diplomová práce

Lingvistické parametry řeči pro klasifikaci kognitivního stavu pacientů

Text práce 2.37 MB Příloha 329.43 kB

Autor práce: Bc. Anar Davaajargal

Ak. rok: 2025/2026

Vedoucí: Ing. Kryštof Novotný

Oponent: prof. Ing. Jiří Mekyska, Ph.D.

Abstrakt:

Mírná kognitivní porucha je klinický stav charakterizovaný kognitivním poklesem přesahujícím rámec běžného stárnutí, který je spojen se zvýšeným rizikem rozvoje demence. Změny řeči mohou sloužit jako časné indikátory tohoto poklesu. Cílem práce je navrhnout a ověřit sadu lingvistických parametrů pro model strojového učení, který automaticky hodnotí kognitivní stav z přepisů řeči. Analyzovány byly nahrávky spontánního monologu a popisu obrázku Cookie Theft od zdravých osob a pacientů s různými formami mírné kognitivní poruchy. Z automatizovaných přepisů byly extrahovány jazykové příznaky a klasifikovány modelem XGBoost. Statistická analýza odhalila významné odchylky v řečové produkci, které se u jednotlivých podtypů onemocnění projevovaly specifickými vzorci, jako je celková redukce objemu promluvy, strukturální zjednodušení větné stavby nebo zřetelný pokles informační hodnoty. Binární klasifikace mírné kognitivní poruchy při Parkinsonově nemoci vůči zdravé kontrole na základě popisu obrázku dosáhla vyvážené přesnosti 63 % a senzitivity 70 %. Výsledky práce potvrzují, že automatická lingvistická analýza nabízí potenciál pro identifikaci specifických kognitivních deficitů a představuje slibný nástroj pro objektivní screening neurodegenerativních onemocnění v klinické praxi.

Klíčová slova:

mírná kognitivní porucha, lingvistická analýza, zpracování přirozeného jazyka, lingvistické parametry, demence, Alzheimerova choroba, Parkinsonova nemoc, demence s Lewyho tělísky, strojové učení

Termín obhajoby

11.06.2026

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Průběh obhajoby

Student prezentoval výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky. Otázky oponenta a komise: Odůvodněte návrh vzorce pro výpočet indexu deskriptivnosti. Student obhájil diplomovou práci a odpověděl na otázky členů komise a oponenta.

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií

Ústav

Ústav telekomunikací

Studijní program

Audio inženýrství (MPC-AUD)

Specializace

Zvuková produkce a nahrávání (AUDM-ZVUK)

Složení komise

PhDr. Aleš Dvořák (člen)
prof. Ing. Jiří Mekyska, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. MgA. Mgr. Dan Dlouhý, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Miroslav Balík, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Švento (člen)

Posudek vedoucího
Ing. Kryštof Novotný

Student se ve své práci zabýval návrhem, implementací a experimentálním ověřením lingvistických parametrů řeči pro klasifikaci kognitivního stavu pacientů. To obnášelo nastudování interdisciplinární problematiky (subtypy mírné kognitivní poruchy, jejich projevy v řeči, metody zpracování přirozeného jazyka...). Na základě rešerše student navrhl a implementoval rozsáhlou sadu parametrů zastupujících různé jazykové roviny, provedl jejich statistické vyhodnocení a následně je využil v klasifikačních experimentech. Tím byly naplněny všechny cíle práce.

Student se tématu věnoval velmi aktivně, pravidelně konzultoval výsledky i další postup a ve významné míře přispíval vlastními myšlenkami. Kladně hodnotím zejména výbornou práci s odbornou literaturou, vysokou míru samostatnosti, schopnost inovace a mimořádně kvalitní interpretaci dosažených výsledků. Student prokázal velmi dobré porozumění širším souvislostem mezi kognitivním stavem, jazykovým projevem a možnostmi automatické analýzy řeči.

Práce je po odborné stránce na velmi vysoké úrovni. Výsledky jsou přehledně zpracovány, vhodně diskutovány a budou sloužit jako kvalitní základ pro další výzkum v této oblasti. Pokud bych měl práci něco vytknout, jednalo by se spíše o dílčí nedostatek v podobě méně podrobného popisu některých použitých metod zpracování přirozeného jazyka a jejich vnitřního fungování. Tento nedostatek je nicméně plně kompenzován rozsáhlým popisem jiných oblastí a vysokou kvalitou celé práce, takže nijak zásadně nesnižuje její hodnotu. Výsledný počet bodů navržený vedoucím: 99

Známka navržená vedoucím: A

Posudek oponenta
prof. Ing. Jiří Mekyska, Ph.D.

Diplomová práce se zabývá aktuální a vysoce interdisciplinární problematikou lingvistické analýzy řeči v kontextu mírné kognitivní poruchy a neurodegenerativních onemocnění. Student splnil zadání práce v plném rozsahu. Technická zpráva je na velmi vysoké prezentační úrovni, její rozsah je adekvátní a struktura logicky uspořádaná. Jazyková úroveň práce je rovněž vysoká, formální zpracování je velmi dobré, přestože se ojediněle vyskytují drobné formální nedostatky, například nesprávné umístění názvu tabulky. Student intenzivně pracuje se zahraniční odbornou literaturou zejména z oblasti neurologie, lingvistiky a zpracování přirozeného jazyka. Po odborné stránce je práce na vysoké úrovni; oceňuji zejména vyčerpávající přehled používaných digitálních biomarkerů, velmi kvalitní klinickou interpretaci dosažených výsledků a návrh vlastních lingvistických parametrů. Práce má významný aplikační potenciál v oblasti neurologie, jelikož přispívá k objasnění patofyziologických mechanismů spojených s mírnou kognitivní poruchou a může podpořit budoucí vývoj systémů pro screening neurodegenerativních onemocnění. Otázky k obhajobě:
  1. Odůvodněte návrh vzorce pro výpočet indexu deskriptivnosti.
Výsledný počet bodů navržený oponentem: 99

Známka navržená oponentem: A

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová