Parâmetros acústicos de voz em pacientes com IRA: uma análise de biomarcadores

A insuficiência respiratória aguda (IRA) refere-se ao funcionamento inadequado de componentes respiratórios, que resulta em uma troca gasosa insuficiente e afeta diretamente o processo de produção de fala, que engloba o processo fonatório, o qual é dependente de uma adequada pressão subglótica. O sistema respiratório fornece substrato para a produção da voz, uma vez que o ar expirado, resultante da contração pulmonar e pressão alveolar, promove vibração das cordas vocais, produzindo um som complexo. Assim, se há prejuízo de funcionamento do sistema respiratório, supõe-se que existe prejuízo na produção da voz. Objetivos: i) comparar as medidas acústicas de voz e o número de dias de internação entre pacientes com IRA, que evoluíram para alta hospitalar ou óbito; ii) verificar a associação entre as medidas acústicas, os dias de internação e o desfecho clínico; e iii) avaliar o potencial das medidas acústicas da voz e dos dias de internação como preditores do agravamento da IRA. Hipotetizou-se que haveria diferença nos parâmetros acústicos de voz e número de dias de internação em função do desfecho clínico (óbito vs alta), que parâmetros acústicos da voz e número de dias de internação poderiam se correlacionar ao desfecho clínico e, por fim, que medidas acústicas da voz e número de dias de internação poderiam servir como biomarcadores para exacerbação da IR. Método: A pesquisa foi submetida e aprovada pelo CAAE: 30918120.0.0000.0068. Participaram da pesquisa 93 pacientes internados por IRA. O grupo de pacientes foi dividido de acordo com o agravamento da IR, classificado a posteriori de acordo com o desfecho clínico (alta vs óbito). Durante o período de internação, foram coletados dados demográficos e amostras de voz desses pacientes com o uso do gravador do celular, por meio do software do SPIRA. Após as gravações, todos os arquivos foram analisados acusticamente, com o uso do software PRAAT. Os parâmetros acústicos adotados na análise foram: F0, SDF0, jitter, shimmer e HNR. Resultados: Em relação aos sujeitos, 10 foram alocados no grupo óbito, sendo 04 mulheres e 06 homens e 83, no grupo alta, onde 47 eram mulheres e 36 homens. Uma série de ANOVAS fatoriais foram feitas para comparar parâmetros acústicos e dias de internação em função do desfecho clínico e sexo. Observou-se diferença significativa relacionada ao sexo e desfecho clínico para F0, SDF0 e número de dias de internação. Os parâmetros de jitter, shimmer e HNR diferenciaram o desfecho clínico, independentemente do sexo. Para a análise de correlação, utilizou-se o teste de Spearman, evidenciando que SDF0, jitter e HNR demonstram correlação significativa com o agravamento da IR. Em relação à análise preditiva, utilizou-se análise de regressão logística binária, pelo método de backward stepwise, no qual o SDF0 demonstrou ser preditor do desfecho clínico. Conclusão: Parâmetros acústicos e dias de internação diferenciam o desfecho clínico de pacientes com IRA. Parâmetros de voz que expressam instabilidade vocal como SDF0, jitter e HNR demonstraram correlação significativa com o agravamento da IR. E, por fim, a tese de que parâmetros acústicos da voz e número de dias de internação poderiam ser biomarcadores do agravamento da IRA foi corroborada parcialmente, a medida em que apenas o SDF0 se mostrou como um preditor para o risco de agravamento da IRA.

Resumo (inglês)

Acute respiratory failure (ARF) refers to the inadequate functioning of respiratory components, resulting in insufficient gas exchange and directly affecting speech production, including the phonatory process, which depends on adequate subglottic pressure. The respiratory system provides the substrate for voice production, since exhaled air, resulting from pulmonary contraction and alveolar pressure, promotes vocal fold vibration, producing a complex sound. Therefore, if there is impairment in the functioning of the respiratory system, it is assumed that there is also impairment in voice production. Objectives: i) to compare acoustic voice measures and length of hospital stay between patients with ARF who progressed to hospital discharge or death; ii) to verify the association between acoustic measures, length of hospitalization, and clinical outcome; and iii) to evaluate the potential of acoustic voice measures and length of hospitalization as predictors of ARF worsening. It was hypothesized that there would be differences in acoustic voice parameters and length of hospitalization according to clinical outcome (death vs discharge), that acoustic voice parameters and length of hospitalization could correlate with clinical outcome, and finally, that acoustic voice measures and length of hospitalization could serve as biomarkers for ARF exacerbation. Method: The study was submitted to and approved by CAAE: 30918120.0.0000.0068. Ninety-three patients hospitalized due to ARF participated in the study. Patients were divided according to ARF worsening, classified a posteriori based on clinical outcome (discharge vs death). During hospitalization, demographic data and voice samples were collected using a smartphone recorder through the SPIRA software. After recording, all files were acoustically analyzed using the PRAAT software. The acoustic parameters adopted in the analysis were: F0, SDF0, jitter, shimmer, and HNR. Results: Regarding the participants, 10 were allocated to the death group, including 4 women and 6 men, and 83 to the discharge group, including 47 women and 36 men. A series of factorial ANOVAs were performed to compare acoustic parameters and length of hospitalization according to clinical outcome and sex. Significant differences related to sex and clinical outcome were observed for F0, SDF0, and length of hospitalization. Jitter, shimmer, and HNR differentiated clinical outcome regardless of sex. For correlation analysis, Spearman’s test was used, showing that SDF0, jitter, and HNR demonstrated significant correlation with ARF worsening. Regarding predictive analysis, binary logistic regression using the backward stepwise method was performed, in which SDF0 proved to be a predictor of clinical outcome. Conclusion: Acoustic parameters and length of hospitalization differentiate the clinical outcome of patients with ARF. Voice parameters expressing vocal instability, such as SDF0, jitter, and HNR, demonstrated significant correlation with ARF worsening. Finally, the hypothesis that acoustic voice parameters and length of hospitalization could be biomarkers of ARF worsening was partially corroborated, insofar as only SDF0 proved to be a predictor of the risk of ARF worsening.

Palavras-chave

Acústica , Insuficiência respiratória , Voz , Acoustics , Respiratory insufficiency , Voice

Idioma

Português

Citação

SOSSOLOTE, Leisi Silva. Parâmetros acústicos de voz em pacientes com IRA: uma análise de biomarcadores. 2026. 112 f. Tese de Doutorado em ciências da comunicação humana – Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Faculdade de Filosofia e Ciências, Marília, 2026.