[发明专利]使用语音分析检测认知衰退的系统和方法

说明书

本发明公开了使用分类系统检测受检者认知衰退的系统和方法，该分类系统用于基于语音样本检测受检者的认知衰退。使用对应于正常患者和认知衰退患者的语音音频记录的语音数据来训练分类系统，以生成包括集成模块和多个分量分类器的集成分类器。多个分量分类器中的每个分量分类器为被配置为生成将样本数据识别为对应于正常患者或认知衰退患者的分量输出的机器学习分类器。基于可用特征子集来生成机器学习分类器。集成模块接收来自所有分量分类器的分量输出，并且基于该分量输出生成将样本数据识别为对应于正常患者或认知衰退患者的集成输出。

优先权声明

本申请要求于2019年4月15日提交的名称为“System and Method forPredicting Cognitive Decline”的美国临时申请序列号62/834,170的优先权，该文献的整个内容据此以引用方式并入本文。

背景技术

轻度认知损害(MCI)导致认知能力(包括记忆力和思维能力)出现轻微但明显且可测量的衰退。由MCI导致的变化还没有严重到影响日常生活，并且患有MCI的人可能不符合针对痴呆的诊断指南。然而，患有MCI的那些人最终发展成阿尔茨海默病(AD)或另一种类型的痴呆的风险增大。早期的治疗干预可提供更好的成功前景。

情节记忆是对事件或“情节”的记忆。其包括顺行(新遇到的信息)组成部分或逆行(过去的事件)组成部分。语言情节记忆衰退最早出现在患有临床前/前驱期AD的患者中，并且对疾病进展进行预测。MCI中语言情节记忆衰退的评估表示早期认知变化，并且可用作用于及时检测和启动早期/临床前AD的治疗的筛选工具。

发明内容

本发明的一个示例性实施方案涉及一种用于检测受检者认知衰退的方法。该方法包括：获取受检者基线语音数据，该受检者基线语音数据对应于受检者的响应于提供给受检者的第一指令集的多个语音音频记录；以及获取受检者试验语音数据，该受检者试验语音数据对应于受检者的响应于提供给受检者的第二指令集的另外的语音音频记录。该方法还包括以下步骤：从受检者基线语音数据和受检者试验语音数据提取多个特征；以及通过使用受检者基线语音数据归一化受检者试验语音数据来生成受检者测试数据。该方法进一步包括使用经训练的集成分类器来分析受检者测试数据。经训练的集成分类器包括集成模块和多个分量分类器。多个分量分类器中的每个分量分类器被配置为生成将受检者测试数据识别为对应于正常患者或认知衰退患者的分量输出。每个分量分类器被配置为分析选自多个特征的特征子集。集成模块被配置为接收来自分量分类器的分量输出，并且基于该分量输出生成将受检者测试数据识别为对应于正常患者或认知衰退患者的集成输出。使用对应于正常患者和认知衰退患者组的响应于第一指令集的先前语音音频记录的训练基线语音数据来训练多个分量分类器，并且训练试验语音数据对应于正常患者和认知衰退患者组的响应于第二指令集的先前语音音频记录。