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Fadiga e sonolência em aviadores: análise de variações da voz, fala e linguagem

Tese submetida à banca examinadora designada pelo Colegiado do Programa de Pós-Graduação em Neurociências do Instituto de Ciências Biológicas da Universidade Federal de Minas Gerais como requisito parcial para obtenção do título de Doutora em Neurociências.


Resumo


A fadiga central e a sonolência têm despertado interesse na área da aviação mundialmente. Isso é devido ao número de acidentes e ao expressivo envolvimento dos fatores humanos entre as causas. No Brasil, de acordo com o CENIPA (Centro de Investigação e Prevenção de Acidentes Aeronáuticos), a taxa é de 1 acidente a cada 2 dias sendo 90% causados por fatores humanos. Segundo a NASA (National Aeronautics and Space Administration), a fadiga/sonolência contribuiria para 20% dos acidentes aéreos no mundo. Mas, apesar dos riscos que a fadiga e a sonolência agregam à segurança aérea, apenas 19 ocorrências aeronáuticas brasileiras apresentaram-nas como fatores contribuintes. Isso se deve à ausência de uma metodologia de detecção desses sinais/sintomas. Nesse sentido, o objetivo deste estudo foi desenvolver métodos para detecção da fadiga e da sonolência em aviadores baseado nos correlatos acústicos de voz, fala e linguagem. Para tanto, esta pesquisa foi subdividida em 5 subestudos. No primeiro, foram comparadas amostras de fala de pilotos com queixa/suspeita de fadiga/sonolência a um grupo controle e os resultados foram comparados também ao FAST (Fatigue Avoidance Scheduling Tool). Do segundo ao quarto, os pesquisadores analisaram 3 casos reais de acidente sendo que havia indício de fadiga/sonolência como fatores contribuintes em 2 desses, tendo sido comparadas amostras da fala dos pilotos gravadas antes do acidente com as gravadas durante. No quinto, os aviadores foram triados por meio de 4 escalas de fadiga e sonolência (Karolinska Sleepiness Scale - KSS; Epworth Sleepiness Scale – ESS, Samn-Perelli Fatigue Scale – SPFS e Yoshitake Fatigue Scale – YFS) e foi realizada avaliação de fala em duas situações: em dia de folga no qual estavam sem queixa de sonolência/fadiga e ao longo de um dia de trabalho no qual estavam fatigados/sonolentos. Os dados das escalas foram analisados estatisticamente por meio do teste de Friedman (KSS e SPFS) e Wilcoxon (ESS e YFS) sendo que se verificou aumento da fadiga e da sonolência no dia de trabalho. Para a análise da fala/linguagem, utilizou-se o GLM (General Linear Model) pareado. Nove variáveis foram extraídas da fala/linguagem: taxa de elocução, duração média das pausas, taxa total de pausas, taxa de pausas fluentes, taxa de pausas disfluentes, taxa de pausas silenciosas disfluentes, taxa de pausas preenchidas disfluentes, taxa de articulação e taxa total de pausas silenciosas. As Fadiga e sonolência em aviadores: análise de variações da voz, fala e linguagem - Carla Vasconcelos sete primeiras apresentaram variação significativa ao longo do tempo, à medida que os participantes apresentaram aumento nos índices de fadiga e sonolência. Além disso, aplicou-se PCA (Principal Component Analysis), e verificou-se a possibilidade de redução das variáveis extraídas para 4. Verificou-se também que é possível o uso da LDA (Linear Discriminant Analysis) para agrupar os indivíduos e classificar novos casos (com ou sem fadiga e sonolência) baseados em banco de dados construído para tal. Observou-se variação quantitativa e qualitativa de voz, fala e linguagem em 2 dos 3 estudos de caso em que o acidente ocorreu na presença de indícios de fadiga/sonolência. No primeiro subestudo, também se observou variação estatística e qualitativa entre o grupo controle e o grupo com queixa. Por meio desses estudos desenvolvidos, constatamos que os parâmetros acústicos e perceptivos de voz, fala e linguagem aqui analisados são suficientemente robustos para a detecção da fadiga central e da sonolência.

Fadiga e sonolência em aviadores - análi
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