Инструмент на основе ИИ способен обнаруживать рак, просто слушая голос пациента

Ранняя диагностика рака гортани существенно влияет на эффективность лечения. На сегодняшний день она обычно проводится с помощью видеоэндоскопии носа и биопсии тканей – инвазивных процедур, которые могут быть труднодоступны и занимать время. Задержка с обращением к врачу замедляет постановку диагноза и начало терапии.

Новое исследование, опубликованное в журнале Frontiers in Digital Health, предлагает альтернативный метод. Ученые выяснили, что небольшие изменения в голосе человека могут служить индикаторами аномалий голосовых связок. Эти "поражения" могут быть доброкачественными, например, узелки или полипы, но также способны сигнализировать о ранней стадии рака гортани. Результаты исследования показывают, что искусственный интеллект может использоваться для раннего выявления рака через анализ голоса.

Исследовательская группа участвовала в проекте "Bridge2AI-Voice", который является частью национальной инициативы "Bridge to Artificial Intelligence" (Bridge2AI) при Национальном институте здравоохранения США. Цель проекта – применять ИИ для решения сложных биомедицинских задач. В рамках исследования анализировались тон, высота, громкость и четкость речи с использованием первой публичной версии набора данных Bridge2AI-Voice, включающей 12 523 записи от 306 участников из Северной Америки.

Только часть этих записей принадлежала людям с диагностированным раком гортани, доброкачественными образованиями голосовых связок или другими нарушениями голоса, такими как спастическая дисфония или односторонний паралич голосовых связок. Исследователи проанализировали несколько измеримых характеристик речи: среднюю основную частоту (высоту тона), дрожание (jitter), отражающее мелкие колебания тона, мерцание (shimmer), показывающее изменения амплитуды, а также соотношение гармоник к шуму, которое сравнивает структурированный звук с фоновым шумом.

У мужчин без нарушений голоса, с доброкачественными образованиями и с раком гортани были выявлены различия в высоте тона и соотношении гармоник к шуму. У женщин таких закономерностей не наблюдалось, хотя ученые считают, что увеличение объема данных может выявить значимые тенденции. Результаты исследования показывают, что изменения в соотношении гармоник к шуму могут использоваться для мониторинга состояния голосовых связок и раннего выявления рака гортани, особенно у мужчин.