Как одно телефонное приложение использует ваш голос для определения высокого кровяного давления
Сегмент носимых устройств сейчас находится в тупике, поскольку у компаний, очевидно, закончились инновации в области датчиков. Микрофлюидика и эластичная электроника недавно стали рассадниками передовых исследований носимых устройств, но эти многообещающие работы еще не добились коммерческого успеха.
Klick Labs, с другой стороны, рассматривает записи голоса как следующую золотую жилу для биомаркеров. Представьте себе использование голосовых записей со смартфона в качестве инструмента мониторинга диабета 2 типа или голосовых записей для оценки уровня глюкозы. Это звучит довольно фактично, но именно над этим команда работала и добилась обнадеживающих результатов.
Новое приложение Klick Labs использует записи голоса для обнаружения признаков хронического высокого кровяного давления с некоторой помощью искусственного интеллекта для анализа. «Голосовые технологии обладают потенциалом экспоненциально трансформировать здравоохранение, делая его более доступным и доступным, особенно для больших групп населения, недостаточно обслуживаемых», — говорит Джейси Кауфман, научный сотрудник Klick Labs.
Почему гипертония является такой большой проблемой
Высокое кровяное давление, также известное как гипертония, поражает по меньшей мере 1,28 миллиарда взрослых во всем мире, и почти половина из них не подозревает об этом. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), это основная причина преждевременной смертности во всем мире.
По данным Американской кардиологической ассоциации, если заболевание не лечить вовремя, оно может привести к сердечному приступу, почечной недостаточности, инсульту, потере зрения и различным сердечным заболеваниям. К сожалению, доступный анализ гипертонии или своевременное ее выявление не всегда возможны.
Samsung внедрила эту технологию в свои умные часы , но они довольно дорогие. Проблемы усугубляются для людей, живущих в отдаленных районах или общинах с плохой инфраструктурой здравоохранения. Решение, охватывающее что-то столь же повсеместное, как смартфон, может оказаться спасителем, поскольку оно решает несколько важных задач за один раз.
Как записи голоса могут помочь
Для исследования команда проанализировала образцы голосов 245 человек, оценивая записи голоса, собранные шесть раз в день в течение двух недель. Команда разработала модели прогнозирования с учетом пола и впервые задокументировала новый метод акустического анализа.
Последнее исследование Klick Labs, опубликованное в журнале IEEE Access , позволило выявить повышенное кровяное давление у женщин с точностью 84% и 77% у мужчин. Ян Фоссат, старший вице-президент Klick Labs, рассказал Digital Trends, что сейчас команда стремится расширить возможности голосового анализа для выявления нехронического высокого кровяного давления.
Примечательно, что система не требует какой-либо калибровки перед анализом, что устраняет еще одно важное препятствие, а данные также собирались в неконтролируемых условиях.
Приложение ищет такие детали, как распределение энергии речи, изменчивость высоты тона и резкость изменения звука, чтобы установить корреляцию с повышенным артериальным давлением. Приложение пока не является общедоступным, поскольку оно, очевидно, находится в стадии доработки, но будущее выглядит светлым.
Фоссат, который также был главным исследователем исследования, сообщил нам, что команда надеется распространять ключи интерфейса прикладного программирования (API) по мере продвижения к коммерциализации. Он не будет зависеть от платформы, а это значит, что мы можем ожидать, что он появится на iPhone и Android в ближайшем будущем.
Но как насчет нормативных препятствий и утомительного цикла сертификации? «Мы подадим приложение на одобрение регулирующих органов как программное обеспечение как медицинское устройство (SaMD) класса I», — сообщил Фоссат Digital Trends. По данным Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) , решения SaMD класса I представляют наименьший риск и не интегрируются с аппаратными медицинскими устройствами.
Итак, как обычный человек должен относиться к такой инновации, как голосовая система определения хронического артериального давления от Klick Labs, и ее перспективам? «Инструменты медицинского уровня являются золотым стандартом для обнаружения аномалий артериального давления», — рассказал Фоссат Digital Trends. Приложение Klick Labs не является началом и концом борьбы с гипертонией, но оно может направить вас на правильный путь.
Проблемы и дальнейший путь
«Наше приложение предназначено для проверки людей и оповещения их о необходимости обратиться к врачу для диагностики с помощью инструментов медицинского уровня, таких как сфигмоманометр», — добавляет он. Эта система не отличается от того, как компании вроде Apple продают свой собственный сенсорный комплекс для здоровья и благополучия на Apple Watch, особенно в отношении таких функций, как обнаружение фибрилляции предсердий (ФП).
Однако есть несколько проблем, которые необходимо решить, прежде чем команда приступит к масштабному развертыванию своего набора программных инструментов. Например, случаи в основном ограничивались одной этнической принадлежностью, и в тестовой группе было недостаточно случаев гипертонии.
Команда также изучает методы, позволяющие сократить количество записей, необходимых для правильного анализа. Для этого потребуется гораздо больше данных для обучения базовых моделей ИИ. Что касается записи голоса, то для получения необходимых акустических данных требуется определенная подготовка, что создает еще одну проблему перед массовым развертыванием.
«Наш следующий шаг — повторить исследование с участием более крупной и разнообразной группы, включающей различное этническое происхождение и более широкий спектр симптомов гипертонии», — отмечает Фоссат. Klick Labs предлагает такие решения, как глубокие нейронные сети, позволяющие преодолеть некоторые из описанных выше недостатков.
Но сама идея неинвазивного подхода к анализу хронического высокого кровяного давления с использованием смартфона — это огромный шаг вперед. Он исключает из уравнения дорогие носимые устройства и использует подход, при котором правильная поддержка со стороны органов здравоохранения или коммерческое использование могут творить чудеса для миллионов людей из группы риска по всему миру.