澳大利亚初创公司Sonorus正在开发一种人工智能算法，通过分析心音在几分钟内识别风湿性心脏病（RHD）的迹象。在最近的SXSW悉尼科技与创新展上展示的Sonorus人工智能系统，通过训练心血管音频来捕捉可能被忽视的心脏病迹象。
Sonorus首席技术官莉亚·马丁内斯对Mashable表示："这是一种低成本、便携式的大众筛查和分诊工具。与其等待某人出现心脏问题的迹象，我们将其作为易感社区的预防性检查，这些社区可能面临患病风险。我们尽早进行筛查，及早发现问题，并在他们甚至可能考虑接受心脏超声检查之前，为他们提供所需的治疗。"
目标是通过简单、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·道博士的想法。当时两人正在大学就读，道博士正在完成心血管健康领域的博士学位，而马丁内斯则在学习工程学。此前曾一起合作过另一个项目的道博士，找到马丁内斯，请她用技术专长来支持自己的这个"疯狂想法"。
马丁内斯表示："她的背景是来自越南，而风湿性心脏病在那里非常普遍。当时只有我们两个人，在我的两居室公寓里，在书房里摸索如何让电路工作……开始这个项目时，我正处于工程学位学习的中期，仍在不断学习新知识。我们构建了一个非常简单的概念验证，足以证明你可以用一些简单、低成本的技术记录心音。"
如今，马丁内斯即将完成她的工程学位，同时还要兼顾日常工作和Sonorus的工作。在莫纳什大学等支持者的加速器项目支持下，Sonorus现在拥有一个完全可工作的原型，并正在采取措施在国际上收集更多心脏音频数据，以继续开发其人工智能算法。
马丁内斯表示："我们希望开发世界上最大的临床可行心音数据集。我们超越了心音只是人类能够听到和感知的观念，实际上是从'我们能提取出哪些以前没人关注的新信息'的角度来审视。"
什么是风湿性心脏病？
根据约翰霍普金斯医学院的介绍，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的方向。这种疾病始于A族链球菌感染，发展为急性风湿热（ARF）。这种发热随后引起炎症，损害心脏瓣膜。
根据世界卫生组织的数据，RHD影响全球约5500万人，每年导致约36万人死亡。它在医疗保健更难获得的低社会经济群体中最为普遍，对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人们造成了不成比例的影响。
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，患者通常在已经出现症状（可能包括胸痛、疲劳和呼吸急促）后才会寻求诊断。未经治疗的RHD会显著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希望其人工智能能在心脏瓣膜发生重大损伤前检测到RHD，以便及时干预，防止进一步恶化。早期检测可以显著减少所需的治疗、涉及的成本以及对患者的影响。
马丁内斯表示："RHD带来的风险会随着拖延时间呈指数级增长。如果你足够早发现，可以用5美元的青霉素注射来治疗；但如果发现得太晚，你可能需要进行开胸手术。"
利用AI诊断心脏病
心脏超声检查是目前检测和诊断RHD的黄金标准，它使用超声波创建医生可以检查的心脏图像。然而，虽然心脏超声检查无疑是一种有用的诊断工具，但它确实存在局限性。
当患者被送去进行心脏超声检查时，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旨在在达到这一点之前检测RHD，利用人工智能识别可能表明问题但人耳无法识别的心脏音频特征。
马丁内斯解释道："如果你做超声检查，你可以从物理上看到损伤在哪里。但我们发现，在达到那个点之前，通过倾听心脏和倾听它在感染疾病后的运作方式，有几个前兆标志。"
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心脏超声检查也是昂贵、耗时的测试，需要专业培训才能进行操作，使其不适合大规模人群筛查。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。
马丁内斯表示："当你考虑超声机器本身的成本时，大概在1万到2万美元之间，然后你还要考虑操作员、心脏病专家、技术人员、行政人员等的成本，这些加起来非常快。"
确保Sonorus设备具有成本效益是该公司的主要目标之一。虽然距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），甚至可能仅为这个价格的一半。
马丁内斯表示："我们希望它足够便宜，可以尽快扩展并部署到尽可能多的不同人群。"
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。关于AI增强型听诊器的研究发现，此类工具可以显著提高医生检测心脏问题的能力，与模拟工具相比，某些疾病的识别率提高了一倍以上。
然而，Sonorus的区别在于它设计供公众而非医疗专业人员使用。因此，易用性是Sonorus开发过程中的高度优先事项，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，而非取代医生的专业评估。
马丁内斯表示："我们不是在为医生创造拐杖，说'这是诊断的新方法，你必须把它当作圣经，现在你不必做任何尽职调查了'。我们实际做的是[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：数据收集与社区咨询
对马丁内斯来说，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使用了开源数据，但马丁内斯解释说，这些数据的质量不符合他们的要求。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建立一个包含数十万数据点的数据库。
马丁内斯表示："每个从事AI工作的人总是说，你的算法只有你的数据那么好。我们正试图直接从[Sonorus旨在服务的社区]收集数据，并确保它是高质量的，符合我们的需求。"
Sonorus在与其寻求服务的社区的领导者协商下构建其系统，以便目标用户能够参与到开发过程中。通过这样做，它旨在确保所提供的解决方案是社区会信任、认为操作简单并愿意使用的。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，建立理解和融入社区。
马丁内斯表示："我们不想只是说'这里，我们要设计一个解决方案，给你，继续使用吧'"。"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们建立的关系中的关怀。"
心血管诊断的未来？
马丁内斯相信，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。
马丁内斯表示："目前很多AI[关于声音]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。"
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。
马丁内斯表示："老实说，这将是目标。我们从风湿性心脏病开始，所以我们要确保把这个做好，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的事物……我们希望转向其他瓣膜疾病。"
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。有关医疗状况或健康目标的任何问题，请务必咨询医生或其他合格的健康提供者。
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