Диабетът променя тембъра на гласа? Изкуствен интелект открива болестта от телефона

Тази технология никога няма да стане инструмент за диагностика, но може да се превърне в ефективно решение за скрининг

Изследването от аудиопроба е с 66% точност при жените и 71% при мъжете

Може ли гласът ни да разкрие, че имаме диабет тип 2? Оказва се, че да. Експеримент показа, че кратък запис на глас от телефон, анализиран с помощта на технология за изкуствен интелект (ИИ), може да бъде ефективен инструмент за диагностициране на това често срещано заболяване. Изследователите се надяват, че един ден аудиотестът ще може да помогне на повече от 240 милиона души по света, които не знаят, че имат диабет тип 2.

Резултатите, представени на тазгодишната среща на Европейската асоциация за изследване на диабета (EASD), показват, че новоразработен модел на ИИ може да открие диабет от аудиопроба с 66% точност при жените и 71% точност при мъжете. (Изследването все още не е публикувано в рецензирано медицинско списание.)

“Доказахме, че хората с диабет имат различен вокален тембър в сравнение с тези, които нямат тази болест”, казва един от съавторите на проучването д-р Гай Фагераци, директор на отдела за прецизно здраве в Люксембургския здравен институт в Белгия.

“Смятаме, че тази технология никога няма да бъде достатъчно точна, за да се превърне в инструмент за диагностика на диабет тип 2, който би могъл да замени кръвния тест. От друга страна, сме твърдо убедени, че един ден това може да се превърне в

ефективно решение за скрининг

и идентифициране на рискови лица или потенциални недиагностицирани случаи. Това би могло значително да намали тежестта на диабета в световен мащаб, тъй като половината от населението, което страда от него, го игнорира”, пояснява той.

За целите на проучването 607 пълнолетни лица (половината с диагноза диабет, а другата половина без) са били помолени да запишат гласа си, като прочетат няколко изречения директно от своя смартфон или лаптоп.

Изследователите отбелязват, че участниците с диабет като цяло са по-възрастни от тези без заболяването и е по-вероятно да са били със затлъстяване. Средната възраст на жените с диабет в проучването е била почти 50 г. спрямо 40 години за тези без, а мъжете с болестта са били средно около 48-годишни спрямо 42 години за тези без нея.

Екипът от изследователи анализирал по 25 секунди от всеки запис

с помощта на две специални техники - една, която улавя до 6000 подробни вокални характеристики, и втора, която включва по-усъвършенстван подход за дълбоко обучение на ИИ, който се фокусира върху прецизиран набор от около 1000 ключови характеристики на гласовете на доброволците.

Дълбокото обучение, или Deep Learning (DL), е област на машинното обучение, която се основава на учене чрез примери точно както правят хората. В основата му стои концепцията за “дълбоки невронни мрежи”. Всяка такава мрежа е сложна структура от цифрови “неврони”, които обработват и анализират информацията.

Като бил запознат с основни здравни данни за доброволците, сред които възраст, пол, индекс на телесна маса и наличие на хипертония, гласовият алгоритъм правилно идентифицирал две трети от жените и 7 от 10 мъже с диабет.

Изкуственият интелект се представил още по-добре при жени на възраст 60 и повече години и при хора с хипертония.

“Жените обикновено са по-лесни за диференциране с помощта на гласови данни,

когато имат здравословен проблем. Наблюдавахме това при предишни изследвания на други заболявания. Известно е, че хипертонията също влияе върху параметрите на гласа, така че можем да предположим, че хората, които имат едновременно диабет и хипертония, имат още по-различим глас”, казва д-р Фагераци.

Той и колегите му предполагат, че хроничната висока кръвна захар, умората, киселинният рефлукс, по-ниският белодробен капацитет и невропатиите (състояния, които засягат нервите) са някои от основните фактори, които могат да обяснят защо хората с диабет имат различен вокален тембър.

Д-р Сюзън Спрат, професор по ендокринология, метаболизъм и хранене в Медицинското училище към университета “Дюк” в Дърам, Северна Каролина, пък подозира, че болестта може да повлияе на гласа по няколко начина.

“На първо място, може да причини дехидратация, която да засегне тъканта на гласните струни, както и слоя, покриващ устата и езика. Също така в дългосрочен план

диабетът може да засегне нервите,

включително тези, свързани със слуха. Това може допълнително да повлияе и на говора”, смята тя.

“Не е една определена характеристика на тембъра, която може да обясни разликата в говоренето между хората с диабет и здравите, по-скоро става въпрос за комбинация от малки промени, които, когато се съберат заедно, могат да помогнат за разграничаването на двете групи”, твърди д-р Фагераци.

“При някои хора, които са с диабет над 10-20 години, се наблюдават промени в гласа, които могат да бъдат открити и от човешкото ухо, но като цяло най-вече благодарение на напредъка на обработката на аудиосигнали и изкуствения интелект вече можем да откриваме тези фини промени отрано”, допълва той.