Stemgeluid blijkt een gevoelige biomarker te zijn in het vroeg herkennen van een longaanval bij COPD. Dat heeft onderzoek aan het Maastricht UMC+ laten zien, met een app die stemgeluid kan analyseren. “De app wordt nu verder ontwikkeld om een patiënt ook adviezen te kunnen geven bij een aankomende longaanval”, vertelt longarts dr. S. (Sami) Simons.
Het idee achter de app bestaat al langere tijd, laat Simons weten. “Longartsen die worden gebeld door een patiënt, weten vaak al binnen een paar seconden of er iets aan de hand is. Deze beoordelingen gebeuren aan de hand van de stem. Eigenlijk heel logisch, want je kunt meestal ook snel horen of iemand bijvoorbeeld verkouden is.”
Bij een longaanval wordt iemand kortademig, onderbreekt daardoor vaak zinnen en hoest veel. Een longarts hoort dit en beoordeelt mede op basis van ervaring. “Als een arts dat kan met het brein, dan is het ook mogelijk met een computermodel”, vervolgt Simons. “Dat is het hele idee achter de ontwikkeling van de app. Als we een COPD-aanval kunnen voorspellen en tijdig met een behandeladvies komen, bestaat de kans dat de aanval minder heftig is of zelfs uitblijft.”
Kennis bundelen
In 2023 ontving Simons van Longfonds 250.000 euro voor zijn onderzoek. Daarmee kon hij een app ontwikkelen waarmee mensen zelf kunnen vaststellen of ze een longaanval hebben. Dat deed hij als COPD-deskundige samen met enkele andere onderzoekers. “We hebben onze kennis gebundeld over ademhaling en stemgeluid, het ontwerpen van apps en het ontwikkelen van een computerprogramma voor patroonherkenning in de stemmen van mensen. We zagen al vrij snel dat de stem van een COPD-patiënt bij een longaanval anders is dan wanneer de persoon geen longaanval heeft.”
Bij COPD is er chronische schade en daardoor ook chronische klachten. “Zij hebben door de COPD al longschade en daardoor moeite om in- en uit te ademen. Als daar een ontsteking bijkomt, wordt het ademhalen nog moeilijker en kan men zelfs het gevoel krijgen te stikken”, legt Simons uit. “Een longaanval is daardoor een heel angstige ervaring. Daarom zou het mooi zijn als we tijdig kunnen ingrijpen.”
Opnamen en dagboek
In de studie zijn COPD- en astmapatiënten met de app op hun telefoon 3 maanden lang gevolgd. In die tijd hebben de patiënten elke dag hun stem opgenomen in de app. Tevens hielden zij met een dagboek bij of hun ziekte stabiel was of dat zij een longaanval hadden. Ongeveer een derde van hen kreeg in de onderzoeksperiode een longaanval. “Met het dagboek en de stemopnamen hebben we kunnen nagaan op welk moment de longaanval is ontstaan en of dat samenviel met verandering in de stem”, licht Simons toe. “We wisten al dat de stem anders klinkt bij een longaanval, maar dat hebben we nu ook kunnen aantonen door mensen longitudinaal prospectief te volgen. Dat is het mooie van het onderzoek. Bovendien hebben we de stemmen ingebracht in een algoritme, om het te laten leren hoe een longaanval klinkt. De vraag daarbij was of dat model op basis van de stem kon vaststellen of sprake was van een longaanval. Inmiddels kan het model dat met meer dan 90% zekerheid. Dat is feitelijk niet verrassend omdat artsen het zelf ook kunnen. Maar toegepast in een app kan de patiënt het thuis zelf gebruiken.”
Vroege detectie
De volgende stap was om na te gaan wanneer de stem verandert en wanneer mensen hulp zoeken bij hun behandelaar. De data daarover zijn nog beperkt, maar de trend lijkt dat mensen pas hulp zoeken enige tijd nadat de stem is veranderd. “Als we achteraf de gegevens analyseren, zien we dat stemveranderingen samenvallen met een longaanval”, zegt Simons. “Sterker nog: de stem begint al zo’n 3 dagen voor een aanval te veranderen. Dat is eerder dan dat mensen zelf aangeven dat zij een longaanval hebben. En het kan dan tot wel 6 dagen duren voordat zij hulp inroepen van de zorg. Misschien kunnen we met deze uitkomsten bij een longaanval dus eerder ingrijpen. Of dat kan en of het helpt gaan we nu verder onderzoeken.”
Simons hoopt dat een longaanval bij eerder ingrijpen in ieder geval minder intensief is: “Dan hoeven patiënten niet zo’n diep dal door te maken. Mensen kunnen bij eerder behandelen misschien nog wel ziek worden, maar hopelijk minder ziek. Dat is het idee achter het gebruik van de app.”
Voor en door de patiënt
De app is ontwikkeld in een samenwerkingsverband met verschillende disciplines, waaronder sociologen, ethici, data-specialisten en een private partner. Het is volgens Simons erg leuk en leerzaam om gezamenlijk te werken aan een oplossing voor een probleem. “Dat is ook de enige manier om dit op te lossen. Ik zou vanuit mijn perspectief als longarts alleen binnen mijn domein denken. Zo was ik al bezig met het ontwikkelen van de app, toen de fabrikant mij vroeg hoe patiënten zelf denken over zo’n toepassing. Daar had ik inderdaad nog niet aan gedacht. Anderen bieden zo nieuwe invalshoeken en methoden om vragen te onderzoeken. Dat maakt de app beter.”
De huidige versie van de app stelt alleen vast of de stem van de patiënt verandert. De volgende stap is om de app op basis daarvan adviezen te laten geven aan de gebruikers. Dat kan variëren van het doen van een ontspanningsoefening, tot contact opnemen met het ziekenhuis. “Welk advies iemand krijgt, is afhankelijk van iemands persoonlijke voorkeuren en factoren zoals leeftijd en de ernst van de aandoening. In co-creatie met patiënten werken we aan de ontwikkeling van deze adviezen”, aldus Simons.
De app geeft nu ook nog geen signaal naar de behandelaar. “Dat is wel wat patiënten graag willen”, weet Simons. “Voor nu weten we wat de app kan en zijn wij met patiënten in gesprek om de app verder te ontwikkelen aan de hand van hun wensen: welke informatie hebben zij nodig en op welk moment? Het is mooi om dat gezamenlijk vorm te geven. Patiënten zijn echt partners hierin, we kunnen geen app maken zonder hen.”
Coachen
De eerste fase van het onderzoek is nu succesvol afgerond. Het onderzoeksteam wil in de komende 2 jaar de app betrouwbaar en gebruiksvriendelijk maken. Maar Simons wil patiënten niet alleen helpen op het moment van een longaanval. “We willen, opnieuw met patiënten, onderzoeken hoe we hen op de lange termijn beter kunnen coachen en kunnen werken aan een gezonde leefstijl. Zo hopen we dat patiënten duurzaam meer grip krijgen op hun ziekte.”