Ο καρκίνος του λάρυγγα παραμένει μια από τις πιο απειλητικές μορφές καρκίνου με υψηλό επιδημιολογικό φορτίο παγκοσμίως. Μόνο το 2021, καταγράφηκαν περίπου 1,1 εκατομμύρια περιπτώσεις και σχεδόν 100.000 θάνατοι. Ανάμεσα στους κύριους παράγοντες κινδύνου συγκαταλέγονται το κάπνισμα, η υπερκατανάλωση αλκοόλ και η λοίμωξη από τον ιό HPV. Η πενταετής πρόγνωση εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη θέση και το στάδιο του όγκου, με τα ποσοστά επιβίωσης να κυμαίνονται από 35% έως 78%.
Ως εκ τούτου, η έγκαιρη διάγνωση είναι καθοριστική για την πρόγνωση. Μέχρι σήμερα, ο καρκίνος του λάρυγγα διαγιγνώσκεται μέσω ενδοσκοπήσεων και βιοψιών – διαδικασίες επεμβατικές και συχνά χρονοβόρες. Ωστόσο, νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Frontiers in Digital Health διαπίστωσε πως οι ανωμαλίες στις φωνητικές χορδές μπορούν να εντοπιστούν από τον ήχο της φωνής. Ορισμένες βλάβες των φωνητικών χορδών μπορεί να είναι καλοήθεις, όπως οι πολύποδες, αλλά ενδέχεται να υποδηλώνουν και πρώιμα στάδια καρκίνου του λάρυγγα.
Τα ευρήματα ανοίγουν τον δρόμο για μια νέα εφαρμογή της τεχνητής νοημοσύνης: την ανίχνευση πρώιμων ενδείξεων καρκίνου του λάρυγγα μέσω ηχογραφήσεων της φωνής.
«Δείχνουμε ότι με αυτό το σύνολο δεδομένων μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε φωνητικούς βιοδείκτες για να εντοπίσουμε ασθενείς με βλάβες στις φωνητικές χορδές», εξήγησε ο Δρ. Φίλιπ Τζένκινς, μεταδιδακτορικός ερευνητής στην κλινική πληροφορική στο Πανεπιστήμιο του Όρεγκον και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.
Ο Τζένκινς και οι συνάδελφοί του συμμετέχουν στο έργο Bridge2AI-Voice, μέρος της πρωτοβουλίας Bridge to Artificial Intelligence του Αμερικανικού Εθνικού Ινστιτούτου Υγείας. Η ομάδα του ανέλυσε φωνητικά χαρακτηριστικά –όπως τόνο, ένταση και καθαρότητα– χρησιμοποιώντας 12.523 ηχογραφήσεις από 306 συμμετέχοντες στη Βόρεια Αμερική. Ορισμένοι συμμετέχοντες είχαν διαγνωστεί με καρκίνο του λάρυγγα, καλοήθεις βλάβες, ή άλλες παθήσεις όπως σπασμωδική δυσφωνία και μονομερής παράλυση των φωνητικών χορδών.
Οι ερευνητές επικεντρώθηκαν στις διαφορές που παρατηρούνται σε διάφορα φωνητικά ακουστικά χαρακτηριστικά: τη μέση θεμελιώδη συχνότητα, τη μεταβολή του ύψους της φωνής κατά τη διάρκεια της ομιλίας, τη μεταβολή του πλάτους της φωνής και την αναλογία αρμονικών προς θόρυβο- ένα μέτρο της σχέσης μεταξύ των αρμονικών και των θορυβωδών στοιχείων της φωνής. Η ομάδα εντόπισε σημαντικές διαφορές στη θεμελιώδη συχνότητα και στην αναλογία αρμονικών προς θόρυβο μεταξύ ανδρών χωρίς διαταραχές, με καλοήθεις βλάβες και με καρκίνο. Παρότι τα ευρήματα για τις γυναίκες δεν ήταν εξίσου ενδεικτικά, ένα πιο εκτεταμένο δείγμα ενδέχεται να αποκαλύψει αντίστοιχα χαρακτηριστικά.
Οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η αναλογία αρμονικών προς θόρυβο μπορεί να χρησιμεύσει για την παρακολούθηση της εξέλιξης των βλαβών στις φωνητικές χορδές και την πρώιμη διάγνωση του καρκίνου, τουλάχιστον στους άνδρες.
«Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι με ηθικά συλλεγμένα και μεγάλα σύνολα δεδομένων όπως το Bridge2AI-Voice, η φωνή θα μπορούσε να λειτουργήσει ως βιοδείκτης για τον εντοπισμό κινδύνου εμφάνισης καρκίνου στην κλινική πράξη», δήλωσε ο Τζένκινς.
Το επόμενο βήμα
Οι ερευνητές σκοπεύουν να εκπαιδεύσουν τα μοντέλα σε ακόμα μεγαλύτερα σύνολα δεδομένων και να δοκιμάσουν την τεχνολογία σε κλινικές συνθήκες.
«Για να μετατρέψουμε αυτή τη μελέτη σε ένα πλήρως λειτουργικό εργαλείο αναγνώρισης βλαβών, χρειαζόμαστε περισσότερα δεδομένα, σωστά επισημασμένα από ειδικούς, και κλινικές δοκιμές ώστε να διασφαλιστεί η αποτελεσματικότητα και στα δύο φύλα», εξήγησε ο ερευνητής.
«Ήδη δοκιμάζονται εργαλεία υγείας που βασίζονται στη φωνή. Με βάση τα ευρήματά μας, εκτιμώ ότι με μεγαλύτερα σύνολα δεδομένων και κλινική επικύρωση, αντίστοιχα συστήματα για την ανίχνευση βλαβών στις φωνητικές χορδές θα μπορούσαν να μπουν σε πιλοτική εφαρμογή μέσα στα επόμενα χρόνια», κατέληξε ο ερευνητής.
