Wie eine Telefon-App Ihre Stimme nutzt, um Bluthochdruck zu erkennen
Das Wearable-Segment steht derzeit still, weil den Unternehmen offenbar die Sensorinnovation ausgegangen ist. Mikrofluidik und dehnbare Elektronik haben sich in letzter Zeit als Brutstätten für die innovative Wearable-Forschung herauskristallisiert, aber diese vielversprechenden Arbeiten haben noch keinen kommerziellen Erfolg.
Klick Labs hingegen betrachtet Sprachaufzeichnungen als die nächste Goldgrube für Biomarker. Stellen Sie sich vor, Sprachaufzeichnungen von einem Smartphone als Überwachungstool für Typ-2-Diabetes oder Sprachclips zur Beurteilung des Glukosespiegels zu verwenden. Es klingt eher sachlich, aber genau daran hat das Team gearbeitet, und zwar mit ermutigenden Ergebnissen.
Die neue App von Klick Labs nutzt Sprachaufzeichnungen, um Anzeichen von chronisch hohem Blutdruck zu erkennen, und unterstützt die Analyse durch künstliche Intelligenz. „Sprachtechnologie hat das Potenzial, die Gesundheitsversorgung exponentiell zu verändern und sie zugänglicher und erschwinglicher zu machen, insbesondere für große, unterversorgte Bevölkerungsgruppen“, sagt Jaycee Kaufman, Forscher bei Klick Labs.
Warum Bluthochdruck ein so großes Problem ist
Bluthochdruck, auch Hypertonie genannt, betrifft mindestens 1,28 Milliarden Erwachsene auf der ganzen Welt, und fast die Hälfte von ihnen ist sich dessen nicht bewusst. Laut der Weltgesundheitsorganisation (WHO) ist es weltweit eine der Hauptursachen für vorzeitige Todesfälle.
Wenn die Erkrankung nicht rechtzeitig behandelt wird, kann sie laut der American Heart Association zu Herzinfarkt, Nierenversagen, Schlaganfall, Sehverlust und einer Vielzahl von Herzerkrankungen führen. Leider ist eine zugängliche Bluthochdruckanalyse oder eine rechtzeitige Erkennung nicht immer möglich.
Samsung hat die Technologie in seine Smartwatches integriert , aber sie sind ziemlich teuer. Für Menschen, die in abgelegenen Gebieten oder Gemeinden mit schlechter Gesundheitsinfrastruktur leben, wird das Leid noch schlimmer. Eine Lösung, die etwas so Allgegenwärtiges wie ein Smartphone umfasst, könnte sich als Lebensretter erweisen, da sie mehrere entscheidende Herausforderungen auf einmal löst.
Wie Sprachaufzeichnungen helfen können
Für die Studie analysierte das Team Stimmproben von 245 menschlichen Probanden und wertete Sprachaufzeichnungen aus, die über einen Zeitraum von zwei Wochen sechsmal täglich gesammelt wurden. Das Team entwickelte geschlechtsspezifische Vorhersagemodelle und dokumentierte erstmals eine neuartige Methode der akustischen Analyse.
Die neueste Studie von Klick Labs, die in der Fachzeitschrift IEEE Access veröffentlicht wurde, konnte Bluthochdruck bei Frauen mit einer Genauigkeit von 84 % und bei Männern mit einer Genauigkeit von 77 % erkennen. Yan Fossat, Senior Vice President von Klick Labs, erklärt gegenüber Digital Trends, dass das Team nun die sprachgestützte Analyse zur Erkennung von nicht-chronischem Bluthochdruck erweitern möchte.
Bemerkenswert ist, dass das System vor der Analyse keine Kalibrierung erfordert, was eine weitere entscheidende Hürde beseitigt, und die Daten wurden zudem in einer unbeaufsichtigten Umgebung erfasst.
Die App sucht nach Details wie Sprachenergieverteilung, Tonhöhenvariabilität und Schärfe der Klangveränderung, um einen Zusammenhang mit erhöhtem Blutdruck herzustellen. Die App ist noch nicht öffentlich verfügbar, da sie offenbar einer weiteren Feinabstimmung unterzogen wird, aber die Zukunft sieht rosig aus.
Fossat, der auch der Hauptforscher der Studie war, erzählt uns, dass das Team hofft, die Schlüssel für die Anwendungsprogrammierschnittstelle (API) zu verteilen, während die Kommerzialisierung voranschreitet. Es wird plattformunabhängig sein, was bedeutet, dass wir davon ausgehen können, dass es in naher Zukunft auf iPhones und Android verfügbar sein wird.
Doch wie sieht es mit regulatorischen Hürden und dem langwierigen Zertifizierungszyklus aus? „Wir werden die App zur behördlichen Genehmigung als Software as a Medical Device (SaMD) Klasse I einreichen“, sagt Fossat gegenüber Digital Trends. Laut der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) stellen SaMD-Lösungen der Klasse I das geringste Risiko dar und sind nicht in medizinische Hardwaregeräte integriert.
Wie sollte sich also ein Durchschnittsmensch über eine Innovation wie das sprachgestützte System zur Erkennung chronischen Blutdrucks von Klick Labs und seine Aussichten fühlen? „Medizinische Instrumente sind der Goldstandard für die Erkennung von Blutdruckanomalien“, sagt Fossat gegenüber Digital Trends. Die App von Klick Labs ist nicht der Anfang und das Ende der Behandlung von Bluthochdruck, aber sie kann Sie auf den richtigen Weg bringen.
Herausforderungen und der Weg vor uns
„Unsere App soll Menschen untersuchen und sie darauf aufmerksam machen, wann sie zur Diagnose einen Arzt aufsuchen sollten, indem sie medizinische Instrumente wie ein Blutdruckmessgerät verwenden“, fügt er hinzu. Das System unterscheidet sich nicht von der Art und Weise, wie Unternehmen wie Apple ihren eigenen sensorgesteuerten Gesundheits- und Wellness-Stack auf der Apple Watch vermarkten, insbesondere für Funktionen wie die Erkennung von Vorhofflimmern (AFib).
Es müssen jedoch noch einige Herausforderungen bewältigt werden, bevor das Team mit der maßstabsgetreuen Bereitstellung seines Software-Toolkits fortfährt. Beispielsweise waren die Fälle meist auf eine bestimmte ethnische Zugehörigkeit beschränkt, von denen es nicht genügend Fälle von Bluthochdruck im Testpool gab.
Das Team erforscht außerdem Methoden, um die Anzahl der für eine ordnungsgemäße Analyse erforderlichen Aufzeichnungen zu reduzieren, eine Übung, für die viel mehr Daten zum Training der zugrunde liegenden KI-Modelle erforderlich wären. Was Sprachaufzeichnungen betrifft, ist eine gewisse Schulung erforderlich, um die erforderlichen akustischen Daten zu erhalten, was eine weitere Herausforderung vor dem Masseneinsatz darstellt.
„Unser nächster Schritt besteht darin, die Studie mit einer größeren und vielfältigeren Gruppe zu wiederholen, die verschiedene ethnische Hintergründe und ein breiteres Spektrum an Bluthochdrucksymptomen umfasst“, bemerkt Fossat. Klick Labs schlägt Lösungen wie tiefe neuronale Netze vor, um einige der oben beschriebenen Nachteile zu überwinden.
Aber die gesamte Prämisse eines nichtinvasiven, Smartphone-gesteuerten Ansatzes zur Analyse chronischen Bluthochdrucks ist ein gewaltiger Fortschritt. Es eliminiert teure Wearables und verfolgt einen Ansatz, bei dem die richtige Unterstützung durch Gesundheitsbehörden oder die kommerzielle Einführung bei Millionen gefährdeter Menschen auf der ganzen Welt Wunder bewirken kann.