PixelCatchers / Getty Images
Viktige takeaways
- COVID-19 infeksjoner påvirker pust og tale.
- Forskere ved MIT utviklet et kunstig intelligensbasert verktøy som analyserer lydopptak av tvungen hoste for å diagnostisere COVID-19.
- Verktøyet kan potensielt supplere eller erstatte eksisterende COVID-19 diagnostiske tester, men ikke uten sine egne ulemper.
Vil temperaturkontroller og smertefulle nesepinner snart høre fortiden til? Ved å analysere lydfunksjonene til tvungen hoste, viser et stykke banebrytende programvare for kunstig intelligens løfte om å identifisere mennesker som har COVID-19, ifølge resultatene av en studie utført av et team på tre forskere ved Massachusetts Institute of Technology (MIT). September - studien ble publisert iIEEE Open Journal of Engineering i medisin og biologi.
Som alle luftveissykdommer målretter og angriper COVID-19 organer og vev som lungene, strupehodet (eller stemmeboksen) og luftrøret (eller luftrøret), noe som begrenser oksygeninntaket og forårsaker tilsvarende endringer i pust og tale. i alvorlige tilfeller kan disse endringene "føre til pustevansker som det kan ta flere måneder å forbedre", forteller Katherine Herz, MPH, tilleggsinstruktør for globale helsestudier ved University of Iowa, som ikke var involvert i studien, til Verywell og siterer Johns Hopkins University I milde tilfeller kan disse endringene være for subtile for det menneskelige øret - men ikke for sofistikert (og superfølsom) AI-teknologi - til å oppdage.
"Lydene av å snakke og hoste er begge påvirket av stemmebåndene og de omkringliggende organene," sa Brian Subirana, PhD, direktør for MIT Auto-ID lab og en av forfatterne av studien.ScienceAlert. "Dette betyr at når du snakker, er en del av det du snakker som hoste og omvendt. Det betyr også at ting vi lett kommer fra flytende tale, kan AI bare hente hoste, inkludert ting som personens kjønn, morsmål eller til og med følelsesmessig tilstand. ”
Hva dette betyr for deg
Din COVID-19-infeksjonsstatus kan gjenspeiles i dine vokale egenskaper. Mens en COVID-19 hostetest ser lovende ut, må det gjøres mer forskning. I mellomtiden kan du besøke statens eller lokale helsedepartementets nettsted for å lete etter den siste lokale informasjonen om testing. Ring helsepersonell hvis du opplever COVID-19 symptomer.
Hvordan ble modellen utviklet?
Forskerne utviklet MIT Open Voice Brain Model (MOVBM), et AI-basert “talebehandlingsrammeverk” som fungerer som en COVID-19 diagnostisk test. MOVBM er avhengig av et sett med fem biomarkører, eller egenskaper som ofte er assosiert med en bestemt sykdom eller lidelse, for å skille luftveisforstyrrelser av egenskapene til infeksjon med COVID-19. Disse biomarkørene inkluderer:
- Muskelnedbrytning
- Endringer i stemmebåndene
- Endringer i følelser / humør
- Endringer i lungene og luftveiene
"Den fysiske strukturen i lungene og luftveiene endres med luftveisinfeksjoner, og i de tidlige dagene av COVID-19 [pandemi] lyttet epidemiologer til lungene mens pasienter tvang hoste som en del av deres diagnostiske metoder," skrev forfatterne , som beskriver hvordan COVID-19 påvirker vokaliseringens kvalitet.
Ved å lage en trespråklig (engelsk, spansk og katalansk) lydopptaksmotor, var forfatterne i stand til å samle lydopptak av tvunget hoste av 5 320 deltakere samt all relevant medisinsk informasjon. Data fra 4 256 av deltakerne ble deretter matet inn modellen for å "trene" den for å skille mellom tvungen hoste til de som hadde testet negativt for COVID-19 og tvungen hoste til de som hadde testet positive for COVID-19; data fra de resterende 1.064 deltakerne ble brukt til å teste dets evne til å gjøre det.
Samlet sett identifiserte modellen korrekt 100% av asymptomatiske COVID-19-positive lydopptak, 98,5% av alle COVID-19-positive lydopptak og 88% av alle lydopptak.
Har modellen en fremtid i helsevesenet?
Disse resultatene, forfatterne skrev, antyder at MOVBM "har stort potensial til å jobbe parallelt med helsevesenet for å øke dagens tilnærminger for å håndtere spredningen av pandemien." De peker på fordelene til modellen i forhold til eksisterende COVID-19-deteksjonsverktøy som bevis for deres påstand. I motsetning til dagens virologi- og serologitester, som for eksempel koster $ 23 hver og tar flere dager å behandle, er MOVBM helt gratis, gir øyeblikkelige resultater og har høyere grad av nøyaktighet å starte opp.
Leger ser imidlertid både funksjonelle og praktiske hindringer for den omfattende implementeringen. Joshua O. Benditt, MD, professor i divisjonen for lunge-, kritisk pleie- og søvnmedisin ved University of Washington School of Medicine, sier til Verywell at “det er en interessant idé, men må testes på en befolkning av mennesker som er symptomatiske, men med en annen sykdom. ”
"I mitt sinn er det virkelige spørsmålet: 'Kan dette programmet skille hosten til noen med COVID-19 fra noen med forkjølelse (også [et] koronavirus), influensa, bakteriell lungebetennelse og andre vanlige tilstander?'" han sier.
Herz mener at modellen har potensiale, men at den teknologiske raffinementen kan bevise at den faller.
“Selv om hostopptakene høres håpefulle ut, er det ikke klart hvor lang tid det vil trenge for å få godkjenning fra FDA, for å produsere flere maskiner som er i stand til å analysere hostemønster som studien beskriver, samt trene folk slik at [de] er i stand til å bruke utstyret riktig slik at det er like få falske positive og falske negativer når folk blir testet, sier hun. Tross alt er det mye enklere å ta på innsiden av munnen til noen enn det er å kjøre en analyse på et lydopptak.
.jpg)
