A pilot observation using ultrasonography and vowel articulation to investigate the influence of suspected obstructive sleep apnea on upper airway
Notice bibliographique
Résumé
Failure to employ suitable measures before administering full anesthesia to patients with obstructive sleep apnea (OSA) who are undergoing surgery may lead to developing complications after surgery. Therefore, it is very important to screen OSA before performing a surgery, which is currently done by subjective questionnaires such as STOP-Bang, Berlin scores. These questionnaires have 10-36% specificity in detecting sleep apnea, along with no information given on anatomy of upper airway, which is important for intubation. To address these challenges, we performed a pilot study to understand the utility of ultrasonography and vowel articulation in screening OSA. Our objective was to investigate the influence of OSA risk factors in vowel articulation through ultrasonography and acoustic features analysis. To accomplish this, we recruited 18 individuals with no risk of OSA and 13 individuals with high risk of OSA and asked them to utter vowels, such as /a/ (as in "Sah"), /e/ (as in "See"). An expert ultra-sonographer measured the parasagittal anterior-posterior (PAP) and transverse diameter of the upper airway. From the recorded vowel sounds, we extracted 106 features, including power, pitch, formant, and Mel frequency cepstral coefficients (MFCC). We analyzed the variation of the PAP diameters and vowel features from "See: /i/" to "Sah /a/" between control and OSA groups by two-way repeated measures ANOVA. We found that, there was a variation of upper airway diameter from "See" to "Sah" was significantly smaller in OSA group than control group (OSA: ∆12.8 ± 5.3 mm vs. control: ∆22.5 ± 3.9 mm OSA, p < 0.01). Moreover, we found several vowel features showed the exact same or opposite trend as PAP diameter variation, which led us to build a machine learning model to estimate PAP diameter from vowel features. We found a correlation coefficient of 0.75 between the estimated and measured PAP diameter after applying four estimation models and combining their output with a random forest model, which showed the feasibility of using acoustic features of vowel sounds to monitor upper airway diameter. Overall, this study has proven the concept that ultrasonography and vowel sounds analysis may be useful as an easily accessible imaging tool of upper airway.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».