一款手机应用程序如何使用您的声音来检测高血压

可穿戴设备领域目前处于停滞状态,因为公司显然已经耗尽了传感器创新能力。微流体和可拉伸电子产品最近已成为尖端可穿戴研究的温床,但这些有前途的论文尚未取得商业成功。

另一方面,Klick Labs 正在将录音视为生物标记物的下一个金矿。想象一下,使用智能手机的录音作为 2 型糖尿病的监测工具或使用语音片段来评估血糖水平。这听起来很现实,但这就是团队一直在努力的方向,并且取得了令人鼓舞的成果。

Klick Labs 的新应用程序依靠语音记录来检测慢性高血压的迹象,并在人工智能的帮助下进行分析。 Klick 实验室的研究科学家杰西·考夫曼 (Jaycee Kaufman) 表示:“语音技术有可能以指数方式改变医疗保健,使其更容易获得和负担得起,特别是对于大量服务不足的人群。”

为什么高血压是一个大问题

检查一个人的血压。
手绘

高血压,也称为高血压,影响着全世界至少 12.8 亿成年人,其中近一半的人并没有意识到这一点。据世界卫生组织(WHO)称,这是全世界过早死亡的主要原因。

美国心脏协会称,如果不及时治疗,可能会导致心脏病、肾衰竭、中风、视力丧失和多种心脏病。不幸的是,并不总是能够进行高血压分析或及时检测。

三星已将该技术应用到其智能手表中,但价格相当昂贵。对于生活在偏远地区或卫生基础设施薄弱的社区的人们来说,情况更加严重。包含智能手机这样无处不在的解决方案可能会成为救星,因为它一次性解决了多个关键挑战。

录音如何提供帮助

Galaxy Z Fold 5 上的三星录音机应用程序。
安迪·博克索尔 / 数字趋势

在这项研究中,研究小组分析了 245 名人类受试者的声音样本,评估了两周内每天收集六次的录音。该团队开发了基于性别的预测模型,并首次记录了一种新颖的声学分析方法。

Klick Labs 的最新研究发表在IEEE Access 杂志上,能够检测出女性高血压的准确度为 84%,男性高血压的准确度为 77%。 Klick Labs 高级副总裁 Yan Fossat 告诉 Digital Trends,该团队现在正在寻求扩展语音辅助分析以检测非慢性高血压。

值得注意的是,该系统在分析之前不需要任何校准,这消除了另一个关键障碍,并且数据也是在无人监督的环境中收集的。

使用语音样本评估高血压的流程。
Klick 实验室/IEEE Access

该应用程序会寻找语音能量分布、音高变化和声音变化清晰度等细节,以建立与血压升高的相关性。该应用程序尚未公开,因为它显然正在进行更多的微调,但未来看起来很光明。

Fossat 也是该研究的首席研究员,他告诉我们,该团队希望在商业化进程中分发应用程序编程接口 (API) 密钥。它将与平台无关,这意味着我们可以预期它会在不久的将来登陆 iPhone 和 Android。

但是监管障碍和繁琐的认证周期又如何呢? Fossat 告诉 Digital Trends:“我们将将该应用程序作为医疗设备软件 (SaMD) I 类提交给监管机构审批。”根据美国食品和药物管理局 (FDA) 的规定,SaMD I 类解决方案风险最低,并且未与硬件医疗设备集成。

那么,普通人应该如何看待 Klick Labs 的语音辅助慢性血压检测系统这样的创新及其前景呢? “医疗级工具是检测血压异常的黄金标准,”Fossat 告诉 Digital Trends。 Klick Labs 的应用程序并不是治疗高血压的起点和终点,但它可以帮助您走上正确的道路。

挑战和未来的道路

进行血压测试之前的 Samsung Health Monitor 应用程序。
三星的健康监测应用程序用于血压测试。安迪·博克索尔 / 数字趋势

“我们的应用程序旨在筛查人们,并提醒他们何时使用医疗级工具(例如血压计)去看医生进行诊断,”他补充道。该系统与苹果公司在 Apple Watch 上推销自己的传感器驱动的健康和保健堆栈的方式没有什么不同,尤其是心房颤动 (AFib) 检测等功能。

然而,在团队继续大规模部署软件工具包之前,还有一些挑战需要解决。例如,病例大多局限于某一特定种族,测试池中没有足够的高血压病例。

该团队还在探索减少正确分析所需记录数量的方法,这项工作需要更多数据来训练底层人工智能模型。就语音记录而言,需要进行一些培训才能获得必要的声学数据,这在大规模部署之前提出了另一个挑战。

“我们的下一步是在更大、更多样化的群体中复制这项研究,包括不同的种族背景和更广泛的高血压症状,”福萨特指出。 Klick Labs 推出了深度神经网络等解决方案来克服上述一些缺点。

但采用智能手机驱动的无创慢性高血压分析方法的总体前提是一个巨大的飞跃。它将昂贵的可穿戴设备从等式中剔除,并采取了一种方法,卫生当局的正确支持或商业采用可以为世界各地数百万高危人群创造奇迹。


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