اكتشاف آفات الحبال الصوتية باستخدام الذكاء الاصطناعي عبر تسجيلات صوتية

أظهرت دراسة حديثة إمكانية اكتشاف آفات الحبال الصوتية من خلال تحليل صوت المريض، ما يفتح الباب أمام تطوير تطبيقات ذكاء اصطناعي قادرة على التعرف المبكر على سرطان الحنجرة عبر التسجيلات الصوتية. وقد تكون هذه الآفات إما حميدة أو مؤشراً على المراحل المبكرة من سرطان الحنجرة.

أجريت الدراسة بواسطة باحثين من قسم المعلوماتية وعلم الأوبئة السريرية في جامعة أوريغون للصحة والعلوم في الولايات المتحدة، ونُشرت نتائجها في مجلة Frontiers in Digital Health في 12 أغسطس/آب، مع تغطية من موقع يوريك أليرت.

عبء صحي عالمي

يعد سرطان الحنجرة أحد الأمراض التي تشكل عبئاً صحياً كبيراً عالمياً، حيث قُدّر عدد الحالات عام 2021 بحوالي 1.1 مليون حالة، مع وفاة نحو 100 ألف شخص. وتشمل عوامل الخطر التدخين، تناول الكحول، والإصابة بفيروس الورم الحليمي البشري، وتراوح نسبة البقاء على قيد الحياة لمدة خمس سنوات بين 35% و78% حسب مرحلة الورم وموقعه داخل الحنجرة.

ويعتبر الكشف المبكر عن السرطان عاملاً حاسماً لضمان سلامة المرضى. ويجري تشخيص سرطان الحنجرة حالياً عبر تنظير الأنف بالفيديو والخزعات، وهي إجراءات شاقة تتطلب تدخلاً جراحياً، وقد يستغرق الوصول إلى الأخصائي المؤهل وقتاً، مما يؤدي إلى تأخر التشخيص.

الدراسة واستخدام المؤشرات الحيوية الصوتية

صرح الدكتور فيليب جينكينز، باحث ما بعد الدكتوراه في المعلوماتية السريرية والمؤلف المشارك للدراسة:
“نظهر هنا أنه باستخدام مجموعة بيانات مناسبة، يمكننا التعرف على أصوات المرضى الذين يعانون من آفات الحبال الصوتية باستخدام مؤشرات حيوية صوتية، مقارنة بغير المصابين.”

وشارك جينكينز وزملاؤه في مشروع Bridge2AI-Voice ضمن ائتلاف Bridge2AI التابع للمعهد الوطني الأميركي للصحة، وهو مبادرة لتطبيق الذكاء الاصطناعي على التحديات الطبية الحيوية المعقدة.

حلل الباحثون الاختلافات في النبرة، الطبقة، الحجم، والوضوح الصوتي ضمن النسخة الأولى من مجموعة بيانات الذكاء الاصطناعي للصوت، والتي تحتوي على أكثر من 12 ألف تسجيل صوتي لـ306 مشاركين من أنحاء أميركا الشمالية.

وتضمنت الحالات القليلة بعض المصابين بـسرطان الحنجرة، أو تشوهات حميدة في الحبال الصوتية، إضافة إلى حالتين أخريين: خلل النطق التشنجي وشلل الحبال الصوتية أحادي الجانب.

الخطوات التالية

تتمثل الخطوة القادمة للباحثين في تطبيق الخوارزميات الجديدة على مجموعات بيانات أكبر واختبارها في المستشفيات باستخدام أصوات المرضى.

وأوضح جينكينز:
“للانتقال من هذه الدراسة إلى أداة ذكاء اصطناعي قادرة على التعرف على آفات الحبال الصوتية، سنقوم بتدريب النماذج على بيانات صوتية أكبر مصنفة من قبل متخصصين، ثم اختبار النظام للتأكد من فعاليته على حد سواء للنساء والرجال.”

وتجري حالياً تجارب على أدوات صحية معتمدة على الصوت، ويشير جينكينز إلى أن الأدوات المماثلة للكشف المبكر عن آفات الحبال الصوتية قد تدخل مرحلة الاختبار التجريبي خلال العامين المقبلين، مع توفر مجموعات بيانات أكبر والتحقق السريري اللازم.