紐約大學(xué)醫學(xué)院運用語(yǔ)音分析技術(shù) 開(kāi)發(fā)創(chuàng )傷后壓力癥候群診斷工具

紐約大學(xué)(NYU)醫學(xué)院與SRI International的研究人員采用統計機器學(xué)習(statistical machine learning)技術(shù)：隨機森林(random forest)算法與語(yǔ)音分析(speech analysis)平臺SenSay Analytics的部分功能，開(kāi)發(fā)人工智能(AI)語(yǔ)音分析工具以支持創(chuàng )傷后壓力癥候群(PTSD)的臨床診斷。

分析語(yǔ)音的頻率、韻律、聲調、發(fā)音特征，可協(xié)助診斷創(chuàng )傷后壓力癥候群

據NYU Langone Health報導，PTSD的患者在遭逢觸發(fā)事件時(shí)會(huì )經(jīng)歷強烈而持續的精神緊張癥狀，全球逾70%的成年人一生中曾經(jīng)歷創(chuàng )傷事件，而部分艱困國家中的人民約12%正苦于PTSD。最常使用的診斷方式是透過(guò)臨床面談或自陳式(self-report)評估，不過(guò)兩者的結果都易受成見(jiàn)影響，因此必須找出可衡量、客觀(guān)、實(shí)際的PTSD發(fā)展指標，但迄今進(jìn)展緩慢。

2019年4月22日NYU研究團隊以在線(xiàn)方式發(fā)表于Depression and Anxiety期刊的「美國退伍軍人PTSD語(yǔ)音標記(Speech-based markers for posttraumatic stress disorder in US veterans)」研究報告指出，分析退伍軍人說(shuō)話(huà)的語(yǔ)音特征可用于協(xié)助診斷PTSD，NYU發(fā)展的AI語(yǔ)音分析軟件辨識PTSD患者的成功率達89%。

語(yǔ)音工具可提供非侵入式、低成本、可遠距操作等優(yōu)勢，因此非常適合用于自動(dòng)化診斷系統，例如集成至診斷PTSD的智能型手機App。NYU醫學(xué)院發(fā)表的研究并未探究導致PTSD的成因與機制，而是基于創(chuàng )傷事件會(huì )改變人腦控制情緒與肌肉張力的回路，進(jìn)而影響其語(yǔ)音特征的理論，來(lái)開(kāi)發(fā)PTSD臨床診斷AI工具。

運用隨機森林算法發(fā)展的AI程序，能夠基于實(shí)例學(xué)習處理個(gè)體分類(lèi)，所建立的決策規則與數學(xué)模式，可隨訓練資料量增加而強化決策準確性。較不清晰的談話(huà)、沒(méi)有生氣且刺耳的語(yǔ)調，長(cháng)久以來(lái)即被視為有助于辨識與診斷PTSD，NYU醫學(xué)院的研究團開(kāi)發(fā)的隨機森林程序可為特定語(yǔ)音特征模式與PTSD癥狀建立連結作為診斷依據。

研究人員首先錄制數小時(shí)包括53名在服役時(shí)罹患PTSD癥狀與78名無(wú)PTSD癥狀的伊拉克與阿富汗退伍軍人的標準診斷面談，作為臨床醫師施行的PTSD衡量標準(Clinician-Administered PTSD Scale；CAPS)，接著(zhù)將其輸入結合隨機森林與SRI International語(yǔ)音技術(shù)的AI軟件，從診斷面談中篩選出各種模式，共計擷取出40,526個(gè)語(yǔ)音相關(guān)的特征。

蘋(píng)果(Apple)的 Siri是由SRI International所開(kāi)發(fā)，NYU醫學(xué)院研究團隊的AI PTSD診斷工具運用的語(yǔ)音分析技術(shù)，即是SRI International的語(yǔ)音分析平臺SenSay Analytics的部分功能。未來(lái)NYU醫學(xué)院研究團隊計畫(huà)用更多資料訓練AI語(yǔ)音工具以強化其功能，并進(jìn)一步以獨立的樣本進(jìn)行功能驗證，最終將向美國政府申請批準應用于醫療院所的臨床實(shí)際病例。

SenSay Analytics語(yǔ)音分析平臺分析語(yǔ)詞時(shí)會(huì )結合語(yǔ)音的頻率、韻律、聲調，以及發(fā)音的特征以推斷說(shuō)話(huà)者的溝通質(zhì)量、認知、情緒、生理與心理健康、情緒等狀態(tài)，相關(guān)技術(shù)已被Ambit、Decoded Health、Oto等新創(chuàng )應用于各種產(chǎn)業(yè)應用。NYU的研究團隊成員包括NYU醫學(xué)院的教授、NYU精神醫學(xué)系與SRI International的研究人員。

NYU這項研究計畫(huà)是由美國陸軍醫學(xué)研究采購活動(dòng)(U.S. Army Medical Research Acquisition Activity；USAMRAA)組織及遠距醫療與先進(jìn)技術(shù)研究中心(Telemedicine and Advanced Technology Research Center；TATRC)的W81XWH-ll-C-0004，以及Steven and Alexandra Cohen Foundation所資助。