abstract COMPAGNUCCI - Federazione Logopedisti Italiani

Titolo: “Analisi oggettiva della voce in ambulatorio logopedico: uso di uno strumento di
analisi vocale”
Abstract
Keywords: disfonia – analisi elettroacustica- voce- Praat software – parametri di vocalità
Background
L’evoluzione attuale della scienza medica, in ogni suo settore, si orienta sempre più verso i principi
della “Evidence Based Medicine”. Ogni ragionamento clinico, infatti, deve essere validato da prove
incontrovertibili, ampiamente condivise e di facile applicazione, anche e soprattutto in virtù di una
sempre crescente necessità di contenere e giustificare le spese sanitarie.
Nonostante ciò, la diagnostica e la valutazione clinica della presenza e dell’entità della disfonia si
basano ancora oggi su metodologie che, nella maggior parte dei casi, adottano criteri
essenzialmente soggettivo - percettivi. Tali metodologie, anche se valide e insostituibili, non
possiedono sicura obiettività e univocità; pertanto, si conferma sempre più l’idea che accanto ad
esse debba risiedere stabilmente una determinazione quantitativa ed oggettiva della disfonia, che ad
oggi può essere ottenuta con l’analisi elettroacustica e multiparametrica del segnale vocale.
Grazie alle straordinarie innovazioni tecnologiche e scientifiche in ambito vocale esiste ad oggi una
vasta gamma di strumenti utili per la valutazione digitale del segnale vocale, ognuno con i suoi
numerosi vantaggi e svantaggi. Proprio per questo motivo nella letteratura internazionale appaiono
sempre con maggior frequenza valutazioni strumentali acustiche, obiettive e parametriche della
voce patologica. Questo crescente interesse rimarca la necessità di poter valutare il sintomo disfonia
oltre che con una metodica soggettiva anche con dei parametri numerici obiettivi, al fine di
quantizzare le variazioni del sintomo in funzione del trattamento. Inoltre, l’utilizzo di dati obiettivi
potrebbe metter fine al disaccordo e alle controversie derivanti dalla mancanza di un corpus
dottrinale epistemologico e tassonomico preciso, pragmatico, attendibile e congruo, relativo alle
alterazioni e alle condizioni patologiche della voce, che conduce molto spesso ad imprecisione e a
confusione nella comunicazione tra pazienti, foniatri, logopedisti e care givers professionali.
Le strumentazioni a tecnologia digitale (Digital Signal Processing: DSP), implementate su Personal
Computer, consentono di effettuare un’analisi del fenomeno vocale con tecniche non invasive, in
tempo reale oppure in differita, ma sempre con particolare velocità, affidabilità e semplicità
operativa, offrendo nel contempo prodotti grafici e dati numerici di tipo obiettivo. L’individuazione
di indici numerici, in particolare, può rappresentare un ottimo ausilio per valutare, in maniera
univoca e moderna, la presenza, l’entità e la variazione nel tempo della disfonia.
Lo strumento digitale attualmente più diffuso a livello internazionale è il Kay Computerized Speech
Laboratory. A causa del costo estremamente elevato, però, il programma non è facilmente
disponibile negli ambulatori e nelle strutture sanitarie, con ovvie ripercussioni in ambito
diagnostico. Inoltre, le recenti evoluzioni della foniatria, della laringologia e della stessa logopedia
hanno contribuito nel tempo alla formazione di nicchie professionali di eccellenza, non sempre tra
loro
comunicanti.
Proprio per questo motivo sarebbe auspicabile una sempre maggiore diffusione dei software di
elaborazione del segnale a basso costo che possano essere agevolmente utilizzati in ambulatorio
logopedico. Tra questi, merita una particolare attenzione il software Praat, sviluppato da P.
Boersma and D. Weenink del Dipartimento di Fonetica dell’Università di Amsterdam. Si tratta di
uno strumento open source, disponibile gratuitamente al sito www.Praat.org, costantemente
aggiornato e perfezionato, grazie al quale è possibile esaminare la forma d’onda del segnale
analizzato, lo spettrogramma dello stesso e il Voice Report contenente numerosi parametri di
vocalità.
Attualmente, però, vi sono scarsi riferimenti relativi al Praat in letteratura. Grazie alla gentile
collaborazione della Dott.ssa Log. Roberta Mazzocchi del Servizio di Foniatria e Logopedia
dell’Ospedale di Spoleto, questo progetto si propone l’obiettivo di apportare un contributo
normativo nel campo dell’analisi elettroacustica della voce, proponendo una metodologia
procedurale per l’utilizzo del Praat in ambulatorio logopedico.
Obiettivi
Il lavoro si pone l’obiettivo di apportare un contributo normativo nel campo dell’analisi vocale,
esaminando le possibilità, l’attendibilità e i limiti del software Praat nella valutazione della voce.
Abbiamo:
 Sperimentato un protocollo per la valutazione oggettiva della voce;
 Proposto una normativa di riferimento per il software Praat;
 Provato la validità del software nel quantificare i risultati del trattamento logopedico;
 Rilevato una eventuale corrispondenza fra la variazione di un parametro vocale ed uno
specifico quadro clinico.
Infine, è stata sviluppata una guida pratica all’uso del software, la prima in lingua italiana.
Casistica e procedure
L’indagine è stata eseguita sulle voci di 278 pazienti, tra cui 213 donne (76,90%) e 65 uomini
(23,10%). Sono stati inclusi nel nostro studio pazienti affetti da patologia laringea di varia natura:
casi di disfonia disfunzionale, disfonia organica, laringectomia, cordectomia, rinolalia, fonoastenia
e casi di disfonia ad etiologia sconosciuta
Sono stati selezionati con criterio di casualità, inoltre, 47 volontari eufonici, ridottisi a 19 al termine
di una complessa e adeguata raccolta anamnestica. Nonostante l’esiguità del campione di voci
classificate come “normofoniche”, abbiamo condotto l’indagine in virtù del fatto che il software
MDVP, ad oggi gold standard nell’analisi vocale, fornisce per i parametri acustici analizzati un
valore di soglia di normalità ricavato da un ristretto campione di voci americane, costituito da 15
soggetti eufonici (7 maschi ed 8 femmine) e 53 soggetti patologici (25 maschi e 28 femmine), di
cui, tra l’altro, sono ignote le caratteristiche fisiopatologiche.
Sono state effettuate 3 registrazioni della vocale /a/ ad intensità di voce di conversazione, senza
variazioni di intensità e frequenza, per un minimo di 5 secondi, con una sampling rate di 22050 Hz
e un Pitch Range specifico per voci maschili e femminili.
L’analisi elettroacustica della voce è stata eseguita utilizzando il software Praat (Praat – doing
phonetics by computer, Version 5.3.15, Paul Boersma and David Weenink, Phonetic Sciences
Department, University of Amsterdam, the Netherlands), e sono state esaminate le variazioni di 13
parametri vocali, quali Fo (frequenza fondamentale media), Noise to Harmonic Ratio (rapporto
Rumore/Armonica), Harmonic to Noise Ratio (rapporto Armonica/Rumore), Jitter local, Jitter local
absolute, Jitter RAP, Jitter ppq5, Shimmer local, Shimmer local dB, Shimmer apq3, Shimmer apq5,
Number of voice breaks e Fraction of locally unvoiced frames, cercando di individuare quelli
maggiormente significativi.
Per quanto riguarda il processo di registrazione e analisi delle voci normofoniche, dopo aver
analizzato i dati e le indicazioni presenti in letteratura, abbiamo scelto di sperimentare un protocollo
che fosse quanto più facilmente riproducibile, dinamico e semplice da utilizzare in ambito
ambulatoriale.
Risultati
 Si evidenziano differenze statisticamente significative tra voci disfoniche e voci eufoniche.
 E’ stato individuato il limite teorico di normalità per ciascun parametro (µ+1DS).
 I quattro parametri vocali maggiormente indicativi di patologia risultano: Jitter Local,
Shimmer dB, Mean H/N e Fraction of Locally Unvoiced Frames.
 Esistono differenze statisticamente significative tra i valori pre e post terapia.
 I risultati ottenuti dall’analisi vocale sono altamente influenzati dall’etiologia della disfonia.
Conclusioni
L’analisi acustica effettuata mediante software Praat permette di avere una metodica gratuita di
valutazione obiettiva della voce, da utilizzare per la discriminazione tra voci patologiche e non
patologiche e per la quantizzazione dell’entità della disfonia. Il software rappresenta un valido aiuto
per monitorizzare obiettivamente l’andamento e gli effetti dei trattamenti riabilitativi, fonochirurgici
e logopedici. Si può ipotizzare, inoltre, un futuro utilizzo del Praat come strumento di
discriminazione tra i vari quadri clinici della disfonia.
Dai nostri dati emergono differenze statisticamente significative tra il gruppo di controllo e il
campione di pazienti analizzati, fatta eccezione, ovviamente, per il parametro Fo. Tale risultato sta a
confermare la possibilità di utilizzare il Praat come strumento di discriminazione tra voci
patologiche e voi eufoniche Al contrario, esistono differenze nel gruppo di eufonici tra voci
maschili e voci femminili, ma ciò nonostante abbiamo preferito considerare separatamente i due
gruppi per un più attendibile confronto con le voci patologiche
Nella seconda parte del lavoro abbiamo verificato l’affidabilità, le possibilità ed i limiti della
valutazione dei risultati del trattamento logopedico di soggetti disfonici mediante una serie di indici
parametrici oggettivi forniti dal Praat. I nostri risultati, riferiti alla valutazione del prodotto
acustico, hanno messo in evidenza una variazione media, in senso migliorativo, di tutti i parametri
considerati, come evidenziato dalle differenze statisticamente significative di tutti i valori degli
indici, ad eccezione di Fo e Fraction of Locally Unvoiced Frames
Nell’ultima parte del nostro lavoro, infine, abbiamo cercato di individuare un’eventuale
correlazione tra uno specifico quadro clinico e la variazione dei valori assunti dai parametri vocali
esaminati. I rilievi esposti dimostrano come i risultati ottenuti dai vari pazienti nel Voice Report
siano fortemente condizionati dalla classe etiologica di appartenenza.