声信号の最大のリアプノフ指数の決定：一方的な喉頭麻痺への適用

特に片側喉頭麻痺（ULP）での音声信号異常は、常にランダムに分布しているわけではなく、これらの場合にはジッターやシマーなどの「統計的」な規則性の指標が信頼できないことが示されています。非線形ダイナミクス、特に位相ポートレートの手法は、観察された異常のいくつかが声門機能の非線形性の結果であることを実証するために使用されてきました。理論的な観点から、リアプノフ指数の決定により、位相ポートレートの複雑さの定量化が可能になります。著者は、12人の正常被験者とULPの26人の患者で記録された声信号を研究し、最大のリアプノフ指数（LLE）を計算しました。正常な被験者では、LLE平均値は0.380（SD = 0.182）でした。ULP患者では、LLE平均値は0.570（SD = 0.337）でした。差はp = 0.031で重要です。LLEの測定は、ポネーション中のジッターや経口気流など、より「古典的な」インデックスと比較されました。主成分分析では、LLEに含まれる情報は冗長ではなく、他のパラメーターを相補的であることが示されました。

It has been shown that voice signal abnormalities, particularly in unilateral laryngeal paralysis (ULP), are not always randomly distributed and that "statistical" indexes of regularity, such as jitter and shimmer, may be unreliable in these cases. The techniques of nonlinear dynamics, particularly phase portraits, have been used to demonstrate that some of the abnormalities observed were the consequence of nonlinearity of glottic function. From a theoretical point of view, determination of Lyapunov exponents allows quantification of the complexity of the phase portraits. The authors studied vocal signals recorded in 12 normal subjects and 26 patients with ULP and calculated the largest Lyapunov exponent (LLE). In normal subjects, LLE mean value was 0.380 (SD = 0.182). In patients with ULP, LLE mean value was 0.570 (SD = 0.337). The difference is significant at P = 0.031. Determination of LLE was compared to more "classical" indexes such as jitter and oral airflow during phonation. A principal component analysis showed that information contained in LLE was not redundant but complementary to the other parameters.