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RTL Today – Science.lu: CoLive Voice: Schwere Krankheiten mit Stimme diagnostizieren

In einer einzigartigen digitalen Gesundheitsstudie möchte das Luxembourg Institute of Health anhand von Audiobeispielen Audio-Biomarker für chronische und infektiöse Krankheiten identifizieren.

Die menschliche Stimme ist ein starkes Kommunikationsmittel, das Gefühle und Emotionen vermittelt, aber auch Veränderungen in der Gesundheit einer Person anzeigen kann. In Verbindung mit dem umfangreichen Einsatz digitaler Werkzeuge und künstlicher Intelligenz im Gesundheitswesen ist dies ein starkes Argument für den Einsatz sprachbasierter Technologien sowohl für diagnostische als auch für medizinische Zwecke.

Unterstützung bei virtueller Medizin und Fernüberwachung von Patienten

Akustische Biomarker könnten bald in einer Vielzahl von Kontexten wie Telemedizin oder virtueller Medizin, der Fernüberwachung von Patienten zwischen Kontrolluntersuchungen oder der Bewertung der Wirksamkeit von Medikamenten in klinischen Studien eingesetzt werden. Dazu sollten gleichzeitig und systematisch mit gut organisierten Methoden Audioaufzeichnungen, klinische und epidemiologische Daten sowie Behandlungsergebnisse erfasst werden.

Forschungseinheit Deep Digital Profiling (DDP) in Das Luxembourg Institute of Health (LIH) wurde kürzlich gegründet Die CoLive Voice-Studie zielt darauf ab, Zehntausende von freiwilligen Stimmproben zu sammeln. Anschließend wird er sie analysieren, um vokale Biomarker für eine Vielzahl chronischer Erkrankungen und Symptome zu identifizieren, die von Stress, Angstzuständen und Depressionen bis hin zu Krebs, Diabetes, Multipler Sklerose, entzündlichen Darmerkrankungen und sogar COVID-19 reichen.

Extrahieren Sie wichtige Audiofunktionen aus Audiobeispielen

Dr. Jay Vajirazi, Direktor der Abteilung für öffentliche Gesundheit und Studiendirektor bei CoLive Voice erklärt:

Ein vokales Biomark ist ein Merkmal oder eine Kombination von Soundfunktionen die mit einem bestimmten klinischen Ergebnis in Verbindung gebracht werden kann und daher ein wertvolles Instrument zur Überwachung von Patienten, zur Erstellung klinischer Diagnosen, zur Beurteilung der Schwere der Erkrankung und sogar zur Unterstützung bei der Entwicklung neuer Medikamente ist.“

Die Studienteilnehmer müssen mithilfe der CoLive Voice-Web-App einen ausführlichen Fragebogen zu ihrem Gesundheitszustand beantworten. Der anonym bleibende Fragebogen umfasst klinische und epidemiologische Aspekte wie Lebensstilfaktoren und persönliche Angaben zu Symptomen, laufenden Behandlungen und diagnostizierten Erkrankungen. Anschließend müssen die Teilnehmer fünf verschiedene Tonbeispiele bereitstellen, bei denen sie unter anderem einen kurzen Text lesen, husten, tief durchatmen und bis 20 zählen. Die LIH-Forscher verarbeiten dann die aufgenommenen Daten und extrahieren die wichtigsten Merkmale der Stimme je nach Stimmstörung, Krankheit oder Art der Stimmprobe.

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Phonologische und sprachliche Eigenschaften analysieren

„Aus langen Vokalaufnahmen extrahierte Klangmerkmale wie ‚aaaa‘ können uns beispielsweise helfen, die Parkinson-Krankheit zu identifizieren, während sprachliche Merkmale, die aus automatischer oder halbautomatischer Sprache extrahiert wurden, für psychische Störungen relevanter sein können.“ Aurélie Fischer, CoLive Voice-Projektkoordinatorin erklärt.

Mit solchen Klangeigenschaften sind Modelle für maschinelles Lernen Deep Learning kann dann kodiert werden, um relevante klinische, medizinische oder epidemiologische Ergebnisse jeglicher Art automatisch vorherzusagen oder zu klassifizieren, entweder mit rein akustischen Merkmalen oder in Kombination mit anderen Gesundheitsdaten.

Entwicklung einer mehrsprachigen Audiodatenbank zur Identifizierung von vokalen Biomarkern

Menschen ab 15 Jahren aus der ganzen Welt können unabhängig von ihrem Gesundheitszustand am CoLive Voice-Projekt teilnehmen. Neben Menschen ohne besondere gesundheitliche Probleme suchen die Forscher nach Patienten mit Krebs, Diabetes, Multipler Sklerose, entzündlichen Darmerkrankungen oder COVID-19.

Obwohl es sich um eine in Luxemburg ansässige Initiative handelt, liegt die Stärke der Studie in ihrer internationalen Dimension. Wir hoffen, dass weltweit mehr als 50.000 Menschen teilnehmen und so dazu beitragen, CoLive Voice zu einer internationalen, mehrsprachigen Sprachdatenbank zur Identifizierung von Stimm-Biomarkern zu machen.“ Dr. sagt. Wetter in Fagherazzi.

Erhältlich in vier Sprachen

Die Teilnahme am CoLive Voice-Projekt ist einmalig, freiwillig und erfolgt völlig anonym. Zusätzliche Informationen zur Wissenschaft dahinter werden den Teilnehmern in Form von „Fun Facts“ zum Audio präsentiert. Die Anwendung ist in Englisch, Französisch, Deutsch und Spanisch verfügbar und kann unter folgendem Link abgerufen werden: www.colivevoice.org

Autor: LIH

Herausgeber: Uwe Hentschel