Modificările timpurii ale vocii pot semnala exacerbări ale astmului și BPOC
Înregistrările vocale efectuate zilnic pe smartphone au evidențiat schimbări subtile încă din prima zi a unei exacerbări a astmului sau BPOC, subliniind o abordare promițătoare pentru monitorizarea de la distanță, care ar putea permite intervenții mai timpurii și îmbunătățirea îngrijirii pacienților.
Astmă și boala pulmonară obstructivă cronică (BPOC) sunt condiții cronice și stresante, adesea incapacitante, care au parte de exacerbări frecvente. Detectarea rapidă a exacerbărilor ar putea permite tratamente în timp util, ceea ce ar putea îmbunătăți rezultatele. Un studiu recent publicat în jurnalul ERJ Open Research a descoperit că modificările vocale pot apărea încă din prima zi a unei exacerbări, susținând utilizarea analizei vocale pentru monitorizarea de la distanță și tratamentul mai devreme.
Analiza vocii oferă o nouă abordare de monitorizare pentru astm și BPOC. Exacerbările astmului și BPOC sunt episoade în care simptomele se agravează brusc, adesea conducând la o calitate a vieții mai slabă, un consum mai mare de medicamente, spitalizări și un risc crescut de deces. Deoarece tratamentele timpurii sunt asociate cu rezultate mai bune, găsirea unor metode fiabile de detectare a acestor episoade imediat ce încep a devenit un obiectiv important în gestionarea ambelor condiții.
Metodele actuale de monitorizare de la distanță se bazează pe măsurători precum teste de funcție pulmonară, analize de sânge sau semne vitale, dar acestea pot fi invazive, consumatoare de timp sau necesită echipamente specializate. De aceea, cercetătorii s-au orientat spre biomarkerii vocali digitali, deoarece modificările din căile respiratorii în timpul unei exacerbări pot influența modul în care o persoană vorbește. Deși analiza vocii a arătat promisiuni în detectarea unei game largi de alte condiții de sănătate, potențialul său pentru monitorizarea exacerbărilor astmului și BPOC rămâne în mare parte neexplorat.
Studiul curent a avut ca scop înțelegerea modului în care schimbările vocale pot reflecta exacerbările acestor două condiții, folosind caracteristici vocale specifice ca biomarkeri pentru debutul exacerbării și pentru diferitele tipuri de simptome ale exacerbării. De asemenea, cercetătorii au explorat cât de bine ar urma participanții aplicația bazată pe voce pentru monitorizarea zilnică.
În cadrul studiului, care a fost o cohortă prospectivă (studiul TACTICAS – Telemonitoring for Asthma and COPD Through voICe AnalysiS), au fost incluși 73 de participanți recrutați la clinici respiratorii. Dintre aceștia, 35 aveau astm, iar 38 aveau BPOC, cu o vârstă medie de 62 de ani.
Participanții și-au înregistrat vocea de trei ori pe zi timp de trei luni folosind telefoanele mobile. Aplicația le solicita să facă înregistrări vocale dimineața, după o activitate fizică ușoară în timpul după-amiezii și din nou seara, alături de chestionare de simptome. Aceștia au utilizat aplicația TACTICAS, co-creată cu pacienți cu astm și BPOC, concepută pentru utilizare acasă.
Captura vocii a inclus un sunet vocal susținut și fie o lectură de paragraf, fie un răspuns la o întrebare. De asemenea, participanții au folosit chestionarul validat EXACT pentru a detecta exacerbările, fie printr-o creștere a scorului simptomelor cu peste nouă puncte față de baza timp de trei zile, fie printr-un scor mai mare de 12 puncte timp de două zile consecutive.
În plus, cercetătorii au verificat participanții la fiecare patru săptămâni, iar datele despre creșterea medicamentelor sau simptomelor au fost stocate în Formularul Electronic de Înregistrare a Cazurilor (eCRF).
Exacerbările au fost verificate clinic folosind înregistrările de sănătate electronice (EHR) în combinație cu utilizarea medicamentelor și simptomele raportate de pacienți, iar doar evenimentele validate au fost incluse în analiză. Evenimentele care nu au fost raportate, dar au fost identificate prin analiza eCRF sau EHR au fost incluse de asemenea.
Cercetătorii au obținut un total de 23.799 de înregistrări, dintre care 2.737 au avut loc în timpul exacerbărilor. Dintre acestea, 227 au fost în ziua debutului, recuperării sau vârfului. În perioada studiului, au fost capturate 38 de exacerbări, majoritatea ușoare și moderate. Cele mai multe au fost identificate prin chestionar.
Analiza a arătat că schimbările măsurabile în vorbire erau deja prezente în prima zi a unei exacerbări. Analiza multilevel a identificat 13 caracteristici acustice ale vorbirii care s-au schimbat semnificativ la debut, inclusiv o medie a tonului mai joasă, sunete vocale susținute mai scurte și un shimmer mai mare, un indicator al vibrațiilor neregulate ale corzilor vocale. De asemenea, raportul zgomot-harmonici a crescut, sugerând o scădere generală a calității vocii.
Mai degrabă decât să apară doar la începutul unui episod, aceste schimbări au evoluat pe parcursul exacerbării. Prin colectarea înregistrărilor vocale zilnice, cercetătorii au putut urmări cum a evoluat vorbirea de la debut, prin simptomele de vârf până la recuperare, oferind o imagine detaliată a progresiei unei exacerbări.
Studiul a constatat, de asemenea, că diferitele caracteristici vocale păreau să reflecte diferite tipare de simptome. Shimmerul și raportul zgomot-harmonici au fost mai puternic asociate cu simptomele toracelui, posibil deoarece creșterea obstrucției căilor respiratorii reduce fluxul de aer în timpul vorbirii, în timp ce tonul minim a arătat o relație mai puternică cu dificultățile de respirație. Autorii avertizează că aceste constatări sunt exploratorii și necesită confirmare în studii mai mari.
Interesant este că schimbările vocale au fost similare în rândul participanților cu astm și cei cu BPOC. Cercetătorii sugerează că acest lucru ar putea indica faptul că modificările fiziologice subiacente care au loc în timpul unei exacerbări, mai degrabă decât diagnosticul specific, sunt cele care generează modificările în vorbire. Aceste schimbări ar putea rezulta dintr-o combinație de obstrucție crescută a căilor respiratorii, impactarea sputei, inflamația corzilor vocale și modificările care afectează laringele. Cu toate acestea, ei subliniază că studiul nu a fost suficient de mare pentru a determina acest lucru cu certitudine.
Autorii propun că aceste schimbări apar din agravarea obstrucției căilor respiratorii în timpul unei exacerbări, ceea ce pune o presiune mecanică atât pe sistemul respirator, cât și pe structurile implicate în producția de vorbire. Pe măsură ce rezistența căilor respiratorii crește, mușchii respiratori lucrează mai mult, expansiunea pulmonară devine mai limitată, iar presiunea de sub corzile vocale scade.
Aceasta poate face mai dificilă menținerea unei voci constante, scurtând durata vorbirii din cauza fluxului de aer redus și producând o voce mai șuierătoare cu un shimmer crescut. Pe măsură ce participanții se recuperau, tonul maxim al vocii creștea, ceea ce cercetătorii sugerează că ar putea reflecta restabilirea
