Sunetul tusei dvs. poate ajuta ecranul pentru COVID-19

PixelCatchers / Getty Images

Chei de luat masa

• Infecțiile COVID-19 afectează respirația și vorbirea.
• Cercetătorii de la MIT au dezvoltat un instrument bazat pe inteligență artificială care analizează înregistrările audio ale tusei forțate pentru a diagnostica COVID-19.
• Instrumentul ar putea suplimenta sau înlocui testele de diagnostic existente COVID-19, dar nu și fără propriile sale dezavantaje.

Verificările de temperatură și tampoanele nazale dureroase vor fi în curând un lucru din trecut? Analizând caracteristicile sonore ale tusei forțate, o bucată de software de inteligență artificială de ultimă generație arată promițătoare în identificarea persoanelor care au COVID-19, conform rezultatelor unui studiu realizat de o echipă de trei cercetători de la Massachusetts Institute of Technology (MIT). Studiul din septembrie a fost publicat înIEEE Open Journal of Engineering in Medicine and Biology.

Ca toate bolile respiratorii, COVID-19 țintește și atacă organele și țesuturile, cum ar fi plămânii, laringele (sau caseta vocală) și traheea (sau traheea), limitând aportul de oxigen și provocând modificări corespunzătoare în respirație și vorbire. În cazurile severe, aceste modificări „pot duce la dificultăți de respirație care ar putea dura luni de zile pentru a se îmbunătăți”, spune Verywell, citând Universitatea Johns Hopkins, Katherine Herz, MPH, instructor adjunct al studiilor globale de sănătate de la Universitatea din Iowa care nu a fost implicat în studiu. În cazuri ușoare, aceste schimbări pot fi prea subtile pentru urechea umană - dar nu și pentru tehnologia AI sofisticată (și super-sensibilă) - pentru a fi detectate.

"Sunetele vorbirii și tusei sunt influențate atât de corzile vocale, cât și de organele din jur", a declarat Brian Subirana, dr., Directorul laboratorului auto-ID MIT și unul dintre autorii studiului.ScienceAlert. „Acest lucru înseamnă că, atunci când vorbești, o parte din vorbirea ta este ca tusea și invers. Aceasta înseamnă, de asemenea, că lucrurile pe care le derivăm cu ușurință din vorbirea fluentă, AI poate prelua pur și simplu din tuse, inclusiv lucruri precum sexul persoanei, limba maternă sau chiar starea emoțională. ”

Ce înseamnă asta pentru tine

Starea dumneavoastră de infecție COVID-19 se poate reflecta în caracteristicile voastre. În timp ce un test de tuse COVID-19 pare promițător, trebuie făcute mai multe cercetări. Între timp, puteți vizita site-ul web al statului sau al departamentului local de sănătate pentru a căuta cele mai recente informații locale despre testare. Sunați la furnizorul dvs. de asistență medicală dacă aveți simptome COVID-19.

Cum a fost dezvoltat modelul?

Cercetătorii au dezvoltat MIT Open Voice Brain Model (MOVBM), un „cadru de procesare a vorbirii” bazat pe AI, care servește drept test de diagnostic COVID-19. MOVBM se bazează pe un set de cinci biomarkeri sau trăsături asociate în mod obișnuit cu o anumită boală sau tulburare, pentru a discerne deficiențele respiratorii ale caracteristicilor infecției cu COVID-19. Acești biomarkeri includ:

• Degradare musculară
• Modificări ale corzilor vocale
• Schimbări de sentiment / dispoziție
• Modificări ale plămânilor și ale căilor respiratorii

„Structura fizică a plămânilor și a căilor respiratorii se modifică odată cu infecțiile respiratorii și, în primele zile ale COVID-19 [pandemie], epidemiologii ascultau plămânii în timp ce pacienții forțau tuse ca parte a metodelor lor de diagnostic”, au scris autorii , descriind modul în care COVID-19 afectează calitatea vocalizărilor.

Prin crearea unui motor de înregistrare audio trilingvă (engleză, spaniolă și catalană), autorii au putut colecta înregistrări audio de tuse forțată de 5.320 de participanți, precum și orice informații medicale relevante. Datele de la 4.256 dintre participanți au fost ulterior introduse în modelul de „instruire” pentru a face distincția între tusea forțată a celor care au avut un test negativ pentru COVID-19 și tusea forțată a celor care au dat test pozitiv la COVID-19; datele de la restul de 1.064 de participanți au fost utilizate pentru a testa capacitatea sa de a face acest lucru.

În general, modelul a identificat corect 100% din înregistrările audio asimptomatice COVID-19-pozitive, 98,5% din toate înregistrările audio COVID-19-pozitive și 88% din toate înregistrările audio.

Are modelul un viitor în domeniul sănătății?

Aceste rezultate, au scris autorii, sugerează că MOVBM „are un mare potențial de a lucra în paralel cu sistemele de sănătate pentru a spori abordările actuale de gestionare a răspândirii pandemiei”. Aceștia indică avantajele modelului față de instrumentele existente de detectare a COVID-19 ca dovadă a revendicării lor. Spre deosebire de testele actuale de virologie și serologie, care costă în medie 23 USD fiecare și durează câteva zile până la procesare, de exemplu, MOVBM este complet gratuit, oferă rezultate instantanee și are un grad mai mare de precizie la pornire.

Cu toate acestea, medicii văd obstacole funcționale și practice în calea implementării sale pe scară largă. Joshua O. Benditt, MD, profesor la divizia de medicină pulmonară, de îngrijire critică și somn de la Facultatea de Medicină a Universității din Washington, îi spune lui Verywell că „este o idee interesantă, dar ar trebui testată pe o populație de oameni care sunt simptomatice, dar cu o altă boală. ”

„În mintea mea, adevărata întrebare este:„ Poate acest program să diferențieze tusea cuiva cu COVID-19 de cineva cu răceală obișnuită (de asemenea [un] coronavirus), gripă, pneumonie bacteriană și alte afecțiuni frecvent întâlnite? ” el spune.

Herz crede că modelul are potențial, dar că sofisticarea sa tehnologică poate dovedi căderea sa.

„În timp ce înregistrările pentru tuse par a fi pline de speranță, nu este clar cât de mult timp va fi necesar pentru a obține aprobarea de la FDA, pentru a produce mai multe mașini capabile să analizeze tiparele de tuse, așa cum descrie studiul, precum și pentru a instrui oamenii, astfel încât [ei] să fie capabili să folosim echipamentul în mod corespunzător, astfel încât să existe cât mai puține falsuri pozitive și negative atunci când oamenii sunt testați ”, spune ea. La urma urmei, este mult mai simplu să tamponezi interiorul gurii cuiva decât să faci o analiză pe o înregistrare audio.