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Según los datos del estudio China Pulmonary Health (CPH), la prevalencia del asma entre los adultos chinos es del 4,2%, con médicos que diagnostican solo el 28,8% de los pacientes con asma y solo el 5,6% quereciben tratamiento con corticosteroides inhalados. Estas cifras indican una baja tasa de diagnóstico y tratamiento del asma en China, lo que pone de manifiesto la necesidad urgente de aumentar la concienciación y llamar la atención sobre el asma entre el público y los profesionales de la salud. Los métodos diagnósticos actuales para el asma son variados, incluyendo la historia clínica y el examen físico, las pruebas de función pulmonar y la medición fraccional del óxido nítrico exhalado (FeNO), pero cada uno tiene sus limitaciones en diversos grados 2,3,4. Además, el control regular del asma es crucial para el tratamiento de la enfermedad; La monitorización sistemática de los síntomas y de la función pulmonar puede prevenir eficazmente las exacerbaciones del asma, mejorar la calidad de vida del paciente y reducir las visitas a urgencias y las hospitalizaciones 5,6. Sin embargo, en la práctica, estos métodos de diagnóstico convencionales a menudo no son prácticos para la atención de rutina debido a su costo y complejidad.
Dadas las circunstancias anteriores, el autocontrol del asma puede desempeñar un papel importante en el control de la enfermedad. Dicha supervisión debe ser sencilla, cómoda y precisa. En este sentido, la voz ofrece claras ventajas. Los pacientes con asma a menudo exhiben diferencias notables en las características de la voz, incluyendo reducción del tiempo máximo de fonación, trastornos de la voz (como ronquera, aspereza y fatiga vocal) y diferencias significativas en la frecuencia fundamental y el tono en comparación con individuos sanos 7,8,9. Estas diferencias podrían servir como un método potencial para la identificación y el seguimiento del asma.
El aprendizaje automático ha demostrado un potencial significativo en la detección del asma mediante el uso de datos de voz. Los estudios han demostrado que los síntomas del asma se pueden detectar de manera efectiva mediante el análisis de los sonidos de la tos, los sonidos de la respiración y otras características acústicas relevantes de los pacientes. Estas técnicas, incluyendo el aprendizaje profundo, las redes neuronales y otros modelos de aprendizaje automático, son capaces de reconocer patrones de voz característicos y cambios en el sonido respiratorio en pacientes con asma 10,11,12,13,14,15.
En comparación con los sonidos de la tos y la respiración, la voz de patrón fijo (como la pronunciación de los números del 1 al 9) puede ser más estandarizada y controlable. También facilita la extracción de características, controla la calidad de la voz y es más fácil para la recopilación de datos a gran escala. Support Vector Machine (SVM) demuestra una gran capacidad de clasificación cuando se manejan datos de alta dimensión y muestras ruidosas, mientras que Random Forest (RF), con su excelente robustez, capacidad para manejar relaciones no lineales y evaluación de la importancia de las características, gestiona eficazmente datos complejos de características de voz 16,17,18,19,20.
En este estudio, utilizamos grabaciones de los dígitos "123456789" hablados a un ritmo normal y constante para extraer las características de voz relacionadas con el asma. Sobre la base de estas características, construimos modelos de RF y SVM para la detección del asma. En el futuro, estos modelos podrían integrarse en aplicaciones móviles para permitir la identificación del asma y el seguimiento de la progresión de la enfermedad, ayudando así a prevenir las exacerbaciones del asma.