Hình ảnh PixelCatchers / Getty
Bài học rút ra chính
- Nhiễm COVID-19 ảnh hưởng đến hơi thở và giọng nói.
- Các nhà nghiên cứu tại MIT đã phát triển một công cụ dựa trên trí thông minh nhân tạo phân tích bản ghi âm của những cơn ho cưỡng bức để chẩn đoán COVID-19.
- Công cụ này có khả năng bổ sung hoặc thay thế các xét nghiệm chẩn đoán COVID-19 hiện có, nhưng không phải là không có nhược điểm riêng của nó.
Liệu kiểm tra nhiệt độ và ngoáy mũi đau đớn sẽ sớm trở thành dĩ vãng? Bằng cách phân tích các đặc điểm âm thanh của một cơn ho cưỡng bức, một phần mềm trí tuệ nhân tạo tiên tiến cho thấy hứa hẹn trong việc xác định những người có COVID-19, theo kết quả của một nghiên cứu được thực hiện bởi một nhóm ba nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts. (MIT). Nghiên cứu tháng 9 được công bố trênIEEE Open Journal of Engineering in Medicine and Biology.
Giống như tất cả các bệnh về đường hô hấp, COVID-19 nhắm mục tiêu và tấn công các cơ quan và mô như phổi, thanh quản (hoặc hộp thoại) và khí quản (hoặc khí quản), hạn chế lượng oxy hấp thụ và gây ra những thay đổi tương ứng trong hơi thở và giọng nói. Katherine Herz, MPH, trợ giảng của các nghiên cứu sức khỏe toàn cầu tại Đại học Iowa, người không tham gia vào nghiên cứu, nói với Verywell, trích dẫn Đại học Johns Hopkins. Trong những trường hợp nhẹ, những thay đổi này có thể quá tinh vi đối với tai người - nhưng không phải đối với công nghệ AI tinh vi (và siêu nhạy) - để phát hiện.
Brian Subirana, tiến sĩ, giám đốc phòng thí nghiệm MIT Auto-ID và là một trong những tác giả của nghiên cứu, cho biết: “Âm thanh khi nói chuyện và ho đều bị ảnh hưởng bởi dây thanh quản và các cơ quan xung quanh.ScienceAlert. "Điều này có nghĩa là khi bạn nói chuyện, một phần của cuộc nói chuyện của bạn giống như ho và ngược lại. Điều đó cũng có nghĩa là những thứ chúng ta dễ dàng thu được từ lời nói trôi chảy, AI có thể nhận ra đơn giản từ những cơn ho, bao gồm những thứ như giới tính, tiếng mẹ đẻ hoặc thậm chí là trạng thái cảm xúc ”.
Điều này có ý nghĩa gì đối với bạn
Tình trạng nhiễm COVID-19 của bạn có thể được phản ánh trong đặc điểm giọng nói của bạn. Mặc dù thử nghiệm ho COVID-19 có vẻ hứa hẹn, nhưng cần phải nghiên cứu thêm. Trong thời gian chờ đợi, bạn có thể truy cập trang web của sở y tế tiểu bang hoặc địa phương của mình để tìm kiếm thông tin địa phương mới nhất về xét nghiệm. Gọi cho nhà cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe của bạn nếu bạn đang gặp các triệu chứng COVID-19.
Mô hình được phát triển như thế nào?
Các nhà nghiên cứu đã phát triển Mô hình não bộ giọng nói mở MIT (MOVBM), một “khung xử lý giọng nói” dựa trên AI đóng vai trò như một bài kiểm tra chẩn đoán COVID-19. MOVBM dựa trên một bộ năm dấu ấn sinh học, hoặc các đặc điểm thường liên quan đến một bệnh hoặc rối loạn cụ thể, để phân biệt suy giảm hô hấp của các đặc điểm của nhiễm COVID-19. Các dấu ấn sinh học này bao gồm:
- Suy thoái cơ
- Những thay đổi trong dây thanh âm
- Thay đổi tình cảm / tâm trạng
- Thay đổi ở phổi và đường hô hấp
“Cấu trúc vật lý của phổi và đường hô hấp bị thay đổi do nhiễm trùng đường hô hấp, và trong những ngày đầu của [đại dịch] COVID-19, các nhà dịch tễ học đã lắng nghe phổi trong khi bệnh nhân cố gắng ho như một phần trong phương pháp chẩn đoán của họ,” các tác giả viết , mô tả các cách COVID-19 ảnh hưởng đến chất lượng giọng hát.
Bằng cách tạo ra một công cụ ghi âm ba thứ tiếng (tiếng Anh, tiếng Tây Ban Nha và tiếng Catalan), các tác giả đã có thể thu thập các bản ghi âm các cơn ho cưỡng bức của 5.320 người tham gia cũng như bất kỳ thông tin y tế nào có liên quan. Dữ liệu từ 4.256 người tham gia sau đó đã được cung cấp vào mô hình để “huấn luyện” nó để phân biệt giữa những cơn ho cưỡng bức của những người có kết quả xét nghiệm âm tính với COVID-19 và những cơn ho cưỡng bức của những người có kết quả xét nghiệm dương tính với COVID-19; dữ liệu từ 1.064 người tham gia còn lại được sử dụng để kiểm tra khả năng làm như vậy.
Nhìn chung, mô hình đã xác định chính xác 100% bản ghi âm dương tính với COVID-19 không có triệu chứng, 98,5% trong số tất cả các bản ghi âm dương tính với COVID-19 và 88% tất cả các bản ghi âm thanh.
Mô hình có tương lai trong việc chăm sóc sức khỏe không?
Các kết quả này, các tác giả viết, gợi ý rằng MOVBM “có tiềm năng lớn để hoạt động song song với các hệ thống chăm sóc sức khỏe để tăng cường các phương pháp tiếp cận hiện tại nhằm quản lý sự lây lan của đại dịch”. Họ chỉ ra những ưu điểm của mô hình so với các công cụ phát hiện COVID-19 hiện có để làm bằng chứng cho tuyên bố của họ. Không giống như các xét nghiệm virus học và huyết thanh học hiện tại, mỗi xét nghiệm có giá trung bình là 23 đô la và mất vài ngày để xử lý, chẳng hạn như MOVBM hoàn toàn miễn phí, cung cấp kết quả tức thì và có độ chính xác cao hơn khi khởi động.
Tuy nhiên, các bác sĩ nhận thấy những trở ngại cả về chức năng và thực tế đối với việc triển khai rộng rãi nó. Joshua O. Benditt, MD, giáo sư về bệnh phổi, chăm sóc nghiêm trọng và y học giấc ngủ tại Đại học Y khoa Washington, nói với Verywell rằng “đó là một ý tưởng thú vị nhưng sẽ phải được thử nghiệm trên một nhóm người là triệu chứng nhưng với một bệnh khác. "
“Trong tâm trí tôi, câu hỏi thực sự là, 'Chương trình này có thể phân biệt ho của người bị COVID-19 với người bị cảm lạnh thông thường (cũng là [a] coronavirus), cúm, viêm phổi do vi khuẩn và các tình trạng thường thấy khác không?'" anh ta nói.
Herz tin rằng mô hình này có tiềm năng nhưng sự tinh vi về công nghệ của nó có thể chứng tỏ sự đi xuống của nó.
“Trong khi các bản ghi âm tiếng ho nghe có vẻ hy vọng, vẫn chưa rõ sẽ cần bao nhiêu thời gian để được FDA chấp thuận, để sản xuất nhiều máy hơn có khả năng phân tích các kiểu ho như nghiên cứu mô tả, cũng như đào tạo mọi người để [họ] có thể sử dụng thiết bị đúng cách để có ít dương tính giả và âm tính giả khi mọi người được kiểm tra, ”cô nói. Rốt cuộc, việc ngoáy bên trong miệng của ai đó đơn giản hơn nhiều so với chạy phân tích trên bản ghi âm.