AIモデルは、咳分析による疾患の検出を支援します

咳の音から呼吸のリズムまで、私たちの体が発する音には健康に関する情報が詰まっています。これらの微妙なバイオアコースティック信号は、結核（TB）や慢性閉塞性肺疾患（COPD）などのさまざまな健康問題のスクリーニング、診断、モニタリング、管理において、ゲームチェンジャーとなる可能性があります。Googleでは、スマートフォンのマイクが広く普及していることもあり、音を健康指標として活用する大きな可能性を見ています。そのため、AIがこれらの音から健康情報を引き出す方法を探求してきました。

今年初め、私たちはHealth Acoustic Representations（HeAR）というバイオアコースティック基盤モデルを展開しました。これは、研究者が人間の音を聞き取り、早期の疾患兆候を発見できるモデルを作成するのを助けるものです。Google Researchチームは、多様で匿名化されたデータセットから3億ものオーディオクリップを使ってHeARを訓練しました。特に咳のモデルについては、約1億の咳の音を使用しました。

HeARは、健康関連の音のパターンを捉えるように設計されており、医療音声分析の強固な基盤を提供します。平均して、HeARはさまざまなタスクで他のモデルを上回り、異なるマイクでも優れた性能を発揮し、健康関連の音のパターンを意味のある形で捉える能力を示しています。さらに、HeARを基盤にしたモデルは、訓練データが少なくても高い性能を達成できるため、データが限られた医療研究の世界では大きな意味を持ちます。

現在、HeARは研究者がデータ、環境、計算能力が限られていてもカスタムバイオアコースティックモデルを迅速に開発できるように提供されています。私たちの目標は、データが不足していたりコストが高い場合でも、特定の疾患やグループ向けのモデルの研究を促進することです。

インドに拠点を置く呼吸器健康企業Salcit Technologiesは、咳の音を分析して肺の健康を評価するAI搭載ツールSwaasa®を開発しました。彼らは現在、HeARがバイオアコースティックAIモデルをどのように強化できるかを検討しています。Swaasa®は、咳の音を通じて結核の早期発見を改善するためにHeARを活用することから始めています。

結核は治療可能ですが、毎年何百万もの症例が診断されずにいます。これは多くの場合、医療へのアクセスが容易でないためです。より良い診断は結核を撲滅する鍵であり、AIは検出を向上させ、世界中で医療をよりアクセスしやすく、手頃な価格にする大きな違いを生み出します。Swaasa®は、特別な機器や特定の場所を必要とせずに、機械学習を活用して早期に疾患を捉え、健康評価をよりアクセスしやすく、手頃で、スケーラブルにしています。HeARを活用することで、彼らはインド全土での結核スクリーニングの拡大を目指しています。

「見逃された結核の症例はすべて悲劇であり、遅れた診断は心の痛みです」と、Google ResearchでHeARに取り組むプロダクトマネージャーのSujay Kakarmathは述べています。「アコースティックバイオマーカーはこの物語を変える可能性があります。HeARがこの旅路で果たせる役割に本当に感謝しています。」

私たちは、StopTB Partnershipのような団体からも支援を受けています。この国連が主催する組織は、2030年までに結核を撲滅するために、結核の専門家や影響を受けるコミュニティをつなげています。

「HeARのようなツールは、結核のスクリーニングと検出におけるAI搭載のアコースティック分析を推進し、最も必要とする人々に低負担でアクセス可能なソリューションを提供します」と、Stop TB Partnershipのデジタルヘルス専門家Zhi Zhen Qinは述べています。

HeARは、アコースティックヘルス研究における大きな飛躍です。私たちは、結核、胸部、肺、その他の疾患のための将来の診断ツールやモニタリングソリューションの開発を支援し、研究を通じて世界中のコミュニティの健康アウトカムを改善することを目指しています。HeARに興味のある研究者は、詳細を確認し、HeAR APIへのアクセスをリクエストできます。