將人工智慧（AI）應用於醫療（實用化）什麼是必不可少的？東北大學Medicinal HUB正聯合醫療一線、資料科學家以及AI研究人員推進開發各種醫用AI，本文將介紹東北大學研究生院齒學研究科教授金高弘恭正在推進研發的，可根據對話時的聲音資料來診斷吞嚥功能是否下降的AI及成果。
東北大學研究生院齒學研究科教授金高弘恭教授（供圖：東北大學）
在日本人的死因中，肺炎一直位居前列。尤其是近年來，隨着老齡化的加劇，由於喫飯時的誤吞嚥而導致吸入性肺炎的比例正在不斷增加。有報告稱，肺炎死因中約七成是由於誤吞嚥引起的。需要透過預防方法和對策來儘可能地降低風險。
目前，吞嚥障礙診斷通常使用吞嚥内窺鏡檢查（VE）、吞嚥造影檢查（VF）等方法。VE是將鼻腔纖維內視鏡插入咽喉觀察食物吞嚥狀況，VF則是在X線透視下，讓被檢查者喫下含有鋇等造影劑的食物並觀察透視影像，評估和診斷吞嚥運動和飲食形態是否適當。上述無論哪種方法，都需要專用的設備，並不是在任何醫療機關都能實施的，費用方面也會給患者帶來較大的負擔。
金高教授表示：「近年來，確實感受到因吸入性肺炎死亡的人數在增加。東北地區的老齡化率較高，宮城縣爲28.8%，秋田縣超過三成，有的城鎮鄉村甚至超過四成。一些地區還存在難以去大醫院看病的問題，有的患者已隊形變換爲重症吸入性肺炎才被送到東北大學的醫院。爲了讓這些人在家就能方便地判斷吞嚥功能是否下降，我們正在致力於開發一種能夠根據日常對話分辨是否有形成吞嚥障礙風險的AI。飲食是人生的樂趣之一，如果因爲害怕誤咽而無法享受喫飯的樂趣，那麼就無法建立一個豐富多彩的健康長壽社會。」
「吞嚥」和「說話」時使用的器官有較多共通部分，如舌、口腔、咽喉等。原本面向因腦中風或外傷等導致語言功能下降的患者、由言語冶癒師進行的發聲訓練，由於也有助於改善進食與吞嚥障礙，近年來也被用作對吞嚥功能下降患者的復健訓練並取得了成果。
金高教授表示：「東北大學醫院於2019年開設了吞嚥冶癒中心，由耳鼻喉科、頭頸外科、牙科、復健科等與吞嚥障礙相關的多個診療科、多個工種共同負責檢查和冶癒。在和言語冶癒師進行交流時，他們表示最近吞嚥障礙的訓練多了起來。另外，在討論的程序中，還發現在吞嚥和說話時，口腔和咽部使用的器官是共通的。因此我們認爲可以利用發音功能的評估來代替吞嚥功能的評估。」
在言語冶癒師的發音評估中，有單音節清晰度檢查、單詞清晰度檢查、發聲清晰度檢查、長句朗讀評估等等專案，由於一次需要5名言語冶癒師來評估（聽），因此需要很長時間。在實際的臨牀工作中難以得到5名言語冶癒師的協助，實情評估法也存在「缺乏客觀性」、「可信度低」等課題。
金高教授表示：「言語冶癒師會對發音和朗讀長文時的某些失真進行評估，我們希望能用AI來實施這些評估。我們第一步先按性別、年齡段對正常人的發音進行分類，應答了可以用AI進行評估。現在已經開始收集患者的資料了。所使用的AI原型本來是爲了透過聲音的異常來發現次品而開發的，所以目前爲止雖然案例數量還較少，但都得到了較好的評價結果。」
如果能開發出根據對話時的聲音資料診斷吞嚥失功能的AI，不僅有利於縮減言語冶癒師、醫學家、牙醫等醫療從業人員的工作時間，減輕醫療一線的負擔，還可以確定應當重點照顧的住院患者，爲其提供最佳的醫療服務。
金高教授表示：「隨着年齡的增長，人的肌肉力量開始下降，口腔功能也會退化。有一種觀點認爲，如果因爲口腔衰弱而無法進食，就會開始惡性循環，形成整體的衰弱。巴金森氏症和漸凍人症的患者中，就有在確診前出現口腔功能退化的病例。很多人只是覺得身體有點不舒服就不管了，但如果能在患上各種疾病前用AI進行篩檢，就能實施早期診斷和冶癒。希望能儘快開展實際應用。」
此外，該專案的實用化得到了東北大學的生物初創企業Renascience的協助與支援。
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
