Tutkijat käyttävät äänidataa ja tekoälyä Parkinsonin taudin varhaisdiagnosoihin

Parkinsonin tauti vaikuttaa yli 10 miljoonaan ihmiseen maailmanlaajuisesti, ja vaikka parantavaa hoitoa ei vielä ole, taudin oireita voidaan paremmin hallita, jos ne havaitaan aikaisin. Yksi Parkinsonin taudin tärkeimmistä piirteistä on, että sen edetessä puheenmuodot muuttuvat.

Tämä johti siihen, että Liettuan Kaunasin teknillisen yliopiston tutkija Rytis Maskeliūnas ja hänen kollegansa Liettuan terveydenhuollon yliopistosta (LSMU) lähtivät etsimään näitä varhaisia oireita äänidatan avulla.

Hienojen muutosten havaitseminen puheen muodoissa

Maskeliūnasen mukaan, kun motorinen toiminta vähenee, myös äänihuulten, rintakehän ja keuhkien toiminta heikkenee.

“Puheenmuutokset tapahtuvat usein jo ennen motoristen toimintahäiriöiden alkamista, joten muuttunut puhe voi olla taudin ensimmäinen merkki”, Maskeliūnas sanoo.

LSMU:n lääketieteellisen tiedekunnan korva-, nenä- ja kurkkutautien osaston professori Virgilijus Ulozas sanoo, että varhaisen Parkinsonin taudin potilaat saattavat puhua hiljaisemmin, usein yksitoikkoisemmin, vähemmän ilmeikkäämmin, hitaammin ja sirkukselmallisemmin. Näitä muutoksia on kuitenkin vaikea havaita korvalla.

Tutkijaryhmä kehitti uuden järjestelmän, joka pyrkii ratkaisemaan tämän ongelman.

“Emme luota sijasta tavanomaiselle potilaan tutkimukselle – menetelmämme on suunniteltu helpottamaan taudin varhaisdiagnosointia ja seuraamaan hoidon tehokkuutta”, Maskeliūnas sanoo.

Hän sanoo myös, että yhteys taudin ja puheen epätavallisuuden välillä ei ole uusi, mutta teknologian edetessä on helpompaa saada enemmän tarkempaa tietoa puheesta.

Tehtävässä käytetään tekoälyalgoritmeja ja äänidataa

Käyttämällä viimeisintä tekoälytekniikkaa tutkijat suorittivat uraauurtavan tutkimuksen, jossa luotiin räätälöityjä analyysejä ja diagnosointeja puhuttujen signaalien pohjalta liettuan kielellä. Vain muutamassa sekunnissa he pystyivät laajentamaan olemassa olevia tekoälytietokantoja Liettuan kielellisillä erityispiirteillä.

Kipras Pribuišis on LSMU:n lääketieteellisen tiedekunnan korva-, nenä- ja kurkkutautien osaston luennoitsija.

“Toistaiseksi lähestymistapamme pystyy erottamaan Parkinsonin taudin terveistä henkilöistä puheenäytteen perusteella”, Pribuišis sanoo. “Tämä algoritmi on myös tarkin kuin aiemmin ehdotetut.”

Tallentamalla sekä terveiden että Parkinsonin potilaiden puhetta äänieristetyssä huoneessa tutkijaryhmä käytti tekoälyalgoritmiä signaalien prosessointiin. Tämä innovatiivinen lähestymistapa ei vaatinut monimutkaisia laitteita, ja sitä voitiin soveltaa myös mobiililaitteisiin – mikä mahdollistaa paremmat hoitratkaisut tulevaisuudessa.

“Tuloksemme, jotka on jo julkaistu, ovat erittäin tieteellisesti potentiaalisia. Kyllä, on edelleen pitkä ja haasteellinen tie ennen kuin se voidaan soveltaa päivittäisessä kliinisessä käytännössä”, Maskeliūnas sanoo.

Maskeliūnas on tunnistanut seuraavat tutkimuksensa vaiheet: potilasmäärien laajentaminen lisätodisteiden saamiseksi, algoritmin vertaaminen muihin varhaisiin Parkinsonin taudin diagnosointimenetelmiin ja sen tehokkuuden vahvistaminen eri konteksteissa, kuten lääkärien vastaanotoilla tai kotiympäristössä.