Mluvit bez hlasivek? Pomoci by měla nová technologie s podporou AI

3. 7. 2024

Tým bioinženýrů z Kalifornské univerzity v Los Angeles (UCLA) vyvinul tenké flexibilní zařízení o rozměrech něco málo přes 2,5 cm2, které přilne ke krku a převádí pohyby svalů hrtanu do slyšitelné řeči. Technologie s vlastním pohonem by mohla sloužit jako neinvazivní nástroj pro obnovení normální hlasové funkce u pacientů s dysfunkčními hlasivkami.

Poruchy hlasu se vyskytují ve všech věkových kategoriích a demografických skupinách. Výzkum ukázal, že téměř 30 % osob zažije v životě alespoň jednou poruchu spojenou se ztrátou hlasu. Nejčastěji se jedná o přechodnou funkční dysfonii, její krajní formou je pak ztráta hlasu (afonie), k níž může dojít například po operacích rakoviny hrtanu. U terapeutických přístupů, jako jsou chirurgické intervence a hlasová terapie, se zotavení hlasu může protáhnout ze 3 měsíců až na 1 rok, přičemž některé invazivní techniky vyžadují také značnou dobu povinného pooperačního hlasového klidu.

Téměř 95% přesnost převodu signálů do slyšitelné řeči

Aktivační systém, který je založený na měkké magnetoelasticitě, umožňuje asistované mluvení bez spoléhání se na vibraci hlasivek. Dokáže účinně zachytit vnější pohyby laryngeálních svalů a převést je na vysoce spolehlivé a analyzovatelné elektrické signály. Ty lze dále pomocí algoritmů strojového učení zase převést na řečové signály, a to s velmi vysokou přesností. Zařízení je trénováno pomocí strojového učení, aby rozpoznalo, které pohyby svalů odpovídají kterým slovům. Jeho hmotnost je asi 7 gramů a má tloušťku pouhých 1,5 mm. Pomocí oboustranné biokompatibilní pásy se může snadno přilepit na hrdlo v blízkosti hlasivek a být znovu použito opětovným přiložením pásky podle potřeby.

První neinvazivní postup 

Stávající řešení pro pacienty s poruchou/ztrátou hlasu, kterými jsou ruční elektrolarynxové přístroje nebo procedury pomocí tracheoezofageální punkce, se stále řadí k těm invazivním, navíc nezajišťují zcela adekvátní komunikaci s okolím a přispívají tak ke snížení kvality života pacientů. Nové zařízení podobné náplasti je dalším dokladem úspěšného zapojení umělé inteligence do klinické praxe. Do budoucna plánuje výzkumný tým z UCLA pokračovat v rozvoji zmíněné technologie, zejména rozšiřováním její slovní zásoby pomocí strojového učení, a průběžně ji testovat u lidí s poruchami řeči.

(jas)

Zdroj: Che, Z., Wan, X., Xu, J.et al. Speaking without vocal folds using a machine-learning-assisted wearable sensing-actuation system. Nat Commun 2024 Mar 12; 15 (1): 1873, doi: 10.1038/s41467-024-45915-7. 



Kurzy Podcasty Doporučená témata Časopisy
Přihlášení
Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu, se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se