Construção e Exploração de uma Base de Dados de Voz Normativa para o Estudo de Pacientes Internados em Meio Hospitalar

Abstract

A fala envolve um manuseamento muito delicado dos órgãos da fala, pelo que uma perturbação provocada por um elemento externo leva a alterações na produção da fala. É uma hipótese amplamente aceite que a intoxicação alcoólica como outros fatores, tais como doença/infeção, influenciam como uma pessoa fala. Este estudo tem como principal objetivo validar a possibilidade de deteção precoce de sepsis ou de infeção aguda através de parâmetros vocais. Para tal, estudaram-se alterações na voz causadas por ação externa, como é o consumo do álcool. Recorreu-se a duas bases de dados de ficheiros de áudio de voz: uma alemã e uma portuguesa. A primeira é uma base de dados publicamente disponível e compreende discursos embriagados e sóbrios de 162 falantes de alemão. A segunda foi construída para este projeto, sendo constituída por gravações de voz de indivíduos saudáveis e de doentes que deram entrada no serviço de medicina 2.5 do Hospital de Santo António dos Capuchos, diagnosticados com infeção e com tendência para desenvolvimento de sepsis. Foram desenvolvidos, através do software PRAAT, algoritmos capazes de extrair os parâmetros acústicos necessários para a análise de voz e numa segunda fase, diversos estudos foram realizados tendo em conta as medidas vocais extraídas. Os métodos utilizados tencionavam explorar quais as medidas que melhor poderiam discriminar os grupos. Em suma, maior parte dos testes realizados capturaram diferenças entre grupos, uns com maior distinção do que outros. Destacaram-se parâmetros acústicos como medidas de ruído, shimmer e formantes. Através do estudo da influência do álcool na produção da fala foi comprovada a existência de degradação da voz por fatores externos. Assim, estudou-se esse conceito com dados de pacientes que deram entrada no serviço hospitalar e mostrou-se plausível a identificação de sepsis através da exploração do conteúdo fonético das respostas dadas pelos doentes.

Speech involves a very delicate handling of the speech organs, so a disturbance caused by an external element leads to changes in speech production. It is a widely accepted hypothesis that alcohol intoxication like other factors, such as illness/infection, influence how a person speaks. The main purpose of this study is to validate the possibility of early detection of sepsis or acute infection through vocal parameters. For this purpose, voice alterations caused by external action, such as alcohol consumption, were studied. Two databases of voice audio files were used: one German and one Portuguese. The first is a publicly available database and comprises drunk and sober speech of 162 German speakers. The second was built for this project, and is composed of voice recordings of healthy individuals and of patients admitted to the 2.5 medical service of the Santo António dos Capuchos Hospital, diagnosed with infection and with a tendency to develop sepsis. Algorithms capable of extracting the acoustic parameters needed for voice analysis were developed through the PRAAT software, and in a second phase, several studies were carried out taking into account the extracted vocal measures. The methods used were intended to explore which measures could best discriminate between the groups. In short, most of the tests performed captured differences between groups, some with greater distinction than others. Acoustic parameters such as measures of loudness, shimmer and formants stood out. Through the study of the influence of alcohol on speech production, the existence of voice degradation by external elements was proven. Thus, this concept was studied with data from patients admitted to the hospital service and it was shown to be plausible to identify sepsis by exploring the phonetic content of the answers given by patients.