AI by mohla brzy detekovat rakovinu včasného hlasového boxu ze zvuku vašeho hlasu

Rakovina hlasové schránky nebo hrtanu je důležitá zátěž veřejného zdraví. V roce 2021 bylo po celém světě odhadováno 1,1 milionu případů rakoviny hrtanu a přibližně 100 000 lidí z ní zemřelo. Mezi rizikové faktory patří kouření, zneužívání alkoholu a infekce lidským papilomavirem. Prognóza rakoviny hrtanu se pohybuje od 35% do 78% přežití během pěti let, když je léčena, v závislosti na stadiu nádoru a jeho umístění v hlasové schránce.

Chytání rakoviny brzy je klíčem k vyhlídkám pacienta. V současné době jsou rakoviny hrtanu diagnostikovány prostřednictvím video nosní endoskopie a biopsií – povědomí, invazivních postupů. Dostat se ke specialistovi, který může tyto postupy provádět, může trvat čas a způsobit zpoždění v diagnostice.

Ale nyní se vědci ukázali Hranice v digitálním zdraví To, že abnormality hlasových záhybů lze detekovat ze zvuku hlasu. Takové „vokální záhybové léze“ mohou být benigní, jako jsou uzly nebo polypy, ale mohou také představovat raná fáze rakoviny hrtanu.

Tyto výsledky těchto důkazů o principu otevírají dveře pro novou aplikaci AI: jmenovitě k rozpoznání fází včasného varování rakoviny hrtanu z hlasových záznamů.

„Zde ukazujeme, že s tímto datovým souborem bychom mohli použít vokální biomarkery k odlišení hlasů od pacientů s vokálními lézemi od těch, kteří nemají takové léze,“ řekl Dr. Phillip Jenkins, postdoktorand v klinické informatice na Oregon Health University a odpovídající autor studie.

Hlasové zprávy

Jenkins a jeho kolegové jsou členy projektu „Bridge2ai-Voice“ v rámci konsorcia „Bridge of Artificial Intelligence“ (Bridge2ai), celostátního úsilí, aby aplikoval AI na složité biomedicínské výzvy. Zde analyzovali variace tónu, hřiště, hlasitosti a jasnosti v první verzi veřejného datového souboru Bridge2ai-Voice, s 12 523 hlasovými nahrávkami 306 účastníků z celé Severní Ameriky.

Menšina pocházela od pacientů se známým rakovinou hrtanu, benigní vokální záhyby nebo dvě další podmínky Hlasová skříňka: spasmodická dysfonie a jednostranná paralýza hlasového záhybu.

Vědci se zaměřili na rozdíly v řadě akustických rysů hlasu: například průměrná základní frekvence (Pitch); jitter, variace hřiště v řeči; Shimmer, variace amplitudy; a harmonicképoměr šumuMíra vztahu mezi harmonickými a šumovými složkami řeči.

Vědci zjistili, že výrazné rozdíly v poměru harmonického k šumu a základní frekvenci mezi muži bez jakékoli hlasové poruchy, muži s benigními vokálními lézemi a muži s rakovinou hrtanu. Nenalezli mezi ženami žádné informativní akustické rysy, ale je možné, že větší datový soubor by tyto rozdíly odhalil.

Autoři dospěli k závěru, že zvláště změna poměru harmonického k šumu může být užitečná pro sledování klinického vývoje vokálních lézí a k detekci rakoviny hrtanu v rané fázi, alespoň u mužů.

„Naše výsledky naznačují, že eticky pocházející, velké, multiinstitucionální datové soubory, jako je Bridge2ai -hlasová, by mohly brzy pomoci učinit z našeho hlasu praktickým biomarkerem pro riziko rakoviny v klinické péči,“ řekl Jenkins.

Budování mostu k AI

Nyní, když byla stanovena důkaz principu, je dalším krokem použití těchto algoritmů na více dat a otestovat je v klinických prostředích na hlasech pacienta.

„Abychom přešli z této studie do nástroje AI, který rozpoznává vokální léze, trénujeme modely pomocí ještě většího datového souboru hlasových záznamů, označeného profesionály. Poté musíme testovat systém, abychom se ujistili, že funguje stejně dobře pro ženy a muže,“ řekl Jenkins.

„Zdravotní nástroje založené na hlase jsou již pilotovány. Na základě našich zjištění odhaduji, že s většími datovými sadami a klinickou validací by podobné nástroje pro detekci vokálních záhybů mohly v příštích několika letech vstoupit do testování pilotních testů,“ předpovídal Jenkins.