Канадские ученые разработали математическую модель, с помощью которой можно отличать людей с диабетом второго типа от здоровых по голосу. Выяснилось, что между двумя группами существует разница в характеристиках голоса — в частности, в высоте тона и фазовом дрожании. Исследование опубликовано в Mayo Clinic Proceedings: Digital Health.
Образование голоса — это сложный процесс, который связан с совместной работой дыхательной и нервной систем, а также голосового аппарата гортани. Поэтому потенциально, все, что может воздействовать на эти системы, может повлиять на голос. Поскольку при сахарном диабете второго типа у людей на протяжении длительного периода могут наблюдаться высокие уровни глюкозы в крови, ученые предположили, что концентрация глюкозы влияет на эластичные свойства голосовых связок. Кроме того, длительное повышение уровня глюкозы может приводить к пагубным последствиям и для нервной системы: например, к повреждению нервных и мышечных волокон.
Поэтому есть веские основания полагать, что люди с сахарным диабетом второго типа будут иметь уникальные вокальные характеристики, по которым их можно отличить от здоровых людей. Подобные отличия уже находили в нескольких исследованиях, однако неизвестно, насколько их можно использовать для диагностики болезни.
Джейси Кауфман (Jaycee Kaufman) с коллегами из компании Klick попросили 267 участников (170 мужчин: 113 без диабета и 57 с диабетом; 97 женщин: 79 без диабета и 18 с диабетом) записывать свой голос не менее шести раз в день в течение двух недель в мобильное приложение, произнося установленную фразу: «Привет, как дела? Какой у меня сейчас уровень глюкозы?». Всего ученые собрали 18465 образцов голоса.
При первичном анализе 14 акустических характеристик ученые обнаружили, что между двумя группами наблюдаются значимая разница в некоторых из них, включая высоту тона и интенсивность звучания, а также фазовые дрожания. Основываясь на этих различиях, ученые разработали математическую компьютерную модель, которая анализирует голосовые записи вместе с информацией о пациенте (возраст, пол, рост и вес). При тестировании на собранных записях программа определяла наличие диабета в 89 процентах случаев у женщин и в 86 процентах у мужчин.
По словам ученых такая чувствительность находится на уровне чувствительности традиционных тестов на концентрацию глюкозы в крови натощак (85 процентов). Поэтому при дальнейшем совершенствовании технологии ученые рассчитывают превратить свой прототип в работающий инструмент диагностики сахарного диабета второго типа.
Однако ученым следует рассмотреть и другие причины изменения голоса при диабете. Возможно, повышенный уровень глюкозы как-то влияет на экспрессию генов калиевых каналов. Ведь как выяснили исландские ученые, ген ABCC9, кодирующий регуляторную субъединицу АТФ-чувствительных калиевых каналов, оказался ответственным за высоту человеческого голоса.