澳大利亚初创公司Sonorus正在开发一种人工智能算法，该算法只需分析心脏声音，就能在几分钟内识别出风湿性心脏病（RHD）的迹象。在最近的SXSW悉尼科技与创新展上展示的Sonorus AI，通过心血管音频训练，能够捕捉那些可能被忽视的心脏疾病征兆。
Sonorus首席技术官莉亚·马丁内斯(Leah Martínez)告诉Mashable："这是一种低成本、便携式的大众筛查和分诊工具。我们不是等到某人出现心脏问题的迹象才行动，而是将其用作针对可能面临风险的易感人群的预防性检查。我们尽早筛查，尽早发现，并在他们甚至不需要考虑做超声心动图之前，就为他们提供所需的治疗。"
该技术的目标是通过一种简单、常规的检查使RHD易于检测——这种检查快速、便捷、经济实惠，甚至可能不需要医生参与。
Sonorus的创立
Sonorus始于2022年马丁内斯的朋友兼联合创始人、首席执行官朱莉·道(Dr. Julie Dao)的一个想法。当时两人都还在大学，道正在完成她的心血管健康博士学位，而马丁内斯则在学习工程学。由于之前曾一起合作过另一个项目，道找到马丁内斯，请她用技术专长来支持这个"疯狂的想法"。
"她的背景是来自越南，在那里风湿性心脏病非常普遍，"马丁内斯说。"当时我们俩就在我的两居室公寓的书房里，想办法让电路工作……启动这个项目时，我正在攻读工程学位，还在学习和掌握新知识。我们建立了一个非常简单的概念验证，足以说明你可以用一些简单、低成本的技术来记录心脏声音。"
如今，马丁内斯即将完成工程学位，同时还要兼顾全职工作和Sonorus的事务。在莫纳什大学(Monash University)等支持者的加速器项目推动下，Sonorus现已拥有完全可工作的原型，并正在采取措施在国际上收集更多心脏音频数据，以继续开发其AI算法。
"我们希望开发出世界上最大的临床可行心脏声音数据集，"马丁内斯说。"我们超越了心脏声音只是我们作为人类能够听到和感知的观点，实际上从'我们能提取出什么新信息，而这些信息是以前没人关注过的'这一视角来看待它。"
什么是风湿性心脏病？
据约翰霍普金斯医学院(John Hopkins Medicine)介绍，RHD是由炎症引起的心脏瓣膜永久性损伤，可能导致血液流向错误方向。该疾病始于A型链球菌感染，发展为急性风湿热(ARF)，随后这种发热引起炎症，损伤心脏瓣膜。
世界卫生组织(WHO)数据显示，RHD影响全球约5500万人，每年导致约36万人死亡。这种疾病在医疗保健更难获取的低社会经济群体中最为普遍，不成比例地影响美国和澳大利亚的土著人口，以及非洲、中东、东南亚和大洋洲各国的民众。
目前RHD无法完全治愈，但可以通过每三到四周注射一次青霉素来管理。不幸的是，患者通常在出现症状（可能包括胸痛、疲劳和呼吸急促）后才会寻求诊断。如果不治疗，RHD会严重影响患者的生活质量，增加中风风险，并导致心力衰竭。
因此，Sonorus希望其AI能在心脏瓣膜发生重大损伤前就发现RHD，从而迅速干预，防止进一步恶化。早期检测可以显著减少所需的治疗、相关成本以及对患者的影响。
"RHD带来的风险会随着拖延时间而呈指数级增长，"马丁内斯说。"如果你能及早发现，可以用5美元一针的青霉素治疗；但如果你发现得太晚，那就得考虑开胸手术了。"
使用AI诊断心脏病
超声心动图是目前检测和诊断RHD的黄金标准，使用超声波创建医生可以检查的心脏图像。然而，尽管超声心动图无疑是一种有用的诊断工具，但它确实存在局限性。
当患者被送去进行超声心动图检查时，他们的心脏问题通常已经很明显，损伤严重到医生可以用听诊器检测到。Sonorus旨在在达到那个阶段之前就检测RHD，利用AI识别可能表明问题但人耳无法识别的心脏音频特征。
"如果你做超声检查，你可以看到损伤的物理位置，"马丁内斯解释说。"但我们发现，在达到那个阶段之前，通过聆听心脏以及了解它在感染疾病后的运作方式，有一些先兆标志。"
超声心动图也是一种昂贵、耗时的检查，需要专业培训才能操作，因此不适合对大量人群进行筛查。Sonorus的创始人声称，他们的便携式设备可以代替进行此类筛查，帮助识别最需要进一步检查的患者。
"当你考虑超声机器本身的价格，可能在1-2万澳元左右，然后还要考虑操作员、心脏病专家、技术人员、行政人员等的成本，"马丁内斯说。"这会很快累积起来。"
确保Sonorus设备具有成本效益是该公司的主要目标之一。虽然离上市还有很长的路要走，但马丁内斯推测，他们的设备最终可能低于1000澳元（约合700美元），甚至可能只有这个价格的一半。
"我们希望它足够便宜，可以快速扩展并部署给尽可能多的不同人群，"马丁内斯说。
Sonorus的AI旨在辅助医生，而非取代医生
Sonorus并非唯一一家通过AI声音分析来检测心脏病的组织。对AI增强型听诊器的研究发现，与模拟工具相比，此类工具可以显著提高医生检测心脏问题的能力，某些疾病的识别率提高了一倍以上。
然而，Sonorus的独特之处在于它被设计为供公众而非医疗专业人员使用。因此，在Sonorus的开发过程中，易用性是高度优先考虑的因素，以实现广泛部署。尽管如此，Sonorus旨在成为诊断的辅助工具和第一步，而不是取代医生的专业评估。
"我们不是为医生创造一个拐杖，说'这是诊断的新方法，你必须把它当作圣经，现在你不需要做任何尽职调查了'，"马丁内斯说。"我们实际上做的是[筛查]过程……这样[医生]可以把精力集中在他们真正需要处理的病例上。"
挑战：收集数据，与社区协商
对马丁内斯而言，收集训练Sonorus算法所需的数据是迄今为止最大的障碍。虽然Sonorus在算法的初步验证中确实使用了开源数据，但马丁内斯解释说，这些数据并不是他们想要的质量。该公司现在正在努力收集自己的数据，并希望在未来几年内拥有包含数十万个数据点的数据库。
"每个从事AI工作的人总是说，你的算法好坏取决于你的数据，"马丁内斯说。"我们正尝试直接从Sonorus旨在服务的社区收集数据，并确保它是高质量且符合我们需求的。"
Sonorus正在与它所服务的社区的领导者协商构建其系统，以便目标用户能够参与开发过程。通过这样做，它旨在确保所提供的解决方案是社区会信任、认为操作简单且愿意使用的。例如，马丁内斯指出，健康自主权对澳大利亚土著和太平洋岛民社区非常重要。将他们纳入Sonorus的开发有助于解决这一需求，建立对社区的理解和融合。
"我们不想只是说，'这里，我们要设计一个解决方案，给你，去用吧'，"马丁内斯说。"因为我们知道很多时候，医疗保健部分是关于解决方案的，但也部分是关于你与将要使用它的人建立的关系中的关怀。"
心血管诊断的未来？
马丁内斯认为，医疗用途的未开发潜力是当前音频和AI研究中最大的盲点之一。
"目前很多AI关于声音的应用真的用于音频处理、语音转文本生成，但没有人真正将其用于临床应用，所以我们正在填补这一空白，"马丁内斯说。
尽管Sonorus目前仅开发其AI来检测RHD，但马丁内斯相信该技术也可以应用于其他医疗状况。希望未来，Sonorus能够通过一个简单的测试筛查多种不同的心血管疾病。
"老实说，那将是目标，"马丁内斯说。"我们从风湿性心脏病开始，所以我们想确保我们把这个做好，确保解决方案有效。然后，由于AI算法非常容易扩展并适用于不同事物……我们想转向其他瓣膜疾病。"
本文所含信息仅用于教育和信息目的，不作为健康或医疗建议。如有任何关于医疗状况或健康目标的问题，请务必咨询医师或其他合格的医疗保健提供者。
披露：Mashable的母公司Ziff Davis此前曾对OpenAI提起诉讼，指控其在训练和操作AI系统时侵犯了Ziff Davis的版权。
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