3 Minuten
Pradžia: kodėl balsas svarbus diagnozuojant gerklų vėžį
Gerklų (balso stygų) vėžys kasmet paveikia šimtus tūkstančių žmonių visame pasaulyje. 2021 metais visame pasaulyje buvo užfiksuota apie 1,1 mln. gerklų ir gretimų struktūrų vėžio atvejų bei beveik 100 tūkst. mirčių. Standartinei šios ligos diagnostikai naudojami tokie invaziniai metodai kaip vaizdo nosiaryklės endoskopija ir audinių biopsija, kuriems būtinas specializuotų gydytojų prieinamumas.
Tyrimo dizainas ir metodai
Oregono sveikatos ir mokslo universiteto bei Portlando valstybinio universiteto mokslininkai analizavo 12 523 balso įrašus iš 306 Šiaurės Amerikos dalyvių, siekdami išsiaiškinti, ar piktybiniai ir gerybiniai balso stygų pažeidimai palieka išmatuojamus pėdsakus žmogaus balse. Taikant mašininio mokymosi modelius buvo analizuojamos akustinės balso savybės, ieškant skirtumų, leidžiančių atskirti vėžinius pažeidimus nuo gerybinių auglių ar kitų balso sutrikimų.
Pagrindiniai rezultatai: harmonikų–triukšmo santykis kaip vėžio žymuo
Tyrimas nustatė specifinius akustinius skirtumus vyrų balsuose. Ypač svarbus buvo harmonikų–triukšmo santykis (angl. harmonic-to-noise ratio, HNR), rodantis periodiško garso ir neperiodiško triukšmo pusiausvyrą balso signale. Modeliai, paremti HNR ir susijusiomis savybėmis, leido atskirti vėžinius balso stygų pažeidimus nuo gerybinių bei kitų balso sutrikimų vyrams, net ir tuomet, kai skirtumai nebuvo pastebimi plika ausimi.
„Norint iš šio tyrimo sukurti dirbtinio intelekto įrankį balso stygų pažeidimų atpažinimui, reikėtų didesnio duomenų rinkinio su profesionalų pažymėtais įrašais. Vėliau svarbu užtikrinti, kad sistema vienodai tiksliai veiktų tiek vyrams, tiek moterims“, – teigia klinikines informacines technologijas tyrinėjantis Phillip Jenkins iš Oregono sveikatos ir mokslo universiteto.
Ribojimai: lyties skirtumai ir duomenų kiekis
Šiame rinkinyje nebuvo atrasta statistiškai reikšmingų akustinių žymių moterų balsuose. Tai nereiškia, kad moterų balsuose visiškai nėra aptinkamų požymių – reikalingi didesni ir įvairesni balso įrašų rinkiniai bei detalesnis modeliavimas, kad būtų galima sukurti universalią ankstyvosios patikros priemonę.
Susijusios technologijos ir ateities perspektyvos
Balso pagrindu kuriamos diagnostinės technologijos, kurių pagrindas – kalbos analizė, skaitmeninis signalų apdorojimas ir mašininis mokymasis, jau bandomos taikyti įvairiems susirgimams, nuo COVID-19 iki neurologinių ligų stebėsenos. Patvirtinti balso patikros įrankiai balso stygų pažeidimams padėtų nespecializuotiems gydytojams, telemedicinos platformoms ar masinėms patikros programoms greičiau atrinkti pacientus ir laiku nukreipti rizikos asmenis otorinolaringologo konsultacijai.
„Balso analizės pagrindu veikiantys sveikatos įrankiai jau testuojami. Remiantis mūsų darbu ir išplėstais duomenų rinkiniais bei medicininiu patvirtinimu, manau, kad panašūs instrumentai balso stygų pažeidimams aptikti galėtų būti išbandomi Pilotinių tyrimų metu per artimiausius porą metų“, – priduria Jenkins.
Klinikiniai ir etiniai aspektai
Prieš diegiant tokias priemones, būtina atlikti išsamų klinikinį vertinimą pagal lytį, amžių, kalbą ir įrašų sąlygas, kad būtų išvengta šališkumo. Taip pat svarbi balso duomenų apsauga, aiškios siuntimo gairės teigiamiems atvejams ir reguliacinis patvirtinimas, kad akustiniai biomarkeriai taptų saugiomis bei lygiomis viešosios sveikatos priemonėmis.
Išvados
Mašininio mokymosi analizė balso įrašuose atskleidė subtilius akustinius rodiklius, ypač harmonikų–triukšmo santykį, kuris leidžia atskirti vyrų vėžinius balso stygų pažeidimus. Nors rezultatai kol kas preliminarūs ir moterims specifinių žymių dar neaptikta, šis tyrimas rodo perspektyvią kryptį neinvaziniam, mastelio priemonėms tinkamam gerklų vėžio patikrai. Didinant duomenų kiekius, atliekant medicininį patvirtinimą bei pasirūpinus privatumu ir lygybe, balso analizės įrankiai galėtų paspartinti diagnostiką ir pagerinti sergančiųjų balso ligomis prognozes.
Quelle: frontiersin
Kommentare