Tutkijat käyttävät äänidataa ja tekoälyä Parkinsonin taudin varhaisdiagnoosiin

Parkinsonin tauti vaikuttaa yli 10 miljoonaan ihmiseen ympäri maailmaa, ja vaikka parantavaa hoitoa ei ole, taudin oireita voidaan paremmin hallita, jos ne havaitaan aikaisin. Yksi Parkinsonin taudin tärkeimmistä piirteistä on, että sen edetessä puhe muuttuu.

Tämä johti siihen, että Rytis Maskeliūnas, liettualainen tutkija Kaunas University of Technology (KTU):sta, ja joukko kollegoita Liettuan terveydenhuollon yliopistosta (LSMU), päättivät etsiä näitä varhaisia oireita äänidatan avulla.

Hienojen muutosten havaitseminen puheen mallissa

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

“Muutokset puheessa tapahtuvat usein jo ennen motorista toimintahäiriötä, joten muuttunut puhe voi olla taudin ensimmäinen merkki”, Maskeliūnas sanoo.

Professori Virgilijus Ulozas, LSMU:n lääketieteen tiedekunnan korva-, nenä- ja kurkkutautien osastolla, sanoo, että potilaat, joilla on varhaisen vaiheen Parkinsonin tauti, saattavat puhua hiljaisemmin, usein monotonisemmin, vähemmän ilmaisevasti, hitaammin ja sirpaleisemmin. Näitä muutoksia on kuitenkin vaikea havaita korvalla.

Tutkijaryhmä kehitti uuden järjestelmän, joka pyrkii ratkaisemaan tämän ongelman.

“Emme luoda korvaajaa potilaan rutiinitarkastelulle – menetelmämme on suunniteltu taudin varhaisdiagnoosin helpottamiseksi ja hoitotuloksien seuraamiseksi”, Maskeliūnas sanoo.

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

Teckoälyalgoritmien ja äänidatan käyttäminen

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

Kipras Pribuišis on luennoitsija LSMU:n lääketieteen tiedekunnan korva-, nenä- ja kurkkutautien osastolla.

“Tähän asti lähestymistapamme pystyy erottamaan Parkinsonin taudin terveistä henkilöistä puheenäytteen perusteella”, Pribuišis sanoo. “Tämä algoritmi on myös tarkin aiemmin ehdotettu.”

Tallentamalla sekä terveiden että Parkinsonin potilaiden puhetta äänieristetyssä huoneessa, tutkijaryhmä käytti tekoälyalgoritmiä signaalien prosessointiin. Tämä innovatiivinen lähestymistapa ei vaatinut monimutkaisia laitteita ja voisi lopulta soveltaa mobiililaitteisiin – mikä mahdollistaa paremmat hoitokäytännöt 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 lääkärin vastaanotoilla tai kotiympäristössä.