خوارزميات تساعد في الكشف عن أمراض القلب عبر "تحليل الصوت"

قالت دراسة قُدمت في الجلسة العلمية لمؤتمر أمراض القلب الأميركي، إن خوارزميات الكمبيوتر تستطيع التنبؤ بدقة باحتمالية تعرض شخص ما لمشكلات في القلب بناءً على تسجيلاته الصوتية.

ووجد الباحثون أن بعض السمات الصوتية تجعل الأشخاص أكثر عرضة بمقدار الضعف (2.6) مرة للمعاناة من مشكلات كبيرة مرتبطة بمرض الشريان التاجي، وتراكم اللويحات في شرايين القلب.

كما أن بعضها يكشف أيضاً عن احتمالية جعل الأشخاص أكثر عرضة بمقدار ثلاثة أضعاف لإظهار دليل على تراكم الترسبات التي تسد الشرايين القلبية مقارنة بالأشخاص الذي تنعدم لديهم تلك السمات.

تحليل الصوت

وفي حين أن التكنولوجيا ليست جاهزة بعد للاستخدام في العيادة، فإن العرض التوضيحي يشير إلى أن تحليل الصوت يمكن أن يكون أداة فحص قوية في تحديد المرضى الذين يجب أن يُتابعوا حالاتهم عن كثب للاستفادة من الاكتشاف المبكر للأمراض القلبية.

ويقول الباحثون إن هذا النهج يمكن أن يكون مفيداً بشكل خاص في تقديم الرعاية الصحية عن بعد.

ويشير الباحثون إلى أن الممارسات التشخيصية عن بعد، فعالة للغاية من حيث التكلفة، وأصبحت ذات أهمية متزايدة أثناء الوباء.

وعلى الرغم من أنهم لا يقترحون أن تحل تقنية تحليل الصوت محل الأطباء أو محل الأساليب الحالية لتقديم الرعاية الصحية، إلا أنهم يعتقدون أن هناك فرصة كبيرة لتقنية الصوت للعمل كمساعد للاستراتيجيات الحالية.

تُعد تلك الدراسة هي الأولى من نوعها التي يتم فيها استخدام تحليل الصوت للتنبؤ بأمراض القلب في المرضى الذين تم تتبعهم مستقبلياً بعد الفحص الأولي.

أما الدراسات السابقة ففحصت بأثر رجعي العلامات الصوتية المرتبطة بأمراض الشرايين التاجية وفشل القلب.

واستكشفت مجموعات بحثية أخرى استخدام تقنية مماثلة لمجموعة من الاضطرابات، بما في ذلك مرض باركنسون ومرض الزهايمر وحتى فيروس كورونا.

تفاصيل الدراسة

ومن أجل الدراسة الجديدة، قام الباحثون بتجنيد 108 مرضى تمت إحالتهم لإجراء تصوير الأوعية التاجية، بخلاف ما يستخدمه الأطباء بالعادة وهو التصوير بالأشعة السينية لتقييم حالة شرايين القلب.

وطُلب من المشاركين تسجيل 3 عينات صوتية مدتها 30 ثانية باستخدام تطبيق Vocalis Health للهواتف الذكية.

بالنسبة للعينة الأولى، قرأ المشاركون من نص مُعد مسبقاً، أما العينة الثانية فطُلب منهم التحدث بحرية عن تجربة إيجابية، فيما طُلب من العينة الثالثة التحدث بحرية عن تجربة سلبية. ثم قامت خوارزمية Vocalis Health بتحليل عينات أصوات المشاركين.

وتم تدريب ذلك النظام الذي يستخدم الذكاء الاصطناعي على تحليل أكثر من 80 خاصية للتسجيلات الصوتية، مثل التردد والسعة والنبرة والإيقاع، بناءً على مجموعة تدريب تضم أكثر من 10 آلاف عينة صوت تم جمعها في إسرائيل.

دمج الميزات الصوتية

في دراسات سابقة، حدد الباحثون 6 ميزات مرتبطة بشدة بأمراض القلب. بالنسبة للدراسة الجديدة، قام الباحثون بدمج هذه الميزات في درجة واحدة، معبراً عنها كرقم بين -1 و1 لكل فرد.

وتم تصنيف ثلث المرضى على أنهم حصلوا على درجة عالية وثلثيهم حصلوا على درجة منخفضة، وبعد ذلك، تعقب الباحثون، المشاركين في الدراسة لمدة عامين.

ومن بين الذين لديهم درجة عالية من العلامات الحيوية الصوتية زار 58.3% المستشفى بسبب آلام في الصدر أو عانوا من متلازمة الشريان التاجي الحادة (نوع من مشاكل القلب الرئيسية التي تشمل النوبات القلبية) مقارنة بـ 30.6% من الذين يعانون من انخفاض في العلامات الصوتية.

وكان المشاركون الذين حصلوا على درجة عالية من العلامات الحيوية الصوتية أكثر عرضةً للحصول على تشخيص إصابتهم بأمراض القلب التاجية أثناء تصوير الأوعية الدموية اللاحق.

الجهاز العصبي

ولم يتوصل العلماء إلى سبب ظهور بعض السمات الصوتية كمؤشر على أمراض القلب التاجية، لكن الباحثون يقولون إن الجهاز العصبي اللاإرادي قد يلعب دوراً في ذلك.

ينظم هذا الجزء من الجهاز العصبي وظائف الجسم التي لا تخضع للتحكم الواعي، والتي تشمل الصوت والعديد من جوانب الجهاز القلبي الوعائي، مثل معدل ضربات القلب وضغط الدم.

لذلك، من الممكن أن يوفر الصوت أدلة حول كيفية عمل الجهاز العصبي اللاإرادي، وبالتالي يوفر نظرة ثاقبة لصحة القلب والأوعية الدموية كما يقول الباحثون.

ويوضح الباحثون أنه لا يُمكن رصد التغييرات في الصوت عن طريق الإذن البشرية، فتكنولوجيا الذكاء الاصطناعي يُمكنها رصد تلك التغييرات التي لا يُمكن قياسها كمياً باستخدام أدمغتنا البشرية.

أجريت الدراسة مع متحدثين باللغة الإنجليزية في الغرب الأوسط للولايات المتحدة باستخدام برنامج تم تدريبه على عينات صوتية جمعت في إسرائيل.

وبالتالي، فهناك حاجة لمزيد من الاختبارات لتحديد ما إذا كان الأسلوب قابل للتعميم وقابل للتطوير عبر اللغات والبلدان والثقافات وإعدادات الرعاية الصحية.

اقرأ أيضاً: