Na podstawie głosu możemy rozpoznać, nie tylko z jakiego regionu kraju pochodzi dana osoba i jakie emocje jej towarzyszą. "Są także parametry akustyczne, które zmieniają się, kiedy chorujemy" - mówi dr inż. Daria Hemmerling z Wydziału Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej AGH.
Naukowcy przebadali już kilkadziesiąt osób z całej Polski, m.in. pod kątem choroby Parkinsona, a uzyskane wyniki dają obiecujące efekty. Po analizie nagrań głosu, można rozpoznać pewne niestandardowe zmiany, zwiastujące ryzyko choroby.
Paramenty głosu można mierzyć za pomocą zwykłego smarfona lub profesjonalnego narzędzia do nagrywania głosu. Naukowcy z AGH wykorzystują w swojej pracy uczelniane superkomputery, jedne z najpotężniejszych w kraju.
W zależności od jednostki chorobowej, którą analizujemy, prosimy o wypowiedzenie np. samogłosek i prosimy, by tę głoskę pacjent wypowiadał przez sekundę lub dwie. W chorobie Parkinsona pojawia się drżenie głosu i to jest sygnał, że coś zaczyna się dziać wewnątrz. Pacjenci mają spłaszczoną modulację, czyli nie mogą wyciągnąć wysoko głosu ani obniżyć go, dodatkowo osoby takie zwykle mówią dużo ciszej i ta mowa jest specyficzna, jakbyśmy mieli kluski w buzi - opowiada dr Hemmerling.
Naukowcy chcą, by korzystając ze specjalnej aplikacji pacjenci mogli nagrywać swój głos, który następnie zostanie przeanalizowany przez system. Na tej podstawie będzie można wykryć, czy zachodzą jakieś zmiany chorobowe.
Mowa jest czynnością złożoną angażującą mięsnie ale także mózg, dlatego może być wskaźnikiem problemów w różnorodnych obszarach funkcjonowania pacjenta. Dzięki analizom przetwarzania głosu z dużym prawdopodobieństwem uda się wskazać zmiany zachodzące w układzie oddechowym, ale także związane z chorobą Alzhaimera czy Parkinsona. Naukowcy chcą także pracować z pacjentami kardiologicznymi i onkologicznymi. Do tej pory w trakcie prowadzonych badań, udało się rozpoznać pewne cechy mowy związane z chorobą Parkinsona.
Na badania w tym zakresie z nadzieją spoglądają także psychologowie i psychiatrzy, którzy poszukują obiektywnych metod oceny stanu zdrowia pacjentów, u których podejrzewają zaburzenia, np. depresję. Co ważne, mają ku temu podstawy, bo możliwości diagnostyczne w zakresie przetwarzania głosu dynamicznie się poszerzają.
Kiedy zaczynałam pisać doktorat, w literaturze naukowej było relatywnie niewiele publikacji dotyczących zastosowania technologii głosowych w kontekście tzw. digital therapeutics, czyli terapii cyfrowych i diagnostyki cyfrowej za pomocą głosu, ale przede wszystkim świat komercyjny nie był tak otwarty na zastosowania tych technologii. Myślę, że to się zmieniło, kiedy pojawił się COVID — mówiła Daria Hemmerling.
Gdy nie mieliśmy możliwości widzenia się twarzą w twarz w gabinecie lekarskim, to okazało się, że zdecydowana część medycyny może zostać przeniesiona na kanał słuchowy, konsultacje mogą odbywać się jedynie przez telefony. Teraz już przyzwyczailiśmy się do tego, że niektóre usługi mogą być tak świadczone. To po prostu usprawnia procesy. Stąd coraz więcej firm zaczęło się tym interesować, a to pociągnęło za sobą zaangażowanie instytucji naukowych, bo żeby wprowadzić coś, co będzie skuteczne, musimy to najpierw przebadać - dodała.
Zmiany w głosie są pierwszym alarmującym objawem, który mogą zauważyć bliscy osób zmagających się z różnymi chorobami, np. wynikającymi ze zmian neurodegeneracyjnych.
Badania są prowadzone w ramach finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju (NCBR) programu "Lider", realizacją którego kieruje dr inż. Daria Hemmerling.
Badaczka z AGH będzie kontynuowała prace związane z głosem, ale skupi się teraz na problemach kardiologicznych. Na projekt "Kwantyfikacja biomarkerów głosowych wśród pacjentów z niewydolnością serca" Narodowe Centrum Nauki przyznało finansowanie w wysokości 48 tys. 400 złotych.
Ten grant jest po to, żebyśmy mogli pokazać na polskiej populacji, że biomarkery głosowe są skuteczne i mogą obiektywnie wskazywać na nieprawidłowości pojawiające się w wyniku wystąpienia jakichś zaburzeń, w tym wypadku zaburzeń rytmu serca. Chcemy zbadać, które biomarkery mogą różnicować osoby zdrowe i chore, a jeżeli już znajdziemy te biomarkery, to ustalić, jaki jest proces rozwoju choroby i co się tam zaczyna dziać, bo to nie jest jeszcze do końca zbadane — wyjaśnia badaczka.
W ramach grantu zostanie przebadanych 100 pacjentów z oddziału kardiologicznego Górnośląskiego Centrum Medycznego w Katowicach. Znajduje się tam komora bezechowa, czyli pomieszczenie zaprojektowane w taki sposób, by maksymalnie zredukować w nim pogłos. Dzięki temu dźwięk na nagraniach nie będzie zniekształcony przez właściwości pomieszczenia, w którym były wykonywane, a potencjał specjalistycznego sprzętu nagrywającego zostanie w pełni wykorzystany.
Mamy nadzieję, że te narzędzia, nad którymi pracujemy pomogą nam wykryć wczesne stadia pewnych chorób albo zamotywać nas, abyśmy poszli się przebadać - mówi dr inż. Hemmerling.