PixelCatchers / Getty Images
Key Takeaways
- COVID-19 infekcijas ietekmē elpošanu un runu.
- MIT pētnieki izstrādāja uz mākslīgo intelektu balstītu rīku, kas analizē piespiedu klepus audio ierakstus, lai diagnosticētu COVID-19.
- Šis rīks potenciāli varētu papildināt vai aizstāt esošos COVID-19 diagnostikas testus, taču ne bez saviem trūkumiem.
Vai temperatūras pārbaudes un sāpīgi deguna uztriepes drīz būs pagātne? Analizējot piespiedu klepus skaņas iezīmes, moderna mākslīgā intelekta programmatūra parāda solījumu identificēt cilvēkus, kuriem ir COVID-19, saskaņā ar Masačūsetsas Tehnoloģiskā institūta trīs pētnieku komandas veikto pētījumu rezultātiem (MIT). Septembra pētījums tika publicētsIEEE atklātais medicīnas un bioloģijas inženierzinātņu žurnāls.
Tāpat kā visas elpceļu slimības, arī COVID-19 ir vērsta uz orgāniem un audiem, piemēram, plaušām, balseni (vai balss lodziņu) un traheju (vai elpvadu), un uzbrūk tām, ierobežojot skābekļa uzņemšanu un izraisot atbilstošas izmaiņas elpošanā un runā. smagos gadījumos šīs izmaiņas "var izraisīt elpošanas grūtības, kuru uzlabošanai var būt vajadzīgi mēneši", stāsta Wellwell Katherine Herz, Aiovas Universitātes globālo veselības pētījumu pasniedzēja, kas nebija iesaistīta pētījumā, atsaucoties uz Džona Hopkinsa universitāti Vieglos gadījumos šīs izmaiņas var būt pārāk smalkas, lai cilvēka auss to atklātu, bet ne sarežģītas (un īpaši jutīgas) AI tehnoloģijas atklāšanai.
"Sarunu un klepus skaņas ietekmē gan balss saites, gan apkārtējie orgāni," teica Brian Subirana, PhD, MIT Auto-ID laboratorijas direktors un viens no pētījuma autoriem.ScienceAlert. "Tas nozīmē, ka tad, kad jūs runājat, daļa jūsu sarunu ir kā klepus un otrādi. Tas nozīmē arī to, ka lietas, kuras mēs viegli iegūstam no tekošas runas, AI var uzņemt vienkārši no klepus, ieskaitot tādas lietas kā personas dzimums, dzimtā valoda vai citas lietas. pat emocionālais stāvoklis. ”
Ko tas jums nozīmē
Jūsu COVID-19 infekcijas statusu var atspoguļot jūsu vokālās īpašības. Kaut arī COVID-19 klepus tests izskatās daudzsološs, ir jāveic vairāk pētījumu. Tikmēr varat apmeklēt sava štata vai vietējā veselības departamenta vietni, lai meklētu jaunāko vietējo informāciju par testēšanu. Zvaniet savam veselības aprūpes sniedzējam, ja Jums rodas COVID-19 simptomi.
Kā tika izstrādāts modelis?
Pētnieki izstrādāja MIT Open Voice Brain Model (MOVBM), uz AI balstītu “runas apstrādes sistēmu”, kas kalpo kā COVID-19 diagnostikas tests. MOVBM paļaujas uz piecu biomarķieru kopumu vai pazīmēm, kas parasti saistītas ar konkrētu slimību vai traucējumiem, lai noteiktu COVID-19 infekcijas īpašību elpošanas traucējumus. Šie biomarķieri ietver:
- Muskuļu degradācija
- Izmaiņas balss saitēs
- Noskaņojuma / noskaņojuma izmaiņas
- Izmaiņas plaušās un elpošanas traktā
"Plaušu un elpošanas ceļu fiziskā struktūra mainās ar elpošanas ceļu infekcijām, un COVID-19 [pandēmijas] pirmajās dienās epidemiologi klausījās plaušas, kamēr pacienti kā daļu no diagnostikas metodēm piespieda klepu," raksta autori. , aprakstot veidus, kā COVID-19 ietekmē balss kvalitāti.
Izveidojot trīsvalodu (angļu, spāņu un katalāņu) audioierakstu dzinēju, autori varēja apkopot 5320 dalībnieku piespiedu klepus audio ierakstus, kā arī visu attiecīgo medicīnisko informāciju. Pēc tam tika ievadīti 4256 dalībnieku dati. modelis, kā to “apmācīt”, lai atšķirtu piespiedu klepu tiem, kuriem COVID-19 tests bija negatīvs, un piespiedu klepus tiem, kuriem COVID-19 bija pozitīvs rezultāts; dati no atlikušajiem 1064 dalībniekiem tika izmantoti, lai pārbaudītu tā spēju to izdarīt.
Kopumā modelis pareizi identificēja 100% asimptomātisku COVID-19 pozitīvu audio ierakstu, 98,5% no visiem COVID-19 pozitīvajiem audio ierakstiem un 88% no visiem audio ierakstiem.
Vai modelim ir nākotne veselības aprūpē?
Šie autori rakstīja, ka MOVBM "ir liels potenciāls strādāt paralēli veselības aprūpes sistēmām, lai paplašinātu pašreizējo pieeju pandēmijas izplatības pārvaldībai". Viņi norāda uz modeļa priekšrocībām salīdzinājumā ar esošajiem COVID-19 noteikšanas rīkiem kā pierādījumu viņu apgalvojumam. Atšķirībā no pašreizējiem viroloģiskajiem un seroloģiskajiem testiem, kuru vidējais maksājums ir 23 USD, un kuru apstrāde prasa vairākas dienas, piemēram, MOVBM ir pilnīgi bez maksas, nodrošina tūlītējus rezultātus un ir augstāka sāknēšanas precizitātes pakāpe.
Tomēr ārsti saskata gan funkcionālus, gan praktiskus šķēršļus tās plašai ieviešanai. Vašingtonas Universitātes Medicīnas skolas plaušu, kritiskās aprūpes un miega zāļu nodaļas profesors Džošua O. Bendits, Džozua O. Bendits, saka Wellwell, ka “tā ir interesanta ideja, bet tā būtu jāpārbauda uz cilvēku, kas ir simptomātiski, bet ar citu slimību. ”
"Manuprāt, patiesais jautājums ir šāds:" Vai šī programma var atšķirt kāda cilvēka klepu ar COVID-19 no saaukstēšanās (arī [koronavīrusa], gripas, bakteriālas pneimonijas un citiem bieži novērotiem apstākļiem? "" viņš saka.
Hercs uzskata, ka modelim ir potenciāls, taču tā tehnoloģiskā izsmalcinātība var pierādīt tā kritumu.
"Kaut arī klepus ieraksti izklausās cerīgi, nav skaidrs, cik daudz laika būs nepieciešams, lai saņemtu FDA apstiprinājumu, lai ražotu vairāk mašīnu, kas spēj analizēt klepus modeļus, kā aprakstīts pētījumā, kā arī apmācīt cilvēkus, lai [viņi] spētu pareizi lietot aprīkojumu, lai pārbaudot cilvēkus, būtu tik maz nepatiesu pozitīvu un viltus negatīvu, ”viņa saka. Galu galā ir daudz vienkāršāk notīrīt kāda cilvēka mutes iekšpusi nekā veikt analīzi ar audio ierakstu.
