Índice de perturbación, de precisión vocal y de grado de aprovechamiento de energía para la evaluación del riesgo vocal

Resumen

Este trabajo presenta la aplicación de un método adecuado para el análisis del riesgo vocal debido a las alteraciones de voz. Se obtienen 3 índices: a) un índice de perturbación que agrupa 4 parámetros clásicos como el Jitter, el Shimmer, la relación armónico ruido y la amplitud del cepstrum; b) un índice de precisión vocal vinculado con la estabilidad articulatoria y medido como la inversa de la desviación estándar de los primeros 5 formantes, y c) un índice asociado al grado de aprovechamiento de energía que evalúa tanto la coincidencia entre los armónicos con los formantes como las pérdidas de energía que se producen en el tracto vocal, medidas como la inversa de los anchos de banda. Para esta presentación, los índices mencionados se evalúan en 84 voces de docentes con distintos grados de alteración de voz, durante la emisión de la vocal /a/.

El índice de perturbación se calcula a partir de las contribuciones parciales sobre una diagonal que va desde valores normales en un extremo hasta valores patológicos en el otro. El índice de precisión vocal se presenta con un gráfico de las áreas de formantes normalizadas respecto de la frecuencia fundamental. El índice de aprovechamiento de energía muestra una gráfica inversa de los anchos de banda a lo largo de un continuo. La agrupación de las voces de docentes en normales, con riesgo vocal y alteradas se presenta en relación a los respectivos diagnósticos laringológicos verificando su utilidad en la evaluación masiva de los profesionales con riesgo vocal.

Abstract

This study describes the application of an acoustic analysis method that can be used for vocal risk evaluation. Three indexes are calculated: (i) a perturbation index, with classical perturbation parameters, such as jitter, shimmer, harmonic-to-noise ratio, and cepstrum amplitude; (ii) a precision index related to articulatory stability, measured by the inverse of the standard deviation of the first five formants, and (iii) an extra energy gain index due to both optimal harmonic/formant alignment and losses at the vocal tract, measured by the inverse of the first five formant bandwidths. The above indexes were evaluated in 84 school teachers with distinct grades of voice alterations during emission of the vowel /a/.

The perturbation index is calculated on the basis of the partial scores along a diagonal line ranging from normal at one end to altered measurements at the other. The precision index is represented as a formant plot — normalized to fundamental frequency — which shows the contributions of both formant one and formant two to the precision index. To verify energy management at the vocal tract, formant bandwidths are measured and their inverse is drawn as points along a non-contribution/contribution line. The teachers’ voices were automatically classified in three groups: normal, at risk and altered, all of which were successfully compared with their laryngologist's diagnosis. The method employed is a promising application for vocal risk evaluation.