La malattia di Parkinson è un disturbo neurodegenerativo progressivo spesso caratterizzato, fin dalle prime fasi, da alterazioni della voce e del parlato, e il presente elaborato si propone di esaminare il potenziale del segnale vocale come possibile biomarcatore digitale per l’identificazione precoce e il monitoraggio di tale malattia. Inizialmente vengono trattate le basi anatomiche, fisiologiche e acustiche della produzione vocale, insieme alle principali modalità di acquisizione, rappresentazione ed elaborazione del segnale, con particolare attenzione ai parametri che descrivono la regolarità della fonazione, la frequenza fondamentale, l’intensità, l’articolazione, il ritmo e le pause, nonché alle caratteristiche linguistiche ricavabili dal parlato spontaneo. In seguito vengono analizzate le applicazioni dell’analisi vocale al Parkinson attraverso il confronto di tre casi di studio, volti a rilevare alterazioni vocali nei pazienti con Parkinson precoce e nei soggetti con disturbo comportamentale isolato del sonno REM (iRBD), una condizione prodromica ad alto rischio, e a verificare, in questi ultimi, l’associazione tra le caratteristiche iniziali del parlato e la successiva manifestazione clinica. I segnali analizzati sono stati acquisiti mediante dispositivi e protocolli differenti e comprendono diversi compiti vocali: dalle vocali sostenute a una combinazione di prove controllate e parlato spontaneo. Nel complesso, le evidenze esaminate mostrano che segnali più naturali possono fornire informazioni più ampie sulla produzione verbale, introducendo tuttavia una maggiore variabilità legata alla lingua, al contenuto, al dispositivo e alle condizioni di registrazione. L’analisi vocale presenta caratteristiche favorevoli per un potenziale impiego clinico, poiché non invasiva, economica e ripetibile anche mediante dispositivi di uso comune. Tuttavia, sulla base delle conoscenze attuali, non permette ancora una diagnosi precoce specifica e affidabile nel singolo individuo: il suo principale valore risiede dunque nella possibilità di affiancare la valutazione clinica e di fornire misure quantitative utili per lo screening e il monitoraggio, ma tale prospettiva richiede ulteriori studi longitudinali, multicentrici e standardizzati.

Analisi acustica del segnale vocale per la diagnosi precoce della malattia di Parkinson

DE ROSSI, ANGELA
2025/2026

Abstract

La malattia di Parkinson è un disturbo neurodegenerativo progressivo spesso caratterizzato, fin dalle prime fasi, da alterazioni della voce e del parlato, e il presente elaborato si propone di esaminare il potenziale del segnale vocale come possibile biomarcatore digitale per l’identificazione precoce e il monitoraggio di tale malattia. Inizialmente vengono trattate le basi anatomiche, fisiologiche e acustiche della produzione vocale, insieme alle principali modalità di acquisizione, rappresentazione ed elaborazione del segnale, con particolare attenzione ai parametri che descrivono la regolarità della fonazione, la frequenza fondamentale, l’intensità, l’articolazione, il ritmo e le pause, nonché alle caratteristiche linguistiche ricavabili dal parlato spontaneo. In seguito vengono analizzate le applicazioni dell’analisi vocale al Parkinson attraverso il confronto di tre casi di studio, volti a rilevare alterazioni vocali nei pazienti con Parkinson precoce e nei soggetti con disturbo comportamentale isolato del sonno REM (iRBD), una condizione prodromica ad alto rischio, e a verificare, in questi ultimi, l’associazione tra le caratteristiche iniziali del parlato e la successiva manifestazione clinica. I segnali analizzati sono stati acquisiti mediante dispositivi e protocolli differenti e comprendono diversi compiti vocali: dalle vocali sostenute a una combinazione di prove controllate e parlato spontaneo. Nel complesso, le evidenze esaminate mostrano che segnali più naturali possono fornire informazioni più ampie sulla produzione verbale, introducendo tuttavia una maggiore variabilità legata alla lingua, al contenuto, al dispositivo e alle condizioni di registrazione. L’analisi vocale presenta caratteristiche favorevoli per un potenziale impiego clinico, poiché non invasiva, economica e ripetibile anche mediante dispositivi di uso comune. Tuttavia, sulla base delle conoscenze attuali, non permette ancora una diagnosi precoce specifica e affidabile nel singolo individuo: il suo principale valore risiede dunque nella possibilità di affiancare la valutazione clinica e di fornire misure quantitative utili per lo screening e il monitoraggio, ma tale prospettiva richiede ulteriori studi longitudinali, multicentrici e standardizzati.
2025
Acoustic analysis of the voice signal for the early diagnosis of Parkinson’s disease
Parkinson
Spettro vocale
Feature extraction
Diagnosi precoce
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