W głosie osób z chorobą Parkinsona słychać postępujące w czasie zmiany stanu zdrowia. Czy w przyszłości aplikacja na smartfona pomoże w dostosowywaniu odpowiedniej i indywidualnej terapii?
Krakowscy naukowcy i lekarze neurolodzy nagrywają pacjentów, aby stworzyć system automatycznego diagnozowania i prognozowania skutków terapii na podstawie sygnału mowy.
Badania nad wykorzystaniem sygnału mowy do detekcji różnych patologii i chorób laryngologicznych prowadzone są na całym świecie. W ten sposób można – bez zaglądania w gardło - wykryć m.in. ostre zapalenie krtani, porażenie nerwu krtaniowego wstecznego i dysfonię funkcjonalną, która dotyka najczęściej osoby pracujące z głosem, np. nauczycieli. Nowością jest wykorzystanie parametrów sygnału mowy do diagnozowania i monitorowania chorób neurodegeneracyjnych.
Technologie informatyczne i uczenie maszynowe dają sporą nadzieję na to, że będzie można zautomatyzować system śledzenia choroby Parkinsona na podstawie samego głosu. Nad polską bazą pracuje bioinżynier Daria Hemmerling z Krakowa. W badaniach uczestniczy zespół neurologów z Krakowskiego Szpitala Specjalistycznego im. Jana Pawła II. Od ponad roku z udziałem pacjentów-ochotników prowadzone są tu nagrania oraz analiza jakości głosu i mowy w ujęciu medycznym.
Doktorantka Akademii Górniczo-Hutniczej otrzymała kredyt zaufania od Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego – jest laureatką Diamentowego Grantu, który m.in. umożliwia jej wyjazdy i współpracę z ośrodkami naukowymi w Kolumbii, Stanach Zjednoczonych i w Europie. Wielu naukowców prowadzi na świecie grupy tworzące bazy diagnostyczne w swoich językach. Nie istniała dotąd taka baza w języku polskim.
"Od ponad roku prowadzimy w krakowskim szpitalu nagrania głosu pacjentów z chorobą Parkinsona w różnych jej stadiach. Jest to choroba, która z czasem się pogłębia i nie można jej wyleczyć, a możemy jedynie opóźnić jej skutki. Dlatego bardzo ważne jest dostosowanie leczenia do stadium choroby, do jej symptomów" – wyjaśnia w rozmowie z PAP Daria Hemmerling.
Każdemu z nagrywanych pacjentów należy poświęcić ok. 4 godzin. Nagrania prowadzone są od tzw. stanu off, kiedy w organizmie chorego nie działają żadne leki. Następnie pacjentowi podaje się określoną dawkę medykamentu i co 30 min przeprowadza się pomiar głosu. Lekarze sprawdzają, jak symptomy znikają po zażyciu leków, a bioinżynier analizuje, czy jest to skorelowane z głosem.
Pacjenci z chorobą Parkinsona mają ograniczoną zdolność modulacji głosu. Ponadto ich stan zmienia się w czasie od zjedzenia leku do jego wysycenia, czyli do czasu, kiedy przestaje on działać. Okazuje się, że kiedy lek nie funkcjonuje, modulacja głosu jest zmniejszona, pacjent mówi ciszej, niższym głosem, może się jąkać, zacinać, zmienia się częstotliwość podstawowa głosu. Im bardziej posunięta choroba, tym modulacja jest bardziej ograniczona.
"Aby ocenić stan pacjenta, lekarz uzupełnia tzw. skalę UPDRS (ang. Unified Parkinson's Disease Rating Scale), która składa się z kilkudziesięciu pytań, a każde z nich jest oceniane od 0 do 4 pkt. My zajmowaliśmy się głównie zmianami motorycznymi ciała, które są największe w tej chorobie. Szukamy symptomów, które mogłyby potwierdzać zmianę stanu zdrowia na podstawie tylko głosu. Badana jest głośność, prędkość mowy, wahania częstotliwości, amplitudy, energii, ton głosu, składowe sygnału" – wylicza rozmówczyni PAP.
Dotąd przebadano w ten sposób 28 osób. Doktorantka podkreśla, że tak czasochłonne nagrania oraz ich analiza były wielkim wyzwaniem dla lekarzy, którzy oprócz dyżurów i pracy na oddziale mają również przychodnię. Wszystkie badania na potrzeby tego projektu neurolodzy wykonywali po godzinach pracy, co najlepiej świadczy o tym, z jaką powagą traktują szanse, jakie stwarza opracowywana właśnie metoda diagnostyczna.
W ramach doktoratu bioinżynier Daria Hemmerling zajmowała się również automatyczną detekcją i monitorowaniem przebiegu schorzeń laryngologicznych. Jej badania dotyczyły zarówno chorób przewlekłych, jak i nagłych. Wyniki dały stuprocentową wykrywalność patologii głosu. Skuteczność w rozróżnianiu poszczególnych chorób wynosiła aż 70 proc., gdzie miarą skuteczności jest stosunek liczby przypadków dobrze zdiagnozowanych do wszystkich analizowanych.
"Taki system budzi duże nadzieje, ale nie oznacza wyeliminowania lekarza specjalisty, który zawsze jest potrzebny. Będzie to raczej narzędzie umożliwiające analizę choroby już podczas pierwszego wywiadu lekarskiego. Zarówno w chorobach laryngologicznych, jak i w chorobie Parkinsona może ono zasugerować drogę postępowania medycznego. Trudno, żeby lekarz poświęcił aż 5 godzin pacjentowi przyjmowanemu do szpitala z podejrzeniem choroby, skoro ma na oddziale 40 innych chorych. Automatyzacja monitorowania i prognostyki pacjentów może ułatwić pracę lekarzy" – ocenia doktorantka.
Dodaje, że pacjenci chętnie uczestniczą w takich badaniach, ponieważ czują, że ich udział może rozwijać naukę i w przyszłości pomóc w leczeniu innych, którzy znajdą się w ich sytuacji. Przy chorobie Parkinsona jest bardzo wąska granica pomiędzy koniecznością podania małej i większej dawki leku. Gdy symptomy choroby zwiększają się, podawana jest większa dawka, ale przekroczenie jej za wcześnie powoduje znaczne pogorszenie stanu zdrowia i objawy silniejsze niż bez zażycia leku. Pacjentom zdarzają się też tzw. zastygnięcia, kiedy mięśnie odmawiają posłuszeństwa. Takie stany prawdopodobnie będzie można przewidzieć i ich uniknąć poprzez odpowiednie przyjęcie leków w czasie.
Protokół do oceny pacjentów z chorobą Parkinsona był stworzony we współpracy logopedów w Polsce, profesorów z Neapolu, z Niemiec, z Czech i profesora z Kolumbii.
Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl | Karolina Duszczyk
Komentarze
[ z 2]
Wspaniały pomysł. Aplikacji mobilnych używamy w codziennym życiu do rozrywki oraz jako przydatne narzędzia. Czas na postęp w medycznym kierunku. Już teraz mamy duży wybór, ale nie są to usługi tak przełomowe jak ta. Bardzo ambitny projekt. Gratulacje.
Objawy zaburzeń mowy pojawiają się zazwyczaj w stadium średniozaawansowanym. Oznacza to, że przez długi okres trwania choroby mowa jest prawidłowa. Niekiedy trudno jest orzec, czy pojawiające się zaburzenia głosu spowodowane są chorobą, czy może naturalnym starzeniem się organizmu. Wiek podeszły przyczynia się do fizjologicznego upośledzenia słuchu w wyniku czego dochodzi do zmiany barwy głosu – staje się on wówczas osłabiony i zaczyna drżeć, a jego skala zwęża się. Za objawy zaburzenia głosu i mowy, które świadczą o podłożu chorobowym, można uznać m.in.: – ściszenie głosu, – powolną, monotonną i przerywaną mowę, – zubożenie mimiki, – ślinienie się, – mowę bezbarwną i zamazaną artykulację, – pozbawioną ruchów mimicznych, maskowatą twarz, – niedostateczną koordynację zwiotczałych lub zbyt napiętych mięśni nasady, – czasem przyśpieszenie tempa mówienia w końcowej części wypowiedzi, które utrudnia zrozumienie chorego. Rozumienie mowy najczęściej zostaje zachowane. Chorzy w mowie spontanicznej zaczynają przekazywać mniej informacji, mają także coraz większe trudności w konstruowaniu zdań. Nie są one jednak związane z utratą słownictwa, a jedynie z nieprawidłowym posługiwania się słowami. W wyniku postawionej diagnozy logopedycznej kolejnym etapem jest wdrożenie planu terapeutycznego. U pacjentki można zaobserwować podstawowe zaburzenia mowy w chorobie Parkinsona wskazywane w literaturze. W związku z tym terapia mowy powinna dotyczyć przede wszystkim rehabilitacji głosu, regulacji oddechu, poprawy fonacji oraz sprawności narządów artykulacyjnych. Usprawnienie ruchomości artykulatorów, siły mięśni krtani, oddychania, fonacji, prozodii, głośności mowy i precyzji artykulacyjnej przyczyni się do poprawy jakości mowy i jej zrozumienia. Nasilające się problemy z połykaniem także powinny zostać uwzględnione podczas tworzenia programu terapeutycznego. Ćwiczenia logopedyczne należałoby wykonywać systematycznie przez długi okres – tylko takie postępowanie może przynieść jakiekolwiek rezultaty. Dotychczasowa terapia pacjentki trwała cztery miesiące, nie przynosząc oczekiwanych rezultatów. Sesja terapeutyczna odbywała się dwa razy w tygodniu i trwała 45 minut. Dodatkowo pacjentka każdego dnia samodzielnie wykonywała zalecone ćwiczenia. W planie terapeutycznym znalazły się ćwiczenia: prawidłowego połykania, oddechowe, usprawniające pracę narządów artykulacyjnych, fonacyjne, artykulacyjne oraz prozodii mowy. Dokładnego ich opisu dokonano poniżej. Dysfagia jest częstym zaburzeniem w chorobie Parkinsona. Polega ona na niemożności prawidłowego przełykania pokarmów i nasila się wraz z czasem trwania choroby. Nie zależy ona od wieku pacjenta. W ostatnim stadium choroby Parkinsona leczenie farmakologiczne dysfagii nie przynosi rezultatów, ponieważ proces neurodegradacji i niszczenie neuronów są nasilone. Pojawia się dodatkowo ślinotok, który jest wynikiem zaburzonych ruchów połykania. Przyczynia się to do zwiększenia ryzyka zachłyśnięcia przez chorego. W tym wypadku należy włączyć ćwiczenia rehabilitacyjne dla chorych z dysfagią oraz bezwzględnie przestrzegać zasad bezpiecznego spożywania posiłków. Chora ma wszystkie objawy opisane powyżej. W związku z tym wdrożono do terapii ćwiczenia polegające na unoszeniu przedniej i tylnej części języka przy otwartych ustach, wstrzymaniu oddechu na 5 sekund i powtarzaniu samogłoski a, wykonywaniu manewru Mendelsona, zastosowaniu wspomagających technik połykania, tj. pochylenie głowy w celu ułatwienia przejścia pokarmu do przełyku. Chora otrzymała także wskazówki dotyczące bezpiecznego spożywania posiłków. W trakcie trwania terapii przestrzegała wszystkich zasad. Z wywiadu wynikało, że dolegliwości nieznacznie się wycofały. Ćwiczenia oddechowe stanowią bardzo ważny wstęp do właściwej terapii mowy. Możemy je wykonywać jednocześnie z ćwiczeniami relaksacyjnymi. Prawidłowe oddychanie jest niezwykle ważne, ponieważ warunkuje ono silny głos i dobrą wymowę. Ćwiczenia oddechowe w chorobie Parkinsona mają głównie na celu wydłużenie fazy wydechowej, a także powiększenie pojemności życiowej płuc, skorygowanie nieprawidłowego toru oddechowego, ułatwienie kontroli nad oddechem oraz poprawę koordynacji i napięcia mięśni oddechowych. Sztywność mięśni oraz hipokineza krtani w chorobie Parkinsona przyczyniają się do znacznego obniżenia jakości głosu. Staje się on monotonny, przypomina szept w przebiegu zapalenia krtani, a jego modulacja jest ograniczona. W związku z tym chory nie może uzyskać prawidłowej fonacji. Celem ćwiczeń fonacyjnych jest zatem skoordynowanie prawidłowego oddechu z fonacją, ustawienie głosu na odpowiednim poziomie, kontrola jego wysokości, ustalenie natężenia głosu oraz osiągnięcie prawidłowego rezonansu i prozodii. Zaburzenia mowy u pacjentki polegają przede wszystkim na zmianie barwy głosu i nieprawidłowej fonacji. Głos jest ochrypły i cichy, a tempo mówienia uległo zwolnieniu. Płynność mowy zaburzają liczne pauzy występujące w mowie spontanicznej. Prozodia i rytm są nieprawidłowe – mowa staje się coraz bardziej monotonna. Precyzja artykulacyjna także uległa pogorszeniu – dostrzec można tzw. ,,zamazanie” artykulacji. Sprawność narządów artykulacyjnych również się obniżyła. Objawy zaburzeń mowy spowodowane są nieprawidłowym ruchem strun głosowych, zmęczeniem, podwyższonym napięciem mięśni krtani oraz osłabieniem ich aktywności, a także wzmożeniem napięcia mięśniowego twarzy. W pełni odpowiadają one symptomom opisanym w literaturze dotyczącej mowy w chorobie Parkinsona. Pozostałe obszary, które zostały poddane badaniu pozostają w normie. Pacjentka nie ma problemu z rozumieniem mowy, jednak coraz częściej trudność sprawia jej produkowanie mowy. Choroba Parkinsona jest specyficznym schorzeniem, które u każdego pacjenta przebiega w inny sposób. Zaprezentowany przypadek może stanowić egzemplifikację postępowania terapeutycznego dla innych logopedów, ułatwiającą pracę z osobami z tego typu zaburzeniami mowy i komunikacji. Choć w zaawansowanym stadium choroby terapia logopedyczna nie przynosi już efektów, nie należy zaprzestać oddziaływań logopedycznych. Systematyczne ćwiczenia mogą podtrzymywać zaburzone funkcje i powodować opóźnienie progresji schorzenia. Choroba Parkinsona jest schorzeniem postępującym, w związku z tym zadaniem terapeuty mowy jest zahamowanie jej rozwoju i niedopuszczenie do całkowitej utraty mowy. Nigdy nie powinno się zostawiać pacjenta bez opieki logopedycznej, nawet jeśli znajduje się już w ostatnim stadium choro by. Każde dodatkowe działanie bowiem przyczynia się do wydłużenia czasu, w którym pacjent może posługiwać się mową i porozumiewać dzięki temu z otoczeniem drogą werbalną. ( publikacja: p. Mateusz Szurek)