Detection of Bulbar Involvement in Patients With Amyotrophic Lateral Sclerosis by Machine Learning Voice Analysis: Diagnostic Decision Support Development Study
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Bulbar involvement is a term used in amyotrophic lateral sclerosis (ALS) that refers to motor neuron impairment in the corticobulbar area of the brainstem, which produces a dysfunction of speech and swallowing. One of the earliest symptoms of bulbar involvement is voice deterioration characterized by grossly defective articulation; extremely slow, laborious speech; marked hypernasality; and severe harshness. Bulbar involvement requires well-timed and carefully coordinated interventions. Therefore, early detection is crucial to improving the quality of life and lengthening the life expectancy of patients with ALS who present with this dysfunction. Recent research efforts have focused on voice analysis to capture bulbar involvement. OBJECTIVE: The main objective of this paper was (1) to design a methodology for diagnosing bulbar involvement efficiently through the acoustic parameters of uttered vowels in Spanish, and (2) to demonstrate that the performance of the automated diagnosis of bulbar involvement is superior to human diagnosis. METHODS: The study focused on the extraction of features from the phonatory subsystem-jitter, shimmer, harmonics-to-noise ratio, and pitch-from the utterance of the five Spanish vowels. Then, we used various supervised classification algorithms, preceded by principal component analysis of the features obtained. RESULTS: To date, support vector machines have performed better (accuracy 95.8%) than the models analyzed in the related work. We also show how the model can improve human diagnosis, which can often misdiagnose bulbar involvement. CONCLUSIONS: The results obtained are very encouraging and demonstrate the efficiency and applicability of the automated model presented in this paper. It may be an appropriate tool to help in the diagnosis of ALS by multidisciplinary clinical teams, in particular to improve the diagnosis of bulbar involvement.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».