Уникальное приложение распознает болезнь Паркинсона по аудиозаписи
23 ноября 2024
12:00
20
Чешскому приложению достаточно нескольких минут телефонного разговора, чтобы распознать зарождающуюся болезнь Паркинсона. Специальное программное обеспечение анализирует речь звонящего и может обнаружить даже едва заметные изменения в голосе, которые предвещают начало болезни.
Над созданием приложения работает группа ученых и врачей из Национального института неврологических исследований, 1-го медицинского факультета Карлова университета и электротехнического факультета Чешского технического университета в Праге.
Их открытие может помочь в ранней диагностике заболевания, что имеет решающее значение при болезни Паркинсона. Если болезнь удастся выявить на ранней стадии, врачи смогут применить целенаправленную терапию, которая замедлит прогрессирование неизлечимого заболевания.
«Нарушение речи — одно из первых проявлений болезни Паркинсона. Поэтому вместе с коллегами мы попытались разработать мобильное приложение, которое смогло бы выявлять проблемы на основе анализа телефонных звонков», — рассказал Петр Душек с кафедры неврологии 1-го медицинского факультета Карлова университета и VFN в Праге, сотрудник Национального института неврологических исследований Neur-IN.
Специалисты привлекли к исследованию более 70 участников, причем помимо людей с ранней стадией болезни Паркинсона, они также следили за пациентами, страдающими от так называемого расстройства поведения во сне REM. Это первый симптом начинающегося нейродегенеративного заболевания.
Стадии сна
Сон протекает в двух различных режимах: не-REM-фаза и REM (Rapid Eye Movement). Они циклически повторяются, причем один цикл длится в среднем 90 минут. Начинается сон с фазы non-REM, которая делится на три стадии — от поверхностного до самого глубокого сна. Она включает в себя физическое восстановление и изменение активности мозга. В стадии REM исчезает мышечное напряжение, но интенсивность мозговой активности и частота сердечных сокращений остаются на уровне состояния бодрствования. Однако функционируют только гладкие мышцы и мышцы глаз. Некоторые ученые рассматривают REM не как сон, а как третье состояние существования. Для этой стадии характерны быстрые, нерегулярные движения глаз под закрытыми веками и яркие, эмоциональные сны, часто нелогичные по своей природе. Так, мы можем обсуждать результаты футбольного матча с маленьким зеленым человечком с Марса или заводить роман со свекровью, не убегая в ужасе.
Исследователи наблюдали за двумя типами активности. «Если люди, за которыми велось наблюдение, давали согласие, приложение анализировало их телефонные звонки. Оказалось, что для правильной оценки человеку достаточно звонить около 18 минут, что эквивалентно, скажем, девяти коротким разговорам с друзьями или семьей. В то же время участники должны были читать выбранные отрывки текста в приложении, и приложение надежно определяло ошибку примерно после 120 слов», — пояснил Душек.
Это позволило исследователям сравнить различия в речи в разных условиях. Действительно, трудности проявляются по-разному, когда человек говорит обычную речь на слух, и по-разному, когда ему приходится зачитывать заранее определенные слова.
«В целом голос людей с болезнью Паркинсона более монотонный, и это отличает их речь от речи здорового человека. Характерны нарушения мелодичности, громкости и разборчивости речи. На поздних стадиях заболевания эти трудности отчетливо слышны. В начале же изменения могут быть очень малозаметными, но даже их можно надежно обнаружить с помощью нашего приложения», — говорит невролог, чья команда ранее смогла описать три типа речевых расстройств, поражающих пациентов с болезнью Паркинсона.
«В зависимости от типа расстройства, которым страдает пациент, мы можем предсказать, как будет развиваться его болезнь и как он будет реагировать на лечение. Пациенты с нарушениями артикуляции, у которых, как правило, более тяжелое течение болезни, хуже всего реагируют на терапию», — говорит Душек.
Эксперты в восторге от результатов тестирования
В настоящее время разработка находится на стадии тестирования, поэтому она еще не доступна для широкой публики. Однако эксперты в восторге от первых результатов.
«Приложение очень надежное. Результаты сопоставимы с анализом разговоров, которые мы записывали с пациентами в лабораторных условиях с помощью высококачественного микрофона. В будущем мобильный телефон действительно может стать полноценным инструментом, который поможет нам диагностировать болезнь Паркинсона на ранних стадиях», — уверен Ян Руш из FEL, чья команда разработала данную систему.
По словам исследователей, потенциальная массовая доступность и простота использования являются основными преимуществами разработанного программного обеспечения. «До сих пор анализ речи проводился таким образом: пациент приходил к нам в клинику, мы устанавливали ему профессиональный микрофон, и он должен был выполнять задания в тихой комнате в течение получаса. Благодаря мобильному телефону все упростилось. Теперь достаточно, чтобы человек скачал приложение и дал согласие на отправку звонков на анализ», — добавил Войтех Иллнер из FEL ČVUT, ведущий автор исследования.
По словам Милана Браздила, научного директора Национального института неврологических исследований и руководителя Первой неврологической клиники при университетской больнице Святой Анны в Брно и медицинского факультета Масарикова университета, разработка является совершенно уникальной. «Программное обеспечение для ранней диагностики является исключительным — главным его преимуществом я считаю удобство использования», — отметил он.
Однако, по словам Душека, для практического применения программы необходимы дальнейшие испытания. Исследователи хотели бы опробовать другие типы мобильных устройств, а также анализ речи на других языках.
«Мы готовимся к тому времени, когда у нас появится лечение, которое сможет полностью остановить прогрессирование болезни Паркинсона, если заболевание будет обнаружено достаточно рано. Используя пассивные биомаркеры — такие, как наше приложение, — мы сможем легко проводить скрининг среди населения. Людям не нужно будет проходить сложные тесты, они будут проверять себя сами. И в случае положительного результата можно было бы применять эффективные методы лечения, чтобы остановить развитие болезни», — говорит Душек.
Болезнь Паркинсона — это нейродегенеративное заболевание центральной нервной системы, связанное с потерей нервных клеток. Пациенты постепенно теряют способность контролировать свои движения, у них развивается тремор, возникают проблемы с памятью и другие когнитивные нарушения. По оценкам, в Чехии этим заболеванием страдают до 50 000 человек. В связи со старением населения их число растет с каждым годом.
Вылечить болезнь пока невозможно, но благодаря целенаправленной терапии врачам удается подавить симптомы и замедлить ее развитие.
«Нейродегенеративные заболевания носят долгосрочный характер. По мере прогрессирующего ухудшения состояния пациентов снижается не только качество их жизни, но и качество жизни их близких. Однако если мы сможем поймать болезнь на ранней стадии, мы сможем продлить время полноценной жизни пациентов и их близких», — добавил Браздил.
Их открытие может помочь в ранней диагностике заболевания, что имеет решающее значение при болезни Паркинсона. Если болезнь удастся выявить на ранней стадии, врачи смогут применить целенаправленную терапию, которая замедлит прогрессирование неизлечимого заболевания.
«Нарушение речи — одно из первых проявлений болезни Паркинсона. Поэтому вместе с коллегами мы попытались разработать мобильное приложение, которое смогло бы выявлять проблемы на основе анализа телефонных звонков», — рассказал Петр Душек с кафедры неврологии 1-го медицинского факультета Карлова университета и VFN в Праге, сотрудник Национального института неврологических исследований Neur-IN.
Специалисты привлекли к исследованию более 70 участников, причем помимо людей с ранней стадией болезни Паркинсона, они также следили за пациентами, страдающими от так называемого расстройства поведения во сне REM. Это первый симптом начинающегося нейродегенеративного заболевания.
Стадии сна
Сон протекает в двух различных режимах: не-REM-фаза и REM (Rapid Eye Movement). Они циклически повторяются, причем один цикл длится в среднем 90 минут. Начинается сон с фазы non-REM, которая делится на три стадии — от поверхностного до самого глубокого сна. Она включает в себя физическое восстановление и изменение активности мозга. В стадии REM исчезает мышечное напряжение, но интенсивность мозговой активности и частота сердечных сокращений остаются на уровне состояния бодрствования. Однако функционируют только гладкие мышцы и мышцы глаз. Некоторые ученые рассматривают REM не как сон, а как третье состояние существования. Для этой стадии характерны быстрые, нерегулярные движения глаз под закрытыми веками и яркие, эмоциональные сны, часто нелогичные по своей природе. Так, мы можем обсуждать результаты футбольного матча с маленьким зеленым человечком с Марса или заводить роман со свекровью, не убегая в ужасе.
Исследователи наблюдали за двумя типами активности. «Если люди, за которыми велось наблюдение, давали согласие, приложение анализировало их телефонные звонки. Оказалось, что для правильной оценки человеку достаточно звонить около 18 минут, что эквивалентно, скажем, девяти коротким разговорам с друзьями или семьей. В то же время участники должны были читать выбранные отрывки текста в приложении, и приложение надежно определяло ошибку примерно после 120 слов», — пояснил Душек.
Это позволило исследователям сравнить различия в речи в разных условиях. Действительно, трудности проявляются по-разному, когда человек говорит обычную речь на слух, и по-разному, когда ему приходится зачитывать заранее определенные слова.
«В целом голос людей с болезнью Паркинсона более монотонный, и это отличает их речь от речи здорового человека. Характерны нарушения мелодичности, громкости и разборчивости речи. На поздних стадиях заболевания эти трудности отчетливо слышны. В начале же изменения могут быть очень малозаметными, но даже их можно надежно обнаружить с помощью нашего приложения», — говорит невролог, чья команда ранее смогла описать три типа речевых расстройств, поражающих пациентов с болезнью Паркинсона.
«В зависимости от типа расстройства, которым страдает пациент, мы можем предсказать, как будет развиваться его болезнь и как он будет реагировать на лечение. Пациенты с нарушениями артикуляции, у которых, как правило, более тяжелое течение болезни, хуже всего реагируют на терапию», — говорит Душек.
Эксперты в восторге от результатов тестирования
В настоящее время разработка находится на стадии тестирования, поэтому она еще не доступна для широкой публики. Однако эксперты в восторге от первых результатов.
«Приложение очень надежное. Результаты сопоставимы с анализом разговоров, которые мы записывали с пациентами в лабораторных условиях с помощью высококачественного микрофона. В будущем мобильный телефон действительно может стать полноценным инструментом, который поможет нам диагностировать болезнь Паркинсона на ранних стадиях», — уверен Ян Руш из FEL, чья команда разработала данную систему.
По словам исследователей, потенциальная массовая доступность и простота использования являются основными преимуществами разработанного программного обеспечения. «До сих пор анализ речи проводился таким образом: пациент приходил к нам в клинику, мы устанавливали ему профессиональный микрофон, и он должен был выполнять задания в тихой комнате в течение получаса. Благодаря мобильному телефону все упростилось. Теперь достаточно, чтобы человек скачал приложение и дал согласие на отправку звонков на анализ», — добавил Войтех Иллнер из FEL ČVUT, ведущий автор исследования.
По словам Милана Браздила, научного директора Национального института неврологических исследований и руководителя Первой неврологической клиники при университетской больнице Святой Анны в Брно и медицинского факультета Масарикова университета, разработка является совершенно уникальной. «Программное обеспечение для ранней диагностики является исключительным — главным его преимуществом я считаю удобство использования», — отметил он.
Однако, по словам Душека, для практического применения программы необходимы дальнейшие испытания. Исследователи хотели бы опробовать другие типы мобильных устройств, а также анализ речи на других языках.
«Мы готовимся к тому времени, когда у нас появится лечение, которое сможет полностью остановить прогрессирование болезни Паркинсона, если заболевание будет обнаружено достаточно рано. Используя пассивные биомаркеры — такие, как наше приложение, — мы сможем легко проводить скрининг среди населения. Людям не нужно будет проходить сложные тесты, они будут проверять себя сами. И в случае положительного результата можно было бы применять эффективные методы лечения, чтобы остановить развитие болезни», — говорит Душек.
Болезнь Паркинсона — это нейродегенеративное заболевание центральной нервной системы, связанное с потерей нервных клеток. Пациенты постепенно теряют способность контролировать свои движения, у них развивается тремор, возникают проблемы с памятью и другие когнитивные нарушения. По оценкам, в Чехии этим заболеванием страдают до 50 000 человек. В связи со старением населения их число растет с каждым годом.
Вылечить болезнь пока невозможно, но благодаря целенаправленной терапии врачам удается подавить симптомы и замедлить ее развитие.
«Нейродегенеративные заболевания носят долгосрочный характер. По мере прогрессирующего ухудшения состояния пациентов снижается не только качество их жизни, но и качество жизни их близких. Однако если мы сможем поймать болезнь на ранней стадии, мы сможем продлить время полноценной жизни пациентов и их близких», — добавил Браздил.
ЧИТАЙТЕ ПО ТЕМЕ :
