Pesquisadores da UFPB estudam o uso de inteligência artificial para diagnóstico em distúrbios da voz

Pesquisadores da Universidade Federal da Paraíba (UFPB) realizaram estudo para apoiar o diagnóstico precoce de distúrbio de voz por meio da inteligência artificial. Como resultados, a pesquisa identificou parâmetros e desenvolveu metodologias para análise do desempenho de inteligência artificial (IA) na identificação de vozes disfônicas e não disfônicas.

Desta forma os resultados vão apoiar a busca por métodos não invasivos para a avaliação de vozes disfônicas, uma vez que uma das principais formas de confirmação diagnóstica dos distúrbios da voz costuma ser o exame endoscópico da laringe, procedimento invasivo e caro que requer profissionais experientes para análise visual das estruturas e funcionalidade da laringe.

A pesquisa foi realizada por Danilo Rangel Arruda Leite, aluno egresso do Programa de Pós-graduação em Modelos de Decisão e Saúde e Analista de Tecnologia da Informação do Hospital Universitário Lauro Wanderley (HULW/Ebserh), sob orientação dos professores Leonardo Wanderley Lopes, do Departamento de Fonoaudiologia, e Ronei Marcos de Moraes, do Departamento de Estatística, do Centro de Ciências Exatas e da Natureza (CCEN), ambos também vinculados ao Programa de Pós-graduação em Modelos de Decisão em Saúde, do Centro de Ciências da Saúde (CCS).

O estudo analisou o desempenho de 10 classificadores de inteligência artificial na discriminação entre vozes disfônicas, aquelas emitidas por pessoas com dificuldade de produção na voz, e vozes não disfônicas. Dentre os diversos sistemas de inteligência artificial testados os pesquisadores elegeram dois que apresentaram melhor performance na discriminação entre vozes disfônicas e não disfônicas a partir de um conjunto de 15 medidas acústicas.

De acordo com o professor Leonardo Lopes, o trabalho propôs um modelo tutorial que pode orientar o desenvolvimento de estudos e sistemas. “A pesquisa se destaca pois pode ser uma referência no desenvolvimento de sistemas automáticos para classificação de vozes disfônicas e não disfônicas, bem como nortear o desenvolvimento de novas pesquisas e sistemas com uso de inteligência artificial no campo dos distúrbios da voz”, afirma Lopes.

No estudo foram analisadas 435 amostras de indivíduos, sendo 384 disfônicos e 51 não disfônicos. Da amostra sustentada em uma vogal específica foram extraídas 34 medidas acústicas, incluindo medidas tradicionais de perturbação e ruído, medidas cepstrais, espectrais e medidas baseadas em modelos não lineares.

Os pesquisadores avaliaram o desempenho dos classificadores para selecionar o melhor conjunto de medidas acústicas para treiná-los. Assim, foram testados os 10 principais classificadores de inteligência artificial utilizados para discriminar entre vozes disfônicas e não disfônicas.

A partir dos resultados, o estudo pode fornecer subsídios para o desenvolvimento de sistemas de classificação automática, tanto offline com gravação seguida de análise; quanto online com gravação e análise simultâneas, para a classificação de vozes disfônicas e não disfônicas.

De acordo com Danilo Rangel, a importância em se classificar as vozes disfônicas e não disfônicas por meio da inteligência artificial está em proporcionar a construção de sistemas que propiciem um maior cuidado com a saúde das pessoas, em qualquer hora, em qualquer lugar, de forma não invasiva, com baixo custo e em tempo real, possibilitando o início do tratamento de forma mais célere.

“No campo da voz, a IA vem desempenhando um papel decisivo no diagnóstico precoce de distúrbio de voz e auxiliar no processo de tomada de decisão clínica possibilitando iniciar o tratamento dando mais esperança de cura ao paciente. Esperamos que os resultados deste estudo auxiliem pesquisadores e clínicos no desenvolvimento de ferramentas que aprimorem o processo de avaliação e monitoramento dos distúrbios vocais”, disse Rangel

O trabalho que já foi publicado no periódico Journal of Voice vai receber o prêmio “Hamdan International Presentation Award", durante o Simpósio da The Voice Foundation, a ser realizado no estado da Filadélfia, nos Estados Unidos, durante o mês de junho. O simpósio é o maior evento mundial sobre voz humana, reunindo profissionais de diferentes áreas.

“A premiação em um evento tão conceituado é uma alegria para a equipe. Além de um reconhecimento de que a ciência brasileira, paraibana, da UFPB e HULW/Ebserh é, e sempre será, uma ciência de ponta”, afirmou Danilo Rangel.

Segundo os pesquisadores, o próximo passo da pesquisa será o desenvolvimento da interface para um sistema de uso da inteligência artificial para identificação de vozes disfônicas ou não disfônicas, a ser apresentado em formato de software. Bem como a realização de pedido de patente por meio da Agência UFPB de Inovação Tecnológica (INOVA).