سنجش قند خون از روی تن صدا

طبق نتایج پژوهشی جدید، وقتی قند خون بالا برود، تن صدا زیرتر یا نازک‌تر می‌شود. این اتفاق می‌تواند روشی برای پایش قند خون بیماران دیابتی باشد که در آن با گوشی هوشمند صحبت کنند و هوش مصنوعی گفتار آن‌ها را بررسی کند.

مطابق قانون هوک در تارهای صوتی، افزایش سطح گلوکز خون باعث زیرتر شدن فرکانس پایه گفتار هر فرد می‌شود.

به گزارش دیجیاتو، در بیماران مبتلا به دیابت نوع ۲، انسولین به میزان کافی یا اصلاً تولید نمی‌شود. این اتفاق باعث آشفتگی میزان قند خون می‌شود. تشخیص هرچه سریع‌تر دیابت نوع ۲ جلوگیری از عواقب بلندمدت آن را ساده‌تر می‌کند. دانشمندان مد‌ت‌هاست روی تشخیص دقیق و کارآمد دیابت نوع ۲ کار می‌کنند؛ از سنجش قند خون از روی پروتئینی خاص تا تشخیص بیماری با دوربین گوشی هوشمند.

حالا گروهی از دانشمندان سلامت در مؤسسه Klick Labs روشی جدید و غیرتهاجمی برای تشخیص و پایش قند خون و دیابت یافته‌اند: تن صدا.

آن‌ها توانستند ارتباطی مثبت و معنادار بین سطح گلوکز و فرکانس پایه صدا پیدا کنند. این یافته راه را برای استفاده از صدا در پیش‌بینی و نظارت بر سطح گلوکز هموار می‌کند. درحالی‌که روش‌های پایش گلوکز فعلی اغلب تهاجمی و ناخوشایند هستند، پایش گلوکز صدا-محور را می‌توان به‌سادگیِ صحبت‌کردن با تلفن همراه انجام داد. این اتفاق تحولی بزرگ برای ۴۶۳ میلیون مبتلا به دیابت نوع ۲ در سراسر دنیا است.

افزایش سطح گلوکز خون روی تار‌های صوتی تأثیری کوچک، اما قابل‌تشخیص دارد.

فرکانس پایه یا F۰ در گفتار پیچیده عبارتی تخصصی‌تر برای تن صداست. فرض بر این است که سطح گلوکز خصوصیات صدا را مطابق «قانون هوک» تغییر می‌دهد. قانون هوک که به تار‌های صوتی اعمال می‌شود، توضیح می‌دهد که تغییرات در تنش، جرم یا طول تار‌ها که تحت‌تأثیر سطح گلوکز بدن هستند، فرکانس نوسان تار‌ها را تغییر می‌دهد. پژوهشگران نیز همین فرض را بررسی کردند.

آن‌ها ۵۰۵ شرکت‌کننده را به ۳ گروه تقسیم کردند: ۲۴۲ غیردیابتی، ۸۹ پیش‌دیابتی و ۱۷۴ نفر مبتلا به دیابت نوع ۲. همه افراد به یک نمایشگر بررسی مداوم قند خون (CGM) مجهز شدند و از آن‌ها خواسته شد ۲ هفته صدایشان را در محیطی ساکت با استفاده از نرم‌افزار مخصوص تا ۶ بار در روز ضبط کنند. شرکت‌کنندگان باید متنی ثابت را می‌خواندند (سلام، چطوری؟ قند خون من الان چقدر است؟) تا فرکانس طبیعی صدای آن‌ها حین صحبت ثبت شود.

در پایان پژوهش، تمام ضبط‌ها با نزدیک‌ترین داده زمانی CGM شرکت‌کننده‌ها جفت شد. از آن‌جا که قند خون هر ۱۵ دقیقه اندازه‌گیری می‌شد، فایل‌های تن صدا هرکدام حداکثر ۷.۵ دقیقه با داده مربوط به ارزیابی گلوکز فاصله داشتند.

پژوهشگران ارتباطی معنادار میان تن صدا و قند خون پیدا کردند. این ارتباط خطی بود؛ افزایش یکی موجب افزایش دیگری می‌شد.

به‌طورکلی، تن صدا ارتباطی کوچک، اما معنادار با سطح گلوکز خون هر فرد دارد. هرچند پژوهشگران اشاره می‌کنند که تن صدا، به‌رغم ارتباط خطی‌اش با قند خون، به‌تن‌هایی نمی‌تواند آن را پیش‌بینی کند. برای داشتن مدل پیش‌بینی موفق لازم است تمام خصوصیات صدا لحاظ شوند.

پژوهشگران به یکی از نارسایی‌های مهم یافته‌های خود نیز اشاره کرده‌اند: پارامتر‌های صدا، ازجمله تن، ممکن است با عوامل خارجی، نظیر حالات احساسی و روانی، عفونت‌های تنفسی و حساسیت‌ها، تغییر کنند.

دانشمندان Klick Labs این مطالعه را در راستای پروژه بلندمدت خود برای شناسایی و مدیریت دیابت با کمک فناوری‌های صوتی و یادگیری ماشین انجام داده‌اند و نتایج پژوهش اخیر خود را در ژورنال Scientific Reports منتشر کرده‌اند.