يوليو 22, 2025
استخدمت هذه الدراسة تحليل الإشارات الصوتية وطرق التعلم الآلي ، باستخدام MATLAB لاستخراج ميزات صوتية مميزة للكشف المبكر غير الجراحي عن الربو. أظهرت خوارزميات آلة ناقلات الدعم (SVM) والغابة العشوائية (RF) أداء مماثلا من حيث دقة التصنيف الإجمالية ، على الرغم من أن SVM قد تحقق توازنا أفضل بين الحساسية والخصوصية.
- سأناقش أحدث التطورات والتحديات التجريبية الحالية في هذا المجال بعد ذلك. تستخدم التقنيات الحالية تحليل الصوت القائم على الذكاء الاصطناعي ، وتقنيات الحركة مثل SVM ، وأدوات معالجة الإشارات مثل MFCC ، وأجهزة الاستشعار الصوتية المتغيرة لاكتشاف الأنماط المتعلقة بالأمراض في الإشارات الصوتية. تشمل التحديات الحالية في الترجمة السريرية للتشخيص المستند إلى الصوت ندرة البيانات ، وتعميم النموذج المحدود ، وأخلاقيات الخصوصية ، والصراعات ، وحواجز التشغيل البيني.
[مدرب] للبدء ، افتح أداة سطر الأوامر واستنساخ مستودع GitHub إلى الجهاز المحلي. انتقل إلى موقع Python الرسمي لتثبيت Python على الجهاز. بعد تثبيت Python ، قم بتثبيت مكتبات Python المطلوبة باستخدام ملف requirements.txt. بدلا من ذلك، إذا لم يكن الملف النصي متوفرا، فقم بتثبيت المكتبات الضرورية يدويا باستخدام الأمر المحدد. ثم قم بتثبيت PyCharm من موقعه الرسمي على الإنترنت. الآن ، حدد موقع ملفات البرنامج النصي الرئيسية في المستودع المستنسخ. استخدم PyCharm أو محرر نصوص لفتح ملفات Python ومراجعة محتوياتها وهيكلها. لتكوين مجموعة البيانات، تحقق من توفر ملفات البيانات المطلوبة بواسطة التعليمات البرمجية وحفظها بتنسيق Excel. قم بتحديث مسارات الملفات في البرامج النصية لمطابقة مواقع الملفات الفعلية على النظام. بعد تحديد البرنامج النصي الرئيسي ، قم بتشغيل التعليمات البرمجية باستخدام الأمر المناسب لهذا البرنامج النصي. أثناء التنفيذ ، ستقوم التعليمات البرمجية بتحميل البيانات وتدريب نماذج التعلم الآلي وعرض النتائج مثل الدقة ومصفوفة الارتباك وخاصية تشغيل جهاز الاستقبال أو منحنى ROC. يعرض هذا الشكل مصفوفات الارتباك لآلة ناقلات الدعم أو نموذج SVM والغابة العشوائية أو نموذج الترددات اللاسلكية ، مما يوضح نتائج تصنيفها للربو والأشخاص ذوي المراقبة الصحية. صنف نموذج SVM بدقة 14 شخصا مصابا بالربو و 12 ضابطا صحيا من أصل 30 عينة في مصفوفة الارتباك. تنبأ نموذج الترددات اللاسلكية أيضا بشكل صحيح ب 14 حالة ربو و 12 ضابطا صحيا ، مما أظهر نتائج تصنيف قابلة للمقارنة. حقق نموذج SVM مساحة أعلى تحت قيمة المنحنى البالغة 0.95 في تحليل ROC ، مما يعكس أداء تصنيف فائق. حقق كل من طرازي SVM و RF دقة تصنيف إجمالية متطابقة بنسبة 87٪ في مجموعة بيانات الاختبار. في الأداء الفئي ، أظهر نموذج SVM استدعاء أعلى في مجموعة الربو عند 0.93 ، ولكن استدعاء أقل في مجموعة التحكم السليمة عند 0.80 ، مما يشير إلى أنه في حين أن SVM فعال في تحديد الربو ، إلا أنه قد يخطئ في تصنيف بعض الأفراد الأصحاء. حقق نموذج الترددات الراديوية نفس قيم الاستدعاء البالغة 0.93 للربو و 0.80 للضوابط الصحية ، مما يشير إلى أن كلا النموذجين لهما حساسية متشابهة وقادران على تحديد الحالات الإيجابية بنفس القدر.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
تبحث هذه الدراسة في استخدام تحليل الصوت المدعوم بالذكاء الاصطناعي وتقنيات التعلم الآلي للكشف المبكر غير الغازي عن الربو. من خلال استخدام خوارزميات Support Vector Machine (SVM) وRandom Forest (RF)، تُظهر الدراسة دقة تصنيف مماثلة في التعرف على حالات الربو.
Voice signal processing combined with machine learning offers a scalable, non-invasive approach for early asthma detection, addressing a critical need for objective, reproducible diagnostics in respiratory disease research. By leveraging quantitative voice features and robust classification models, this workflow enhances predictive confidence at the target validation and assay development stages. The methodology supports portfolio-wide risk reduction by enabling standardized, data-driven decision-making in biomarker discovery and translational research.
This workflow integrates from early discovery through lead identification and preclinical validation, leveraging voice signal analytics and machine learning for robust biomarker development.