Узнайте, как анализ голоса трансформирует диагностику гипертонии. Узнайте об инновационных неинвазивных методах, которые дают новую надежду на решение глобальных проблем здравоохранения. (ФОТО: Hospitality Search International)
Гипертония, которую часто называют “тихим убийцей”, остается серьезной проблемой глобального здравоохранения. Это заболевание, которым страдают более 35% населения во всем мире, часто остается незамеченным до тех пор, пока не возникнут осложнения.
Несмотря на достижения в области устройств для контроля артериального давления, традиционные методы остаются недоступными для многих, особенно в регионах с недостаточным уровнем обслуживания. Это дало толчок инновационным подходам к скринингу, в том числе новаторскому исследованию, в котором анализ голоса рассматривается как неинвазивный инструмент диагностики гипертонии.
Новая методика выявления гипертонии
Исследователи из Klick Labs впервые разработали методику прогнозирования хронического высокого кровяного давления, используя только голос человека.
Их исследование, недавно опубликованное в рецензируемом журнале IEEE Access, демонстрирует потенциал голосовых биомаркеров в выявлении гипертонии. Анализируя едва заметные особенности речи, этот метод обещает сделать медицинские обследования более доступными.
В исследовании приняли участие 245 человек, которые записывали свои голоса до шести раз в день в течение двух недель с помощью фирменного мобильного приложения. Это приложение, разработанное компанией Klick Labs, использует машинное обучение для анализа сотен голосовых биомаркеров, которые человеческое ухо не распознает. К ним относятся изменения высоты звука, схемы распределения энергии и изменения резкости звука.
Обзор предлагаемой акустической модели для скрининга артериальной гипертензии на основе ML. (ПРЕДОСТАВЛЕНО IEEE)
Исследователи установили два порога для определения артериальной гипертензии: систолическое артериальное давление (САД) ≥135 мм рт.ст. или диастолическое артериальное давление (ДАД) ≥85 мм рт. ст.; и САД ≥140 мм рт.ст. или ДАД ≥90 мм рт. ст.
Прогностические модели были адаптированы с учетом пола, что позволило достичь точности до 84% для женщин и 77% для мужчин при первом пороговом значении. При более строгом втором пороговом значении точность составила 63% для женщин и 86% для мужчин.
“Используя различные классификаторы и разработав прогностические модели с учетом гендерного фактора, мы нашли более доступный способ выявления гипертонии, который, как мы надеемся, приведет к более раннему вмешательству в эту широко распространенную проблему глобального здравоохранения”, — сказал Ян Фоссат, старший вице-президент Klick Labs и главный исследователь исследования. “Гипертония может привести к ряду осложнений, от сердечных приступов и проблем с почками до слабоумия”.
Гипертония является основной причиной сердечных заболеваний, инсульта и почечной недостаточности, что делает ее серьезной проблемой общественного здравоохранения. По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), более 50% людей, страдающих гипертонией, не знают о своем состоянии. Вызывает тревогу тот факт, что более 75% диагностированных случаев происходят в странах с низким и средним уровнем дохода, где доступ к медицинскому обслуживанию ограничен.
Традиционные методы измерения артериального давления, такие как использование наручников или автоматических устройств, требуют технических знаний и специального оборудования. Эти ограничения препятствуют широкому распространению скрининга, особенно в отдаленных районах или районах с недостаточным уровнем обслуживания. Инновационный метод анализа голоса, разработанный Klick Labs, устраняет этот пробел, предлагая экономичное и портативное решение.
Как работает анализ голоса
Распознавание по голосу основано на выявлении закономерностей в речи, которые коррелируют с физиологическими состояниями. Мобильное приложение, разработанное для этого исследования, анализирует такие биомаркеры, как основная частота (высота тона), среднечастотные кепстральные коэффициенты (распределение энергии речи) и спектральный контраст (резкость изменений звука). Эти функции отражают едва заметные изменения в сердечно-сосудистой системе организма, позволяя оценить уровень артериального давления.
Алгоритмы машинного обучения, основанные на этих биомаркерах, позволяют приложению с поразительной точностью классифицировать людей на гипертоников и нормотензивных. Подход к валидации, основанный на исключении одного субъекта из исследования, обеспечил надежное тестирование моделей, сведя к минимуму погрешности и повысив надежность.
Влияние количества записей, используемых для оценки производительности предлагаемых моделей при двух пороговых значениях: a) SBP ≥135 ИЛИ DBP ≥85 и b) SBP ≥140 ИЛИ DBP ≥90. (ПРЕДОСТАВЛЕНО IEEE)
“Голосовые технологии способны в геометрической прогрессии преобразовать здравоохранение, сделав его более доступным, особенно для больших групп населения с недостаточным уровнем обслуживания”, — говорит Джейси Кауфман, научный сотрудник Klick Labs и соавтор исследования. “Наши текущие исследования все чаще демонстрируют значительные перспективы голосовых биомаркеров в выявлении гипертонии, диабета и растущего списка других заболеваний”.
Это исследование знаменует собой первую попытку Klick Labs использовать голосовые технологии для выявления гипертонии, опираясь на их более раннюю работу в области выявления диабета. В октябре 2023 года команда опубликовала результаты в журнале Mayo Clinic Proceedings: Digital Health, продемонстрировав, что анализ голоса в сочетании с искусственным интеллектом может точно выявлять диабет 2 типа. Другое исследование, опубликованное в Scientific Reports, подтвердило связь между уровнем глюкозы в крови и высотой голоса.
Сотрудничая с больницами, академическими институтами и органами общественного здравоохранения по всему миру, Klick Labs стремится усовершенствовать свои алгоритмы искусственного интеллекта для более широкого применения. Голосовые биомаркеры могут революционизировать наш подход к профилактике — от раннего выявления хронических заболеваний до непрерывного мониторинга состояния здоровья.
“Гипертония — это только начало”, — сказал Фоссат. “По мере углубления нашего понимания голосовых биомаркеров мы представляем будущее, в котором простая запись голоса может дать представление о различных состояниях здоровья”.
Топ-50 характеристик, выявленных во всех процедурах обучения. (ИСТОЧНИК: IEEE)
Потенциальные преимущества не ограничиваются удобством. Благодаря раннему выявлению и вмешательству анализ голоса может снизить затраты на здравоохранение и улучшить результаты лечения миллионов людей. Он также согласуется с глобальными усилиями по устранению неравенства в области здравоохранения, предлагая масштабируемое решение для условий с ограниченными ресурсами.
На пути к более здоровому будущему
Результаты этого исследования очень важны. Гипертонию, заболевание, которое часто выявляется слишком поздно, теперь можно диагностировать с помощью такого простого инструмента, как приложение для смартфона. Для людей, проживающих в отдаленных районах или в районах с недостаточным уровнем обслуживания, эта технология представляет собой спасательный круг — шанс выявить риски на ранней стадии и принять профилактические меры.
Хотя необходимы дальнейшие исследования для подтверждения этих результатов среди более крупных и разнообразных групп населения, полученные результаты являются многообещающим шагом на пути к более инклюзивному здравоохранению. Используя силу голоса, ученые превращают повседневную деятельность в ключ к улучшению здоровья. Поскольку область голосовых биомаркеров продолжает развиваться, ее влияние на глобальное здравоохранение может быть кардинальным.
+ There are no comments
Add yours