Parkinson eða Covid-19: Röddin greinir sjúkdóminn

Rétt eins og röddin endurspeglar skaplyndið getur hún líka ákvarðað hvað sé að þér. Í framtíðinni þarf gervigreindarapp í símanum bara að greina raddsýni til að ákvarða hvort eitthvað sé að.

BIRT: 23/08/2021

LESTÍMI:

7 mínútur
Share on facebook

Lyf – Tækni

Lestími: 8 mínútur

 

Þú finnur fyrir slappleika en í stað þess að panta tíma hjá lækni, dregurðu bara upp snjallsímann og spyrð: „Hæ, Siri, er eitthvað að mér?“ Og augnabliki síðar útskýrir þessi persónulegi ráðgjafi þinn hvort þú sért með Covid-19, þjáist af þunglyndi eða kannski parkinson.

 

Röddin kemur upp um þig og það hafa læknar reyndar hagnýtt sér í gríðarlega mörg ár.

 

Eitt af einkennum geðhvarfasýki er t.d. að í maníu talar sjúklingurinn hratt og hefur margt að segja en á hinn bóginn er hæsi eða ræsking tákn um mögulega hálsbólgu eða kvef.

 

Raddsviðið rúmar þó margfalt fleiri tilbrigði sem taka breytingum í tengslum við fjölmarga sjúkdóma. Oft eru breytingarnar svo smávægilegar að læknir heyrir engan mun.

 

Þeir eru nú farnir að taka í þjónustu sína sérþróaða algoritma sem nýta gervigreind til að greina rödd sjúklingsins og leita þar eftir einhvers konar óeðlilegu mynstri í raddbeitingu, tónhæð, málhraða eða orðavali.

 

Síminn bjargar hjartasjúklingum

Ísraelskir vísindamenn eru komnir nálægt því að fullþróa snjallsímaapp sem með því að hlusta á rödd hjartasjúklinga, getur metið hvort sjúkdómurinn sé að verða svo alvarlegur að sjúklingurinn þurfi læknishjálp.

 

Sjúklingurinn svarar spurningu

1 Sjúklingurinn kveikir á appinu sem biður um svar við handahófskenndri spurningu. Appið tekur svarið upp en hættir eftir 20 sekúndur án tillits til svarsins að öðru leyti.

Raddbrigði skapa mynd

Appið leitar að 233 ákveðnum atriðum í raddbeitingunni, svo sem tilbrigðum í raddstyrk eða tónhæð í tengslum við titrandi eða skjálfandi tal. Öll þessi atriði eru lögð saman í litakóðamynd.

Appið skilar niðurstöðu

Gervigreind ber raddmynd sjúklingsins saman við raddmyndir þúsunda annarra með þekkta greiningu og sjúkdómsþróun. Sennilegasta greiningin er birt.

 

Með því að bera þetta saman við raddmynstur þúsunda frískra og sjúkra einstaklinga læra algoritmarnir að greina mun og finna nákvæmlega þau frávik í röddinni sem ákvarða hvort maður hafi hjartasjúkdóm, mígreni eða sé mögulega í sjálfsvígshættu.

 

Gervigreindin hlustar líka

Það var árið 2017 sem fyrirtækið Amazon sótti um einkaleyfi á tækni sem á grundvelli raddgreiningar gerir Alexu, raddstýrðum þjóni fyrirtækisins, kleift að ákvarða hvort eigandinn sé með sárindi í hálsi.

 

Samkvæmt einkaleyfinu getur Amazon þá sýnt viðkomandi auglýsingar um hálstöflur eða lyf og boðið upp á heimsendingu innan klukkutíma. Til allrar lukku eru það þó ekki einvörðungu hagsmunir stórfyrirtækja sem standa að uppbyggingu raddgreiningar í heilbrigðisskyni.

 

Þegar fólk hringir í neyðarlínuna er það oft örvæntingarfullt og óðamála þannig að þeim sem svarar getur reynst erfitt að skilja nákvæmlega hvað er að. Danska nýsköpunarfyrirtækið Corti hefur þess vegna þróað algoritma sem hlustar á neyðarsímtöl.

 

Vísindamennirnir gátu með 99% vissu fullyrt hvort einhver væri með Parkinson eða ekki með því einu að hlusta á viðkomandi segja „ahhh“

 

Tæknin nýtir gervigreind og leitar í rauntíma að orðum eða málfari sem benda til hjartastopps og lætur strax vita ef slíkur grunur vaknar.

 

Saman tekst manni og vél að greina hjartastopp strax í 95% tilvika á móti 73% ef einungis mannlegt eyra hlustar á það sem sagt er.

 

Eitt atkvæði afhjúpar Parkinson

Kerfi Cortis byggist á því að hlusta á orðavalið og afhjúpa þannig sálarástand þess sem hringir. Önnur gervigreindartæki hlusta einungis á röddina en láta sér í léttu rúmi liggja hvað er sagt.

 

Margir sjúkdómar hafa á einn eða annan hátt áhrif á hæfni manna til að bera fram orð. Kvef leggst á raddböndin og veldur hæsi en mjög kaldar varir valda smámæli. Á svipaðan hátt hefur Parkinson ýmis áhrif á málhæfnina.

 

Hreyfingar Parkinsonsjúklinga eru hægari, rykkjóttari og ekki jafn styrkar og annars. Þetta gildir líka um tunguna. Talið verður því hægara, rómurinn lægri og röddin fer að titra. Sjúklingurinn ber þá tiltekin atkvæði aðeins öðruvísi fram.

 

 

Þar eð hvorki greining, t.d. blóðsýna né heilaskönnun dugar til að greina Parkinson svo öruggt sé, hafa ýmsir vísindamenn tekið að athuga hvort raddgreiningar geti leyst vandann.

 

Þegar árið 2012 tóku vísindamenn hjá Oxfordháskóla í Bretlandi upp raddir 10 heilbrigðra og 33 Parkinsonsjúklinga sem allir voru látnir segja „ahhh“.

 

Með hjálp raddgreiningarforrita fundu vísindamennirnir ekki færri en 132 mismunandi smáatriði í framburði þessa einfalda atkvæðis. Þegar vísindamennirnir báru saman öll þessi 132 atriði í framburði allra 43 einstaklinganna, gátu þeir bent á 10 hljóðfræðiatriði þar sem áberandi munur var á heilbrigðum og sjúkum.

 

Gervigreindin bjargar lífi

Læknar þurfa að greina mikið magn heilsufarsupplýsinga og leita uppi smáatriði á skannamyndum til að geta ákvarðað rétta sjúkdómsgreiningu. Með gervigreind að vopni getur tölvan veitt mikla hjálp á mjög skömmum tíma.

 

Nethimnan afhjúpar augnsjúkdóma

Nú eru augnsjúkdómar greindir á grundvelli skannamynda þar sem leysigeisli hefur skapað þrívíða mynd af nethimnunni ásamt taugaþráðum og æðum. Árið 2018 kynntu austurrískir vísindamenn sjálfsmenntar-tölvukerfi (computer learning) sem greindi augnsjúkdóma sjálfkrafa rétt í 94% tilvika.

Heilsuupplýsingar benda á hjartasjúka

Læknar meta blóðþrýsting, kólesteról og fleira þegar koma á í veg fyrir hjarta- og æðasjúkdóma. Árið 2017 hönnuðu breskir vísindamenn gervigreindarkerfi sem náði að segja fyrir um sjúkdómahættu hjá 8% fleirum en læknar höfðu getað.

Tölvur finna brjóstakrabba

Bandarískir vísindamenn hafa þróað gervigreindarforrit til að skoða röntgenmyndir af brjóstum heilbrigðra kvenna og spá fyrir um hvort þær muni þróa brjóstakrabba á næstu fjórum árum. Meðal 40 þúsund kvenna fann forritið tvöfalt fleiri í áhættuhópi en læknar höfðu getað fundið sjálfir.

 

Mismunurinn var svo afgerandi að vísindamennirnir gátu með 99% vissu fullyrt hvort einhver væri með Parkinson eða ekki með því einu að hlusta á viðkomandi segja „ahhh“.

 

Alzheimer þekkist á sljóu tali

Alzheimer er annar algengur heilasjúkdómur sem hægt er að greina með raddsýni. Sjúklingarnir eiga erfitt með að finna réttu orðin og því myndast hlé milli orða. Alzheimersjúklingar nota líka oftar staðgönguorð á borð við persónufornöfn og segja t.d. „hann“ í stað nafnsins eða láta sér nægja að segja hús í staðinn fyrir t.d. raðhús eða blokk.

 

Vísindamenn hjá Torontoháskóla í Kanada gerðu árið 2016 tilraun sem náði til 167 Alzheimersjúklinga og 97 heilbrigðra sem mynduðu samanburðarhóp. Á 45 sekúndum átti fólkið með eigin orðum að lýsa sem flestum atriðum á teikningu sem sýndi börn stela sér smákökum úr skáp meðan móðirin stóð við uppvaskið.

 

Vísindamennirnir settu upp 400 atriða skilmálalista fyrir lýsingar þátttakenda, m.a. hvort orðið „mamma“ var notað, hve mörg sagnorð voru notuð, hve löng orðin voru að meðaltali, hve hratt eitt atvæði kom á eftir öðru o.s.frv.

 

Myndrit sýna sjúkdómseinkenni

Tölvan breytir vegnjulegri raddupptöku í myndrit en þannig á gervigreindin auðveldara með að sundurgreina smáatriði og bera saman. Á myndritinu getur tölvan borið upptökur með hæsi, hikandi tali eða öðrum frávikum saman við eðlilegt tal.

 

Heilbrigð rödd er líflegri

Tónhæð og orðaval í tali heilbrigðs einstaklings er almennt líflegt og orðaval nákvæmara. Þessa þekkingu má nýta til samanburðar við tal einstaklings sem hefur fengið greiningu eða er veikur.

Þunglyndisrödd er eintóna

Raddbeiting þunglyndissjúklinga er oftast nokkuð eintóna, raddtíðnin sveiflast minna. Litakóðarnir sýna styrk raddarinnar. Dekkri og dökkblárri litir tákna fleiri desibel.

 

Tölva var síðan látin bera saman hvernig skilmálarnir voru uppfylltir bæði af sjúkum og heilbrigðum. Tölvan notaði gervigreind til að leita að mynstrum og samhengi sem aðskildu hópana tvo.

 

Að gervigreindarferlinu loknu gat tölvan með 84% vissu sagt til um hverjir væru með Alzheimer og hverjir ekki, með því einu að skoða 35 af skilmálunum 400. Frá 2016 hafa vísindamennirnir unnið að endurbótum á algoritmum sínum og gervigreindarforritið þekkir nú Alzheimersjúklinga frá öðrum með 92% öryggi.

 

Hósti afhjúpar Covid-19

Alveg frá upphafi Covid-faraldursins í ársbyrjun 2020 hafa vísindamenn um heim allan ekki aðeins hamast við að þróa bóluefni, heldur hafa þeir líka verið í áköfu kapphlaupi um að verða fyrstir til að þróa app sem geti greint sjúkdóminn með því einu að talað eða hóstað sé í snjallsíma.

 

Meðal þátttakenda í þessu kapphlaupi eru vísindamenn hjá MIT-háskólanum í BNA. Í september 2020 sendu þeir frá sér kerfi sem hafði lært að þekkja muninn á hósta heilbrigðra og Covid-sjúkra í hljóðnema.

 

MYNDBAND: Vísindamenn finna krabbamein með machine learning

Tölvur framkvæma milljarða útreikninga á þeim upplýsingum sem vísindamenn finna – til að finna krabbafrumur og bjarga lífum.

 

Gervigreindartauganet þeirra hafði þá fengið að heyra 4.256 manns hósta til að æfa sig í að greina muninn. Það tók kerfið ekki nema augnablik að skila niðurstöðunni og hún reyndist rétt í 97% tilvika.

 

Hóstaprófið er þar með næstum því alveg jafn öruggt og svokallað PCR-próf sem notað er hér á landi og þykir öruggast allra prófa. PCR-prófið kostar hins vegar um 4.000 kr. stykkið auk þess sem til þarf mannskap og niðurstöður liggja ekki fyrir fyrr en eftir hálfan eða heilan sólarhring. Hóstaprófið kostar ekki neitt, það getur hver og einn tekið heima hjá sér og niðurstaðan birtist samstundis.

 

Enn eiga vísindamennirnir eftir að fínpússa tæknina, rannsaka öryggið til fullnustu og fá búnaðinn viðurkenndan en að því loknu er ekkert því til fyrirstöðu að app, byggt á tækninni, verði tekið í notkun í snjallsímum um allan heim.

 

Í kjölfarið munu svo vafalaust koma önnur öpp sem gera okkur kleift að komast að því á augnabliki hvort við séum haldin einhverjum tilteknum sjúkdómi eða jafnvel að við þurfum ekki annað en að spyrja raddþjóninn í símanum hvað sé að okkur.

 

Birt 23.08.2021

 

 

GORM PALMGREN

 

 

BIRT: 23/08/2021

vinsælustu greinarnar

Lifandi vísindi

Lyf

Lifandi saga

Ertu áskrifandi að tímaritinu?

Áskrifendur að tímaritinu geta fengið frían aðgang að vefnum hér.

Innskráning

Ertu með áskrifandi að blaðinu?

Áskrifendur geta fengið áskrift af vefnum hér

FÁÐU AÐGANG AÐ VÍSINDI.IS

Viltu lesa greinina?

Fáðu aðgang að visindi.is

Ókeypis í 2 vikur!

Eftir það kostar eingöngu 1.390 kr. á mánuði og enginn uppsagnarfrestur.

Innifalið er aðgangur að öllum greinum á vefnum ásamt rafræna útgáfu af nýjustu tölublöðunum.

  • Fullur aðgangur að visindi.is
  • Frábærar myndir og myndbönd
  • Aðgengilegt í öllum snjalltækjum
  • Fullur aðgangur að gríðarlegu magni eldri greina
  • Nýjustu tölublöðin í rafrænu formi

Núverandi áskrifendur að tímaritinu fá að sjálfsögðu ókeypis aðgang að vefnum og þurfa bara að virkja aðgang sinn hér.

Ef þú ert þegar áskrifandi að visindi.is