Polska aplikacja na telefon pomoże wykrywać choroby nie po tym co, ale jak powiesz
Naukowcy i lekarze z Uniwersytetu Medycznego w Białymstoku i krakowskiej firmy Techmo zaczęli innowacyjne badania wykrywania chorób przez analizę głosu pacjenta. Powstaje specjalna aplikacja na telefon, dzięki której będzie można wcześnie zdiagnozować wiele chorób.
Stan zdrowia człowieka, psychicznego i fizycznego, wpływa na jego głos. Rozumiemy to intuicyjnie – już po kilku wypowiedzianych słowach możemy się zorientować, że coś jest nie tak. Istnieje kilka chorób, o których bezpośrednim wpływie na struny głosowe wiemy od dawna – na przykład niewydolność krążenia powoduje obrzęk strun głosowych. Choroby płuc wywołują charakterystyczne świsty i zadyszkę, natomiast depresja sprawia, że mówimy bez energii, głosem przygaszonym.
Zaczęło się na Stanfordzie
No dobrze, ale jak coś takiego ma rozpoznać maszyna?
– Na początek musimy wyodrębnić cechy głosu charakterystyczne dla danej choroby, a następnie zbudować algorytm, który nauczymy je rozpoznawać – wyjaśnia Jacek Chochorowski, broker technologii Techmo. – Kolejnym etapem jest zbudowanie mechanizmu śledzenia dynamiki tych zmian w mowie pacjenta i szacowania ryzyka wystąpienia określonej choroby na ich podstawie. Tego zadania podjęliśmy się w projekcie VAMP.
Techmo to 30-osobowa firma z Krakowa, która powstała jako spin-off AGH i w dużej mierze składa się z naukowców od lat zajmujących się analizą dźwięku i mowy. Jest też wiodącym na polskim rynku dostawcą technologii rozpoznawania i syntezy mowy.
Niewydolność krążenia powoduje obrzęk strun głosowych. Choroby płuc wywołują charakterystyczne świsty i zadyszkę
– Wszystko zaczęło kilka lat temu na Uniwersytecie Stanforda, gdzie spotkało się dwóch Polaków: Karol Kamiński z Białegostoku, szef Zakładu Medycyny Populacyjnej i Prewencji Chorób Cywilizacyjnych tamtejszego Uniwersytetu Medycznego, i Bartosz Ziółko z AGH w Krakowie, jeden z najbardziej znanych w Polsce specjalistów DSP (Data Signal Processing, matematyczne manipulowanie rzeczywistymi sygnałami, jak głos, dźwięk, obraz, temperatura, ciśnienie czy pozycja, które zostały zdigitalizowane – red.) – opowiada Jacek Chochorowski.
Pięciuset do zbadania
– Wpadli na pewien pomysł łączący ich specjalizacje – aplikacji na urządzenia mobilne, która analizowałaby zmiany w głosie pacjenta i sugerowała lekarzom, jakie działania diagnostyczne należy przeprowadzić. Tak narodził się VAMP, czyli Voice Analysis for Medical Professionals (analiza głosu dla profesjonalistów medycznych).
Projekt otrzymał grant na blisko 10 mln zł w programie Narodowego Centrum Badań i Rozwoju i wystartował na początku 2019 roku. Za jego część medyczną odpowiada prof. Karol Kamiński – trwają testy i przygotowania, Uniwersytet Medyczny w Białymstoku buduje bazę pacjentów. Zbadanych ma zostać około 500 osób ze zdiagnozowanymi chorobami cywilizacyjnymi. Do tego dojdzie nagranie ich głosów w różnych formach: podczas czytania określonego tekstu, podczas wypowiadania niezwiązanych ze sobą słów i w czasie krótkiej rozmowy telefonicznej.
Aby można było stwierdzić, co dokładnie wpłynęło na głos, potrzebny jest inteligentny algorytm, który będzie analizował barwę głosu pacjenta, tempo mówienia, sposób konstruowania zdań, przerwy między słowami, charakterystyczne chrząknięcia oraz inne dźwięki – i łączył je z chorobami.
Cel: uniwersalny system
Powstają także zespoły badawcze, które zajmą się analizą poszczególnych chorób.
– Trzeba ścisłej współpracy lekarzy z informatykami – podkreśla Jacek Chochorowski. – Lekarze zwracają nam uwagę na to, na co laik nie zwróciłby uwagi. Budujemy infrastrukturę pod duże jednostki obliczeniowe, bo danych będzie bardzo dużo. W jakiejś mierze mamy do dyspozycji gotową bazę danych; nagrania głosu pacjentów UMB były już kiedyś gromadzone do innych badań. Mamy znaleźć wzorzec, który pomoże zwiększać prawdopodobieństwo rozpoznania. Wierzymy, że dzięki VAMP będzie można dokonać tego podczas luźnej rozmowy telefonicznej. Oczywiście, nie chodzi o dostarczenie twardych dowodów na to, że ktoś jest. To ma być sygnał, że coś jest nie tak i trzeba iść do lekarza specjalisty.
Chochorowski zaznacza, że zespół czeka niełatwe zadania, bo w użytku są różne telefony, mikrofony, rozmawiamy w różnych warunkach. Trzeba więc zbudować taki system, który zadziała na każdym urządzeniu i w każdych warunkach. Warto, bo korzyści będą ogromne: zdrowie, profilaktyka, samoświadomość pacjenta. I oszczędności.
Projekt potrwa do grudnia 2021 roku.