14. August 2025, 14:42 Uhr | Lesezeit: 5 Minuten
Ein Forscherteam hat untersucht, ob sich die Analyse der Stimme als nicht-invasive Methode eignet, um frühe Anzeichen von Kehlkopfkrebs zu erkennen. In der Praxis werden krankheitsbedingte Stimmveränderungen oft erst bemerkt, wenn der Krebs bereits weiter fortgeschritten ist. Eine gezielte akustische Untersuchung könnte solche Veränderungen jedoch schon im Frühstadium sichtbar machen.
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Männer erkranken rund fünfmal häufiger an Kehlkopfkrebs als Frauen.1 Die Erkrankung ist gut behandelbar, sofern früh von ihr bekannt ist. Daher bemüht sich die Forschung um eine Verbesserung der Früherkennung. Charakteristisch für Kehlkopfkrebs ist das Wachstum von Tumoren in der Region der Stimmlippen – also derjenigen Gewebestrukturen im Kehlkopf, die für die Stimmbildung schwingen. Dies kann die Stimme verändern.2 Ein bekanntes Beispiel dafür ist Schauspieler Val Kilmer, der Hinweise auf seine Erkrankung nach eigener Aussage lange ignorierte und schließlich seine Stimme verlor. In der Regel treten hörbare Veränderungen erst in einem späteren Stadium auf. Sie sind jedoch ein wichtiger Hinweis auf den Befund. Für die Diagnose kommen endoskopische Verfahren zum Einsatz. Einfacher und weniger invasiv wäre es, die Anzeichen akustisch zu erkennen. Ob dies möglich ist, haben Forscher mithilfe von künstlicher Intelligenz, konkret anhand von Algorithmen des maschinellen Lernens, untersucht.3
Studie zur Stimme als früher Indikator für Kehlkopfkrebs
Das Ziel der neuen Untersuchung war es, gutartige Veränderungen der Stimmlippen anhand bestimmter akustischer Merkmale der Stimme von solchen zu unterscheiden, die durch Kehlkopfkrebs verursacht werden. Dazu nutzte das Forscherteam die erste veröffentlichte Version des Bridge2AI-Voice-Datensatzes. Dieses Forschungsprojekt der US-amerikanischen Gesundheitsbehörde NIH sammelt Stimmen, um Hinweise auf den Gesundheitszustand zu identifizieren. Der Datensatz umfasst insgesamt 12.523 Sprachaufnahmen von 306 Teilnehmern aus ganz Nordamerika.
Für ihre Analyse konzentrierten sich die Forscher insbesondere auf Ton, Stimmgrundfrequenz, Lautstärke und Stimmklarheit. Sie verglichen die Stimmen von Menschen mit Kehlkopfkrebs, gutartigen Stimmlippenveränderungen und gesunden Stimmlippen. Um aussagekräftige Vergleiche oder Verzerrungen zu ermöglichen, betrachteten die Forscher Personen mit mehreren Stimmstörungen getrennt. Ein zentrales Merkmal war die sogenannte Harmonic-to-Noise-Ratio (HNR). Dieses Maß beschreibt das Verhältnis von periodischen zu aperiodischen Signalanteilen in einer Stimme – vereinfacht gesagt, wie „klar“ oder „rauschig“ eine Stimme klingt. Dabei zogen die Forscher nicht nur einen Durchschnittswert heran, sondern auch Schwankungen innerhalb einer Aufnahme, also wie konstant der Klang ist.
Als Vergleichsgrundlage dienten die Teilnehmeraufnahmen einer standardisierten Sprechaufgabe, die in der Stimmdiagnostik häufig verwendet wird: der „Rainbow Passage“-Text. In diesem englischen Text wird die Entstehung und das Aussehen eines Regenbogens beschrieben. Dabei sind alle wichtigen Vokal- und Konsonantenlaute der Sprache enthalten. Insgesamt flossen 180 Aufnahmen in die Analyse der Forscher ein.
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Veränderungen der Stimmen von Männern bei Kehlkopfkrebs
Die Auswertung zeigte bei weiblichen Probanden keine aussagekräftigen akustischen Unterschiede. Dies könnte jedoch an der geringen Teilnehmerzahl liegen, schreiben die Autoren. Bei Männern hingegen stellten sie deutliche Unterschiede in der HNR und der Grundfrequenz zwischen Gesunden, Personen mit gutartigen Stimmlippenveränderungen und Patienten mit Kehlkopfkrebs fest.
Die Autoren schließen daraus, dass insbesondere Schwankungen der HNR ein wichtiger nicht-invasiver Marker für Stimmlippenveränderungen sein können. Besonders bei Männern lassen sich demnach Veränderungen der Stimme gut akustisch erfassen. Entsprechend könnte eine Stimmanalyse als Screening-Tool in der Allgemeinmedizin eingesetzt werden, auch ferndiagnostisch. So könnten Verdachtsfälle früher erkannt – und gezielt endoskopische Untersuchungen angeordnet werden.
Bedeutung der Studie – und Einschränkungen
Klar ist also auch: Die akustische Untersuchung soll die derzeit gängige Praxis nicht ersetzen, sondern ergänzen. Endoskopische Untersuchungsverfahren bleiben bis auf Weiteres Standard. Die präsentierte Methode könnte jedoch einen niedrigschwelligen Zugang bieten und dadurch die Früherkennung verbessern. Etwa könnten Menschen in der Arztpraxis oder gar zu Hause ihre Stimme aufzeichnen, auffällige Veränderungen könnte dann mithilfe der KI ärztlich überprüft werden. Diese Möglichkeit wäre besonders nützlich, wo medizinische Ressourcen begrenzt sind.
Allerdings sind für eine breite klinische Anwendung unter anderem größere und diversere Datensätze erforderlich, mahnen die Forscher. Es handele sich bisher um eine Machbarkeitsstudie. Diese müsste in der klinischen Praxis noch validiert werden, bevor die Stimmanalyse als verlässliches Werkzeug zur Früherkennung von Kehlkopfkrebs eingesetzt werden kann.
Man sollte auch auf Einschränkungen der Untersuchung hinweisen. Unter anderem war die Zahl der Teilnehmer mit Kehlkopfkrebs und anderen Stimmstörungen relativ gering, was die Aussagekraft der Ergebnisse begrenzt, insbesondere bei Frauen. Zudem stammen die Daten aus Nordamerika. Es bleibt daher unklar, ob die Ergebnisse weltweit in gleicher Weise gelten. Es wurden weiterhin nur bestimmte akustische Merkmale analysiert. Dabei könnten womöglich auch andere Faktoren der Stimme relevant sein könnten.