Protocolo para el registro, procesamiento y análisis del llanto de lactantes. Estudio piloto en pacientes con hipotiroidismo congénito de 0-3 meses.

Abstract

Background: Currently, the analysis of biosignals assists in the diagnosis and monitoring of various conditions. Crying is a biosignal that represents the coordination of three complex systems: 1) respiratory, 2) modulation of laryngeal muscle tone (vocal cords) and facial muscles, and 3) modulation of the autonomic and central nervous system (motor pathways, sensory-motor pathways, and different sensory systems). However, there is heterogeneity in the recording and analysis of crying for clinical use. A condition characterized by its type of crying is Congenital Hypothyroidism (CH), a disease that affects the structures, function of the nervous system, and functioning, and its crying can be considered pathological phonation. Objective: To propose and evaluate a methodological technological tool for the acoustic analysis of crying that describes the identification of patients, type of clipping, and processing in a pilot group of patients with CH. Method: The crying of 7 infants with CH, under 4 months of age, at admission to the INP before substitutive hormonal treatment, was described. Recordings were made in a noise- reducing camera, up to 5 minutes in duration, using Easy Voice Recorder software, with a sampling rate of 44KHz. The recordings were segmented with Adobe Audition into three groups: two systematic groups of 5 and 10 seconds, and one group of intentional cries. The voice spectrogram report was analyzed using the Praat program. Results: Three males and four females were evaluated, with an average age of 49.87±32.80 days of postnatal life, height of 51.22±5.66cm, and weight of 3.744±1.66kg; neonatal screening TSH was 124.34±63.4 μUI/mL. Clinical data highlighted hoarse crying, lethargy, and umbilical hernia. A total of n=408 clippings were analyzed, and in all three segmentation types, more than 75% of the samples had an F0 below 400Hz, with an F0 interval of 48- 530Hz. More than 75% of the segments exceeded the Shimmer local parameters in percentage, dB, and apq11. Differences were found between the three types of segmentation in minimum pitch, number of pulses, and number of periods (p<0.0001); in voiceless frames and second formant between intentional segmentation and systematic segmentation (p<0.0001); of the third and fourth formant (p<0.001); maximum pitch between the systematic segmentation groups (p<0.05), while between intentional segmentation and 5-second segmentation in Jitter local (%) and Jitter ppq 5 (p<0.05). For the acoustical elements of crying evaluated visually, the presence of high concentrations of noise and glides predominated, three cries had vibrato, and none presented bifurcation. No specific pattern of melodic form was observed in 45.7% of cases. Discussion: Stability was observed in intentional and systematic 10-second segmentation as two strategies to denote relevant elements of crying due to the low dispersion of the data. The mean F0 close to 350 Hz below the parameters used and wide peak-to-peak variability (Shimmer variables). Formant values were lower than in other low-risk groups, suggesting a different impact than expected on supraglottic structures. Conclusions: It is of utmost importance to generate clear protocols for replicable studies. In our pilot group, crying was abnormal with F0 below 400 Hz, wide variability in intensity, and visually dominated by glides, monotonous melodic form, and in some cases with vibrato

Antecedentes. En la actualidad el análisis de las bioseñales auxilia en el diagnóstico y seguimiento de diferentes padecimientos. El llanto es una bioseñal que representa la coordinación de tres sistemas complejos 1) respiratorio, 2) modulación del tono muscular de la laringe (cuerdas vocales) y músculos faciales y 3) modulación del sistema autónomo y central (vías motoras, sensorio motrices y diferentes sistemas sensoriales). Sin embargo, existe heterogeneidad en el registro y análisis del llanto para su uso clínico. Un padecimiento que se caracteriza por su tipo de llanto es el Hipotiroidismo Congénito (HC), enfermedad que afecta las estructuras, función del Sistema Nervioso, funcionamientos y su llanto se puede considerar como una fonación patológica. Objetivo: Proponer y evaluar una herramienta tecnológica metodológica para el análisis acústico del llanto que describa la identificación de pacientes, tipo de recorte y su procesamiento en un grupo piloto de pacientes con HC. Método: Se describió el llanto de 7 lactantes con diagnósticos de HC, menores de 4 meses de edad, al ingreso del INP previo al tratamiento hormonal sustitutivo. Se realizaron grabaciones en cámara que disminuye el ruido ambiental, hasta 5 minutos de duración con el software Easy Voice Recorder, con una tasa de muestreo de 44KHz. Se segmentaron las grabaciones con el programa Adobe Audition en tres grupos, dos sistemáticos de 5 y 10 segundos y un grupo de llantos intencionados, se analizó el reporte de voz del espectrograma del programa Praat. Resultados. Se evaluaron a 3 masculinos y 4 femeninas de 49.87±32.80 días de vida extrauterina, talla 51.22±5.66cm y peso 3.744±1.66kg; TSH del tamiz neonatal 124.34±63.40μUI/mL. En los datos clínicos se destaca llanto ronco, letargia y hernia umbilical. Se analizaron 408 recortes, observamos que en los tres tipos de segmentación más del 75% de las muestras tuvieron una F0 por debajo de 400Hz, el intervalo de la F0 48-530Hz. Más del 75% de los segmentos superaron los parámetros de Shimmer local en porcentaje, dB y apq 11. Encontramos diferencias entre los tres tipos de segmentación en el tono mínimo, número de pulsos y número de periodos (p<0.0001); en los marcos sin voz y segundo formante entre la segmentación intencionada y las sistemáticas (p<0.0001); del tercero y cuarto formante (p<0.001); tono máximo entre los grupos de segmentación sistemática (p<0.05), mientras que entre la segmentación intencionada y la segmentación de 5 segundos en Jitter local (%) y Jitter ppq 5 (p<0.05). Para los elementos acústicos del llanto evaluados visualmente predominó la presencia de altas concentraciones de ruido y deslizamientos, tres llantos con presencia de vibratos y ninguno presentó bifonación. No se observó un patrón específico de la forma melódica en 45.7% de los casos. Discusión: Se observó una estabilidad en la segmentación intencionada y sistemática de 10 segundos son dos estrategias para denotar elementos relevantes del llanto debido a la poca dispersión de los datos. La media de la F0 cercana a 350 Hz por debajo de los parámetros utilizados y amplia variabilidad pico a pico (variables Shimmer). Los valores de los formantes fueron menores que en otros grupos de bajo riesgo sugiere un impacto diferente a lo esperado en las estructuras supraglóticas. Conclusiones. Es de suma importancia generar protocolos claros para la realización de estudios replicables. En nuestro grupo piloto el llanto fue anormal con F0 menor a 400 Hz, amplia variabilidad en la intensidad y de forma visual con predominio de deslizamientos, forma melódica montonal y en algunos casos con vibratos