Menu

Umělá inteligence pomůže podle hlasu předpovídat onemocnění koronárních tepen

19.04.2022 12:00 | Petr Moláček + Přidat komentář
Umělá inteligence pomůže podle hlasu předpovídat onemocnění koronárních tepen

Umělá inteligence pomůže podle hlasu předpovídat onemocnění koronárních tepen | foto: Soundtrap/Unsplash

Lidský hlas mohou dočasně či trvale změnit různé nemoci nejen hlasivek, ale i srdce, plic, mozku nebo svalů. Na využití hlasových biomarkerů se už dnes také zaměřují různé digitální aplikace, které je umí využívat k diagnostice řady nemocí, predikci rizik, pro vzdálené sledování symptomů nebo různých klinických výsledků.

Rychle se vyvíjející prostředí má proto velký potenciál nejen z hlediska výzkumu, ale hlavně z hlediska klinických dopadů pro pacienty.

Nástroje umělé inteligence, které analyzují lidský hlas, například už dnes pomáhají diagnostikovat posttraumatickou stresovou poruchu (PTSD) u válečných veteránů. Současná řešení dokáží s 89% přesností rozlišit mezi hlasy lidí s PTSD nebo bez ní. Tyto slibné výsledky otevírají další možnosti pro využití hlasové analýzy k rychlejší diagnostice jak PTSD, tak i dalších duševních poruch.

Hlas může odhalit i zdánlivě nesouvisející problémy

Použití umělé inteligence pro analýzu hlasu a identifikaci hlasových markerů se ale zkoumá také například v souvislosti s onemocněním koronárních tepen – ISCHS (ischemická choroba srdeční) a srdečním selháním. Další výzkumy zjišťují možnosti využití obdobné technologie pro řadu zdravotních poruch včetně Parkinsonovy či Alzheimerovy choroby a dalších.

Výzkumníci na Mayo Clinic (Rochester, MN, USA) nedávno uveřejnili výsledky své studie, kdy jejich počítačový algoritmus s využitím komponent AI velmi přesně předpověděl pravděpodobnost, že sledovaný pacient bude trpět ischemickou chorobou srdeční (ISCHS). Přitom vstupem byly pouze jeho hlasové záznamy.

Výzkumníci zjistili, že lidé s vysokým skóre hlasových biomarkerů měli 2,6krát vyšší pravděpodobnost, že budou trpět závažnými problémy, spojenými s ISCHS. Zároveň u nich bude oproti lidem s nízkým skóre třikrát vyšší pravděpodobnost, že při lékařských testech prokážou známky kornatění tepen.

Přestože tato technologie ještě není připravena ke klinickému využití, stávající výsledky už naznačují, že hlasová analýza by mohla být účinným screeningovým nástrojem při identifikaci pacientů, kteří mohou mít prospěch z bližšího sledování zdravotních událostí souvisejících s ISCHS. Výzkumníci se také domnívají, že tento přístup by mohl být zvlášť užitečný při poskytování distanční zdravotní péče.

Vocalis Health: s analýzou hlasu pomáhá mobilní aplikace

voicefrequency

Výzkumníci se snaží o využití hlasových vzorků pro identifikaci zdravotních problémů pacientů. | Zdroj: Jan Huber/Unsplash

V nové studii bylo vyšetřeno 108 pacientů, kteří byli doporučeni na koronární angiogram. Jde o rentgenový zobrazovací postup, používaný k posouzení stavu srdečních tepen. Účastníci byli dále požádáni, aby nahráli tři půlminutové hlasové vzorky pomocí mobilní aplikace Vocalis Health. U první ukázky účastníci čtou z připraveného textu. U druhého vzorku byli požádáni, aby volně mluvili o pozitivní zkušenosti, a u třetího měli svobodně mluvit o negativní zkušenosti.

Algoritmus Vocalis Health poté vzorky hlasu účastníků analyzoval. Vlastní systém, založený na umělé inteligenci, byl natrénován na deseti tisících vzorků hlasů tak, aby dokázal analyzovat více než osmdesát zvukových parametrů nahrávek. Jde například o frekvenci, amplitudu, výšku tónu a kadenci. Pro potřeby studie výzkumníci identifikovali šest rysů, které se symptomy ISCHS vysoce korelovaly. Pro novou studii výzkumníci spojili tyto vlastnosti do jediného skóre, vyjádřeného jako číslo mezi -1 a 1 pro každého jednotlivce. Jedna třetina pacientů byla kategorizována jako pacienti s vysokým skóre a dvě třetiny měly nízké skóre.

Účastníci studie byli sledováni po dobu dvou let. Z pacientů s vysokým skóre hlasových biomarkerů 58,3 % navštívilo nemocnici kvůli bolesti na hrudi, nebo trpělo akutním koronárním syndromem, a to ve srovnání s 30,6 % pacientů s nízkým skóre hlasových biomarkerů. Účastníci s vysokým skóre hlasových biomarkerů měli také větší pravděpodobnost, že budou mít pozitivní zátěžový test nebo že jim bude během následného angiogramu diagnostikována ICHS.

Hlas hodně prozradí i o funkci nervového systému

Na druhou stranu výzkumníci nedospěli k jednoznačnému závěru, proč by určité hlasové funkce měly naznačovat ISCHS. Zatím ale věří, že významnou roli může hrát autonomní nervový systém. Tato část periferního nervového systému reguluje tělesné funkce, které nejsou pod vědomou kontrolou. Zahrnují jednak hlasové orgány, ale také mnoho aspektů kardiovaskulárního systému, jako je srdeční frekvence a krevní tlak. Proto je možné, že hlas by mohl podle vědců poskytnout vodítka ke zjištění, jak funguje autonomní nervový systém, a v důsledku toho poskytovat pohled na kardiovaskulární zdraví.

Autoři studie potvrzují, že konkrétní hlasové modality neslyší. Nicméně nasazená technologie využívá strojové učení ke kvantifikaci něčeho, co není snadno kvantifikovatelné pomocí lidského mozku a lidských uší. Podle jejich závěrů existuje významná příležitost, aby hlasová technologie fungovala jako doplněk stávajících strategií pro diagnostiku nemoci srdce a oběhového systému.

Komentáře

* Hvězdičkou jsou označeny povinné informace.

Zajímavosti ze světa IT v e-mailu

Stačí odeslat svoji e-mailovou adresu


Nemusíte se obávat, váš e-mail ochráníme. Postupujeme podle těchto zásad a obchodních podmínek. Budeme vás pravidelně informovat o novinkách ve světě počítačů a technologií. Díky newsletteru snadno vyhodnotíme, jestli jsme se vám trefili do vkusu.




Komerční sdělení