צוללים למחקרים – אבחון קורונה באמצעות קול

02 אוק

צוללים למחקרים – אבחון קורונה באמצעות קול

חדשות ומידע כללי

וירוס, התשמע קולי?

במאמר שהתפרסם על ידי אמילי אנתס, דווח כי חוקרים בוחנים דרכים לאבחון באמצעות קול של נגיף קורונה, דמנציה, דיכאון ועוד. בעוד ישנן טכניקות ומחקרים לא פורמליים אשר עוסקים בתחום שנים רבות, שמחנו לגלות כי ישנה התקדמות גם בעולם המערבי אשר תאפשר בדיקות רפואיות אשר אינן פולשניות. להלן תרגום וסיכום של הכתבה.

בחודש מרץ 2020, היקף מגיפת הקורונה גדל וגורמים ברחבי העולם לגייס את הציבור להצטרף למאבק. בתי חולים ביקשו מחברות מקומיות לתרום מסכות פנים, חוקרים קראו לאנשים שהחלימו מהוירוס לתרום את פלזמת הדם שלהם. ובישראל, משרד הביטחון וחברת סטארט-אפ בשם Vocalis Health ביקשו מאנשים לתרום את קולם.

אנשים שנמצאו חיוביים לנגיף הקורונה יכולו להשתתף פשוט על ידי הורדת אפליקציית Vocalis. פעם ביום הם דיברו לטלפון לפי ההנחיות של האפליקציה, תארו תמונה בקול וספרו בין 50 ל -70.

מכאן המערכת של Vocalis החלה לעבד את הנתונים באמצעות בינה מלאכותית, כדי להשוות את קולות החולים לצד קולות של אנשים שנבדקו שליליים למחלה. בניסיון לזהות דפוס קולי למחלה ולסייע לרופאים לבדוק את המקרים הפוטנציאליים נבדקו כ 1500 איש עד שיצאה גרסת הפיילוט.

יש לציין, הם לא היחידים שרוצים למצוא סמנים ביולוגיים קוליים של הקורונה – לפחות שלוש קבוצות מחקר אחרות עובדות על פרויקטים דומים. צוותים אחרים מנתחים הקלטות שמע של שיעול כתוצאה מקורונה ומפתחים אלגוריתמים לניתוח קולי שנועדו לזהות מתי מישהו חובש מסיכת פנים.

בעשור האחרון השתמשו מדענים בבינה מלאכותית ו "Machine Learning" כדי לזהות סמנים ביולוגיים קוליים פוטנציאליים למגוון רחב של מצבים, כולל דמנציה, דיכאון, הפרעת ספקטרום האוטיזם ואפילו מחלות לב. הטכנולוגיות שפיתחו מסוגלות לבחור הבדלים עדינים באופן שבו אנשים עם תנאים מסוימים מדברים, וחברות ברחבי העולם מתחילות למסחר אותן.

בעוד כעת האמצעים הטכנולוגיים בבדיקה, המומחה ביורן שולר אומר: "בעתיד הרובוט שלך, סירי שלך, Alexa שלך יגידו בפשטות 'אוי הצטננת'". בתחום החדש הזה יש מספר מלכודות פוטנציאליות. החל מאבחון שגוי ועד לפגיעה בפרטיות האישית והרפואית. מחקרים רבים נותרים קטנים וראשוניים, והמעבר מהוכחה למושג למוצר לא יהיה קל. "אנחנו בשעה המוקדמת של זה," אומר שולר.

חלק ניכר מהעבודות המוקדמות בתחום התמקדו במחלת פרקינסון, שיש לה השפעות ידועות על הדיבור – ואשר אין להן בדיקה אבחנתית סופית. ההפרעה גורמת למגוון תסמינים מוטוריים, כולל רעידות, נוקשות שרירים ובעיות בשיווי משקל וקואורדינציה. אובדן השליטה משפיע על השרירים המעורבים בדיבור; כתוצאה מכך, לאנשים רבים עם פרקינסון יש קולות חלשים ורכים. סממנים אשר מטפלים מנוסים יודעים לזהות בהקשבה, אך תוכנות מחשב יכולות לסנן את ההבדלים המדויקים.

לפני יותר מעשור החל מקס ליטל, באוניברסיטת ברמינגהם, בריטניה, לבדוק האם ניתוח קולי עשוי לסייע לרופאים לבצע אבחון מחלות קשות. במחקר אחד השתמשו בהקלטות שמע של 43 מבוגרים, 33 מהם חלו במחלת פרקינסון, ואמרו את ההברה "אההה". הם השתמשו באלגוריתמים לעיבוד קולי כדי לנתח 132 מאפיינים אקוסטיים של כל הקלטה, ובסופו של דבר זיהו 10 – כולל מאפיינים כמו נשימה ותנודות אדירות בגובה הצליל והגוון – שנראו כמנבאים ביותר לפרקינסון. בעזרת 10 תכונות אלה בלבד, המערכת יכלה לזהות את דגימות הדיבור שהגיעו מאנשים עם המחלה בדיוק של כמעט 99%.

חוקרים בכל העולם עובדים על מחקרים דומים. אך היות והמידע עדיין לא אמין במאה אחוז ישנן הרבה ספקות. בנוסף, אנשי מקצוע כמו קלינאי תקשורת מעידים כי יש הרבה סממנים התנהגותיים שצריך לשים לב אליהם שיכולים להעיד על מחלות ניווניות שונות. הנה מילותיה של מומחית להפרעות תקשורת Rhea Paul "לא כל ילד שמתחיל להראות סימנים של אוטיזם, יגדל להיות מבוגר עם אוטיזם. זה לא מידע מספק כשלעצמו כדי לתייג ילד, במיוחד כל כך מוקדם בחייו."

יתרה מזאת, סימנים קוליים שיעלו במקרה מסוים יכולים להצביע על מחלה שאינה בהכרח קשורה. מומחים בארץ ובעולם עדיין מנסים למצוא את מנגנון הסיווג הנכון שלא יבלבל בין חרדה ומתח לבין סימפטומים של מחלה.

"הקול עשיר מאוד במונחים של נשיאת אותות הרגש שלנו", אומר צ'ארלס מרמר, פסיכיאטר באוניברסיטת ניו יורק אשר השתמש בטכנולוגיה לבדוק גברים יוצאי צבא עם פוסט טראומה. "הקצב, עוצמת הקול, היציבות, הפרוזודיה [גובה הצליל והמנגינה] – התכונות האלה, הם אומרים לך אם מטופל מדוכא, מיואש, אם הוא נסער או חרד".

בשביל לדייק את כמות המידע המתקבלת בקול האנושי, מדענים משלבים בין הטכניקות. "אנחנו מנסים לעבוד עם מרכיב אנושי, לא רק להכניס נתונים לאלגוריתם, לצלול באמת למערכי הנתונים, לבנות מודל של המחלה ואז לבדוק את זה עם למידת מכונה", אומר גומי. 

לסיכום, כדי לייעל את הטכנולוגיה צריך לקחת בחשבון את כל הסיכונים והמשתנים, החל מפרטיות, בטיחות ועד לאבחונים שגויים. יש עוד זמן עד שהחזון יבוא לידי מימוש אך התוצאות בהחלט מסקרנות ומבטיחות!

לכתבה המלאה הקליקו כאן

צוללים למחק… 29 באוגוסט 2020 צוללים למחק… 8 באוקטובר 2020