Kosulio garsas gali padėti rodyti COVID-19

„PixelCatchers“ / „Getty Images“

Pagrindiniai išsinešimai

• COVID-19 infekcijos veikia kvėpavimą ir kalbą.
• MIT tyrėjai sukūrė dirbtiniu intelektu pagrįstą įrankį, kuris analizuoja priverstinio kosulio garso įrašus, kad būtų galima diagnozuoti COVID-19.
• Šis įrankis gali papildyti ar pakeisti esamus COVID-19 diagnostinius testus, bet ne be savo trūkumų.

Ar greitai praeis temperatūros patikrinimas ir skausmingi nosies tamponai? Nagrinėjant priverstinio kosulio garsinius bruožus, pažangiausia dirbtinio intelekto programinė įranga rodo pažadą identifikuoti COVID-19 turinčius žmones, rodo trijų mokslininkų komandos Masačusetso technologijos institute atlikto tyrimo rezultatai. (MIT). Rugsėjo mėn. Tyrimas buvo paskelbtasIEEE atvirasis medicinos ir biologijos inžinerijos žurnalas.

Kaip ir visos kvėpavimo takų ligos, COVID-19 taikosi ir puola organus ir audinius, pvz., Plaučius, gerklas (arba balso dėžutę) ir trachėją (arba vamzdelį), ribodamas deguonies vartojimą ir sukeldamas atitinkamus kvėpavimo bei kalbos pokyčius. sunkiais atvejais šie pokyčiai „gali sukelti kvėpavimo sunkumų, kuriems gali prireikti mėnesių, kad pagerėtų“, - labai gerai teigia Katherine Herz, MPH, Ajovos universiteto pasaulinių sveikatos tyrimų papildoma instruktorė, kuri nedalyvavo tyrime, cituodama Johns Hopkins universitetą. Lengvais atvejais šie pokyčiai gali būti per subtilūs žmogaus ausiai, bet ne tam, kad būtų galima nustatyti sudėtingą (ir ypač jautrią) AI technologiją.

„Kalbėjimo ir kosulio garsams įtakos turi balso stygos ir aplinkiniai organai“, - sakė mokslų daktaras Brianas Subirana, „MIT Auto-ID“ laboratorijos direktorius ir vienas iš tyrimo autorių.„ScienceAlert“. "Tai reiškia, kad kai kalbate, dalis jūsų kalbėjimo yra tarsi kosulys ir atvirkščiai. Tai taip pat reiškia, kad dalykus, kuriuos lengvai gauname iš sklandžios kalbos, dirbtinis intelektas gali atsikratyti paprasčiausiai nuo kosulio, įskaitant tokius dalykus kaip asmens lytis, gimtoji kalba ar kt. net emocinė būsena “.

Ką tai reiškia tau

Jūsų COVID-19 infekcijos būsena gali atsispindėti jūsų balso ypatybėse. Nors COVID-19 kosulio testas atrodo perspektyvus, reikia atlikti daugiau tyrimų. Tuo tarpu galite apsilankyti savo valstybės ar vietos sveikatos departamento svetainėje ir ieškoti naujausios vietos informacijos apie tyrimus. Kreipkitės į savo sveikatos priežiūros paslaugų teikėją, jei jaučiate COVID-19 simptomus.

Kaip buvo sukurtas modelis?

Mokslininkai sukūrė „MIT Open Voice Brain Model“ (MOVBM), dirbtiniu intelektu pagrįstą „kalbos apdorojimo sistemą“, kuri naudojama kaip COVID-19 diagnostinis testas. MOVBM remiasi penkių biomarkerių ar požymių, paprastai susijusių su tam tikra liga ar sutrikimu, rinkiniu, kad būtų galima nustatyti COVID-19 infekcijos požymių kvėpavimo sutrikimus. Šie biologiniai žymekliai apima:

• Raumenų degradacija
• Pokyčiai balso stygose
• Nuotaikos / nuotaikos pokyčiai
• Plaučių ir kvėpavimo takų pokyčiai

"Fizinė plaučių ir kvėpavimo takų struktūra keičiasi dėl kvėpavimo takų infekcijų, o pirmosiomis COVID-19 [pandemijos] dienomis epidemiologai klausėsi plaučių, o pacientai savo diagnostikos metodais privertė kosėti", - rašė autoriai. , apibūdinantis būdus, kaip COVID-19 veikia balsų kokybę.

Sukūrę trikalbį (anglų, ispanų ir katalonų) garso įrašymo įrenginį, autoriai galėjo surinkti 5320 dalyvių priverstinio kosulio garso įrašus ir visą svarbią medicininę informaciją. Vėliau buvo pateikti 4256 dalyvių duomenys. modelis „treniruoti“, kad būtų galima atskirti priverstinį kosulį tų, kuriems nustatytas neigiamas COVID-19, ir priverstinį kosulį tų, kurių testas buvo teigiamas dėl COVID-19; duomenys, gauti iš likusių 1064 dalyvių, buvo naudojami norint patikrinti jo galimybes.

Apskritai, modelis teisingai nustatė 100% asimptominių COVID-19 teigiamų garso įrašų, 98,5% visų COVID-19 teigiamų garso įrašų ir 88% visų garso įrašų.

Ar modelis turi ateities sveikatos priežiūros srityje?

Šie autorių rašyti rezultatai rodo, kad MOVBM „turi didelį potencialą dirbti kartu su sveikatos priežiūros sistemomis, siekiant išplėsti dabartinį požiūrį į pandemijos plitimo valdymą“. Jie nurodo modelio pranašumus, palyginti su esamomis COVID-19 aptikimo priemonėmis, kaip jų teiginio įrodymą. Skirtingai nuo dabartinių virusologijos ir serologinių tyrimų, kurių kiekvienas kainuoja vidutiniškai 23 USD, o jų apdorojimas užtrunka kelias dienas, pavyzdžiui, MOVBM yra visiškai nemokama, suteikia greitų rezultatų ir turi didesnį įkrovos tikslumą.

Tačiau gydytojai įžvelgia tiek funkcinių, tiek praktinių kliūčių plačiam jos įgyvendinimui. Vašingtono universiteto medicinos mokyklos plaučių, kritinės priežiūros ir miego medicinos skyriaus profesorius Joshua O. Bendittas Joshua O. Bendittas labai gerai sako, kad „tai yra įdomi idėja, tačiau ją teks išbandyti žmonių, kurie yra simptominiai, bet sergantys kita liga “.

"Mano galva, tikrasis klausimas yra toks:" Ar ši programa gali atskirti COVID-19 sergančio žmogaus kosulį nuo peršalimo (taip pat [koronaviruso], gripo, bakterinės pneumonijos ir kitų dažnai matomų būklių? " jis sako.

Herzas mano, kad modelis turi potencialo, tačiau jo technologinis rafinuotumas gali įrodyti jo žlugimą.

„Nors kosulio įrašai skamba viltingai, nėra aišku, kiek reikės laiko gauti FDA patvirtinimą, pagaminti daugiau mašinų, galinčių analizuoti kosulio įpročius, kaip aprašyta tyrime, taip pat apmokyti žmones, kad jie galėtų tinkamai naudoti įrangą, kad tikrinant žmones būtų kuo mažiau klaidingų teigiamų ir klaidingų neigiamų dalykų “, - sako ji. Juk daug paprasčiau tampyti kieno nors burnos vidų, nei atlikti garso įrašo analizę.