Bulbar ALS Detection Based on Analysis of Voice Perturbation and Vibrato

On average the lack of biological markers causes a one year diagnostic delay to detect amyotrophic lateral sclerosis (ALS). To improve the diagnostic process an automatic voice assessment based on acoustic analysis can be used. The purpose of this work was to verify the sutability of the sustain vowel phonation test for automatic detection of patients with ALS. We proposed enhanced procedure for separation of voice signal into fundamental periods that requires for calculation of perturbation measurements (such as jitter and shimmer). Also we proposed method for quantitative assessment of pathological vibrato manifestations in sustain vowel phonation. The study's experiments show that using the proposed acoustic analysis methods, the classifier based on linear discriminant analysis attains 90.7\% accuracy with 86.7\% sensitivity and 92.2\% specificity.Comment: Proc. of International Conference Signal Processing Algorithms, Architectures, Arrangements, and Applications (SPA 2019

Characteristics of speech and voice as predictors of the quality of communication in adults with dysarthria

Дизартрија представља моторни поремећај говора који захвата респирацију, фонацију, резонанцију, артикулацију и прозодију и може се манифестовати оштећењем свих или само неких компоненти процеса говорне продукције. Особе са дизартријом имају нарушену разумљивост говора као и квалитет комуникације. Основни циљеви истраживања су били да се утврде карактеристике говора и гласа одраслих особа са хипокинетичком, спастичном, флацидном и атаксичном дизартријом применом акустичке и спектралне анализе и да се утврди квалитет комуникације коју остварују ове особе применом инструмента за самопроцену степена хендикепа у комуникацији. Крајњи циљ истраживања се односио на утврђивање карактеристика говора и гласа које представљају предикторе квалитета комуникације код особа са различитим типовима дизартрије. Узорак је чинило 129 испитаника са дизартријом, од чега 33 са хипокинетичком, 36 са спастичном и по 30 са флацидном и атаксичном дизартријом. Испитаници су били оба пола, узраста од 21 до 94 године (М=66,07). У истраживању су коришћени следећи инструменти: Компјутерски програм за мултидимензионалну анализу гласа (MDVP) ради утврђивања вредности акустичких параметара који указују на варијабилност фреквенције гласа, на варијабилност интензитета гласа, на присуство тремора и шума у гласу, на постојање субхармоника и прекида у гласу, као и периода без гласа и ради утврђивања вредности спектралних параметара свих вокала и појединих консонаната; Балансирани текст на основу кога је извршена спектрална анализа гласа; Скала ,,Индекс гласовног оштећења“ (VHI) на основу које је извршена процена квалитета комуникације особа са дизартријом. Добијени резулати су указали на то да карактеристике говора и гласа одраслих особа са дизартријом значајно одступају од норми и да се разликују међу испитаницима са хипокинетичком, флацидном, спастичном и атаксичном дизартријом. Такође показало се да је код особа са дизартријом нарушен квалитет комуникације и да постоје сличности међу испитаницима са различитим типовима дизартрије у степену доживљеног хендикепа насталог услед поремећаја гласа. На основу резултата је утврђено да вредности акустичких и спектралних параметара који одређују карактеристике говора и гласа одраслих особа са дизартријом представљају предикторе квалитета комуникације и да се они разликују међу субгрупама испитаника. Такође се показало да социодемографске карактеристике испитаника, као и тип дизартрије могу представљати предикторе квалитета комуникације.Dysarthria is a motor speech disorder that involves respiration, phonation, resonance, articulation, and prosody, and can be manifested by damage of all or only some components of the speech production process. People with dysarthria have impaired speech intelligibility, and quality of communication. The main goals of the research were to determine the characteristics of speech and voice in adults with hypokinetic, spastic, flaccid and ataxic dysarthria by using an acoustic and spectral analysis, and to determine the quality of communication achieved by these individuals by applying a voice handicap self-assessment instrument. The ultimate goal of the research was to determine the characteristics of speech and voice that are predictors of the quality of communication in individuals with various types of dysarthria. The sample consisted of 129 respondents with dysarthria, 33 of them being with hypokinetic, 36 with spastic and 30 with flaccid and ataxic dysarthria each. The respondents were of both sexes aged 21-94 (М=66,07). The following instruments were used in the research: Multi-Dimensional Voice Program (MDVP) analysis to determine the values of acoustic parameters that indicate the variability of voice frequency, the variability of voice intensity, the presence of tremor and noise in the voice, the presence of subharmonics and interruptions in the voice, as well as periods without voice, and to determine the values of the spectral parameters of аll vowels and certain consonants; Balanced text based on which spectral analysis of the speech was performed; “Voice Handicap Index” (VHI) scale used to assess the quality of communication in individuals with dysarthria. The obtained results showed that characteristics of speech and voice in adults with dysarthria significantly deviate from norms and that they differ among the respondents with hypokinetic, flaccid, spastic and ataxic dysarthria. Also, they showed that the quality of communication was impaired in individuals with dysarthria and that there are similarities among respondents with different types of dysarthria in the degree of handicap experienced by different voice disorders. Based on the results, it was determined that values of acoustic and spectral parameters that determine the characteristics of speech and voice in adults with dysarthria are the predictors of the quality of communication and that they differ among subgroups of respondents. Also, it has been shown that sociodemographic characteristics of respondents and the type of dysarthria can be predictors of the quality of communication