Haló telefone, mám „parkinsona“? Unikátní aplikace rozpozná onemocnění z nahrávky hovoru

Pár minut telefonního hovoru – tolik stačí unikátní české aplikaci k tomu, aby rozpoznala počínající Parkinsonovu nemoc. Speciální software analyzuje během rozhovoru řeč volajícího a dokáže přitom odhalit i nepatrné změny v hlase, které předznamenávají nástup choroby.

Na vývoji aplikace pracuje tým vědců a lékařů z Národního ústavu pro neurologický výzkum, 1. lékařské fakulty UK a Fakulty elektrotechnické ČVUT. Jejich objev by mohl pomoci s včasnou diagnostikou onemocnění, která je u Parkinsonovy nemoci zásadní. Pokud se chorobu podaří zachytit v raném stadiu, mohou lékaři nasadit cílenou terapii, která umí postup jinak nevyléčitelného onemocnění zpomalit.

„Porucha řeči je jedním z prvních projevů Parkinsonovy nemoci. Společně s kolegy jsme se proto pokusili vyvinout mobilní aplikaci, která by dokázala problémy odhalit na základě analýzy uskutečněných telefonních hovorů,“ popisuje doc. MUDr. Petr Dušek, Ph.D., z Neurologické kliniky 1. LF UK a VFN v Praze, člen Národního ústavu pro neurologický výzkum Neur-IN.

Do studie odborníci zapojili přes 70 účastníků – kromě lidí s počínající Parkinsonovou nemocí sledovali také pacienty, kteří trpí takzvanou poruchou chování v REM spánku. Právě ta totiž bývá prvním příznakem nastupujícího neurodegenerativního onemocnění. „U pacientů jsme monitorovali dva typy aktivit. Pokud udělili souhlas, aplikace analyzovala jejich uskutečněné telefonní hovory. Ukázalo se, že ke správnému vyhodnocení stačí, aby člověk volal přibližně 18 minut, což odpovídá například devíti krátkým hovorům s přáteli nebo rodinou. Zároveň měli účastníci za úkol přečíst v aplikaci vybrané pasáže textu, přičemž poruchu aplikace spolehlivě rozpoznala po zhruba 120 slovech,“ popisuje doc. Dušek. Díky tomu mohli vědci porovnávat rozdíly v řeči za různých podmínek – jinak se totiž obtíže projevují, pokud člověk mluví nenuceně spatra, a jinak, když má předčítat předem daná slova.

„Obecně je hlas lidí s Parkinsonovou nemocí více monotónní – to odlišuje jejich řeč od mluvy zdravého člověka. Typická je zhoršená melodie řeči, hlasitost a srozumitelnost. V pozdějších stadiích nemoci jsou tyto obtíže dobře slyšitelné. Na počátku ale mohou být změny jen velmi nepatrné – i ty však dokáže naše aplikace spolehlivě rozpoznat,“ přibližuje neurolog. Už dříve se jeho týmu podařilo popsat tři typy řečových poruch, které pacienty s Parkinsonovou nemocí postihují. „Podle toho, jakou poruchou pacient trpí, jsme schopni předpovědět, jak se bude jeho nemoc dále vyvíjet a jak zareaguje na léčbu. Nejhůře odpovídají na terapii pacienti se zhoršenou artikulací, kteří mají obecně průběh nemoci těžší,“ popisuje doc. Dušek.

Aktuálně je mobilní aplikace, vyvinutá na Fakultě elektrotechnické ČVUT, ve fázi testování – odborníci jsou ale z prvních výsledků nadšeni. „Aplikace je velmi spolehlivá. Výsledky jsou srovnatelné s analýzami hovorů, které jsme s pacienty nahrávali v laboratorních podmínkách na kvalitní mikrofon. Mobil by se tak do budoucna mohl skutečně stát plnohodnotným nástrojem, který nám pomůže zavčas diagnostikovat Parkinsonovu nemoc,“ říká doc. Ing. Jan Rusz, Ph.D., z FEL ČVUT, v jehož týmu aplikace vznikla. Právě masová dostupnost a snadnost používání jsou podle vědců hlavními výhodami vyvinutého softwaru. „Doposud probíhaly analýzy řeči tak, že pacient přišel k nám na kliniku, tam jsme mu nasadili profesionální mikrofon a v tiché místnosti musel půl hodiny plnit zadané úkoly. Díky mobilu se vše zjednodušilo – teď stačí, když si člověk stáhne aplikaci a udělí souhlas s odesíláním hovorů k analýze,“ říká Ing. Vojtěch Illner, Ph.D., z FEL ČVUT, hlavní autor studie.

Výsledky přelomové studie prezentovali vědci před časem na 2. výroční konferenci Národního ústavu pro neurologický výzkum, která se uskutečnila v Praze. „Vyvinutá mobilní aplikace je naprosto unikátní. V Česku jsme zatím v používání podobných technologií teprve na začátku. Probíhají různé výzkumy, na našem pracovišti se například snažíme vyvinout aplikaci pro pacienty s funkčními neurologickými poruchami. Software pro časnou diagnostiku je ale výjimečný – za jeho hlavní výhodu považuji uživatelskou přívětivost,“ říká prof. MUDr. Milan Brázdil, Ph.D., FRCP, vědecký ředitel Národního ústavu pro neurologický výzkum a přednosta I. neurologické kliniky FNUSA a LF MU.

Aby bylo možné převést aplikaci do praxe, je ale podle doc. Duška potřeba další testování. Vědci by chtěli vyzkoušet jiné typy mobilních zařízení a také analýzu řeči v dalších jazycích. „Chystáme se na dobu, kdy budeme mít k dispozici léčbu, která by dokázala zcela zastavit postup Parkinsonovy nemoci, pokud by se choroba odhalila dostatečně brzy. S pomocí pasivních biomarkerů – například naší aplikace – bychom pak mohli snadno provádět screening napříč populací. Lidé by nemuseli podstupovat složitá vyšetření, ale otestovali by se sami. A v případě pozitivního nálezu by se nasadila účinná terapie, která by rozvoj nemoci zastavila,“ přibližuje vize do budoucna doc. Dušek.

Parkinsonova nemoc je neurodegenerativní onemocnění centrální nervové soustavy, které souvisí s úbytkem nervových buněk. Pacienti postupně ztrácejí schopnost kontrolovat svůj pohyb, objevuje se třes i problémy s pamětí nebo další kognitivní poruchy. Podle odhadů v Česku chorobou trpí až 50 000 lidí. V důsledku stárnutí populace jejich počet každoročně narůstá. Zatím není možné nemoc vyléčit, díky cílené terapii jsou ale lékaři schopni potlačit příznaky a zpomalit její rozvoj. „Neurodegenerativní onemocnění jsou dlouhodobá. S tím, jak se stav pacientů postupně zhoršuje, klesá nejen kvalita jejich života, ale také rodin, které o nemocné pečují. Pokud se nám však podaří zachytit nemoc v raném stadiu, můžeme prodloužit dobu, po kterou pacienti a jejich nejbližší povedou plnohodnotný život,“ dodává prof. Brázdil.

TZ, foto free (pexels.com)

---

O Neur-INu

Národní ústav pro neurologický výzkum (National Institute for Neurological Research – NINR, nově Neur-IN) je výzkumná platforma propojující 45 excelentních neurologických týmů z jedenácti předních vědeckých institucí v ČR. Jejím cílem je podpořit výzkum především neurodegenerativních onemocnění. Neurologické poruchy jsou nejčastější příčinou invalidity a druhou nejčastější příčinou úmrtí. V Neur-INu je zapojeno přes 250 preklinických i klinických výzkumníků, kteří se podílí na multidisciplinárním výzkumu neurodegenerace u řady neurologických onemocnění. Kromě dvou notoricky známých neurodegenerativních chorob s dramaticky narůstající prevalencí – Alzheimerovy a Parkinsonovy choroby – se institut věnuje i dalším neurologickým onemocněním, u nichž hraje neurodegenerace významnou roli (například neurovývojová onemocnění, epilepsie, roztroušená skleróza). Posláním Národního ústavu pro neurologický výzkum je vyhledávání průlomových poznatků o mozku a nervovém systému a jejich využití ke snižování zátěže neurologických onemocnění a ke zlepšení kvality života postižené populace. Více informací na https://www.ninr.cz.