Χρονική Και Συχνοτική Ανάλυση Ακουστικών Σημάτων Ροχαλητού

Abstract

Το ροχαλητό είναι το κύριο σύμπτωμα του συνδρόμου της αποφρακτικής άπνοιας - υπόπνοιας (Obstructive sleep apnea hypopnea syndrome - OSAHS). Η μέθοδος που χρησιμοποιείται αποκλειστικά μέχρι σήμερα, για διάγνωση του OSAHS, είναι το πολυσωματογράφημα (polysomnogram - PSG) το οποίο είναι χρονοβόρο και οικονομικά ασύμφορο. Σύμφωνα με μελέτες που έχουν γίνει, υπάρχουν ενδείξεις ότι τα ηχητικά σήματα ροχαλητού περιέχουν αρκετή πληροφορία για τη διάγνωση του συνδρόμου.Σε αυτή την εργασία αναπτύχθηκε στο MATLAB το πακέτο γραφικού διαδραστικού περιβάλλοντος Snor-Lux, το οποίο περιλαμβάνει αλγορίθμους για αποθορυβοποίηση σημάτων ροχαλητού, κατάτμησή τους σε επιμέρους ροχαλητά και ακολούθως επεξεργασία και εξαγωγή διαφόρων χαρακτηριστικών των σημάτων τόσο στο πεδίο του χρόνου όσο και στο πεδίο της συχνότητας. Σκοπός του πακέτου είναι η χρήση του στην διπλωματική εργασία καθώς και στην υποβοήθηση της αυτόματης διάγνωσης του OSAHS.Στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκαν οι αλγόριθμοι σε δύο επιμέρους μελέτες σε σήματα ροχαλητού που ηχογραφήθηκαν στο Κέντρο Μελέτης Ύπνου του νοσοκομείου Ευαγγελισμός. Η πρώτη μελέτη διεξάγεται από το Κέντρο Μελέτης Ύπνου και αφορά την επίδραση του συνδυασμού ρινικού αποσυμφορητικού και κορτικοστεροειδών σε ασθενείς με OSAHS. Έγινε αποθορυβοποίηση των σημάτων, κατάτμησή τους και εξαγωγή της μέγιστης και μέσης έντασης καθώς και της συχνότητας ροχαλητών ως κριτήρια αξιολόγησης της μελέτης. Η δεύτερη μελέτη αφορά την ικανότητα διάγνωσης του OSAHS μέσω χρονοσυχνοτικών χαρακτηριστικών των σημάτων ροχαλητού. Συγκεκριμένα μελετήθηκε η διαγνωστική ικανότητα των συχνοτήτων φωνοσυντονισμού μεμονωμένων ροχαλητών (formant frequencies F1, F2, F3) και τριών ενδεικτικών συχνοτήτων του φάσματος (μέση συχνότητα f50%, μέγιστη συχνότητα: f90%, και συχνότητα κορυφής fpeak), με τη βοήθεια καμπυλών ROC. Η ομαδοποίηση των εξεταζομένων σε υγιείς - απνοϊκούς έγινε χρησιμοποιώντας δύο διαφορετικές τιμές κατωφλίου AHI (ΑΗΙ > =10 ε/ώ και ΑΗΙ > = 15 ε/ώ).Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι για την κατηγοριοποίηση ΑΗΙ > = 10 ε/ώ οι συχνότητες F1, f50% και f90% είναι ικανές να διαγνώσουν το OSAHS. Συγκεκριμένα στην ανάλυση ROC για την F1 το κατώφλι διαχωρισμού είναι F1=470 Hz με ευαισθησία 97.7% και ειδικότητα 99.5%, για την f50% το κατώφλι διαχωρισμού είναι f50%=113 Hz με ευαισθησία 96% και ειδικότητα 98% και για την f90% το κατώφλι διαχωρισμού είναι f90%=344 Hz με ευαισθησία 94.5% και ειδικότητα 97%. Οι άλλες τρεις αναλύσεις με κριτήριο διαχωρισμού ΑΗΙ > = 10 ε/ώ, καθώς και οι έξι αναλύσεις με κριτήριο διαχωρισμού ΑΗΙ > = 15 ε/ώ κρίθηκαν αναξιόπιστες και δεν καταλήγουν σε αξιοποιήσιμο συμπέρασμα.Μελετώντας τα αποτελέσματα καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι η διάγνωση του OSAHS μέσω χρονοσυχνοτικών χαρακτηριστικών των ακουστικών σημάτων ροχαλητού είναι εφικτή, απαιτεί όμως περαιτέρω μελέτη και ανάλυση μεγαλύτερου όγκου δεδομένων με περισσότερους υγιείς εξεταζόμενους ώστε να γίνει μπορεί να γίνει η σύγκριση των χαρακτηριστικών υγιών και απνοϊκών εξεταζομένων με περισσότερη αξιοπιστία.