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Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
La voix est un des outils les plus prometteurs de la médecine numérique, et en particulier du suivi de patients souffrant de maladies neuropsychiatriques chroniques à domicile. La somnolence en particulier est un construit multiple qui représente un problème de santé publique. La conception de marqueurs vocaux de la somnolence nécessite l’élaboration d’un corpus qui se concentre ici sur une mesure clinique de la propension à l’endormissement diurne. Les marqueurs proposés mesurent deux dimensions de l’impact de la somnolence sur la voix : d’une part des marqueurs acoustiques, d’autre part les erreurs de lecture et leur automatisation à travers les erreurs faites par des systèmes de reconnaissance automatique de la parole.
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Lire l’articleABSTRACT
Voice is one of the most promising tools in digital medicine, and in particular in the at-home monitoring of patients with chronic neuropsychiatric diseases. Sleepiness in particular is a multiple construct that represents a public health problem. The design of speech markers of sleepiness requires the development of a corpus, which focuses here on a clinical measure of daytime sleep propensity. The proposed markers measure two dimensions of the impact of sleepiness on voice: on the one hand, acoustic markers; on the other hand, reading errors and their automation through errors made by automatic speech recognition systems.
Auteur(s)
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Vincent MARTIN : Ingénieur ENSEA en électronique des systèmes multimédia, docteur en informatique - LaBRI, université de Bordeaux, CNRS UMR 5800, Bordeaux INP, Talence, France - SANPSY, université de Bordeaux, CNRS UMR 6033, CHU de Bordeaux, Bordeaux, France
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Jean-Luc ROUAS : Chargé de recherche, CNRS - LaBRI, université de Bordeaux, CNRS UMR 5800, Bordeaux INP, Talence, France
INTRODUCTION
Notre voix est un outil permettant, avec les systèmes adéquats, de détecter de très nombreuses pathologies et de renseigner de manière précise l’état de santé du locuteur. Facilement implémentable en conditions réelles, de manière abordable et robuste à des conditions bruitées, la voix est un outil très attrayant pour la médecine numérique de demain.
Une des applications les plus prometteuses de l’utilisation de la voix est le suivi à domicile des patients souffrant de troubles neuropsychiatriques. Grâce à une application smartphone, il est maintenant possible de collecter des données de manière régulière, en conditions réelles, et d’adapter de manière dynamique les informations collectées.
Parmi les troubles neuropsychiatriques les plus répandus dans la population générale, les troubles du sommeil se traduisent souvent par une somnolence diurne excessive (SDE), qui est à la fois une forte cause d’accidents de la route et un facteur de risque pour les pathologies cardiovasculaires et psychiatriques.
S’il est normal d’être somnolent à certains moments de la journée (avant le coucher par exemple), la somnolence devient pathologique lorsqu’elle devient chronique et interfère avec la vie courante des personnes.
Les mécanismes à l’origine de la plainte de SDE sont souvent explorés par les médecins spécialistes à l’aide d’un test itératif de latence d’endormissement (TILE), qui nécessite deux nuits et une journée complète d’hospitalisation, représentant un coût pour la sécurité sociale de 1 500 € et mobilisant du personnel qualifié.
Remplacer ce test médical par une application basée sur la voix présente donc à la fois un intérêt financier et humain, tout en permettant d’ouvrir de nouvelles perspectives de diagnostic et de soin.
Cet article présente ainsi la collaboration de chercheurs issus du domaine de l’intelligence artificielle et de la neuropsychiatrie pour mettre au point des biomarqueurs vocaux de la SDE, avec comme but final leur implémentation au sein d’un médecin virtuel.
Points clés
Domaine : techniques d’analyse de la voix
Degré de diffusion de la technologie : émergence
Technologies impliquées : extraction de paramètres acoustiques, reconnaissance automatique de la parole
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KEYWORDS
sleepiness | voice | acoustic features | automatic speech recognition systems
DOI (Digital Object Identifier)
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Présentation
Marqueurs acoustiques de la voix2. Corpus
2.1 Nécessité d’un corpus
Afin de concevoir de nouveaux marqueurs de la somnolence, nous procédons en deux étapes :
1) à l’aide des précédents systèmes proposés dans la littérature scientifique, mais aussi en collaboration avec des orthophonistes, nous concevons des marqueurs reflétant l’intuition que nous avons de l’impact de la somnolence sur la voix ;
2) à l’aide de méthodes statistiques et/ou d’apprentissage automatique, nous sélectionnons et validons que ces marqueurs soient effectivement des biomarqueurs de la somnolence.
Ces deux étapes nécessitent l’enregistrement au préalable de la voix de personnes somnolentes et de personnes qui ne le sont pas, regroupées dans une base de données – encore appelée « corpus ».
Les parties suivantes décrivent l’élaboration du corpus TILE , sur lequel ont été validés les marqueurs présentés dans cet article.
La voix étant une donnée considérée comme identifiante et le corpus contenant des données médicales, le corpus a été conçu dans le respect du RGPD.
règlement général de la protection des données (RGPD).
2.2 Mesures de la somnolence
Il existe de très nombreuses mesures de la somnolence (cf. encadré 1). Cependant, ce construit est très diversifié et contient de nombreuses interactions avec la vigilance, le niveau d’activation (arousal), ou encore les performances (notamment de conduite).
Une originalité du corpus TILE par rapport aux autres corpus de l’état de l’art est la collecte à la fois de la somnolence telle qu’elle est ressentie par le patient (somnolence subjective), mais aussi telle qu’elle est mesurée objectivement,...
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Corpus
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - PULIDO (M.L.B.), HERNÁNDEZ (J.B.A.), BALLESTER (M.Á.F.), GONZÁLEZ (C.M.T.), MEKYSKA (J.), SMÉKAL (Z.) - Alzheimer’s disease and automatic speech analysis : A review. - Expert Systems with Applications, vol. 150, p. 113213, DOI : 10.1016/j.eswa.2020.113213 (2020).
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(2) - CHIARAMONTE (R.), BONFIGLIO (M.) - Acoustic analysis of voice in Parkinson’s disease : a systematic review of voice disability and meta-analysis of studies. - Rev. Neurol., vol. 70, n° 11, p. 393-405, DOI : 10.33588/rn.7011.2019414 (2020).
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(3) - LOW (D.M.), BENTLEY (K.H.), GHOSH (S.S.) - Automated assessment of psychiatric disorders using speech : A systematic review. - Laryngoscope Investigative Otolaryngology, vol. 5, n° 1, p. 96-116, DOI : 10.1002/lio2.354 (2020).
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(4) - PHILIP (P.) et al - Virtual human as a new diagnostic tool, a proof of concept study in the field of major depressive disorders. - Sci. Rep., vol. 7, n° 1, p. 426-456, DOI : 10.1038/srep42656 (2017).
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(5) - Ministère de l’Intérieur - La...
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