Diseño e implementación de un dispositivo electrónico para monitoreo y apoyo al diagnóstico de fonoaudiología en pacientes post COVID
El presente trabajo de titulación desarrolla e implementa un dispositivo de ayuda al diagnóstico de fonoaudiología en pacientes post COVID-19 mediante la obtención de parámetros fundamentales de la voz a través de un sensor colocado en la superficie del cuello del individuo. La implementación...
| Main Authors: | , |
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| Other Authors: | |
| Format: | bachelorThesis |
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| Published: |
Universidad de Cuenca
2022
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/39973 |
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| author | Guerrero Sarmiento, Mauricio Esteban Paúl Vladimir, Llerena Orellana |
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| description | El presente trabajo de titulación desarrolla e implementa un dispositivo de ayuda
al diagnóstico de fonoaudiología en pacientes post COVID-19 mediante la obtención de
parámetros fundamentales de la voz a través de un sensor colocado en la superficie del
cuello del individuo. La implementación del dispositivo consta de 2 partes, hardware y
software.
La parte fundamental del hardware es el modulo ESP32. Este, alimenta al circuito
y controla el manejo de los datos. La segunda parte más importante del circuito es el
sensor utilizado, el cual es un acelerómetro BU-21771, el cual es robusto al ruido. Para
que el sensor funcione adecuadamente, se diseño una fuente de alimentación, etapas
de pre-amplificación, amplificación, filtrado y almacenamiento de datos. La parte de
software, consta de un servidor web con varias funciones, una de ellas, permite recopilar
los datos obtenidos a través del sensor. Estos datos se guardan en el almacenamiento
disponible, lo que permite descargar, borrar y visualizar los datos mediante el servidor.
Los datos obtenidos, se procesaron mediante el software Praat, con la finalidad de
obtener los parámetros principales de la voz, y así poder realizar un análisis acústico
a detalle. Los principales parámetros que se obtienen son: frecuencia fundamental,
intensidad, tiempo de fonación, jitter, shimmer y HNR. Para complementar el análisis
en Praat, existe la posibilidad de analizar cada uno de los parámetros de forma visual
con las imágenes acústicas (oscilograma y espectrograma).
El dispositivo final se probo en 21 individuos post COVID-19, 12 hombres y 9 mujeres. Pruebas iniciales comparando los resultados del dispositivo con un micrófono
profesional demostraron que el jitter, shimmer y HNR fueron los parámetros que más diferencia presentaban. Las siguientes pruebas demostraron la robustez del acelerómetro frente al ruido con resultados similares a la primera prueba. Finalmente, se realizo
una comparación de resultados de 10 de 21 individuos diagnosticados por fonoaudiólogos con los datos obtenidos por el dispositivo. En conclusión, el prototipo desarrollado presenta un cierto margen de error con respecto a un diagnóstico profesional pero cumple con su objetivo de ayudar y complementar al fonoaudiólogo o especialista de la voz, con el diagnóstico mediante el análisis vocal. |
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| spelling | oai:dspace.ucuenca.edu.ec:123456789-399732022-09-29T19:08:47Z Diseño e implementación de un dispositivo electrónico para monitoreo y apoyo al diagnóstico de fonoaudiología en pacientes post COVID Guerrero Sarmiento, Mauricio Esteban Paúl Vladimir, Llerena Orellana Minchala Ávila, Luis Ismael Electrónica Fonoaudiología Acelerómetro Fonación Dispositivos electrónicos El presente trabajo de titulación desarrolla e implementa un dispositivo de ayuda al diagnóstico de fonoaudiología en pacientes post COVID-19 mediante la obtención de parámetros fundamentales de la voz a través de un sensor colocado en la superficie del cuello del individuo. La implementación del dispositivo consta de 2 partes, hardware y software. La parte fundamental del hardware es el modulo ESP32. Este, alimenta al circuito y controla el manejo de los datos. La segunda parte más importante del circuito es el sensor utilizado, el cual es un acelerómetro BU-21771, el cual es robusto al ruido. Para que el sensor funcione adecuadamente, se diseño una fuente de alimentación, etapas de pre-amplificación, amplificación, filtrado y almacenamiento de datos. La parte de software, consta de un servidor web con varias funciones, una de ellas, permite recopilar los datos obtenidos a través del sensor. Estos datos se guardan en el almacenamiento disponible, lo que permite descargar, borrar y visualizar los datos mediante el servidor. Los datos obtenidos, se procesaron mediante el software Praat, con la finalidad de obtener los parámetros principales de la voz, y así poder realizar un análisis acústico a detalle. Los principales parámetros que se obtienen son: frecuencia fundamental, intensidad, tiempo de fonación, jitter, shimmer y HNR. Para complementar el análisis en Praat, existe la posibilidad de analizar cada uno de los parámetros de forma visual con las imágenes acústicas (oscilograma y espectrograma). El dispositivo final se probo en 21 individuos post COVID-19, 12 hombres y 9 mujeres. Pruebas iniciales comparando los resultados del dispositivo con un micrófono profesional demostraron que el jitter, shimmer y HNR fueron los parámetros que más diferencia presentaban. Las siguientes pruebas demostraron la robustez del acelerómetro frente al ruido con resultados similares a la primera prueba. Finalmente, se realizo una comparación de resultados de 10 de 21 individuos diagnosticados por fonoaudiólogos con los datos obtenidos por el dispositivo. En conclusión, el prototipo desarrollado presenta un cierto margen de error con respecto a un diagnóstico profesional pero cumple con su objetivo de ayudar y complementar al fonoaudiólogo o especialista de la voz, con el diagnóstico mediante el análisis vocal. This degree work develops and implements a device to aid in the diagnosis of speech therapy in post-COVID-19 patients by obtaining fundamental parameters of the voice through a sensor placed on the surface of the individual’s neck. The implementation of the device consists of 2 parts, hardware and software. The fundamental part of the hardware is the ESP32 module. It powers the circuit and controls the data handling. The second most important part of the circuit is the sensor used, which is an accelerometer BU-21771, which is robust to noise. For the sensor to work properly, a power supply, pre-amplification, amplification, filtering and data storage stages were designed. The software part, consists of a web server with several functions, one of them, allows to collect the data obtained through the sensor. These data are saved in the available storage, which allows downloading, deleting and visualizing the data through the server. The data obtained were processed by Praat software, in order to obtain the main parameters of the voice, and thus be able to perform a detailed acoustic analysis. The main parameters obtained are: fundamental frequency, intensity, phonation time, jitter, shimmer and HNR. To complement the analysis in Praat, there is the possibility of analyzing each of the parameters visually with acoustic images (oscillogram and spectrogram). The final device was tested on 21 post-COVID-19 individuals, 12 males and 9 females. Initial tests comparing the results of the device with a professional microphone showed that jitter, shimmer and HNR were the parameters that showed the most difference. Subsequent tests demonstrated the robustness of the accelerometer to noise with results similar to the first test. Finally, a comparison of the results of 10 of 21 individuals diagnosed by speech therapists with the data obtained by the device was performed. In conclusion, the prototype developed presents a certain margin of error with respect to a professional diagnosis, but it fulfills its objective of helping and complementing the speech therapist or voice specialist with the diagnosis through vocal analysis. Ingeniero en Electrónica y Telecomunicaciones Cuenca 2022-09-23T16:16:59Z 2022-09-23T16:16:59Z 2022-09-23 bachelorThesis http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/39973 spa TET;128 Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ openAccess application/pdf 145 páginas application/pdf Universidad de Cuenca |
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