Ежедневные записи голоса на смартфон показали, что при обострении астмы и хронической обструктивной болезни лёгких изменения речи появляются уже в первый день ухудшения. Это открывает перспективу для удалённого наблюдения за пациентами, хотя до применения такого подхода в обычной клинической практике нужны более крупные исследования.
Новое исследование TACTICAS — Telemonitoring for Asthma and COPD Through voICe AnalysiS, то есть «телемониторинг астмы и хронической обструктивной болезни лёгких с помощью анализа голоса», — опубликовано в журнале ERJ Open Research.
Авторы изучали, может ли голос стать цифровым биомаркером. Биомаркер — это измеримый признак, который помогает судить о состоянии организма. В данном случае речь идёт не о кашле или хрипах как отдельных звуках, а о характеристиках обычной речи: высоте голоса, длительности звуков, устойчивости вибрации голосовых складок и общем качестве звучания.
Почему важно рано заметить обострение
Астма и хроническая обструктивная болезнь лёгких (ХОБЛ) — хронические заболевания дыхательных путей. При обострении симптомы резко усиливаются: человеку становится труднее дышать, может нарастать кашель, увеличиваться количество мокроты, появляться свистящее дыхание и сильная усталость.
Такие эпизоды ухудшают качество жизни, повышают потребность в лекарствах, могут приводить к госпитализации и увеличивать риск тяжёлых осложнений. Чем раньше начинается лечение обострения, тем больше шансов уменьшить его последствия.
Сейчас для удалённого наблюдения используют разные методы: опросники симптомов, измерение функции лёгких, показатели насыщения крови кислородом, частоту дыхания и другие параметры. Но часть этих методов требует оборудования, навыков или дополнительных усилий от пациента. Короткая запись голоса может быть проще и менее обременительна.
Как проводилось исследование
В проспективное когортное исследование включили 73 человека из респираторных клиник: 35 пациентов с астмой и 38 пациентов с ХОБЛ. Средний возраст участников составил 62 года. Проспективное исследование означает, что людей наблюдали вперёд во времени, а не анализировали только прошлые данные.
В течение трёх месяцев участники записывали голос на собственные мобильные телефоны три раза в день. Утром они делали запись речи, днём — после лёгкой физической нагрузки, вечером — вместе с заполнением опросника симптомов.
Записи включали протяжный гласный звук, а также чтение короткого текста или ответ на вопрос. Такой подход позволял оценить как устойчивое звучание голоса, так и обычную речь.
Как определяли обострения
Для отслеживания симптомов использовали валидированный опросник EXACT — Exacerbations of Chronic Pulmonary Disease Tool, инструмент оценки обострений хронической болезни лёгких. Обострение фиксировали при заметном росте баллов симптомов относительно исходного уровня в течение нескольких дней.
Кроме того, исследователи связывались с участниками каждые четыре недели. Данные о симптомах и изменениях лечения заносили в электронную индивидуальную регистрационную форму (electronic Case Record Form, eCRF). События дополнительно проверяли по электронным медицинским картам (electronic health records, EHR), сведениям о лекарствах и жалобам пациентов.
Всего исследователи получили 23 799 записей голоса. Из них 2737 пришлись на периоды обострения. За время наблюдения было подтверждено 38 обострений, в основном лёгкой и умеренной степени.
Какие изменения голоса нашли
Измеримые изменения речи появлялись уже в первый день обострения. Исследователи выявили 13 акустических признаков, которые значимо менялись в начале эпизода.
Среди них были более низкая медианная высота голоса, более короткая длительность протяжного гласного звука и повышенный shimmer. Shimmer — это показатель нерегулярности вибраций голосовых складок; при его увеличении голос может звучать менее устойчиво, более хрипло или «неровно».
Также увеличивалось отношение шума к гармоникам (Noise-to-Harmonics Ratio). Этот показатель отражает, насколько в голосе много шумового компонента по сравнению с регулярным звучанием. Его рост указывает на ухудшение качества голоса.
Изменения не ограничивались первым днём. По ежедневным записям можно было проследить, как голос менялся от начала обострения к пику симптомов и затем к восстановлению.
Почему дыхательные болезни меняют голос
Голос возникает благодаря совместной работе дыхательной системы, гортани, голосовых складок, ротовой полости и мышц, участвующих в речи. При обострении астмы или ХОБЛ дыхательные пути сужаются, сопротивление воздушному потоку увеличивается, дыхательным мышцам приходится работать сильнее.
Если воздуха для речи становится меньше, человеку труднее долго удерживать звук. Голос может становиться более прерывистым, слабым или «дыхательным». Воспаление, мокрота и раздражение области гортани также могут влиять на вибрацию голосовых складок.
Исследователи предполагают, что именно эти физиологические изменения лежат в основе найденных голосовых признаков. Интересно, что у пациентов с астмой и ХОБЛ картина изменений была похожей. Это может означать, что голос отражает не столько конкретный диагноз, сколько сам процесс ухудшения дыхания.
Разные признаки — разные симптомы
Некоторые голосовые характеристики, по данным исследования, были связаны с разными типами симптомов. Shimmer и отношение шума к гармоникам сильнее ассоциировались с симптомами со стороны грудной клетки. Минимальная высота голоса была сильнее связана с одышкой.
Однако авторы подчёркивают: эти выводы пока предварительные. Исследование было относительно небольшим, поэтому такие связи нужно подтверждать в более крупных группах пациентов.
Почему голос может быть удобнее опросников
У исследования есть важное практическое наблюдение. Когда участникам становилось хуже, они реже заполняли опросники симптомов. Это логично: при обострении человеку может быть трудно или неприятно выполнять дополнительные действия.
Короткая запись голоса потенциально может быть проще. Пациенту не нужно проводить измерения или подробно описывать симптомы — достаточно произнести заданный звук или фразу. В будущем это может помочь создать более ненавязчивые системы домашнего наблюдения.
Но пока голосовой анализ не должен заменять врачу оценку симптомов, функцию лёгких или другие методы диагностики. Это возможный дополнительный инструмент, а не самостоятельный способ поставить диагноз.
Какие ограничения есть у работы
Исследование было наблюдательным. Оно показало, что голос меняется вместе с обострением, но не доказало, что по голосу можно надёжно предсказать обострение заранее. Для этого нужны отдельные прогностические модели и внешняя проверка.
Кроме того, голос могут менять многие другие состояния: вирусные инфекции, сердечная недостаточность, воспаление гортани, обезвоживание, усталость, стресс и некоторые лекарства. Например, ингаляционные глюкокортикостероиды могут влиять на качество голоса, а ежедневное использование ингаляторов в исследовании не фиксировали систематически.
Участниками были только носители нидерландского языка, поэтому результаты нужно проверять в других языках и культурах. Также исследователи не использовали Римские критерии обострений ХОБЛ, которые учитывают не только симптомы, но и физиологические показатели: частоту сердечных сокращений, частоту дыхания, насыщение крови кислородом и маркеры воспаления.
Что это значит для пациентов
Пациентам с астмой и ХОБЛ не следует самостоятельно оценивать обострение только по голосу. Если усиливаются одышка, свистящее дыхание, кашель, мокрота, слабость или снижается переносимость нагрузки, нужно действовать по индивидуальному плану, согласованному с врачом, и обращаться за медицинской помощью при тревожных симптомах.
Но в будущем смартфон может стать частью системы раннего предупреждения. Если алгоритм заметит характерные изменения голоса, он сможет предложить заполнить опросник, измерить сатурацию, связаться с врачом или проверить план лечения. Такой подход может быть особенно полезен для людей с частыми обострениями.
Удалённое наблюдение за заболеваниями дыхательных путей становится всё более важным направлением цифровой медицины. Ранее МКБ-11 писал о том, что искусственный интеллект может помочь выявлять астму и ХОБЛ по звукам дыхания и кашля.
Литература
Van Bemmel L., Reinders L. G., van Helvoort H. A. C. et al. Voice as biomarker for early exacerbation detection in asthma and COPD: the TACTICAS study // ERJ Open Research. 2026. DOI: 10.1183/23120541.01737-2025.