Valoración del AVQI (Acoustic Voice Quality Index) como medida de la severidad de la disfonía en castellano

VALORACIÓN DEL AVQI (ACOUSTIC VOICE QUALITY INDEX) COMO MEDIDA DE LA SEVERIDAD DE LA DISFONÍA EN CASTELLANO Prof. Dra. Rosa Bermúdez de Alvear. Universidad de Málaga Dr. Ginés Martínez Arquero. Hospital Regional Universitario de Málaga Prof. Pablo Gálvez Ruíz. Universidad de Málaga Iván Sánchez Ruíz. Graduado en Logopedia. Universidad de Málaga R. Bermúdez / G. Martínez 2017 Procesos básicos de exploración en patología vocal Dejonckere PH, Bradley P, Clemente P, Cornut G, Crevier-Buchman L, Friedrich G, Van de Heyning P, Remacle M, Woisard V. A basic protocol for functional assessment of voice pathology, especially for investigating the efficacy of phonosurgical treatment and evaluating new assessment techniques. Guideline elaborated by the Commitee on Phoniatrics of the European Laryngological Society (ELS). Eur Arch Otorhinolaryngol 2001; 258: 77-82 1. Examen de laringe y patrón ondulatorio 2. Análisis de la calidad acústica de la voz 3. Examen clínico de la eficiencia del acto fonatorio 4. Encuestas sobre impacto psicosocial / calidad de vida Introducción R. Bermúdez / G. Martínez 2017 Intensidad dB 140 -20 120 100 80 60 40 20 0 10 100 1000 10000 Frecuencia Hz AUDICIÓN umbral de dolor umbral de audición VOCALIZACIÓN Muy fuerte Muy suave La voz es fundamentalmente un fenómeno perceptual en respuesta a un fenómeno acústico (físico) Shrivastav 2005 R. Bermúdez / G. Martínez 2017 Calidad acústica de la voz Análisis auditivo-perceptual Análisis acústico-digitalizado R. Bermúdez / G. Martínez 2017  Discriminación auditiva de los rasgos acústicos del sonido laríngeo. Detección y baremación del grado de disfonía y de ruidos o perturbaciones de la voz.  Grado , rugosidad, componente aéreo, tensión, astenia, tono y volumen  GRBAS (Hirano, 1981) y CAPE-V (ASHA, 2002)  VENTAJAS: accesibilidad, facilidad de uso, bajo coste, poco tiempo de aplicación, cualquier profesional puede manejarla tras un periodo de entrenamiento básico y no es un método invasivo.  INCONVENIENTES: • Método subjetivo. • Sesgo por factores que dependen del evaluador, del contexto, de la tarea de evaluación en sí misma o por el tipo de muestra de voz. (Dejonckere 1993, Kreiman 1993, Oates 2009, Vaz Freitas 2015)  Usa algoritmos que identifican los límites temporales del ciclo glótico (jitter , shimmer, HNR.. ).  A partir de la duración de cada periodo de cierre y apertura glótica, calculan las perturbaciones que aparecen de un ciclo a otro.  VENTAJA: • Proporcionan variables de tipo objetivo. INCONVENIENTES: • Jitter, shimmer, HNR se correlacionan pobremente con el análisis perceptual . • Sólo puede emplearse para analizar emisiones de voz sostenidas en un tono y una intensidad constantes. • Con voz moderada o severamente disfónica, estas medidas no se podrán extraer con exactitud. • Poca sensibilidad para detectar los cambios mínimos en un tratamiento. Análisis auditivo-perceptual Análisis acústico digitalizado R. Bermúdez / G. Martínez 2017 AVQI (Acoustic Voice Quality Index (Maryn et al., 2010) Regresión lineal entre variables acústicas de tipo temporal (HNR y shimmer) y otros parámetros de tipo espectral o frecuencial (cepstrum y diferentes medidas LTAS), obteniéndose una única puntuación.  Método objetivo.  Consistente y fiable en diferentes idiomas.  Se correlaciona razonablemente bien con la evaluación perceptual parámetro “G” (GRBAS).  Obtenido a partir de dos tipos de muestras o señales acústicas. Vocal sostenida /a/ (estable y controlada) Lectura de un párrafo (múltiples cambios) CONCATENADAS Script: Youri Maryn ( PhD) and Paul Corthals (PhD) ACOUSTIC VOICE QUALITY INDEX (AVQI) v.02.02 Paciente 1 ° -0.12 0.18 Sound pressure level (Pa) 0.00 5.40Time (s) 0 4000 Frequency (Hz) 0.00 5.40Time (s) -16.19 53.75 Sound pressure level (dB/Hz) 04000Frequency (Hz) 0.003 0.017 Quefrency (s) 0.00 5.40Time (s) 78.32 Amplitude (dB) 0.003 0.017Quefrency (s) Smoothed cepstral peak prominence (CPPS): 10.40 Harmonics-to-noise ratio: 20.26 dB Shimmer local: 5.67 % Shimmer local dB: 0.57 dB Slope of LTAS: -27.68 dB Tilt of trendline through LTAS: -10.26 dB 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 AVQI: 4.34 Script: Youri Maryn ( PhD) and Paul Corthals (PhD) ACOUSTIC VOICE QUALITY INDEX (AVQI) v.02.02 Paciente 1 ° -0.12 0.18 Sound pressure level (Pa) 0.00 5.40Time (s) 0 4000 Frequency (Hz) 0.00 5.40Time (s) -16.19 53.75 Sound pressure level (dB/Hz) 04000Frequency (Hz) 0.003 0.017 Quefrency (s) 0.00 5.40Time (s) 78.32 Amplitude (dB) 0.003 0.017Quefrency (s) Smoothed cepstral peak prominence (CPPS): 10.40 Harmonics-to-noise ratio: 20.26 dB Shimmer local: 5.67 % Shimmer local dB: 0.57 dB Slope of LTAS: -27.68 dB Tilt of trendline through LTAS: -10.26 dB 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 AVQI: 4.34 “Cierto día una liebre fanfarrona se burlaba de las feas manazas y lentitud al caminar de una tortuga. Pero ésta, riéndose, le dijo: -Puede que salgas rápido como un cañón, pero yo te ganaría en una competición. Y la liebre, muy segura de que aquello era imposible, aceptó el reto”. R. Bermúdez / G. Martínez 2017 Componentes del AVQI (Acoustic Voice Quality Index Smoothed cepstral peak prominence (CPPS): Harmonics-to-noise ratio (HNR) Shimmer local per cent Slope of LTAS Tilt of LTAS Shimmer local dB R. Bermúdez / G. Martínez 2017 Smoothed cepstral peak prominence (CPPS) Variable obtenida del pico mas alto del Cepstrum (expresa la tasa de cambio de las diferentes bandas frecuenciales del espectro) El análisis Cepstral es un método muy fiable para la extracción de la Fo (la obtiene de los formantes ) Noll, 1967 CPPS ha demostrado ser una potente herramienta para determinar la calidad de voz, tanto en vocales sostenidas como en habla continua. Hillenbrand et al, 1994 Script: Youri Maryn (PhD) and Paul Corthals (PhD) ACOUSTIC VOICE QUALITY INDEX (AVQI) v.02.02 patient 2 ° -0.16 0.23 Sound pressure level (Pa) 0.00 5.82Time (s) 0 4000 Frequency (Hz) 0.00 5.82Time (s) -6.59 51.57 Sound pressure level (dB/Hz) 04000Frequency (Hz) 0.003 0.017 Quefrency (s) 0.00 5.82Time (s) 83.92 Amplitude (dB) 0.003 0.017Quefrency (s) Smoothed cepstral peak prominence (CPPS): 11.05 Harmonics-to-noise ratio: 19.71 dB Shimmer local: 4.76 % Shimmer local dB: 0.51 dB Slope of LTAS: -21.79 dB Tilt of trendline through LTAS: -10.77 dB 012345678910 AVQI: 3.77 señal Power spectrum espectrograma cepstrum FFT FFT log CPPS presenta una fuerte correlación con análisis perceptual en los parámetros G, B y R, incluso en señales extremadamente aperiódicas. Maryn et al 2009 R. Bermúdez / G. Martínez 2017 Harmonics-to-noise ratio (HNR) Shimmer local per cent / dB Mide la intensidad de la señal armónica (armónicos o sonidos periódicos) respecto a la intensidad del ruido (sonidos no armónicos, aperiodicos) Medidas de perturbación de la amplitud de la onda glótica a corto plazo (ciclo a ciclo) Buena correlación perceptual con el parámetro R R. Bermúdez / G. Martínez 2017 Análisis estadístico. Intraclass Correlation Coefficient •Concordancia intrajuez de la evaluación perceptual. •Concordancia interjuez de la evaluación perceptual. RHO Spearman •Correlación del AVQI con la valoración perceptual de la severidad de la disfonía (G). • Usando el promedio de la G de los tres evaluadores de todas las evaluaciones. Curva ROC (Receiver Operating Characteriscic) •Traza un punto por cada punto de corte que representa la verdadera puntuación positiva (la sensibilidad) en la ordenada y la puntuación de falsos positivos (es decir, 1 - especificidad) en la abscisa. •Evalua la precisión diagnóstica del AVQI. AROC (Área bajo la curva ROC) •Capacidad discriminativa del test (la habilidad para distinguir pacientes sanos de enfermos). Likelihood Ratio (LR) Cociente de Probabilidad •Probabilidad de tener determinado resultado del test en la población con la enfermedad versus tener el mismo resultado en la población sin la enfermedad. R. Bermúdez / G. Martínez 2017 3. Resultados Correlación Intervalo de confianza al 95% Significación Límite inferior Límite superior Valor promedio Juez 1 (ICC1) 0,946 0,910 0,970 0,000 Valor promedio Juez 2 (ICC2) 0,962 0,938 0,979 0,000 Valor promedio Juez 3 (ICC3) 0,959 0,933 0,977 0,000 Valor promedio interjuez 0,986 0,979 0,992 0,000 ICC R. Bermúdez / G. Martínez 2017 Correlación de Spearman Rho= 0,849 (p= 0.000). Ambas variables poseen una correlación muy buena. EnfermosSanos AVQI 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00 28 30 Correlación entre el AVQI y el parámetro “G” Precisión diagnostica del AVQI Área bajo la curva (AROC) = 0,94 En el 94% de los casos el AVQI discrimina correctamente entre voces normales y patológicas. R. Bermúdez / G. Martínez 2017 Punto de corte AVQI español = 3,20 Sensibilidad = 0,838 Especificidad = 0,917 1-especificidad = 0,083 Positivo si es mayor o igual que(a) Sensibilidad 1 - Especificidad - ,0400 1,000 1,000 1,1400 1,000 ,958 1,3300 1,000 ,917 1,4500 1,000 ,875 1,5800 1,000 ,833 1,6850 1,000 ,750 1,8600 1,000 ,708 1,9900 1,000 ,667 2,0350 1,000 ,625 2,1100 ,973 ,583 2,1900 ,973 ,542 2,2550 ,973 ,500 2,3200 ,973 ,458 2,3350 ,973 ,417 2,3450 ,946 ,417 2,3650 ,946 ,375 2,3950 ,919 ,375 2,5150 ,919 ,333 2,6650 ,919 ,292 2,7150 ,919 ,250 2,7700 ,919 ,208 2,8250 ,919 ,167 2,9800 ,892 ,167 3,1350 ,865 ,167 3,1600 ,838 ,167 3,1900 ,838 ,125 3,2050 ,838 ,083 3,2250 ,811 ,083 3,2450 ,784 ,083 3,2700 ,784 ,042 3,3000 ,757 ,042 3,3450 ,730 ,042 3,4150 ,730 ,000 3,4900 ,703 ,000 3,5650 ,649 ,000 3,6850 ,622 ,000 3,7850 ,595 ,000 3,8550 ,568 ,000 3,9300 ,541 ,000 3,9700 ,514 ,000 4,0050 ,486 ,000 4,0300 ,459 ,000 4,0750 ,432 ,000 4,2250 ,405 ,000 4,4050 ,378 ,000 4,5100 ,351 ,000 4,5800 ,324 ,000 4,6450 ,297 ,000 4,7300 ,270 ,000 4,8900 ,243 ,000 5,0650 ,216 ,000 5,1650 ,189 ,000 5,2100 ,162 ,000 5,5450 ,135 ,000 5,9550 ,108 ,000 6,2300 ,081 ,000 6,8350 ,054 ,000 7,3100 ,027 ,000 8,3700 ,000 ,000 Cociente de probabilidad (LR) LR (+)= 10.10 (VN ≥ 10) LR (-)= 0.10 (VN ≤ 0.1) R. Bermúdez / G. Martínez 2017 4. Discusión 0,946 0,962 0,959 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 ICC intrajuez Juez 1 Juez 2 Juez 3 Inglés, holandés, alemán y francés (Maryn et al., 2014) ICC intrajuez (media) = 0,847 Concordancia intrajuez Concordancia interjuez 0,986 0,791 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 ICC interjuez Español Inglés, holandés, alemán y francés. R. Bermúdez / G. Martínez 2017 0,85 0,79 0,79 0,91 0,81 0,85 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Correlación entre AVQI y la media del parámetro G (Rho de Spearman). Español Alemán Inglés Finlandés Coreano Lituano Japonés 0 2 4 6 8 10 Punto de corte AVQI 3,2 2,95 Español Holandés (Maryn et al., 2010) 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Precisión diagnóstica (AROC) 0,94 0,869 0,958 Español Holandés (Maryn et al., 2010) Lituano (Uloza et al., 2016) Columna1 R. Bermúdez / G. Martínez 2017 5. Conclusión AVQI (Maryn et al., 2010) Medida fiable y valida para evaluar la gravedad de la disfonía en personas de habla castellana.  Posee excelente precisión diagnóstica para cuantificar el grado de disfonía.  Presenta una alta capacidad de discriminación entre voces sanas y disfónicas. Ha demostrado una excelente correlación con la evaluación perceptual. Líneas futuras de investigación:  Incrementar el carácter multidimensional de la evaluación de la voz.  Estudiar la correlación del AVQI y el impacto de la disfonía sobre la calidad de vida. Estudiar las posibles variaciones del AVQI en las diferentes poblaciones. R. Bermúdez / G. Martínez 2017 Gracias por su atención R. Bermúdez / G. Martínez 2017