Ton głosu zdradzi, czy grozi ci zawał. Wszystko dzięki sztucznej inteligencji

Nagrywasz swój głos i dowiadujesz się, czy grozi ci zawał serca lub inna choroba układu krążenia. To, co jeszcze do niedawna brzmiało jak science-fiction, stało się możliwe: naukowcy wyszkolili algorytm, który na podstawie próbki głosu szacuje ryzyko wystąpienia u pacjenta chorób sercowo-naczyniowych. Analiza możliwa jest nawet z odległości tysięcy kilometrów od szpitala.

Sztuczną inteligencję do wykrywania chorób serca testują naukowcy z amerykańskiej Mayo Clinic. Zespół wyszkolił algorytm pod kątem oceny aż 80 określonych biomarkerów głosowych, które są niewykrywalne dla ludzkiego ucha - w tym bardzo niewielkich różnic w częstotliwości, tonie, tempie, wysokości głosu czy zmian w sposobie mówienia.

Ich dokładna analiza za pomocą systemów sztucznej inteligencji pozwala następnie przewidzieć, u których pacjentów w niedalekiej przyszłości może dojść do zatkania tętnic i problemów z sercem.

W analizie głosu pomaga aplikacja na smartfony

Głównym autorem badania jest dr Jaskanwal Deep Sara, kardiolog z Mayo Clinic. Praca opiera się na wcześniejszych badaniach, w których analizowano zmiany głosu u pacjentów, u których wystąpiła choroba wieńcowa, a następnie zidentyfikowano najważniejsze biomarkery głosowe. Zespół dr Sara już wcześniej zidentyfikował wskaźniki głosowe związane z wysokim ciśnieniem krwi w tętnicy wieńcowej.

Te informacje wykorzystano w bieżącej pracy. W badaniu uczestniczyło 108 pacjentów skierowanych na koronarografię (pokazującą budowę i drożność tętnic doprowadzających krew do serca). Osoby te trzykrotnie nagrały 30-sekundowe próbki głosu za pomocą aplikacji zdrowotnej Vocalis.

Z każdego nagrania uzyskano wstępny biomarker głosu i dla każdego pacjenta obliczono jego średnią wartość. Każdą z tych osób algorytm ocenił zaś jako "pacjenta wysokiego ryzyka" lub "pacjenta niskiego ryzyka" choroby serca.

Następnie osoby te były przez dwa kolejne lata obserwowane - obserwacja miała zakończyć się w momencie zgłoszenia się takiej osoby na oddział ratunkowy lub do szpitala z bólem w klatce piersiowej, albo zdiagnozowaniu ostrego zespołu wieńcowego.

Zaskakująca skuteczność

Dalsza analiza wykazała, że 58,3 proc. osób uznanych przez algorytm sztucznej inteligencji za pacjentów wysokiego ryzyka w ciągu dwóch lat odwiedziło szpital z powodu bólu serca lub zawału (w porównaniu do 30,6 proc. z tych uznanych za pacjentów niskiego ryzyka).

Badanie wykazało, że osoby z wysokim wynikiem biomarkerów głosu były 2,6 raza bardziej narażone na poważne problemy związane z chorobą wieńcową i trzykrotnie bardziej narażone na objawy związane z gromadzeniem się płytki miażdżycowej (co pokazały testy medyczne) - w porównaniu z osobami uznanymi za pacjentów niskiego ryzyka.

Mimo, że technologia ta nie jest jeszcze gotowa do użycia na dużą skalę, badacze sugerują, że może to być bardzo skuteczne narzędzie populacyjnych badań przesiewowych, pozwalających na identyfikację osób potencjalnie zagrożonych chorobami układu krążenia, w tym zawałem serca, szczególnie przydatne w telemedycynie. 

Badacze podkreślają, że technologia analizy głosu AI może być niedrogim i nieinwazyjnym cyfrowym narzędziem zdrowotnym do monitorowania ryzyka zablokowania tętnicy wieńcowej u pacjenta znajdującego się w dowolnym miejscu na świecie i doskonałym uzupełnieniem już istniejących metod badawczych. Konieczne są jednak dalsze badania pozwalające ustalić, czy algorytmy sztucznej inteligencji będą tak samo skuteczne w przypadku różnych języków i odmiennych akcentów.

Katarzyna Hubicz