محققان می خواهند قند خون بیماران دیابتی را از طریق لحن صدا کنترل کنند

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

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

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

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

آن‌ها در مطالعه خود توانستند یک ارتباط 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 تحولی بزرگ برای ۴۶۳ میلیون نفری است که در سراسر دنیا به دیابت نوع ۲ مبتلا هستند.

سنجش قند خون از روی تن صدا

فرکانس پایه یا F0 در گفتار پیچیده، عبارتی تخصصی‌تر برای تن صدا است. فرض بر این است که سطح گلوکز خصوصیات صدا را مطابق «قانون هوک» تغییر می‌دهد. قانون هوک، که به تارهای صوتی اعمال می‌شود، بیان می‌دارد که تغییرات در تنش، جرم یا طول تارها، که تحت‌تأثیر سطح گلوکز در بدن هستند، فرکانس نوسان آن‌ها را تغییر می‌دهد. پژوهشگران نیز به بررسی همین فرض پرداختند.

آن‌ها ۵۰۵ شرکت‌کننده را به سه 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 تا به‌مدت دو هفته صدای خود را در یک محیط ساکت با استفاده از یک اپ مخصوص تا شش بار در روز ضبط کنند. شرکت‌کنندگان باید یک متن ثابت را می‌خواندند (که چنین بود: «سلام، چطوری؟ قند خون من الان چقدر است؟») تا فرکانس طبیعی صدای آن‌ها در طول صحبت ثبت شود.

در پایان مطالعه، 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 یک داده مربوط به ارزیابی گلوکز فاصله داشتند.

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

به‌طور کلی، تن صدا ارتباطی کوچک اما معنادار با سطح گلوکز خون هر فرد دارد. هرچند پژوهشگران اشاره می‌کنند که تن صدا، علی‌رغم ارتباط خطی‌اش با قند خون، به‌تنهایی نمی‌تواند آن را پیش‌بینی کند. برای داشتن یک مدل پیش‌بینی موفق لازم است که 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. آن‌ها نتایج پژوهش اخیر خود را در ژورنال Scientific Reports منتشر کرده‌اند.