Il suono della tua tosse potrebbe aiutare a controllare COVID-19

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Punti chiave

• Le infezioni da COVID-19 influenzano la respirazione e la parola.
• I ricercatori del MIT hanno sviluppato uno strumento basato sull'intelligenza artificiale che analizza le registrazioni audio di tosse forzate per diagnosticare COVID-19.
• Lo strumento potrebbe potenzialmente integrare o sostituire i test diagnostici COVID-19 esistenti, ma non senza i suoi inconvenienti.

I controlli della temperatura e i dolorosi tamponi nasali saranno presto un ricordo del passato? Analizzando le caratteristiche sonore di una tosse forzata, un software all'avanguardia di intelligenza artificiale mostra la promessa di identificare le persone che hanno COVID-19, secondo i risultati di uno studio condotto da un team di tre ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT). Lo studio di settembre è stato pubblicato nelIEEE Open Journal of Engineering in Medicine and Biology.

Come tutte le malattie respiratorie, COVID-19 colpisce e attacca organi e tessuti come i polmoni, la laringe (o la scatola vocale) e la trachea (o la trachea), limitando l'assunzione di ossigeno e causando corrispondenti cambiamenti nella respirazione e nel linguaggio. casi gravi, questi cambiamenti "possono provocare difficoltà respiratorie che potrebbero richiedere mesi per migliorare", dice a Verywell, citando la Johns Hopkins University, Katherine Herz, MPH, istruttrice aggiunta di studi sulla salute globale presso l'Università dello Iowa Nei casi lievi, questi cambiamenti possono essere troppo impercettibili per l'orecchio umano, ma non per la sofisticata (e super sensibile) tecnologia di intelligenza artificiale, per essere rilevati.

"I suoni del parlare e della tosse sono entrambi influenzati dalle corde vocali e dagli organi circostanti", ha detto Brian Subirana, PhD, direttore del laboratorio MIT Auto-ID e uno degli autori dello studioScienceAlert. "Ciò significa che quando parli, parte del tuo parlare è come tossire e viceversa. Significa anche che le cose che derivano facilmente da un linguaggio fluente, l'intelligenza artificiale può captare semplicemente dalla tosse, comprese cose come il sesso della persona, la lingua madre o anche stato emotivo. "

Che cosa significa per te

Il tuo stato di infezione da COVID-19 potrebbe riflettersi nelle tue caratteristiche vocali. Anche se un test per la tosse COVID-19 sembra promettente, sono necessarie ulteriori ricerche. Nel frattempo, puoi visitare il sito web del tuo stato o del dipartimento sanitario locale per cercare le ultime informazioni locali sui test. Chiama il tuo medico se stai riscontrando sintomi COVID-19.

Come è stato sviluppato il modello?

I ricercatori hanno sviluppato il MIT Open Voice Brain Model (MOVBM), un "framework di elaborazione vocale" basato su AI che funge da test diagnostico COVID-19. Il MOVBM si basa su una serie di cinque biomarcatori, o tratti comunemente associati a una particolare malattia o disturbo, per distinguere le menomazioni respiratorie delle caratteristiche dell'infezione da COVID-19. Questi biomarcatori includono:

• Degradazione muscolare
• Cambiamenti nelle corde vocali
• Cambiamenti nel sentimento / umore
• Cambiamenti nei polmoni e nel tratto respiratorio

"La struttura fisica dei polmoni e delle vie respiratorie viene alterata con le infezioni respiratorie, e nei primi giorni del COVID-19 [pandemia], gli epidemiologi ascoltavano i polmoni mentre i pazienti costringevano a tossire come parte dei loro metodi diagnostici", hanno scritto gli autori , descrivendo i modi in cui COVID-19 influisce sulla qualità delle vocalizzazioni.

Creando un motore di registrazione audio trilingue (inglese, spagnolo e catalano), gli autori sono stati in grado di raccogliere registrazioni audio di tosse forzata da 5.320 partecipanti, nonché qualsiasi informazione medica pertinente. I dati di 4.256 partecipanti sono stati successivamente inseriti in il modello per “addestrarlo” a distinguere tra la tosse forzata di coloro che erano risultati negativi per COVID-19 e la tosse forzata di coloro che erano risultati positivi per COVID-19; i dati dei restanti 1.064 partecipanti sono stati utilizzati per testare la sua capacità di farlo.

Nel complesso, il modello ha identificato correttamente il 100% delle registrazioni audio positive per COVID-19 asintomatiche, il 98,5% di tutte le registrazioni audio positive per COVID-19 e l'88% di tutte le registrazioni audio.

Il modello ha un futuro nell'assistenza sanitaria?

Questi risultati, hanno scritto gli autori, suggeriscono che il MOVBM "ha un grande potenziale per lavorare in parallelo con i sistemi sanitari per aumentare gli approcci attuali per gestire la diffusione della pandemia". Indicano i vantaggi del modello rispetto agli strumenti di rilevamento COVID-19 esistenti come prova della loro affermazione. A differenza degli attuali test di virologia e sierologia, che costano in media $ 23 ciascuno e richiedono diversi giorni per l'elaborazione, ad esempio, il MOVBM è totalmente gratuito, fornisce risultati immediati e ha un grado più elevato di precisione per l'avvio.

Tuttavia, i medici vedono ostacoli sia funzionali che pratici alla sua diffusa implementazione. Joshua O. Benditt, MD, professore nella divisione di medicina polmonare, terapia intensiva e medicina del sonno presso la University of Washington School of Medicine, dice a Verywell che "è un'idea interessante ma dovrebbe essere testata su una popolazione di persone che sono sintomatici ma con un'altra malattia. "

"Nella mia mente, la vera domanda è: 'Questo programma può differenziare la tosse di qualcuno con COVID-19 da qualcuno con il comune raffreddore (anche [a] coronavirus), influenza, polmonite batterica e altre condizioni comunemente osservate?'" lui dice.

Herz ritiene che il modello abbia un potenziale, ma che la sua raffinatezza tecnologica possa dimostrarne la rovina.

"Anche se le registrazioni della tosse sembrano promettenti, non è chiaro quanto tempo sarà necessario per ottenere l'approvazione della FDA, per produrre più macchine in grado di analizzare i modelli di tosse come descrive lo studio, nonché per addestrare le persone in modo che [loro] siano in grado di utilizzare l'attrezzatura in modo appropriato in modo che ci siano meno falsi positivi e falsi negativi quando le persone vengono testate ", afferma. Dopotutto, è molto più semplice tamponare l'interno della bocca di qualcuno che eseguire un'analisi su una registrazione audio.