PixelCatchers / Getty Images
Tärkeimmät takeaways
- COVID-19-infektiot vaikuttavat hengitykseen ja puheeseen.
- MIT: n tutkijat kehittivät tekoälypohjaisen työkalun, joka analysoi pakotetun yskän äänitallenteita COVID-19: n diagnosoimiseksi.
- Työkalu voi mahdollisesti täydentää tai korvata nykyisiä COVID-19-diagnostiikkatestejä, mutta ei ilman omia haittoja.
Ovatko lämpötilatarkastukset ja kivulias nenän vanupuikot menneisyydessä? Analysoimalla pakotetun yskän ääniominaisuudet, osa huippuluokan tekoälyohjelmistosta osoittaa lupauksen tunnistaa COVID-19-potilaat Massachusettsin teknillisen instituutin kolmen tutkijaryhmän tutkimuksen tulosten mukaan (MIT). Syyskuun tutkimus julkaistiinIEEE Open Journal of Engineering in Medicine and Biology.
Kuten kaikki hengitystiesairaudet, COVID-19 kohdistaa ja hyökkää elimiä ja kudoksia, kuten keuhkoja, kurkunpään (tai äänilaatikon) ja henkitorven (tai henkitorven), mikä rajoittaa hapen saantia ja aiheuttaa vastaavia muutoksia hengityksessä ja puheessa. vaikeissa tapauksissa nämä muutokset "saattavat johtaa hengitysvaikeuksiin, joiden parantuminen voi viedä kuukausia", Katherine Herz, MPH, Iowan yliopiston globaalien terveystutkimusten lisäopettaja, joka ei ollut mukana tutkimuksessa, kertoo Verywellille lainaamalla Johns Hopkinsin yliopistoa Lievissä tapauksissa nämä muutokset voivat olla liian hienovaraisia ihmiskorvan havaitsemiseksi - mutta eivät kehittyneelle (ja erittäin herkälle) tekoälytekniikalle.
"Puheen ja yskän ääniin vaikuttavat molemmat äänijohdot ja ympäröivät elimet", kertoi tohtori Brian Subirana, MIT Auto-ID -laboratorion johtaja ja yksi tutkimuksen tekijöistä.ScienceAlert. "Tämä tarkoittaa sitä, että kun puhut, osa puhumisestasi on kuin yskää ja päinvastoin. Se tarkoittaa myös sitä, että asioita, jotka helposti johdamme sujuvasta puheesta, tekoäly voi poimia yksinkertaisesti yskistä, mukaan lukien henkilön sukupuoli, äidinkieli tai muu. jopa emotionaalinen tila. "
Mitä tämä tarkoittaa sinulle
COVID-19-infektiotilasi voi heijastua ääniominaisuuksissasi. Vaikka COVID-19-yskätesti näyttää lupaavalta, on tehtävä enemmän tutkimuksia. Sillä välin voit käydä valtion tai paikallisen terveysosaston verkkosivustolla etsimään viimeisintä paikallista tietoa testauksesta. Soita terveydenhuollon tarjoajalle, jos sinulla on COVID-19-oireita.
Kuinka malli kehitettiin?
Tutkijat kehittivät MIT: n avoimen puheaivomallin (MOVBM), tekoälypohjaisen "puheenkäsittelykehyksen", joka toimii COVID-19-diagnostiikkatestinä. MOVBM perustuu viiteen biomarkkeriin tai ominaisuuteen, joka liittyy yleisesti tiettyyn sairauteen tai häiriöön, COVID-19-infektion ominaisuuksien havaitsemiseksi hengitysvaikeuksissa. Näitä biomarkkereita ovat:
- Lihasten hajoaminen
- Muutokset äänijohdoissa
- Muutokset mielipiteessä / mielialassa
- Muutokset keuhkoissa ja hengitysteissä
"Keuhkojen ja hengitysteiden fyysinen rakenne muuttuu hengitystieinfektioiden kanssa, ja COVID-19: n [pandemian] alkuaikoina epidemiologit kuuntelivat keuhkoja, kun potilaat pakottivat yskää osana diagnostisia menetelmiä", kirjoittajat kirjoittivat , joka kuvaa tapoja, joilla COVID-19 vaikuttaa äänten laatuun.
Luomalla kolmikielisen (englanniksi, espanjaksi ja katalaaniksi) äänentallennuskoneen kirjoittajat pystyivät keräämään 5320 osanottajan pakotetun yskän äänitallenteita sekä muita asiaankuuluvia lääketieteellisiä tietoja. 42256 osanottajan tiedot syötettiin myöhemmin malli sen "kouluttamiseksi" erottamaan pakotetut yskät niistä, jotka olivat testanneet negatiivisen COVID-19: n, ja niiden pakotetut yskät, joiden testi oli positiivinen COVID-19: n suhteen; jäljellä olevien 1064 osallistujan tietoja käytettiin sen kyvyn testaamiseen.
Kaiken kaikkiaan malli tunnisti oikein 100% oireettomista COVID-19-positiivisista äänitallenteista, 98,5% kaikista COVID-19-positiivisista äänitallenteista ja 88% kaikista äänitallenteista.
Onko mallilla tulevaisuutta terveydenhuollossa?
Kirjoittajien kirjoittamat tulokset viittaavat siihen, että MOVBM: llä "on suuri potentiaali työskennellä rinnakkain terveydenhuoltojärjestelmien kanssa nykyisen lähestymistavan lisäämiseksi pandemian leviämisen hallitsemiseksi". He viittaavat mallin etuihin nykyisiin COVID-19-havaitsemisvälineisiin nähden väitteensä tueksi. Toisin kuin nykyiset virologiset ja serologiset testit, jotka maksavat keskimäärin 23 dollaria kukin ja vievät useita päiviä, esimerkiksi MOVBM on täysin ilmainen, tarjoaa välittömiä tuloksia ja sen käynnistystarkkuus on korkeampi.
Lääkärit näkevät kuitenkin sekä toiminnallisia että käytännön esteitä sen laajalle levittämiselle. Joshua O. Benditt, professori, Washingtonin yliopiston lääketieteellisen korkeakoulun keuhko-, kriittisen hoidon ja unilääketieteen osastossa, kertoo Verywellille, että "se on mielenkiintoinen idea, mutta se on testattava ihmisryhmällä, joka ovat oireita, mutta joilla on jokin toinen sairaus. "
"Mielestäni todellinen kysymys kuuluu:" Voiko tämä ohjelma erottaa COVID-19-potilaiden yskän tavallisesta nuhasta (myös [koronaviruksesta], influenssasta, bakteeri-keuhkokuumeesta ja muista yleisesti havaituista olosuhteista? "" hän sanoo.
Herz uskoo, että mallilla on potentiaalia, mutta että sen tekninen hienostuneisuus voi osoittaa sen kaatumisen.
"Vaikka yskätallenteet kuulostavat toiveikkailta, ei ole selvää, kuinka paljon aikaa tarvitaan FDA: n hyväksynnän saamiseen, enemmän koneiden tuottamiseen, jotka pystyvät analysoimaan yskäkuvioita, kuten tutkimuksessa kuvataan, sekä kouluttamaan ihmisiä niin, että [he] pystyvät käyttää laitetta oikein niin, että ihmisiä testattaessa on niin vähän vääriä positiivisia ja vääriä negatiivisia ”, hän sanoo. Loppujen lopuksi on paljon yksinkertaisempaa pyyhkiä jonkun suun sisäpuoli kuin analyysin tekeminen äänitallenteesta.
