|
|
Assessment of Parkinson’s Disease Based on Acoustic Analysis of Hypokinetic Dysarthria
Galáž, Zoltán ; Brezany, Peter (oponent) ; Sklenář, Jaroslav (oponent) ; Mekyska, Jiří (vedoucí práce)
Hypokinetic dysarthria (HD) is a speech disorder occurring in up to 90% of patients suffering from idiopathic Parkinson’s disease (PD) that significantly contributes to unnaturalness and incomprehensibility of speech of these patients. The main aim of this doctoral thesis is to investigate possibilities of using quantitative para-clinical analysis of HD, employing speech parametrization, statistical analyses, and machine learning techniques, for diagnosis and remote objective assessment of PD. This thesis demonstrates that it is possible to use computerized acoustic analysis to sufficiently describe HD, especially dysprosody, which is characterized by flat speech melody and unnatural speech rate. Moreover, it demonstrates it is also possible to use robust clinically interpretable acoustic parameters quantifying various manifestations of HD, such as phonation, articulation, and prosody, to assess the severity of motor and non-motor symptoms of PD. Next, it presents the investigation of pathophysiological mechanisms shared by HD and freezing of gait in PD. And finally, it proves it is also possible to accurately estimate the change in gait-related deficits in the horizon of two years using acoustic analysis at the baseline.
|
|
|
Structural and functional connectivity assessment in patients with Parkinson's disease
Klobušiaková, Patrícia ; Keller, Jiří (oponent) ; Mekyska, Jiří (vedoucí práce)
Early changes in visuospatial functions predict dementia in Parkinson’s disease (PD). The aim of this work is to assess both structural and functional connectivity of the fasciculus longitudinalis inferior (ILF), which is engaged in visuospatial processing, in PD patients in comparison to healthy controls, and to find associations between connectivity changes and cognitive performance in the patient groups with or without mild cognitive impairment (MCI). To achieve our goal we recruited PD patients with normal cognition (PD-NC, n = 23) and PD with MCI (PD-MCI, n = 21) as well as healthy controls (HC, n = 48). Bidirectional iterative parcellation was used to isolate ILF tracts and their respective endpoints (occipital lobe and anterior temporal lobe) in each subject. The endpoints then served as regions of interest for functional connectivity calculation. We found ILF microstructural connectivity impairment in PD-MCI group, as measured by mean diffusivity, fractional anisotropy and radial diffusivity. In addition, the functional connectivity of ILF tracts was decreased already in the PD-NC. Both structural and functional connectivity deterioration was associated with visuospatial dysfunction in PD-MCI. These changes could serve as potential markers of disease progression or treatment effects monitoring.
|
|
|
Virtuální realita jako nástroj pro diagnostiku a terapii v medicíně
Kadlec, Jiří ; Mekyska, Jiří (oponent) ; Mucha, Ján (vedoucí práce)
Využití virtuální reality (VR) v hodnocení a při léčbě, či terapii závažných neurodegenerativních nebo neurovývojových onemocnění představuje potencionální alternativu standardních metod a je nyní objektem mnoha studií a výzkumů. Jedním z cílů práce je detailní rešerše a analýza tohoto využití. Dalším cílem je průzkum a analýza možností vývoje VR aplikací. Hlavním cílem je návrh a implementace VR aplikace pro terapii a diagnostiku pacientů s Parkinsonovou chorobou. Jedná se o aplikaci obsahující adaptační prostředí a tři navržené cvičení na základě existujících metod pro diagnostiku a terapii pacientů s PD. Aplikace umožňuje mimo jiné také ukládat data ze cvičení (například data o poloze a rotaci ovladačů atd.). Implementace byla, s důrazem na přizpůsobení pacientům a minimalizaci vzniku VR nemoci, provedena v enginu Unity a v programovacím jazyce C#.
|
|
|
Výzkum moderních artikulačních parametrů pro analýzu hypokinetické dysartrie
Vrba, Filip ; Zvončák, Vojtěch (oponent) ; Galáž, Zoltán (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá hypokineticou dysartrií, jakožto poruchou motorické realizace řeči, která se vyskytuje u přibližně 70% pacientů s Parkinsonovou nemocí (PN). V práci je navržena a analyzována dvojice nově vytvořených řečových parametrů pro kvantifikaci artikulace při HD. Tyto parametry byly validovány na nahrávkách zdravých řečníků a pacientů s PN. V teoretické části práce jsou popsány konvenční a využité metody zpracování řečových signálů, parametrizace a statistické analýzy. V části realizace systému je popsán praktický návrh nových parametrů a také použité metody jejich statistického zhodnocení pomocí korelační analýzy a strojového učení. Cílem práce je návrh nových řečových parametrů pro diagnostiku HD. Navržený systém byl realizován v programovém prostředí MATLAB.
|
|
|
Nástroj pro analýzu pohybu subjektů při měření funkční magnetickou rezonancí
Šejnoha, Radim ; Lamoš, Martin (oponent) ; Gajdoš, Martin (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá analýzou pohybu subjektů při měření funkční magnetickou rezonancí (fMRI). Je zaměřena na metody detekce a odstranění pohybových artefaktů ve fMRI snímcích. Práce se věnuje metrikám, sloužícím k vyhodnocení míry pohybu měřených osob. Metriky jsou společně s korekcí pohybu implementovány ve dvou navržených programech v prostředí MATLAB. V práci je provedeno srovnání míry pohybu skupiny zdravých subjektů a skupiny pacientů trpících Parkinsonovou chorobou. Na závěr jsou navrženy limitní hodnoty jednotlivých metrik. Z těch je vyvozeno vhodné kritérium pro odstranění subjektu ze studie, z důvodu excesivního pohybu v datech.
|
|
|
Face parameterization using videosequence
Lieskovský, Pavol ; Mekyska, Jiří (oponent) ; Rajnoha, Martin (vedoucí práce)
This work deals with the problem of face parameterization from the video of a speaking person and estimating Parkinson’s disease and the progress of its symptoms based on face parameters. It describes the syntax and function of the program that was created within this work and solves the problem of face parameterization. The program formats the processed data into a time series of parameters in JSON format. From these data, a dataset was created, based on which artificial intelligence models were trained to predict Parkinson’s disease and the progress of its symptoms. The process of model training and their results are documented within this work.
|
|
|
Vývoj moderních akustických parametrů kvantifikujících hypokinetickou dysartrii
Kowolowski, Alexander ; Zvončák, Vojtěch (oponent) ; Galáž, Zoltán (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá návrhem a testováním nových akustických parametrů pro zpracování dysprozodické řeči u pacientů trpících hypokinetickou dysartrií. V práci je uvedeno a otestováno 41 nových parametrů pro kvantifikaci prozodie, tzn. popisujících melodii, hlasitost, rytmus a tempo řeči. Nové parametry by se daly rozdělit do sedmi skupin. V rámci skupin se parametry liší především použitými statistickými veličinami. První čtyři skupiny jsou založeny na absolutních diferencích a kumulativních součtech základního kmitočtu a krátkodobé energie signálu. Pátá skupina obsahuje parametry založené na násobku základního kmitočtu a krátkodobé energie do jednoho globálního intonačního parametru. Šestá skupina obsahuje globální časové parametry, které jsou poměry konvenčních rytmických a konvenčních tempových parametrů. Poslední skupina pak obsahuje globální parametry pro kvantifikaci celé prozodie, což jsou poměry globálních intonačních a globálních časových parametrů. Všechny parametry byly testovány na české databázi řečníků s Parkinsonovou nemocí PARCZ. Pro jednotlivé parametry byly nejdříve vykresleny grafy hustoty pravděpodobnosti. Následně byla provedena korelační analýza s dostupnými medicínskými škálami, nejprve pro všechny, poté jen v rámci globálních parametrů. Dále byla provedena klasifikační a regresní analýza s novými parametry pomocí klasifikačních a regresních stromů. Tato analýza byla provedena nejdříve pro jednotlivé nové parametry, poté pro všechna data všech parametrů najednou, a nakonec byl proveden sekvenční výběr nejlepší kombinace parametrů pro danou problematiku. I když nevyšel jeden určitý parametr jako jasný favorit celé diplomové práce, bylo pár parametrů, které se mezi nejlépe vycházejícími objevovaly opakovaně, a také se u některých testů objevil trend, že mezi nejlepším a druhým nejlepším parametrem byl větší rozdíl než mezi jinými v pořadí, dalo by se tedy hovořit o parametrech, které byly pro danou analýzu mnohem lepší než ostatní testované. Konkrétní výsledky a diskuze jsou obsaženy v závěru.
|
|
|
Analýza řečových promluv pro IT diagnostiku neurologických onemocnění
Mekyska, Jiří ; Dostál, Otto (oponent) ; Přibilová, Anna (oponent) ; Smékal, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá návrhem systému analýzy hypokinetické dysartrie, jakožto poruchy motorické realizace řeči, která se vyskytuje u přibližně 90 % pacientů s Parkinsonovou nemocí. Pozornost je zde věnována především parametrizačním technikám, pomocí kterých je možné toto onemocnění diagnostikovat, monitorovat a odhadnout jeho progresi. Dále jsou v práci nalezeny řečové parametry, které nejvíce korelují se subjektivními testy, a pomocí kterých je možné odhadnout hodnoty různých hodnotících škál, jako např. unifikované škály pro hodnocení Parkinsonovy nemoci (UPDRS), či testu kognitivních funkcí (MMSE). V práci je rovněž navržen protokol akvizice dysartrické řeči, který lze v kombinaci s akustickou analýzou použít k odhadu zatížení hypokinetickou dysartrií v oblasti faciokineze, fonorespirace a fonetiky (korelace s 3F testem). Z hlediska parametrizace jsou pak v práci uvedeny zcela nové parametry založené na modulačním spektru, sluchové struktuře, bikepstru, aproximační a vzorkové entropii, empirické modální dekompozici a singulárních bodech. Všechny navržené techniky jsou integrovány do uceleného konceptu systému tak, že je možné jej implementovat v nemocnici a používat k výzkumu či hodnocení tohoto onemocnění.
|
|
|
Analýza řeči pomocí systému iOS či Android
Hejda, Jakub ; Galáž, Zoltán (oponent) ; Mekyska, Jiří (vedoucí práce)
Telemedicína je stále nově se rozvíjejícím odvětvím a poskytuje snazší diagnostiku pro efektivnější vývoj léčebných metod. Cílem práce bylo vytvořit mobilní aplikaci pro ana- lýzu prodloužené fonace pacientů trpících Parkinsonovou nemocí. K tvorbě byl využit framework Qt, umožňující multiplatformní vývoj v kombinaci jazyků C++, QML, Java a JavaScript. Požadované funkce se podařilo beze zbytku implementovat. Aplikace uži- vatele provede akvizicí, následně záznam diagnostikuje a data uloží do databáze, kterou zobrazí do přehledných grafů vývoje parametrů v čase. Uživatel přitom může nastavit upozornění na nahrávání. Aplikace je přeložitelná pro všechny rozšířené mobilní a desk- topové platformy.
|
|
|
Tremometr
Mičánková, Veronika ; Harabiš, Vratislav (oponent) ; Chmelař, Milan (vedoucí práce)
Bakalářská práce studuje problematiku tremoru a jeho návaznost na různá onemocnění. Pozornost je věnována především Parkinsonově nemoci, která je i podrobněji rozebrána. Navazující část práce obsahuje stručný rozbor snímačů vibrací a dalších metod, které mohou být pro detekci třesu použity. Praktická část práce je rozdělena na dvě části. První obsahuje návrh a sestrojení tremometru, druhá pak realizaci programu pro vyhodnocování snímaného třesu.
|
host ::
RSS.