Analiza głosu z użyciem AI może wspierać diagnostykę chorób serca

Jak informuje kardiolog prof. Tomasz Jadczyk ze Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach, sztuczna inteligencja może znaleźć zastosowanie w diagnostyce chorób serca poprzez analizę cech akustycznych mowy. Badania nad tzw. biomarkerami głosowymi rozwijają się także w Polsce.

Głos człowieka zawiera zestaw mierzalnych parametrów akustycznych. Wysokość tonu, tempo mowy, liczba pauz, drżenie i barwa dźwięku określane są jako biomarkery głosowe. Według kierującego Zakładem Nieinwazyjnej Diagnostyki Serca i Naczyń i Laboratorium Biomarkerów Cyfrowych ŚUM prof. Tomasza Jadczyka cechy te mogą odzwierciedlać hemodynamiczne i oddechowe zmiany organizmu, stres neurohormonalny oraz obrzęk tkanek – wszystkie typowe dla chorób serca.

– Dzięki algorytmom uczenia maszynowego możliwe jest wykrywanie subtelnych zmian niewychwytywalnych dla ludzkiego ucha – podkreśla naukowiec w informacji prasowej swojej uczelni.

Prof. Jadczyk zwraca uwagę, że najbardziej zaawansowane dowody dotyczą niewydolności serca. Nagromadzenie płynów w fałdach głosowych oraz zaburzenia mechaniki oddechowej mogą wpływać na jakość głosu pacjentów. Badania sugerują również, że specyficzne wzorce głosowe są powiązane z chorobą wieńcową i mogą korelować z procesami zapalnymi lub stresem psychospołecznym. Ich analiza może przewidywać zdarzenia kardiologiczne niezależnie od klasycznych skal ryzyka.

Proces diagnostyczny obejmuje nagranie mowy, usuwanie szumów, ekstrakcję parametrów akustycznych (np. współczynniki MFCC) oraz analizę AI. Można realizować go także przy pomocy smartfonów, otwierając perspektywę zdalnego monitorowania pacjentów.

– Biomarkery głosowe mają potencjał, aby stać się nieinwazyjnym, skalowalnym i ekonomicznie opłacalnym narzędziem diagnostycznym. Wymagają natomiast standaryzacji i walidacji w dużych badaniach wieloośrodkowych. Równolegle rozwijane są inicjatywy europejskie, takie jak sieć eVoiceNet, mające na celu standaryzację metod i integrację technologii głosowych w medycynie – zaznacza profesor.

Wyzwania, które stoją przed naukowcami, obejmują m.in. ochronę prywatności i danych biometrycznych, konieczność poprawy interpretowalności algorytmów AI oraz uwzględnienie różnic językowych, emocjonalnych i współistniejących chorób, które mogą wpływać na wyniki analizy.

Analiza głosu obiektem zainteresowania polskiego konsorcjum

Badania nad wykorzystaniem biomarkerów głosowych rozwijają się dynamicznie także w Polsce. Konsorcjum obejmuje ekspertów z kardiologii, diabetologii, nefrologii, pulmonologii i laryngologii m.in. ze Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach, Akademii Górniczo-Hutnicza w Krakowie oraz Uniwersytetu Medycznego im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu.

W ramach Sekcji Sztucznej Inteligencji i Rozwiązań Cyfrowych Polskiego Towarzystwa Kardiologicznego powstał zespół tematyczny „Biomarkery cyfrowe”. Kieruje nim prof. Tomasz Jadczyk. Pełni on również funkcję przedstawiciela Polski w europejskim konsorcjum eVoiceNet. To inicjatywa mająca na celu standaryzację metod i integrację technologii głosowych w medycynie.

Polscy naukowcy wskazali, że rozwój narzędzi opartych na analizie głosu może w przyszłości umożliwić wczesne wykrywanie zaostrzeń niewydolności serca, zdalne monitorowanie pacjentów oraz bardziej spersonalizowaną opiekę kardiologiczną.

Źródło: naukawpolsce.pl/jms/zan

Czytaj także: Unikatowa współpraca kardiochirurgów i chirurgów naczyniowych