Medical information extraction in European Portuguese

The electronic storage of medical patient data is becoming a daily experience in most of the practices and hospitals worldwide. However, much of the data available is in free-form text, a convenient way of expressing concepts and events, but especially challenging if one wants to perform automatic searches, summarization or statistical analysis. Information Extraction can relieve some of these problems by offering a semantically informed interpretation and abstraction of the texts. MedInX, the Medical Information eXtraction system presented in this document, is the first information extraction system developed to process textual clinical discharge records written in Portuguese. The main goal of the system is to improve access to the information locked up in unstructured text, and, consequently, the efficiency of the health care process, by allowing faster and reliable access to quality information on health, for both patient and health professionals. MedInX components are based on Natural Language Processing principles, and provide several mechanisms to read, process and utilize external resources, such as terminologies and ontologies, in the process of automatic mapping of free text reports onto a structured representation. However, the flexible and scalable architecture of the system, also allowed its application to the task of Named Entity Recognition on a shared evaluation contest focused on Portuguese general domain free-form texts. The evaluation of the system on a set of authentic hospital discharge letters indicates that the system performs with 95% F-measure, on the task of entity recognition, and 95% precision on the task of relation extraction. Example applications, demonstrating the use of MedInX capabilities in real applications in the hospital setting, are also presented in this document. These applications were designed to answer common clinical problems related with the automatic coding of diagnoses and other health-related conditions described in the documents, according to the international classification systems ICD-9-CM and ICF. The automatic review of the content and completeness of the documents is an example of another developed application, denominated MedInX Clinical Audit system.

A rule-based grapheme-to-phone converter for TTS systems in european portuguese

In this paper, a linguistically rule-based grapheme-to-phone (G2P) transcription algorithm is described for European Portuguese. A complete set of phonological and phonetic transcription rules regarding the European Portuguese standard variety is presented. This algorithm was implemented and tested by using online newspaper articles. The obtained experimental results gave rise to 98.80% of accuracy rate. Future developments in order to increase this value are foreseen. Our purpose with this work is to develop a module/ tool that can improve synthetic speech naturalness in European Portuguese. Other applications of this system can be expected like language teaching/learning. These results, together with our perspectives of future improvements, have proved the dramatic importance of linguistic knowledge on the development of Text-to-Speech systems (TTS).

Kalman tracking linear predictor for vowel intelligibility enhancement on european portuguese HMM based speech synthesis

The recent developments on Hidden Markov Models (HMM) based speech synthesis showed that this is a promising technology fully capable of competing with other established techniques. However some issues still lack a solution. Several authors report an over-smoothing phenomenon on both time and frequencies which decreases naturalness and sometimes intelligibility. In this work we present a new vowel intelligibility enhancement algorithm that uses a discrete Kalman filter (DKF) for tracking frame based parameters. The inter-frame correlations are modelled by an autoregressive structure which provides an underlying time frame dependency and can improve time-frequency resolution. The system’s performance has been evaluated using objective and subjective tests and the proposed methodology has led to improved results.

Using eye-tracking to study anaphoric relations processing in European Portuguese

In this study we evaluate processing costs of different types of anaphoric expressions during reading. We consider three types of anaphoric expressions in Subject sentential position: a null pronoun (pro), and two gaps produced by syntactic movement: a WHvariable and a NP copy. Given that coreferential pro exhibits more referential weight than wh- and NP-gaps, and grounded on theories of referential processing based on relations of hierarchy and accessibility of the antecedent, we raise the hypothesis that the more dependent on its antecedent the anaphoric null constituent is, and the more minimal is the distance in terms of hierarchical structure between the anaphoric null element and its antecedent, the lower are the cognitive costs in processing. To test our hypothesis, we registered the eye movements with R6-HS ASL system of 20 Portuguese adult native speakers. Text regions including the selected anaphoric expressions were delimited and tagged. We analyzed the reading time of each region taking into account the number and duration of eye fixations per region; we used the reading time by character in milliseconds in order to compare values between regions of different length. We found a significant advantage in the reading time of the gaps arising from movement over the reading time of pro.

Acquisition of inflected and uninflected infinitives in child L1 European Portuguese

This study investigates the child (L1) acquisition of inflected and uninflected infinitives in European Portuguese (EP). We test and contrast properties involving two interfaces, focusing on morpho-syntactic and syntax-semantics properties of inflected infinitives, in contrast with uninflected infinitives. We present experimental results from three monolingual EP child groups, between ages 6 and 12 (n=72), compared to EP adults (n=32). Results show that children as young as 6-7 have knowledge of the morpho-syntactic properties of inflected infinitives, although at first glance they show insufficient knowledge of their syntax-semantics interface properties (i.e. non-obligatory control properties), differently from older children, who show evidence of knowledge of both types of properties. We argue that, in general, morpho-syntactic and syntax-semantics interface distinctions are also accessible to 6-7 children, but children may not show the entire range of interpretations possible for adults.

L1 acquisition across Portuguese dialects: modular and interdisciplinary interfaces as sources of explanation

This study investigates the child (L1) acquisition of properties at the interfaces of morpho-syntax, syntax-semantics and syntax-pragmatics, by focusing on inflected infinitives in European Portuguese (EP). Three child groups were tested, 6–7-year-olds, 9–10-year-olds and 11–12-year-olds, as well as an adult control group. The data demonstrate that children as young as 6 have knowledge of the morpho-syntactic properties of inflected infinitives, although they seem at first glance to show partially insufficient knowledge of their syntax–semantic interface properties (i.e. non-obligatory control properties), differently from children aged 9 and older, who show clearer evidence of knowledge of both types of properties. However, in general, both morpho-syntactic and syntax–semantics interface properties are also accessible to 6–7-year-old children, although these children give preference to a range of interpretations partially different from the adults; in certain cases, they may not appeal to certain pragmatic inferences that permit additional interpretations to adults and older children. Crucially, our data demonstrate that EP children master the two types of properties of inflected infinitives years before Brazilian Portuguese children do (Pires and Rothman, 2009a and Pires and Rothman, 2009b), reasons for and implications of which we discuss in detail.

L1 Acquisition of interface properties across Portuguese dialects: modular and interdisciplinary interfaces as sources of explanation

This study investigates the child (L1) acquisition of properties at the interfaces of morphosyntax, syntax-semantics and syntax-pragmatics, by focusing on inflected infinitives in European Portuguese (EP). Three child groups were tested, 6–7-year-olds, 9–10-year-olds and 11–12-year-olds, as well as an adult control group. The data demonstrate that children as young as 6 have knowledge of the morpho-syntactic properties of inflected infinitives, although they seem at first glance to show partially insufficient knowledge of their syntax–semantic interface properties (i.e. non-obligatory control properties), differently from children aged 9 and older, who show clearer evidence of knowledge of both types of properties. However, in general, both morpho-syntactic and syntax–semantics interface properties are also accessible to 6–7-year-old children, although these children give preference to a range of interpretations partially different from the adults; in certain cases, they may not appeal to certain pragmatic inferences that permit additional interpretations to adults and older children. Crucially, our data demonstrate that EP children master the two types of properties of inflected infinitives years before Brazilian Portuguese children do (Pires and Rothman, 2009a,b), reasons for and implications of which we discuss in detail.

Acoustic characterisation of the tonic syllable in portuguese

A particular problem for the automatic prediction of prosody in speech synthesis is the realisation of accented syllables since these are affected by many parameters and are perceptually very salient. For the Portuguese language, in Europe, a set of comprehensive quantitative characterisation data and rules is totally lacking. The present paper is intended to be a quantitative contribution to the solution of this problem. In this paper, a preliminary modelling of duration, intensity and variation of F0 in the tonic syllable will be presented. The dependencies of the model with the syllable position in the word and the word position in the phrase are also presented.

Adaptation and validation into Portuguese language of the HIV Antibody Testing Attitude Scale

Objective. To culturally adapt and validate a version in European Portuguese language of the HIV Antibody Testing Attitude Scale. Methods. Study conducting a methodological investigation for the adaptation and validation of an attitude measurement instrument. The instrument translation and back-translation were performed. Then, a pre-test was conducted. The study used a sample of 317 subjects from the academic community - students, professors and other professionals - who were contacted in the campus. Ethical principles were observed. Results. Three analyses were conducted using the method of principal component analysis (PCA) with five, four and three factors. A three-factor solution was achieved, which presents 50.82% variance. In the analysis of inter-item correlation, values between -0.018 and 0.749 were observed. Internal consistency shows Cronbach’s alpha coefficients of 0.860 overall and between 0.865 and 0.659 in the three factors. Conclusion. The instrument version shows psychometric properties that allow its use in Portuguese-speaking countries.

Adaptation and validation of HIV Antibody Testing Attitude Scale in Portuguese

Introduction; The awareness of HIV positiveness is important for health of the individual and of the comunity. The identicatio of HIV antibodies is possible both using conventional lab tests and quick result tests. In the bibliography it was made clear that there are no instruments in Portuguese to assert the reactions to the HIV quick tests and it was therefore considered it would be useful to adapt and validate a scale in Portuguese, since the language is the official language of 7 different countries and spoken by more than 250 milion people, Objectives: the purpose is to validate a version in European Portuguese of the HIV Antibody Testing Attitude Scale. Methods: the study refers to methodological research for the adaptation and validation of an instrument of attitude measurement. A translation and back-translation was prepared and a trial test was then carried out. A total of 317 students, lectures and co-workers of a Portuguese University was interviewes. Ethical principles were taken into consideration. the pool was obtained in the seven components of the University campus. Results: 3 trials of factorial testing of the main components of 5, 4 and 3 factors. It ended up a solution of 3 factors that explains 50.82% of the variability. In the analysis of the inter-items correlation values of between 0.018 and 0.749 were observed. The internal consistency reveals an alpha Cronbach coefficient of 0.860 as a whole, and in between 0,865 and 0.659 in the 3 factors. Conclusions: this version of the instrument shows that the psychometric properties allow its use in the Portuguese speaking countries.

Voz e emoção em português europeu

No trabalho apresentado realiza-se uma primeira descrição de voz e emoção para o Português Europeu. Estudamos, utilizando como base estudos realizados em diversas línguas (finlandês; inglês; alemão), os parâmetros relacionados com voz e que variam consoante a emoção que expressamos. Analisamos assim os parâmetros relacionados com a frequência Fundamental (F0) com a perturbação (jitter) com a amplitude (shimmer) e com aspectos relacionados com o ruído (HNR). Trata-se de um estudo abrangente que estudando voz e a sua relação/variação de acordo com a emoção o faz em três vertentes: patologia de voz de origem psicogénica (carácter emocional); emoção produzida por actores e a análise de emoção espontânea. Conseguindo, como trabalho pioneiro nesta área, valores para todos estes tipos de produção. Salientamos o facto de no nosso trabalho apenas existir a análise de voz sem recurso a expressão facial ou à postura dos indivíduos. Para que pudéssemos realizar estudos comparativos com os dados que íamos recolhendo em cada corpus (patologia; emoção por actor e emoção espontânea), procurámos utilizar sempre os mesmos métodos de análise (Praat; SFS; SPSS, Hoarseness Diagram – para a análise de voz com patologia - e o sistema Feeltrace - para as emoções espontâneas). Os estudos e análises relativos à emoção produzida por actores são complementados por testes de percepção aplicados a falantes nativos de Inglês Americano e a falantes de Português Europeu. Este teste, juntamente com a análise da emoção espontânea, permitiu-nos retirar dados particulares relativos à língua portuguesa. Apesar de haver tanto na expressão como na percepção de emoções muitas características consideradas universais, em Português percebe-se algo de peculiar. Os valores para a expressão neutra; tristeza e alegria são todos muito próximos, ao contrário do que acontece noutras línguas. Além disso estas três emoções (de famílias distintas) são as que mais dificuldades causam (aos dois grupos de informantes) em termos de distinção no teste de percepção. Poderá ser esta a particularidade da expressão da emoção no Português Europeu, podendo estar ligada a factores culturais. Percebe-se ainda, com este trabalho, que a emoção expressa pelo actor se aproxima da emoção espontânea. No entanto, alguns parâmetros apresentam valores diferentes, isto porque o actor tem a tendência de exagerar a emoção. Com este trabalho foram criados corpora originais que serão um recurso importante a disponibilizar para futuras análises numa área que é ainda deficitária, em termos de investigação científica, em Portugal. Tanto os corpora, como respectivos resultados obtidos poderão vir a ser úteis em áreas como as Ciências da Fala; Robótica e Docência.

Do grafema ao gesto : contributos linguísticos para um sistema de síntese de base articulatória

Motivados pelo propósito central de contribuir para a construção, a longo prazo, de um sistema completo de conversão de texto para fala, baseado em síntese articulatória, desenvolvemos um modelo linguístico para o português europeu (PE), com base no sistema TADA (TAsk Dynamic Application), que visou a obtenção automática da trajectória dos articuladores a partir do texto de entrada. A concretização deste objectivo ditou o desenvolvimento de um conjunto de tarefas, nomeadamente 1) a implementação e avaliação de dois sistemas de silabificação automática e de transcrição fonética, tendo em vista a transformação do texto de entrada num formato adequado ao TADA; 2) a criação de um dicionário gestual para os sons do PE, de modo a que cada fone obtido à saída do conversor grafema-fone pudesse ter correspondência com um conjunto de gestos articulatórios adaptados para o PE; 3) a análise do fenómeno da nasalidade à luz dos princípios dinâmicos da Fonologia Articulatória (FA), com base num estudo articulatório e perceptivo. Os dois algoritmos de silabificação automática implementados e testados fizeram apelo a conhecimentos de natureza fonológica sobre a estrutura da sílaba, sendo o primeiro baseado em transdutores de estados finitos e o segundo uma implementação fiel das propostas de Mateus & d'Andrade (2000). O desempenho destes algoritmos – sobretudo do segundo – mostrou-se similar ao de outros sistemas com as mesmas potencialidades. Quanto à conversão grafema-fone, seguimos uma metodologia baseada em regras de reescrita combinada com uma técnica de aprendizagem automática. Os resultados da avaliação deste sistema motivaram a exploração posterior de outros métodos automáticos, procurando também avaliar o impacto da integração de informação silábica nos sistemas. A descrição dinâmica dos sons do PE, ancorada nos princípios teóricos e metodológicos da FA, baseou-se essencialmente na análise de dados de ressonância magnética, a partir dos quais foram realizadas todas as medições, com vista à obtenção de parâmetros articulatórios quantitativos. Foi tentada uma primeira validação das várias configurações gestuais propostas, através de um pequeno teste perceptual, que permitiu identificar os principais problemas subjacentes à proposta gestual. Este trabalho propiciou, pela primeira vez para o PE, o desenvolvimento de um primeiro sistema de conversão de texto para fala, de base articulatória. A descrição dinâmica das vogais nasais contou, quer com os dados de ressonância magnética, para caracterização dos gestos orais, quer com os dados obtidos através de articulografia electromagnética (EMA), para estudo da dinâmica do velo e da sua relação com os restantes articuladores. Para além disso, foi efectuado um teste perceptivo, usando o TADA e o SAPWindows, para avaliar a sensibilidade dos ouvintes portugueses às variações na altura do velo e alterações na coordenação intergestual. Este estudo serviu de base a uma interpretação abstracta (em termos gestuais) das vogais nasais do PE e permitiu também esclarecer aspectos cruciais relacionados com a sua produção e percepção.

Ressonância magnética em estudos de produção de fala

Estudar os mecanismos subjacentes à produção de fala é uma tarefa complexa e exigente, requerendo a obtenção de dados mediante a utilização de variadas técnicas, onde se incluem algumas modalidades imagiológicas. De entre estas, a Ressonância Magnética (RM) tem ganho algum destaque, nos últimos anos, posicionando-se como uma das mais promissoras no domínio da produção de fala. Um importante contributo deste trabalho prende-se com a otimização e implementação de protocolos (RM) e proposta de estratégias de processamento de imagem ajustados aos requisitos da produção de fala, em geral, e às especificidades dos diferentes sons. Para além disso, motivados pela escassez de dados para o Português Europeu (PE), constitui-se como objetivo a obtenção de dados articulatórios que permitam complementar informação já existente e clarificar algumas questões relativas à produção dos sons do PE (nomeadamente, consoantes laterais e vogais nasais). Assim, para as consoantes laterais foram obtidas imagens RM (2D e 3D), através de produções sustidas, com recurso a uma sequência Eco de Gradiente (EG) rápida (3D VIBE), no plano sagital, englobando todo o trato vocal. O corpus, adquirido por sete falantes, contemplou diferentes posições silábicas e contextos vocálicos. Para as vogais nasais, foram adquiridas, em três falantes, imagens em tempo real com uma sequência EG - Spoiled (TurboFLASH), nos planos sagital e coronal, obtendo-se uma resolução temporal de 72 ms (14 frames/s). Foi efetuada aquisição sincronizada das imagens com o sinal acústico mediante utilização de um microfone ótico. Para o processamento e análise de imagem foram utilizados vários algoritmos semiautomáticos. O tratamento e análise dos dados permitiu efetuar uma descrição articulatória das consoantes laterais, ancorada em dados qualitativos (e.g., visualizações 3D, comparação de contornos) e quantitativos que incluem áreas, funções de área do trato vocal, extensão e área das passagens laterais, avaliação de efeitos contextuais e posicionais, etc. No que respeita à velarização da lateral alveolar /l/, os resultados apontam para um /l/ velarizado independentemente da sua posição silábica. Relativamente ao /L/, em relação ao qual a informação disponível era escassa, foi possível verificar que a sua articulação é bastante mais anteriorizada do que tradicionalmente descrito e também mais extensa do que a da lateral alveolar. A resolução temporal de 72 ms conseguida com as aquisições de RM em tempo real, revelou-se adequada para o estudo das características dinâmicas das vogais nasais, nomeadamente, aspetos como a duração do gesto velar, gesto oral, coordenação entre gestos, etc. complementando e corroborando resultados, já existentes para o PE, obtidos com recurso a outras técnicas instrumentais. Para além disso, foram obtidos novos dados de produção relevantes para melhor compreensão da nasalidade (variação área nasal/oral no tempo, proporção nasal/oral). Neste estudo, fica patente a versatilidade e potencial da RM para o estudo da produção de fala, com contributos claros e importantes para um melhor conhecimento da articulação do Português, para a evolução de modelos de síntese de voz, de base articulatória, e para aplicação futura em áreas mais clínicas (e.g., perturbações da fala).