Vocal Biomarkers & Language Intelligence for Health

Abstract

Il progetto si propone di sviluppare tecnologie e metodi per l’assistenza alla diagnosi sulla base dell’interazione vocale con il paziente, attraverso strumenti di telemedicina di base (es.: videoconferenza o conversazione telefonica) e, con maggiore interesse, attraverso l’utilizzo di dispositivi mobili e indossabili. In particolare, il progetto prevede la raccolta di dati di interazione vocale, sia in dialogo (simulato, in fase di addestramento) con un medico, sia attraverso la risposta vocale a questionari erogati automaticamente attraverso dispositivi mobili (tramite sintesi vocale); l’analisi di tali dati; la correlazione con dati diagnostici strumentali anch’essi rilevati da dispositivi o nell’ambito di una visita ambulatoriale.
Le tecniche di analisi dei dati vocali si concentreranno sia sui biomarcatori vocali (fra cui: timbro, stress, esitazione, dispnea nel parlato, ecc.), anche proponendo semplici esercizi di emissione vocale, sia sul contenuto della conversazione, tramite tecniche di analisi del linguaggio naturale.
Le tecniche sviluppate nell’ambito del progetto si prestano ad applicazioni di pre-diagnosi e follow-up leggero in modalità continua e a domicilio, contribuendo alla deospedalizzazione di condizioni non patologiche. Inoltre, i metodi di analisi sviluppati si possono prestare alla trasformazione in capitale brevettuale d’impresa, anche in modalità spin-off considerando la bassa intensità di capitale richiesta per lo sviluppo di soluzioni software basate su tecnologie standard quali, appunto, smartphone e smartwatch / fitness band.
Mentre l’utilizzo di biomarcatori vocali nel parlato, associata all’uso di assistenti vocali quali Siri, Alexa, Cortana o Google Assistant, ha ricevuto soltanto di recente un qualche livello di attenzione da parte della comunità scientifica, l’utilizzo di tecniche di analisi del linguaggio naturale (NLP) nell’ambito medico vanta una lunga tradizione, in particolare per l’analisi di annotazioni nelle cartelle cliniche (allo scopo di estrarre dati strutturati da narrativa informale). È di questi giorni la notizia dell’acquisizione di Nuance (uno dei primi player nel settore) da parte di Microsoft per 19.7 miliardi di dollari. Microsoft ha giustificato il proprio interesse sulla base delle applicazioni in sanità delle tecnologie di trascrizione del parlato di Nuance.
Nell’ambito del progetto, la sfida tecnologica consiste nell’ottenere utili indicazioni diagnostiche affidando la parte computazionale interamente a un dispositivo mobile (smartphone) già in dotazione al paziente, ottenendo così sia una riduzione di costi, che una maggiore garanzia di privacy (i contenuti delle conversazioni non lasciano il dispositivo del paziente). Ciò è di particolare importanza in un momento in cui proprio le sindromi respiratorie (quelle più facilmente rilevabili da analisi vocale) costituiscono motivo di grande preoccupazione sia per il sistema sanitario, che per la popolazione generale.