke har morsmål

Studieplan

Denne delen gir detaljer om studieplanen, inkludert hvordan studien er utformet og hva studien måler.

Hvordan er studiet utformet?

Designdetaljer

Hva måler studien?

Primære resultatmål

Resultatmål
Tiltaksbeskrivelse
Tidsramme
validering av ML-algoritmer for å gjenkjenne de forskjellige BVFL
Tidsramme: fem år
De statistiske målene beregnet på de ekstraherte funksjonene er følgende: gjennomsnitt, standardavvik, skjevhet, kurtose, 25., 50. og 75. persentil. I tillegg vil jitter, skimmer og tilt av effektspekteret oppnås fra hele det usegmenterte signalet.
fem år

Samarbeidspartnere og etterforskere

Det er her du vil finne personer og organisasjoner som er involvert i denne studien.

Studierekorddatoer

Disse datoene sporer fremdriften for innsending av studieposter og sammendragsresultater til ClinicalTrials.gov. Studieposter og rapporterte resultater gjennomgås av National Library of Medicine (NLM) for å sikre at de oppfyller spesifikke kvalitetskontrollstandarder før de legges ut på det offentlige nettstedet.

Studer hoveddatoer

Studiestart (Faktiske)

1. november 2021

Primær fullføring (Forventet)

1. november 2025

Studiet fullført (Forventet)

1. november 2025

Datoer for studieregistrering

Først innsendt

1. februar 2023

Først innsendt som oppfylte QC-kriteriene

21. februar 2023

Først lagt ut (Anslag)

6. mars 2023

Oppdateringer av studieposter

Sist oppdatering lagt ut (Anslag)

6. mars 2023

Siste oppdatering sendt inn som oppfylte QC-kriteriene

21. februar 2023

Sist bekreftet

1. februar 2023

Mer informasjon

Begreper knyttet til denne studien

Plan for individuelle deltakerdata (IPD)

Planlegger du å dele individuelle deltakerdata (IPD)?

NEI

Legemiddel- og utstyrsinformasjon, studiedokumenter

Studerer et amerikansk FDA-regulert medikamentprodukt

Nei

Studerer et amerikansk FDA-regulert enhetsprodukt

Nei

Denne informasjonen ble hentet direkte fra nettstedet clinicaltrials.gov uten noen endringer. Hvis du har noen forespørsler om å endre, fjerne eller oppdatere studiedetaljene dine, vennligst kontakt register@clinicaltrials.gov. Så snart en endring er implementert på clinicaltrials.gov, vil denne også bli oppdatert automatisk på nettstedet vårt. .

Kliniske studier på Lydopptak

3
Abonnere