Tecnologia dei biomarcatori vocali: Rilevamento di Covid-19 attraverso l'analisi della voce

La tecnologia dei biomarcatori vocali spinge i confini dell'assistenza sanitaria intelligente e promette ora di rivoluzionare la diagnosi dei problemi di salute.

Prendiamo l'esempio della startup californiana Sonaphi, il cui obiettivo attuale è lo sviluppo di un'applicazione mobile di screening Covid-19 basata sulla voce di 60 secondi.

Recentemente, un numero sempre crescente di startup di tecnologia vocale si è spostato nella sfera sanitaria, ispirando innovazioni che vanno da assistenti intelligenti per il monitoraggio dei pazienti anziani e trascrittori automatici per la documentazione clinica a dispositivi medici alimentati da Alexa e persino apparecchi acustici alimentati dall'AI che possono tradurre una miriade di lingue.

Ora queste start-up stanno sfruttando l'intelligenza artificiale (AI) in modi che promettono di rivoluzionare la diagnosi dei problemi di salute. Sviluppando una tecnologia di riconoscimento vocale basata sull'apprendimento automatico, come quella sviluppata per Alexa di Amazon, sono sempre più in grado di identificare modelli vocali specifici per diverse malattie e condizioni neurologiche (noti come "biomarcatori vocali"). I progressi in questo settore significano che molto presto una valutazione accurata delle condizioni di un paziente potrebbe basarsi semplicemente sul suo parlare in uno smartphone.

Come vengono rilevati i biomarcatori vocali? Dopo che la voce di una persona viene registrata, viene tradotta in un'immagine chiamata spettrogramma. Poi vengono utilizzati algoritmi di apprendimento automatico per valutare la correlazione tra la voce e i modelli vocali di un paziente e una varietà di malattie e sintomi. Questa analisi viene eseguita utilizzando tecniche di computer vision per rilevare piccoli cambiamenti nello spettrogramma. Gli algoritmi sono sviluppati utilizzando le registrazioni vocali di persone con diagnosi di malattie o condizioni specifiche. Le loro registrazioni vocali, insieme ad altre informazioni mediche, sono raccolte in studi clinici, trasformate in spettrogrammi e classificate utilizzando l'apprendimento automatico per "addestrare" un biomarcatore vocale. Il biomarcatore viene poi testato con un diverso gruppo di pazienti per vedere come si comporta - più dati vengono raccolti, più forte è l'algoritmo e più preciso sarà il biomarcatore.

Screening Covid-19

Una start-up all'avanguardia nell'uso di tale tecnologia è la californiana Sonaphi, che ha sviluppato una piattaforma biotecnologica alimentata dall'intelligenza artificiale che analizza la voce umana e fornisce un preciso neurofeedback per migliorare la salute e le prestazioni umane. Gli aspetti più innovativi della piattaforma sono il database di Sonaphi di 1.300 biomarcatori che possono essere identificati da una registrazione vocale di 30 secondi. Il direttore operativo di Sonaphi, David Levesque, ha spiegato:

"Questo permette a un clinico esperto di vedere le relazioni tra chimica e anatomia che tipicamente richiedono molti test convenzionali"

L'attuale obiettivo di Sonaphi è lo sviluppo di un'app mobile di screening Covid-19 basata sulla voce di 60 secondi, che prevedono di lanciare verso la fine del 2021. L'algoritmo Sonaphi Voice estrae le caratteristiche vocali che sono state trovate per essere correlate alla presenza di Covid-19. Levesque ha detto:

"I test medici convenzionali hanno limitazioni relative all'accesso, all'accessibilità, all'adattabilità, all'efficienza e alla capacità di esaminare un intero spettro di biomarcatori. Tutte queste sfide sono state evidenziate dalla pandemia di Covid-19. Affrontando queste sfide, la nostra app fornirà una valutazione accurata, aggiornata e in tempo reale della salute in modo che le persone possano tornare al lavoro, alla famiglia e al divertimento in modo sicuro e sano."

Un futuro vocale

I campioni di voce contengono un tesoro di informazioni sulla salute di una persona. Come tale, i ricercatori pensano che sottili spunti vocali possano indicare condizioni mediche sottostanti o indicare il rischio di malattia. Oggi, un numero crescente di startup di tecnologia vocale per la salute sta sperimentando un futuro in cui l'assistenza sanitaria consiste in test vocali, che potrebbero essere utilizzati per diagnosticare tutto, dal morbo di Alzheimer e l'artrite reumatoide alla depressione e all'ansia.

Sulla base dei recenti progressi nella tecnologia, in pochi anni potrebbe essere possibile monitorare la salute di una persona a distanza, utilizzando smartphone e altri indossabili, semplicemente registrando brevi campioni di discorso e analizzandoli per i biomarcatori della malattia. Levesque ha aggiunto:

"Ci aspettiamo che l'analisi vocale diventi una tecnologia standard globale di valutazione della salute nei prossimi 10 anni. Come strumento inestimabile per il rilevamento precoce di molte carenze di salute, tale analisi ci darà la possibilità di capire il corpo umano come mai prima d'ora. I paesi e le aziende con sistemi sanitari progressivi che gestiscono proattivamente la salute delle loro popolazioni e del loro personale saranno i primi ad adottarla, così come gli individui nel movimento della salute quantificata"