Spectral and Cepstral Based Acoustic Features of Voices with Muscle Tension Dysphonia

Abstract

This study aimed to examine the cepstral and spectral acoustic features of patients with muscle tension dysphonia (MTD). Methods: A total of 30 patients with MTD and 30 healthy women (control group) were enrolled. All participants were asked to vocalize a sustained vowel /a/ for more than 3 seconds, which was recorded and analyzed using the Analysis of Dysphonia in Speech and Voice program. Results: Compared with the control group, patients with MTD had significantly lower cepstral peak prominence (CPP) and CPP F0, and significantly higher cepstral and spectral index of dysphonia (CSID) and a low-to high-frequency spectral energy ratio. Additionally, in patients with MTD, there was a high correlation between CPP and perceptual parameters such as grade, roughness, breathiness and strain. Receiver operating characteristic analysis found that a threshold of 11.815 for CSID achieved a good classification for MTD, with 73.3% sensitivity and specificity. Conclusions: By applying cepstral and spectral analysis and identifying the acoustic features of patients with MTD, this study demonstrated the feasibility and usefulness of cepstral parameters in clinical practice.

Disfonía por tensión muscular: concepto y criterios diagnósticos

“…De los 15 artículos restantes, tres se refieren a la necesidad de realizar más exploración instrumentada y una adecuada historia clínica para llegar a un oportuno diagnóstico. Dos estudios refieren mayor patología en mujeres que en hombres [5,9]; cuatro reportan presión subglótica aumentada (>90 mmHg) [10][11][12][13] y tres reportan medidas fonatorias [12][13][14]: uno encuentra diferencias significativas [12] y dos refieren solo el pico cepstral como referencia confiable y con mayor predictibilidad diagnóstica [13,14]. Un trabajo propone el video de alta resolución como demostración de hiperfunción vocal [15].…”

“…Shim et al (2016) [14] Evaluación de características acústicas cepstrales y espectrales de los pacientes con MTD. Medición de pico cepstral (CPP), índice Cepstral de disfonía (CSID), frecuencia media del CPP en el rango de 60 a 300 Hz (CPP F0) y la relación de energía espectral de baja a alta frecuencia (relación L/H).…”

“…Encontraron pacientes sanos con asimetría de aducción aritenoidea con movilidad normal de las cuerdas vocales en la laringoscopia, la importancia de identificar muchas otras posibles asociaciones causales para asegurar un conocimiento integral de todos los factores contribuyentes y el desarrollo de programas de tratamiento adecuados; tal multifactorialidad imponen un reto no menor para el clínico que aborde esta patología [14].…”

“…Aunque los autores están de acuerdo con esta aseveración, ya que los cambios en estos parámetros pueden irse midiendo como parte del avance en la terapia, siguen sin dar sensibilidad o especificidad para el diagnóstico de MTD. Shim et al [14] determinaron las características acústicas cepstrales y espectrales de los pacientes con MTD. Comparando 30 pacientes con MTD contra 30 pacientes sanos, todas mujeres; se midió pico cepstral (CPP), índice cepstral de disfonía (CSID), frecuencia media del CPP en el rango de 60 a 300 Hz (CPP F0) y la relación de energía espectral de baja a alta frecuencia (relación L/H) Encontraron CPP F0 más alto en pacientes con voz tensa y estrangulada, porque la tensión de las cuerdas es más alta.…”

Assessment of Dysphonia in Children with Pompe Disease Using Auditory-Perceptual and Acoustic/Physiologic Methods

“…Recent recommendations for preferred practice patterns for instrumental assessment from the American Speech-Language-Hearing Association endorse the use of connected speech tasks for analysis of habitual loudness, fundamental frequency range, and noise in the acoustic signal [61]. Cepstral-based measures, such as cepstral peak prominence (CPP), long-term averaged spectral measurements such as low-versus high-spectral ratio (LHR), and the cepstral and spectral index of dysphonia (CSID) may be better correlated with auditory-perceptual judgments of dysphonia than time-based spectral measures such as jitter and shimmer [62][63][64]. These analyses will be used in subsequent studies.…”