Utilizar a voz para diagnóstico de doenças: isso é possível?

Texto de:
Estefane Cardoso Queiroz,
Larissa Kelly Rodrigues da Silva e
Natália Fernandes Alves
Alunas do 2º ano de Fonoaudiologia da Unicamp

Já se imaginou usando um aplicativo no celular para descobrir se está doente ou saudável? Você, em sua casa, ou qualquer outro lugar (fora do consultório médico), operando um comando de voz que te diga sobre sua saúde, isso é possível?

Atualmente pesquisas sobre essa tecnologia, biomarcador vocal no diagnóstico de doenças, têm aumentado e os estudos a tornam cada dia mais próxima da nossa realidade, principalmente como um instrumento extra e não invasivo a ser utilizado por profissionais da saúde.

Biomarcadores Vocais

Biomarcadores são parâmetros / características que auxiliam na investigação do prognóstico e da eficiência do tratamento realizado. Eles especificam alguns fatores como patológicos ou normais, indicando também respostas à fármacos. Há diferentes tipos de biomarcadores, como os histológicos (dos tecidos do corpo), físicos, fisiológicos, anatômicos e vocais.

Os biomarcadores vocais funcionam por meio da análise de indicadores, de características típicas da voz humana. O computador compara milhares (ou até milhões) de vozes de indivíduos saudáveis para estabelecer um padrão de voz de sujeitos com distúrbio. A partir de então, é possível fazer a detecção de algumas doenças.

Esses indicadores são atributos que não são normalmente percebidos pelo ouvido humano, como características das oscilações da corda vocal e flutuações da ressonância do trato vocal (boca, nariz, faringe etc). Somente através de análise de dados vocais em programas computacionais específicos para esse fim é possível fazer uma investigação detalhada. Há ainda outras características, como a soprosidade – escape de ar em excesso na produção de palavras – e o ruído vocal que fazem parte do conjunto de marcadores que são mais facilmente percebidos pelo aparelho auditivo humano.

Os biomarcadores vocais atuam de maneira rápida e não invasiva, tendo baixo custo para avaliar grandes populações, além de permitir acompanhamento de pessoas com alto risco para determinadas doenças. Com o avanço de pesquisas nessa área, essa tecnologia poderá ser utilizada pelo próprio paciente em sua residência, como uma forma de identificar seus próprios sintomas.

A Fonoaudiologia e os biomarcadores vocais

E, qual a relação desse assunto com a fonoaudiologia? Não deveria estar em um blog sobre computação?

A voz é o produto do ar que sai dos nossos pulmões e passa pelas nossas pregas vocais, diferentemente da fala, nossa voz não é articulada e nem se parece com o resultado final do que ouvimos quando falamos durante uma conversa. A fala é produzida pelo aparelho fonador ao modular a voz em fonemas – sons com significado – da língua.

O fonoaudiólogo é o profissional responsável por realizar a avaliação vocal, inclusive, por meio da análise acústica, de forma objetiva e que possibilite estudos comparando o patológico com o saudável. Com isso, é possível computar as análises vocais dos sujeitos em bancos de dados, de maneira a organizar as especificidades encontradas em diferentes pacientes, observando possíveis padrões associados às doenças apresentadas, e, assim, gerar indicadores eficazes para auxiliar na análise dos biomarcadores vocais.

Como tudo isso funciona?

A percepção humana está intrinsecamente relacionada ao sistema sensorial, sendo composta essencialmente por aspectos significativos para a compreensão, o reconhecimento e a organização das informações do mundo. O sistema sensorial, transmite ao sistema nervoso central informações que podem atingir o nível consciente. Além disso, ainda que possam ser percebidos aspectos efetivamente reais, a percepção humana pode criar ilusões, notando coisas inexistentes. Um exemplo dessa ilusão é a movimentação dos círculos na imagem abaixo:

A percepção vocal se dá não apenas pelo que se ouve, mas também pelo modo de articulação e pela visão. Os seres humanos não percebem de modo consciente todos os fatores sonoros que envolvem a produção vocal, de modo que para que uma percepção mais efetiva ocorra, faz-se necessário um treinamento, como realizam os cantores, por exemplo.

Enquanto a percepção humana é subjetiva, os biomarcadores vocais tem por finalidade desenvolver uma medida padronizada, comparando as características da voz de pessoas saudáveis com indivíduos doentes, de maneira a identificar objetivamente variações na voz humana por meio do auxílio tecnológico. Com isso, os biomarcadores vocais auxiliam no diagnóstico de doenças, entretanto, vale ponderar que a análise clínica é necessária para que o diagnóstico seja fechado, pois eles podem não ser precisos para todas as pessoas e suas individualidades.

Exemplos de doenças em fase de pesquisa

COVID-19

A COVID-19 é uma doença que afeta, entre outros aspectos, a capacidade respiratória de um indivíduo, dessa forma, os biomarcadores podem ser utilizados para identificar na voz do paciente sintomas como os de insuficiência respiratória (falta de ar ou tosse, por exemplo), tornando-se um instrumentos de triagem importante para auxiliar a percepção precoce dos sintomas da doença em pacientes aparentemente saudáveis. No Brasil, atualmente, pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) estão desenvolvendo o projeto SPIRA, instrumento capaz de reconhecer variações na voz de pacientes com Covid-19, envolvendo uma equipe multidisciplinar, a pesquisa está em fase de desenvolvimento e busca por voluntários.

Mal de Parkinson:

Para a doença de Parkinson não tem-se um diagnóstico definitivo, sua avaliação é realizada por uma longa análise clínica com um neurologista, mas percebe-se que esta condição causa efeitos na fala da pessoa afetada. A organização “Iniciativa de Voz do Mal de Parkinson” desempenha uma pesquisa por meio da análise de gravações de voz sobre o diagnóstico de Parkinson, em que obteve 98,6% de exatidão em detectar se um participante sofre ou não da doença.

Doenças Cardíacas:

No estudo dos biomarcadores vocais para doença cardíaca, a Clínica Mayo estadunidense juntou-se à empresa israelense Beyond Verbal, para analisar gravações vocais de dezenas de pacientes da clínica com doença cardíaca e de outros sujeitos sem a doença que pertenceram ao grupo controle. Os pesquisadores por meio da análise dos resultados descobriram treze diferenças vocais entre os dois grupos e que essas ocorrem quando os pacientes com a doença falam sobre uma experiência negativa.

Considerações Finais

Atualmente os biomarcadores vocais estão sendo muito estudados e podem, em breve, se tornar uma ferramenta clinicamente funcional, efetiva e importante, e, para isso é necessário além da contribuição de áreas próprias de tecnologias computacionais como a computação e algumas vertentes da engenharia, a colaboração também de domínios típicos da saúde a exemplo a medicina, além de incluir outros âmbitos de conhecimento, como a linguística e a fonoaudiologia, esferas que possuem saber específico de linguagem e de critérios vocais propriamente ditos.

Dessa forma, é por meio da pesquisa e do trabalho multiprofissional e multidisciplinar que esta ferramenta tecnológica poderá ser desenvolvida a fim de contribuir efetivamente na dinâmica clínica.

Para saber mais:

– Links de Projetos e iniciativas

– Projeto SPIRA (IME-USP)
– Parkinson’s Voice Initiative (Inglês)

– Matérias em jornais

– O que são biomarcadores? – Grupo Roche Portugal
– Alexa, eu tenho o COVID-19? (Espanhol) – Autismo en vivo.
– Linguística e Covid – Podcast Spin de Notícias – Portal Deviante
– Análise de voz já é excelente ferramenta para o diagnóstico de doenças – Revista VEJA
– Ferramenta computacional detecta doença por meio da variação da voz – Jornal da USP
– Insuficiência respiratória identificada pela voz – Ciência SP
– Sonde Health Launches Self-Serve API that Detects Symptoms of Respiratory Disease from Changes in Voice – BusinessWire

– Textos Científicos (artigos e teses)

AMORIM, Leiliane Coelho André. Os biomarcadores e sua aplicação na avaliação da exposição aos agentes químicos ambientais. Rev. bras. epidemiol, São Paulo , v. 6, n. 2, p. 158-170, junho 2003.

DRAHAN, Snizhana. Ouvir a voz: a percepção da produção vocal pelo Regente Coral – método e formação. 2007. Dissertação (Mestrado em Musicologia) – Escola de Comunicações e Artes, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2007.