KI erkennt Diabetes an der Stimme
Wie könnte man Diabetes frühzeitig erkennen, am besten ohne invasive und aufwendige Untersuchungen? Einer Studie„Acoustic Analysis and Prediction of Type 2 Diabetes Mellitus Using Smartphone-Recorded Voice Segments“ , veröffentlicht in „Mayo Clinic Proceedings: Digital Health“, zufolge, könnte Künstliche Intelligenz (KI) diagnostisch unterstützen – und zwar per Sprachaufnahme.
Wissenschaftler hatten insgesamt 267 Menschen mit (18 Frauen, 57 Männer) und ohne Diabetes mellitus Typ 2 (79 Frauen, 113 Männer) zwischen August 2021 und Juni 2022 bestimmte Sätze aufzeichnen lassen. Konkret mussten die Studienteilnehmenden über zwei Wochen bis zu sechsmal pro Tag den gleichen Satz in ihr Smartphone sprechen: „Hello, how are you? What is my glucose level right now?”
Eine App nahm die Sätze auf, sodass die Wissenschaftler insgesamt 18.465 Sprachaufnahmen analysieren konnten. Das Ergebnis: Diabetiker sprechen anders als Nichtdiabetiker.
Zur Erinnerung: Was ist künstliche Intelligenz?
KI steht für künstliche Intelligenz und beschreibt die Entwicklung von Computerprogrammen und Systemen, die in der Lage sind, menschenähnliche kognitive Fähigkeiten zu erlangen und auszuführen.
Ziel der KI ist es, Maschinen die Fähigkeit zu geben, menschenähnliche Problemlösungs- und Entscheidungsfähigkeiten zu entwickeln, indem sie Informationen sammeln, analysieren und darauf reagieren.
KI-Systeme verwenden Algorithmen und maschinelles Lernen, um Muster in großen Datensätzen zu erkennen und zu interpretieren. Sie können auch auf Erfahrungswissen zugreifen, das durch menschliche Experten erworben wurde, um bessere Entscheidungen zu treffen und komplexe Aufgaben auszuführen.
Es gibt viele verschiedene Arten von KI-Systemen, einschließlich Expertensystemen, neuronalen Netzwerken, genetischen Algorithmen und selbstlernenden Systemen.
Einige Anwendungen von KI-Systemen umfassen die Bilderkennung, Spracherkennung, natürliche Sprachverarbeitung, Robotik, Automatisierung und Entscheidungsunterstützung.
Insgesamt hat die Entwicklung von KI-Systemen das Potenzial, das Leben und die Arbeitsweise der Menschen zu verändern, indem sie neue Möglichkeiten zur Automatisierung und Verbesserung von Aufgaben und Prozessen bietet.
Diabetes: Andere Sprachmuster erkennbar
Die Wissenschaftler erstellten aus den Sprachaufnahmen alters- und BMI-adjustierte Datensätze. Dies sollte sicherstellen, dass die Stimmveränderungen bei den Studienteilnehmenden auf dem Diabetes-Status beruhen und sie nicht aufgrund von Gewicht oder Alter anders sprechen.
Insgesamt extrahierten die Studienautoren 14 Stimmmerkmale, wie Tonhöhe, Intensität, Zittern und Flimmern. Erhöhte absolute Werte von Flimmern und Zittern würden mit einer erhöhten wahrgenommenen Atemlosigkeit, Heiserkeit und Rauheit der Stimme in Verbindung gebracht, erklärten die Forschenden ihren Ansatz. Und diese könnten wiederum mit „bestimmten Pathologien“ in Verbindung gebracht werden.
Einfache Diagnosemethode mittels KI
Anhand der Datensätze entwickelten die Wissenschaftler ein KI-Model, das mit knapp 90-prozentiger Genauigkeit feststellen kann, ob Diabetes mellitus Typ 2 vorliegt (89 Prozent Genauigkeit bei Frauen, 86 Prozent Genauigkeit bei Männern). „Unsere Studie offenbart bemerkenswerte Unterschiede in den Stimmmustern zwischen Personen mit Typ-2-Diabetes und denen ohne diese Krankheit. Diese Entdeckung könnte die Art und Weise, wie wir Diabetes screenen, revolutionieren", so Jaycee Kaufman, Hauptautorin der Studie.
Arzt nicht ersetzbar
In der Tat ersetzt eine solche KI natürlich derzeit keine ärztliche Diagnose. Doch kombiniert mit weiteren Smartphonedaten durch Beschleunigungs- und Herzfrequenzmesser könnte eine KI diese Daten auf bestimmte Muster bei Diabetes untersuchen – und dem Smartphonenutzer sodann eine ärztliche Abklärung empfehlen.
Bei schätzungsweise 175 Millionen unerkannten Diabetikern weltweit wäre eine solch erste und unkomplizierte Früherkennung und damit zeitige Behandlungsmöglichkeit extrem wertvoll.