Jak ciało zdradza chorobę
Ciało zdradza stan zdrowia na różne sposoby - początek niektórych schorzeń wypisany jest na twarzy, w głosie, w oczach. O toczącym się procesie chorobowym świadczyć może uścisk dłoni. W sukurs lekarzom w uchwyceniu tego rodzaju subtelności przyjść może sztuczna inteligencja, ale czasem wystarczą proste przyrządy i dokładne oględziny pacjenta.
Oględziny pacjenta to zresztą jedna z najstarszych i wciąż stosowanych metod diagnostycznych, często - zwłaszcza jeśli dokonuje ich doświadczony lekarz - tak dobra, jak zlecane potem badania laboratoryjne czy obrazowe. Marek Edelman opowiadał Hannie Krall, że ten właśnie aspekt medycyny zachęcił go do uczęszczania na studia medyczne. "Usłyszałem, że profesor mówi: Kiedy lekarz wie, jak wygląda oko chorego, jak wygląda skóra, jak język, to powinien wiedzieć, co temu choremu jest. Spodobało mi się to" - zanotowała wybitna reportażystka.
Teraz trwają badania z wykorzystaniem sztucznej inteligencji, która być może będzie jeszcze bardziej spostrzegawcza niż ludzki mózg w wyłapywaniu istotnych subtelności. I tak, w trakcie niedawnej konferencji American College of Cardiology zespół z Mayo Clinic pokazał, że na podstawie analizy głosu pacjenta można określić prawdopodobieństwo choroby wieńcowej. W badaniu z udziałem ponad setki ochotników pewna cecha głosu oznaczała 2,6 raza większe ryzyko tego zaburzenia.
Tu konieczne są przyrządy - naukowcy nie wsłuchiwali się w mowę ochotników za pomocą własnych uszu; robił to komputer ze sztuczną inteligencją wytrenowaną do analizy 80 różnych parametrów.
- Użyta przez nas technologia wykorzystuje uczenie maszynowe, aby ocenić coś, czego my nie jesteśmy w stanie dostrzec z pomocą naszego ludzkiego mózgu i uszu - wyjaśnia dr Jaskanwal Deep Singh Sara.
Liczba uczestników w tym badaniu była zbyt skromna, by wyciągać kategoryczne wnioski, a technologia na razie znajduje się w fazie badań, jednak wyniki są obiecujące i być może w niedalekiej przyszłości lekarze otrzymają dodatkowe narzędzie diagnostyczne, zwłaszcza w zdalnych usługach medycznych.
- Telemedycyna jest nieinwazyjna, niedroga i skuteczna. Przy tym coraz bardziej zyskuje na znaczeniu w obliczu pandemii - podkreśla kardiolog.
I czyni ważne zastrzeżenie.
- Nie sugerujemy, że analiza głosu zastąpi lekarza czy obecne metody pomocy chorym, ale według nas istnieje duży potencjał wykorzystania tej technologii jako uzupełnienie dzisiejszych sposobów. Dostarczenie próbki głosu jest dla pacjentów intuicyjne, a nawet zabawne i może stać się skalowalną metodą wspierającą prowadzenie pacjentów - zaznacza specjalista.
Cyfrowe ucho psychiatry
Jeśli z pomocą głosu można rozpoznać kłopoty z sercem, nie powinno dziwić, że podobnie da się ocenić stan pacjenta z zaburzeniem psychicznym. Taki sposób pokazali badacze z University of California w Los Angeles, którzy przez 14 miesięcy obserwowali grupę ochotników z poważnymi chorobami, takimi jak schizofrenia, choroba dwubiegunowa czy ciężka depresja.
Raz - dwa razy w tygodniu uczestnicy eksperymentu dzwonili na specjalną, darmową linię i odpowiadali na proste pytania o samopoczucie czy wyzwania, jakim musieli ostatnio sprostać. Inteligentny program przede wszystkim analizował słowa i to, jak ich dobór zmieniał się z czasem. W mniejszym stopniu uwzględniał również ton głosu. Badacze, jak twierdzą, mogli dzięki temu lepiej oceniać stan ochotników.
- Sposób, w jaki ludzie odpowiadają na pytania i zmiany, jakie zachodzą w tych odpowiedziach, są unikalne dla każdego pacjenta. Patrzymy na każdą osobę indywidualnie, a nie tylko na diagnozę - zaznacza dr Armen Arevian, autor badania opisanego na łamach „PLoS ONE”.
Wyjaśnia, że sztuczna inteligencja pozwoliła badaczom zauważyć indywidualne, różnorodne, istotne klinicznie parametry użycia języka i wzorce głosu pacjentów.
Zdrowie odbite w oczach
Oprócz wsłuchiwania się w mowę człowieka, można się dokładnie przyglądać różnym jego częściom. Okazuje się na przykład, że zdjęcia siatkówki mogą wskazać na ryzyko chorób sercowo-naczyniowych, a także zgonu. Po analizie 90 tys. zdjęć dna oka prawie 50 tys. osób sztuczna inteligencja nauczyła się określać ogólne ryzyko śmierci danej osoby, porównując biologiczny wiek siatkówki z metrykalnym wiekiem człowieka. Im większa różnica (starsza - bardziej zniszczona siatkówka), tym ryzyko śmierci rosło.
„Nasze wyniki wskazują, że różnica w wieku siatkówki i wieku chronologicznego danej osoby potencjalnie może być wskaźnikiem starzenia się blisko powiązanym z prawdopodobieństwem śmierci. Sugeruje to, że analiza wieku siatkówki może służyć jako narzędzie do badań przesiewowych i wyboru najlepszej pomocy dla pacjentów" - swoje rezultaty podsumowują naukowcy.
Na twarzy wypisane
Podobnie rzecz się ma z twarzą, choć i tu badania dopiero się zaczynają.
„Istnieje ogromny, niewykorzystany jeszcze potencjał związany z najnowszymi metodami komputerowymi i uczeniem maszynowym (...)” - piszą naukowcy z włoskiej Krajowej Rady Badań Naukowych, autorzy analizy postępów na tym polu. Co jednak dzisiaj zajmuje głowy i laboratoria naukowców, jutro może trafić do szpitali, czy przychodni. Możliwe nawet jest, że programy tego typu będą działały na zwykłych smartfonach - uważają włoscy badacze.
Eksperci z Macquarie University w Sydney twierdzą na przykład, że dzięki analizie kształtu twarzy - m.in. symetrii, przeciętności wyglądu, czy wypisanych na niej cech płciowych można już przewidzieć różne fizjologiczne cechy związane ze zdrowiem, takie jak procent tkanki tłuszczowej w ciele, BMI, ciśnienie tętnicze. To parametry, które mają kluczowe znaczenie dla zdrowia sercowo-naczyniowego. Ich projekt badawczy pokazał też, że z odczytywaniem wypisanego na twarzy zdrowia nie najgorzej radzą sobie także ludzie.
Zaciśnij dłoń i dowiedz się czegoś o swoim sercu
Niektóre badania, które mogą wiele powiedzieć o stanie organizmu, wymagają tymczasem jedynie podstawowych przyrządów, takich jak miernik nacisku.
Naukowcy z Koreańskiego Instytutu Zdrowia i Środowiska donieśli niedawno o związkach miedzy siłą uścisku dłoni dorosłych osób i stanem ich zdrowia, a dokładniej - występowaniem u nich co najmniej dwóch chorób. Informacje na temat prawie 20 tys. uczestników wskazały na silną, odwrotną korelację - im silniejszy uścisk dłoni, tym mniejsze ryzyko chorób. Według badaczy z McMaster Univeristy, że siła uścisku może nawet więcej powiedzieć o zdrowiu, niż pomiar ciśnienia krwi.
- Ocena uścisku dłoni może stanowić łatwy i niedrogi test do oceny ryzyka zgonu oraz chorób serca” - twierdzi prof. Darryl Leong, autor badania opisanego na łamach magazynu „The Lancet”. - Lekarze lub inni pracownicy medyczni mogą mierzyć uścisk, aby zidentyfikować pacjentów z poważnymi chorobami, takimi jak niewydolność serca czy udar, którzy są szczególnie zagrożeni śmiercią - mówi naukowiec.
Jego zespół doszedł do takich wniosków po czteroletniej obserwacji aż 140 tys. ochotników w wieku 35-70 lat, w 17 krajach. Każdy spadek siły o 5 kg oznaczał przeciętnie wzrost ogólnego ryzyka śmierci o jedną szóstą. Wśród głównych przyczyn śmierci były wymienione właśnie udary i zawały.
Tego typu badanie wiele też może powiedzieć już o zdrowiu dzieci - twierdzą eksperci z Baylor University. Przeprowadzili oni dwuletnią obserwację grupy uczniów, którzy przystępując do eksperymentu mieli 9-10 lat. Według pomiarów uścisku dłoni, aż 28 proc. chłopców i 20 proc. dziewcząt badacze zaklasyfikowali jako "słabych". W tej grupie, w czasie trwania obserwacji ryzyko pogorszenia zdrowia było aż trzy razy wyższe, niż w grupie dzieci z silnym uściskiem. Wyraźna korelacja utrzymywała się nawet po uwzględnieniu innych czynników, takich jak wydolność krążeniowo-oddechowa, ciśnienie krwi, rodzinna historia zdrowia, poziom lipidów i glukozy, aktywność fizyczna, czy ilość beztłuszczowej masy ciała.
- Badanie siły uścisku jest proste, nieinwazyjne i można łatwo je przeprowadzić w gabinecie lekarskim. Taki test ma dużą wartość zarówno w przypadku dorosłych, jak i dzieci - podkreśla prof. Paul M. Gordon, autor pracy opublikowanej na łamach „The Journal of Pediatrics”.
Nikt nie powinien się więc chyba dziwić, jeśli kiedyś lekarz poprosi go o silny uścisk dłoni, wypowiedzenie paru zdań do mikrofonu albo ustawienie się do zdjęcia.
Marek Matacz
Źródła:
Hanna Krall: Zdążyć przed Panem Bogiem, Wydawnictwo a5, Poznań 1997
Doniesienie prasowe na temat analizy głosu i zdrowia serca
Doniesienie na temat analizy glosu i stanu psychiki
Praca naukowa na temat obserwacji siatkówki i ryzyka sercowo-naczyniowego
Praca naukowa na temat analizy zdjęć siatkówki i ryzyka zgonu
Praca naukowa na temat obecnych możliwości analizy twarzy
Praca naukowa na temat siły uścisku dłoni i ryzyka występowania wielu chorób
Praca naukowa na temat siły uścisku dłoni i ogólnego zdrowia
Doniesienie na temat siły uścisku dłoni i zdrowia dzieci
