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Diseño e implementación de un dispositivo electrónico para monitoreo y apoyo al diagnóstico de fonoaudiología en pacientes post COVID

Abstract:

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.