Digitální screening demence může pomoci zachytit kognitivní poruchy včas
Původní česká inovativní digitální aplikace DigiDiaDem představuje první český nástroj digitálního screeningu kognitivních poruch založeného na analýze řeči pomocí umělé inteligence (AI), který může významně přispět k časnějšímu záchytu pacientů ohrožených rozvojem demence.
Vzhledem ke stárnutí populace nabývá včasná diagnostika kognitivních poruch na důležitosti. Mezi jejich nejčastější příčiny patří Alzheimerova nemoc a frontotemporální demence. Tato onemocnění se projevují i změnami v řečovém projevu
Demence představují jeden z nejzávažnějších zdravotních problémů stárnoucí populace. Včasné rozpoznání prvních příznaků kognitivního úpadku přitom významně zvyšuje možnosti diagnostiky, léčby i plánování další péče. Právě na potřebu časného záchytu reaguje projekt DigiDiaDem – digitální diagnostika demencí.
Diagnostika Alzheimerovy nemoci je založena na průkazu neurobiologických změn v mozku pomocnými vyšetřovacími metodami – zobrazení mozku (CT, MR) a vyšetření mozkomíšního moku, na osobním vyšetření pomocí testů, tichém elektronickém vyšetření paměti (www.albav.cz) a hlasovém dialogovém digitálním vyšetření paměti (DigiDiaDem).
Důvodem vývoje prvního digitálního samovyšetření paměti v ČR jsou podle neurologa prof. MUDr. Aleše Bartoše, Ph.D., z Neurologické kliniky 3. LF UK a Fakultní nemocnice Královské Vinohrady v Praze mimo jiné rozevírající se nůžky mezi narůstajícím počtem starších osob a větším počtem pacientů s demencí a na druhé straně úbytkem mladších odborníků (lékařů primární péče, specialistů, sester), kdy zajistit osobní vyšetření paměti a řeči odborníky bude stále složitější.
Jak funguje digitální screening kognitivních poruch
Nová webová aplikace DigiDiaDem umožňuje lidem starším 50 let orientačně posoudit stav své paměti a případné známky kognitivního deficitu. Nástroj vznikl v rámci tříletého výzkumného projektu 3. LF UK a FNKV, Západočeské univerzity v Plzni a Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR spolufinancovaného Technologickou agenturou ČR. Vývoj aplikace vycházel z dat získaných od cílové populace a z poznatků současné neuropsychologie a digitální medicíny. Od června 2026 je dostupný veřejnosti v testovacím provozu (https//diadem.kky.zcu.cz).
„Aplikace je určena pro samovyšetření každého občana ČR přibližně od 50 let věku. Může ji využít člověk, kterého zajímá stav jeho paměti, ale také ten, kdo už pozoruje určité obtíže nebo má v rodině zkušenost s demencí,“ vysvětluje prof. Bartoš.
Digitální diagnostický nástroj DigiDiaDem je založen na kombinaci standardizovaných kognitivních úloh, analýzy řeči a metod umělé inteligence. Uživatel během přibližně jedenáctiminutového vyšetření postupně plní deset úkolů zaměřených na různé oblasti kognitivních funkcí. Aplikace je navržena tak, aby ji bylo možné absolvovat samostatně v domácím prostředí, a vyžaduje pouze počítač vybavený mikrofonem a reproduktory. Autoři doporučují provádět testování v klidném prostředí a bez rušivých vlivů, aby výsledky co nejlépe odrážely skutečný stav.
Po otevření webové stránky uživatel absolvuje sérii úloh zaměřených na hodnocení různých kognitivních funkcí. „Na začátku jsou zařazeny jednoduché testy zraku a sluchu. Jednak ověřujeme, že uživatel správně rozumí pokynům aplikace, ale současně kontrolujeme i technické parametry – kvalitu internetového připojení, správnou funkčnost mikrofonu a dalších komponent systému,“ vysvětlil hlavní řešitel projektu doc. Ing. Luboš Šmídl, Ph.D., z Fakulty aplikovaných věd Západočeské univerzity v Plzni.
Následují úlohy zaměřené na paměť, jazykové schopnosti a další kognitivní funkce. Součástí testu je například opakování vět, popis obrázků či další úkoly vyžadující spontánní řečový projev. Právě analýza řeči představuje jeden z klíčových prvků celého systému. „Odpovědi na jednotlivé otázky jsou zpracovávány pomocí metod umělé inteligence. Využíváme automatické rozpoznávání řeči, výběr příznaků z promluvy a následně několik modelů strojového učení, které vyhodnocují kognitivní profil uživatele a generují doporučení,“ vysvětluje doc. Šmídl.
Screening, nikoli diagnóza
Autoři projektu opakovaně zdůrazňují, že DigiDiaDem není diagnostickým nástrojem, ale screeningovou aplikací. Jejím cílem je identifikovat možné známky kognitivního deficitu a upozornit uživatele na potřebu dalšího odborného vyšetření. Nenahrazuje lékaře, ale může urychlit diagnostiku. „Pokud aplikace identifikuje paměťový deficit, ideálním postupem je návštěva praktického lékaře, který posoudí, zda se jedná o významnou poruchu paměti a zda je vhodné další odborné vyšetření,“ uvedl prof. Bartoš.
Na diagnostice příčin kognitivních poruch se následně podílejí především neurologové, psychiatři a geriatři. Právě tito specialisté mohou na základě dalších vyšetření určit příčinu obtíží a stanovit definitivní diagnózu. Cílem aplikace tedy není stanovit diagnózu Alzheimerovy choroby nebo jiné demence, ale včas upozornit na možné známky kognitivního zhoršení a motivovat uživatele k odbornému vyšetření.
Digitální screening by podle autorů projektu mohl významně přispět ke zkrácení doby mezi prvními příznaky a odborným vyšetřením. V současnosti totiž mnoho pacientů přichází k lékaři až v pokročilejších stadiích onemocnění.
Digitální nástroje jako součást budoucí péče
Rozvoj digitálních screeningových metod představuje jeden z trendů současné medicíny. V oblasti neurodegenerativních onemocnění mohou podobné nástroje pomoci identifikovat osoby s vyšším rizikem kognitivního úpadku a nasměrovat je k odbornému vyšetření ještě před rozvojem závažnějších symptomů. DigiDiaDem tak může představovat důležitý doplněk stávajícího systému časného záchytu demencí a přispět k lepší dostupnosti preventivního vyšetření pro širokou veřejnost.
Významnou výhodou aplikace je její anonymita. Uživatel nemusí zadávat jméno ani jiné identifikační údaje. Pro správné vyhodnocení postačuje věk, pohlaví a dosažené vzdělání. „Tyto tři parametry zásadně ovlivňují interpretaci výsledků. Jinak hodnotíme výkon padesátiletého vysokoškolsky vzdělaného člověka a jinak devadesátiletého seniora. Proto musejí být referenční normy přizpůsobeny věku a vzdělání vyšetřované osoby,“ vysvětlil prof. Bartoš s tím, že výstupem vyšetření je takzvaný kognitivní report. Ten obsahuje celkové hodnocení výkonu, srovnání s referenční populací zdravých osob, pacientů s mírnou kognitivní poruchou a osob s diagnostikovanou demencí. Součástí reportu je také doporučení dalšího postupu a grafické znázornění dílčích kognitivních funkcí.
Zajímavým zjištěním během vývoje bylo, že délka vyšetření zůstává prakticky stejná u zdravých osob i u pacientů s kognitivní poruchou. „Aplikace uživatele celým procesem aktivně provází a jednotlivé úkoly mají přesně definovaný časový rámec. Díky tomu trvá vyšetření přibližně jedenáct minut bez ohledu na výsledek,“ vysvětlil prof. Bartoš.
Opakované testování v krátkých intervalech autoři nedoporučují. Smyslem není trénovat výkon, ale zachytit skutečný stav kognitivních funkcí. Screening má podle nich význam opakovat až po šesti či dvanácti měsících.
Algoritmy byly trénovány na datech zdravých dobrovolníků i pacientů
Vývoj systému vycházel z rozsáhlého klinického výzkumu. Datový soubor tvořilo 246 zdravých dobrovolníků, kteří absolvovali standardizované neuropsychologické vyšetření, včetně mezinárodně používané baterie RBANS (Repeatable Battery for the Assessment of Neuropsychological Status) určující zdravého dobrovolníka a charakterizující míru kognitivního deficitu. Zaměřuje se na pozornost, vizuoprostorové konstruktivní schopnosti, oddálenou paměť, řeč a bezprostřední paměť. Kontrolní skupinu doplnilo přibližně 90 pacientů s mírnou kognitivní poruchou nebo s demencí.
Právě tato data umožnila vytvořit modely strojového učení, které se naučily rozlišovat charakteristiky řeči zdravých osob a pacientů s různými stupni kognitivního postižení. Díky tomu dokáže aplikace poskytnout relevantní informaci o stavu paměti a řečových funkcí testované osoby.
Dnes vesměs převládá pohled, že AI představuje velké jazykové modely v aplikaci typu ChatGPT. Jak ale vysvětluje Mgr. Martin Víta, Ph.D., z Fyzikálního ústavu AV ČR, oblast AI je výrazně pestřejší. „Zahrnuje řadu podoblastí, např. generativní AI nebo strojové učení (ML – machine learning), do něhož převážně spadají úlohy řešené v našem projektu. NLP (natural language processing) je pak označení pro počítačové zpracování přirozeného jazyka (někdy též označované počítačová lingvistika – CL). Jedná se o obecný soubor úloh souvisejících s jazykem a textem. V řadě případů se v NLP používají AI/ML přístupy,“ doplnil.
Výzkumníci současně upozorňují, že anonymní data získaná od nových uživatelů nelze automaticky využívat k dalšímu trénování modelů, protože u těchto osob není znám skutečný zdravotní stav. Validita algoritmů proto nadále stojí na klinicky ověřených datech.
„Najít zdravé dobrovolníky bylo mnohem složitější než získat pacienty. Pacienti přicházejí přirozeně prostřednictvím ambulancí, ale u zdravých osob jsme museli aktivně oslovovat veřejnost. Využívali jsme inzerci, pomohla nám média a významnou roli sehráli také zaměstnanci nemocnice a lékařské fakulty. Oslovili jsme přibližně tři tisíce zaměstnanců a zhruba stovka z nich se do studie zapojila,“ uvedla Mgr. Michaela Zapletalová z FNKV, která měla v rámci projektu na starosti vyšetřování zdravých dobrovolníků a pacientů s demencí.
K testům na rychlé vyšetření paměti, které jsou dnes již běžně k dispozici, patří i krátké certifikované testy ALBA (Amnesia Light and Brief Assessment) a POBAV (test pojmenování a vybavení obrázků) trvající 2–3 minuty. resp. 4–5 minut, které jsou hrazeny ze zdravotního pojištění (kód pro VPL 01210, pro neurology 29111). Jak vysvětluje jejich autor prof. Bartoš, spojením a převedením testů ALBA a POBAV do elektronické podoby vznikla aplikace albav.cz. Jedná se o tiché testování pomocí zaškrtávání, které má také probíhat v klidném prostředí a je možné je provádět na počítači, tabletu i mobilním telefonu. Nová aplikace DigiDiaDem je oproti tomu založena na hlasovém dialogu a je pouze pro počítač nebo tablet.
Podle autorů projektu je nyní hlavní výzvou informovat o existenci aplikace odbornou i laickou veřejnost. V současnosti o ní většina praktických lékařů zatím neví. Výzkumný tým proto plánuje prezentace na odborných kongresech neurologů, psychiatrů i praktických lékařů. Přestože byla aplikace po tříletém vývoji zpřístupněna veřejnosti teprve nedávno, její autoři očekávají, že významnou roli může sehrát také v primární péči. Právě propojení digitálního screeningu s běžnou klinickou praxí může v budoucnu přispět k časnějšímu odhalování kognitivních poruch a demencí v české populaci.