PixelCatchers / Getty Images
Ключові винос
- Інфекції COVID-19 впливають на дихання та мову.
- Дослідники з Массачусетського технологічного інституту розробили засіб на основі штучного інтелекту, який аналізує аудіозаписи вимушеного кашлю для діагностики COVID-19.
- Інструмент може потенційно доповнити або замінити існуючі діагностичні тести на COVID-19, але не без власних недоліків.
Чи скоро перевірка температури та хворобливі мазки з носа залишаться в минулому? Проаналізувавши звукові особливості вимушеного кашлю, сучасне програмне забезпечення для штучного інтелекту виявляє перспективу щодо ідентифікації людей, які страждають на COVID-19, згідно з результатами дослідження, проведеного групою з трьох дослідників з Массачусетського технологічного інституту. (MIT). Вересневе дослідження було опубліковане вIEEE Open Journal of Engineering in Medicine and Biology.
Як і всі респіраторні захворювання, COVID-19 націлюється на органи та тканини, такі як легені, гортань (або голосова скринька) та трахея (або дихальна труба), обмежуючи споживання кисню та викликаючи відповідні зміни в диханні та мовленні. У важких випадках ці зміни "можуть призвести до ускладнень дихання, на покращення яких можуть знадобитися місяці", - каже Кетрін Герц, MPH, ад'юнкт-інструктор з глобальних досліджень здоров'я в Університеті Айови, який не брав участі у дослідженні, посилаючись на Університет Джона Хопкінса У легких випадках ці зміни можуть бути занадто тонкими для людського вуха, але не для вишуканої (і надчутливої) технології ШІ для виявлення.
"На звуки розмови та кашлю впливають голосові зв’язки та навколишні органи", - сказав Брайан Субірана, доктор філософії, директор лабораторії MIT Auto-ID та один з авторів дослідження.ScienceAlert. "Це означає, що коли ви розмовляєте, частина вашої розмови нагадує кашель і навпаки. Це також означає, що речі, які ми легко отримуємо з вільної мови, ШІ може підхопити просто від кашлю, включаючи такі речі, як стать людини, її рідна мова або навіть емоційний стан ".
Що це означає для вас
Ваш стан зараження COVID-19 може відображатися на ваших голосових характеристиках. Хоча тест на кашель на COVID-19 виглядає багатообіцяючим, потрібно провести більше досліджень. Тим часом ви можете відвідати веб-сайт штату чи місцевого управління охорони здоров’я, щоб знайти найсвіжішу місцеву інформацію про тестування. Якщо у вас є симптоми COVID-19, зателефонуйте своєму лікарю.
Як розроблялася модель?
Дослідники розробили модель відкритого голосового мозку MIT (MOVBM), "основу обробки мови" на основі ШІ, яка служить діагностичним тестом на COVID-19. MOVBM спирається на набір з п’яти біомаркерів або ознак, які зазвичай асоціюються з певним захворюванням або розладом, щоб розпізнати порушення дихання характеристик інфекції COVID-19. Ці біомаркери включають:
- Деградація м’язів
- Зміни голосових зв’язок
- Зміни в настроях / настрої
- Зміни в легенях та дихальних шляхах
"Фізична структура легенів та дихальних шляхів змінюється при респіраторних інфекціях, і в перші дні COVID-19 [пандемії] епідеміологи слухали легені, поки пацієнти примушували кашель як частину своїх діагностичних методів", - написали автори , описуючи способи впливу COVID-19 на якість вокалізації.
Створивши тримовну (англійську, іспанську та каталонську) систему звукозапису, автори змогли зібрати аудіозаписи примусового кашлю 5320 учасників, а також будь-яку відповідну медичну інформацію. Далі від 4256 учасників згодом були введені модель для «тренування», щоб розрізнити вимушений кашель у тих, у кого тест на COVID-19 був негативним, та вимушений кашель у тих, у кого тест на COVID-19 був позитивним; дані решти 1064 учасників були використані для перевірки його здатності робити це.
Загалом, модель правильно визначила 100% безсимптомних COVID-19-позитивних аудіозаписів, 98,5% усіх COVID-19-позитивних аудіозаписів та 88% усіх аудіозаписів.
Чи має модель майбутнє в галузі охорони здоров’я?
Ці результати, писали автори, свідчать про те, що MOVBM "має великий потенціал для роботи паралельно із системами охорони здоров'я для посилення сучасних підходів до управління поширенням пандемії". Вони вказують на переваги моделі перед існуючими засобами виявлення COVID-19 як доказ своєї претензії. На відміну від сучасних вірусологічних та серологічних тестів, вартість яких у середньому становить 23 долари США, а обробка займає кілька днів, наприклад, MOVBM абсолютно безкоштовний, забезпечує миттєві результати та має вищий ступінь точності завантаження.
Однак лікарі вбачають як функціональні, так і практичні перешкоди для його широкого впровадження. Джошуа О. Бендітт, доктор медичних наук, професор кафедри легеневої, критичної допомоги та медицини сну медичного факультету Університету Вашингтона, каже Веруеллу, що «це цікава ідея, але її доведеться перевірити на популяції людей, які є симптоматичними, але мають інше захворювання ".
"На мою думку, справжнє питання полягає в тому," чи може ця програма диференціювати кашель когось із COVID-19 від когось із звичайною застудою (також [коронавірусом]), грипом, бактеріальною пневмонією та іншими часто зустрічаються станами? " він каже.
Герц вважає, що модель має потенціал, але що її технологічна досконалість може довести її падіння.
«Хоча записи кашлю звучать сподіваючись, незрозуміло, скільки часу буде потрібно для отримання схвалення від FDA, для виробництва більше машин, здатних аналізувати характер кашлю, як описується в дослідженні, а також навчати людей, щоб [вони] могли використовувати обладнання належним чином, щоб при тестуванні було якомога менше помилкових спрацьовувань та помилкових негативів », - каже вона. Зрештою, набагато простіше мазати всередині рота когось, ніж провести аналіз на аудіозаписі.
.jpg)
