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Selon les données de l’étude China Pulmonary Health (CPH), la prévalence de l’asthme chez les adultes chinois est de 4,2 %, les médecins ne diagnostiquant que 28,8 % des patients asthmatiques et à peine 5,6 % recevant un traitement aux corticostéroïdes inhalés. Ces chiffres indiquent un faible taux de diagnostic et de traitement de l’asthme en Chine, soulignant le besoin urgent de sensibiliser et d’attirer l’attention du public et des professionnels de la santé sur l’asthme. Les méthodes de diagnostic actuelles de l’asthme sont variées, y compris l’anamnèse clinique et l’examen physique, les tests de la fonction pulmonaire et la mesure de l’oxyde nitrique expiré fractionné (FeNO), mais chacune a ses limites à des degrés divers 2,3,4. De plus, une surveillance régulière de l’asthme est cruciale pour la gestion de la maladie ; Une surveillance systématique des symptômes et de la fonction pulmonaire peut prévenir efficacement les exacerbations de l’asthme, améliorer la qualité de vie du patient et réduire les visites aux urgences et les hospitalisations 5,6. Cependant, dans la pratique, ces méthodes de diagnostic conventionnelles sont souvent peu pratiques pour les soins de routine en raison de leur coût et de leur complexité.
Compte tenu des circonstances ci-dessus, l’autosurveillance de l’asthme peut jouer un rôle important dans le contrôle de la maladie. Une telle surveillance doit être simple, pratique et précise. À cet égard, la voix offre des avantages distincts. Les patients asthmatiques présentent souvent des différences notables dans les caractéristiques de la voix, notamment une réduction du temps de phonation maximal, des troubles de la voix (tels que l’enrouement, la rugosité et la fatigue vocale) et des différences significatives de fréquence fondamentale et de hauteur par rapport aux individus en bonne santé 7,8,9. Ces différences pourraient servir de méthode potentielle pour l’identification et le suivi de l’asthme.
L’apprentissage automatique a démontré un potentiel significatif dans la détection de l’asthme à l’aide de données vocales. Des études ont montré que les symptômes de l’asthme peuvent être détectés efficacement en analysant les bruits de toux, les bruits respiratoires et d’autres caractéristiques acoustiques pertinentes des patients. Ces techniques, y compris l’apprentissage profond, les réseaux neuronaux et d’autres modèles d’apprentissage automatique, sont capables de reconnaître des modèles de voix caractéristiques et des changements de sons respiratoires chez les patients asthmatiques 10,11,12,13,14,15.
Par rapport aux sons de toux et de respiration, la voix à motif fixe (comme la prononciation des chiffres 1 à 9) peut être plus standardisée et contrôlable. Il facilite également l’extraction de fonctionnalités, contrôle la qualité de la voix et facilite la collecte de données à grande échelle. La machine à vecteurs de support (SVM) démontre une forte capacité de classification lors de la manipulation de données de grande dimension et d’échantillons bruyants, tandis que la forêt aléatoire (RF), avec son excellente robustesse, sa capacité à gérer les relations non linéaires et l’évaluation de l’importance des caractéristiques, gère efficacement les données de caractéristiques vocales complexes 16,17,18,19,20.
Dans cette étude, nous avons utilisé des enregistrements des chiffres « 123456789 » prononcés à un rythme normal et régulier pour extraire les caractéristiques vocales liées à l’asthme. Sur la base de ces caractéristiques, nous avons construit des modèles RF et SVM pour la détection de l’asthme. À l’avenir, ces modèles pourraient être intégrés dans des applications mobiles pour permettre l’identification de l’asthme et le suivi de la progression de la maladie, contribuant ainsi à prévenir les exacerbations de l’asthme.