Educação & Cultura
Pesquisadores da UFPB estudam o uso de inteligência artificial para diagnóstico em distúrbios da voz
Pesquisa será premiada em evento internacional no mês de junho
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).
