Sveikatą dažnai nustumiame į antrą planą ir į specialistus kreipiamės tik tada, kai jaučiamės itin blogai. Tačiau naujasis išradimas leis pasitikrinti namuose ir, jei užfiksuos neįprastus pokyčius balse, primins, kad metas apsilankyti pas gydytoją.
Ankstyva gerklų vėžio diagnostika itin svarbi, todėl keturių KTU mokslininkų ir keturių Kauno klinikų medikų bendromis jėgomis sukurta programėlė padės aptikti balso pokyčius, galinčius įspėti apie ligą kuo anksčiau.
KTU Informacijos fakulteto mokslininkas Rytis Maskeliūnas pasakoja, kad poreikis sukurti tokią programėlę atkeliavo iš medikų – jie susiduria su diagnostine problema, nes balso pokyčiai gali būti ir itin subtilūs, kone negirdimi ausimi.
„Turi susiburti ekspertų grupė, kuri tariasi, vertina pagal specialias metrikas, vertinimo lenteles. Tai ne visada yra efektyvus procesas. Kaip ne kaip, būna ir sudėtingesnių atvejų, kai iš klausos nustatyti pokyčius sunku“, – aiškino R. Maskeliūnas.
Pokyčius atpažins algoritmas
Pasitelkiant modernius signalų apdorojimo metodus, sukurtas algoritmas, gebantis atpažinti tam tikrus pokyčius balse ir priskirti juos atitinkamai rizikos grupei:
„Mes turime daug sveikų žmonių, paveiktų žmonių ir sunkiai sergančių žmonių balso įrašus ir pagal juos mes galime susikurti atskaitos taškus – įvairias požymių grupes.
Algoritmas geba statistiškai paskaičiuoti, kuri požymių grupė atitinka žmogų, pagal tai, kad tam tikri požymiai būdingi ankstyvam sutrikimui, kitų kombinacija – pažengusiam, o kita kombinacija gali rodyti, kad žmogus sveikas, tik užkimęs.
Paprastai kalbant, yra daugybė faktorių, mes turime daug tikimybių ir turime priimti, kuri tikimybė didžiausia, kad žmogaus balsas priklauso kažkuriai požymių grupei.“
Vien tik tikimybinio vertinimo nepakanka, todėl naudojamos ir papildomos metrikos, validuotos medicinoje, leidžiančios nustatyti signalo kokybės indeksą, balso varijavimą, kitus faktorius, o algoritmas ima visas dedamąsias ir jas patikrina.
Viskas, ką reikės padaryti žmogui – įsirašyti programėlę į telefoną ir pakalbėti, o algoritmas, atlikęs savo darbą, spalvų skalėje parodys rizikos lygį. Žalia spalva indikuos, kad esate sveikas, galbūt tik užkimęs, geltona – kad vertėtų apsilankyti pas specialistą, raudona – kad būtina kreiptis į medikus.
Medikams skirta programėlės versija parodys daugiau informacijos – įvertį skaičių skalėje, klases, algoritmas taip pasiūlys potencialų sprendimą – diagnozę. Tai palengvins medikų darbą, programėlė apskaičiuos tai, ką medikai įprastai skaičiuoja ant popieriaus.
Specialistai taip pat vos pažvelgę į garso signalo reprezentaciją – spektrogramą arba kochleogramą – gali pamatyti neįprastus virpesius, kurie gali būti labai minimalūs.
R. Maskeliūnas pažymi, kad ne medikai ankstyvųjų stadijų balso įrašuose ausimi negirdi kone jokių pokyčių, tačiau jie, pastebėti laiku, net gali padėti išgelbėti gyvybę.
Kylantys iššūkiai
Programėlė kol kas neprieinama, šiuo metu Kauno klinikų medikai atlieka klinikinius tyrimus, validuoja programėlę ir skaičiuoja jos tikslumą.
Mokslininkas pasakoja, kad koncepciją ir bazę sukurti užtrunka maždaug pusę metų, jei turima pakankamai žinių, išmanymo ir kompetencijų. Tačiau tada prasideda sunkiausia ir ilgiausiai trunkanti dalis iki kol programėlė bus prieinama:
„Toliau seka validacija – klinikinėmis sąlygomis nustatyti, kiek tai, ką mes sukūrėme, atitinka realius žmones, kurių duomenys nebuvo panaudoti algoritmų kūrime.
Čia prasideda eilė problemų – reikia derinti ir žiūrėti, kad algoritmas neišmoktų meluoti, klaidingai priskirti arba visus žmones laikyti vieno susirgimo tipo, vadinamoji duomenų šališkumo (angl. data bias) problema.“
Kita problema – kiek žmonių sutinka dalyvauti klinikiniuose tyrimuose. Tačiau kol kas, rodos, viskas einasi puikiai ir rezultatai džiugina.
„Siekiamybė turėtų būti mažiausiai 85 proc. tikslumas, kad programėlė galėtų būti naudinga, idealiu atveju – 99 proc. ir didesnis tikslumas.
Medikų vertinimu, algoritmas yra pakankamai geras, kad galėtų būti naudojamas praktiniame taikyme ir, jų nuomone, geras pagalbininkas“, – pasakojo R. Maskeliūnas.
Padės ne tik medikams
Tačiau mokslininkas primena, kad programėlė bus tik pagalbinė priemonė – specialistų ji tikrai nepakeis, o tik paragins laiku apsilankyti pas gydytoją.
„Manome, kad tai taps gydytojų darbo pagalbine priemone. Tikslas nėra pakeisti specialistus, nes jie visais gyvenimo atvejais žino geriau, nei mašina. Algoritmas priklauso nuo „jam matytų“ duomenų ir visada lieka nedidelė tikimybė, kad atsiras asmuo su sava specifika.
Bet programėlė gali palengvinti darbą, greičiau sudėlioti į rizikos grupes ir, galų gale, net ir iš žmogiškosios pacientų pusės jie galės pasitikrinti savo balsą, gauti įvertį ir, jeigu yra kažkoks neaiškumas, kreiptis profesionalios medicininės pagalbos.
Tai yra gerai, nes dažnas pas gydytoją eina tik tada, kai jaučiasi labai blogai ir neretai jau būna per vėlu“, – teigė mokslininkas.
Manoma, kad programėlė pasirodys maždaug po pusės metų, ji bus nemokama, prieinama visiems ir be reklamų. Kūrėjų komanda nedvejoja, kad ši priemonė bus naudojama pasauliniu mastu:
„Programėlę paleisime naudoti pasauliniu mastu ir labai tikėtina, kad ji bus naudojama kitose šalyse, nes mūsų, latvių, italų ir kitų šalių gyventojų balsai, manau, nesiskiria.
Mes nenagrinėjame, kaip žmogus kalba lingvistine prasme. Mes tiesiogiai dirbame su garso signalais ir jų apdorojimu.
Vienintelis dalykas – mūsų tyrimas nevaliduotas kitose šalyse, bet labai tikėtina, kad mūsų pasiekti tikslumo rezultatai galios ir bet kokiai kitai kalbai, nors tiesiog bus validuoti Lietuvoje.“
