PixelCatchers / جيتي إيماجيس
الماخذ الرئيسية
- تؤثر عدوى COVID-19 على التنفس والكلام.
- طور الباحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أداة قائمة على الذكاء الاصطناعي لتحليل التسجيلات الصوتية للسعال القسري لتشخيص COVID-19.
- يمكن أن تكمل الأداة أو تحل محل اختبارات تشخيص COVID-19 الحالية ، ولكن ليس بدون عيوبها.
هل ستصبح فحوصات درجة الحرارة ومسحات الأنف المؤلمة شيئًا من الماضي قريبًا؟ من خلال تحليل السمات الصوتية للسعال القسري ، يظهر برنامج ذكاء اصطناعي متطور واعدًا في تحديد الأشخاص المصابين بـ COVID-19 ، وفقًا لنتائج دراسة أجراها فريق من ثلاثة باحثين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. (معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا). نُشرت دراسة سبتمبر فيمجلة IEEE المفتوحة للهندسة في الطب والبيولوجيا.
مثل جميع أمراض الجهاز التنفسي ، يستهدف COVID-19 ويهاجم الأعضاء والأنسجة مثل الرئتين والحنجرة (أو صندوق الصوت) والقصبة الهوائية (أو القصبة الهوائية) ، مما يحد من تناول الأكسجين ويسبب تغييرات مقابلة في التنفس والكلام. في الحالات الشديدة ، فإن هذه التغييرات "قد تؤدي إلى صعوبات في التنفس قد تستغرق شهورًا لتحسينها" ، كما قالت كاثرين هيرز ، أستاذة مساعدة في دراسات الصحة العالمية في جامعة أيوا ، والتي لم تشارك في الدراسة ، في حديث لريستويل ، نقلاً عن جامعة جونز هوبكنز في الحالات الخفيفة ، يمكن أن تكون هذه التغييرات طفيفة للغاية بالنسبة للأذن البشرية - ولكن ليس لتقنية الذكاء الاصطناعي المتطورة (والحساسة للغاية) - لاكتشافها.
قال بريان سوبيرانا ، دكتوراه ، مدير مختبر MIT Auto-ID وأحد مؤلفي الدراسة: "إن أصوات الكلام والسعال تتأثر بالأحبال الصوتية والأعضاء المحيطة بها".ScienceAlert. "هذا يعني أنه عندما تتحدث ، فإن جزءًا من حديثك يشبه السعال والعكس صحيح. وهذا يعني أيضًا أن الأشياء التي نستمدها بسهولة من الكلام بطلاقة ، يمكن للذكاء الاصطناعي أن يلتقطها ببساطة من السعال ، بما في ذلك أشياء مثل جنس الشخص أو لغته الأم أو حتى الحالة العاطفية ".
ماذا يعني هذا بالنسبة لك
قد تنعكس حالة الإصابة بـ COVID-19 في خصائصك الصوتية. بينما يبدو اختبار السعال COVID-19 واعدًا ، يجب إجراء المزيد من الأبحاث. في غضون ذلك ، يمكنك زيارة موقع الويب الخاص بالولاية أو وزارة الصحة المحلية للبحث عن أحدث المعلومات المحلية حول الاختبار. اتصل بمقدم الرعاية الصحية الخاص بك إذا كنت تعاني من أعراض COVID-19.
كيف تم تطوير النموذج؟
طور الباحثون نموذج MIT Open Voice Brain Model (MOVBM) ، وهو "إطار معالجة الكلام" المستند إلى الذكاء الاصطناعي والذي يعمل بمثابة اختبار تشخيصي لـ COVID-19. يعتمد MOVBM على مجموعة من خمس مؤشرات حيوية ، أو سمات مرتبطة بشكل شائع بمرض أو اضطراب معين ، لتمييز ضعف الجهاز التنفسي لخصائص الإصابة بـ COVID-19. تشمل هذه المؤشرات الحيوية:
- التدهور العضلي
- التغييرات في الحبال الصوتية
- التغييرات في المشاعر / المزاج
- تغيرات في الرئتين والجهاز التنفسي
كتب المؤلفون: "الهيكل المادي للرئتين والجهاز التنفسي يتغير مع التهابات الجهاز التنفسي ، وفي الأيام الأولى لـ COVID-19 [الوباء] ، استمع علماء الأوبئة إلى الرئتين بينما كان المرضى يجبرون على السعال كجزء من طرق التشخيص الخاصة بهم" ، واصفا الطرق التي يؤثر بها كوفيد -19 على جودة النطق.
من خلال إنشاء محرك تسجيل صوتي بثلاث لغات (الإنجليزية والإسبانية والكتالونية) ، تمكن المؤلفون من جمع تسجيلات صوتية للسعال القسري بواسطة 5320 مشاركًا بالإضافة إلى أي معلومات طبية ذات صلة. نموذج "تدريبه" على التمييز بين السعال القسري لأولئك الذين كانت نتائج اختبارهم سلبية لـ COVID-19 والسعال القسري لأولئك الذين ثبتت إصابتهم بـ COVID-19 ؛ تم استخدام البيانات من المشاركين المتبقين 1064 لاختبار قدرتها على القيام بذلك.
بشكل عام ، حدد النموذج بشكل صحيح 100٪ من التسجيلات الصوتية الإيجابية لـ COVID-19 بدون أعراض ، و 98.5٪ من جميع التسجيلات الصوتية الإيجابية لـ COVID-19 ، و 88٪ من جميع التسجيلات الصوتية.
هل للنموذج مستقبل في مجال الرعاية الصحية؟
هذه النتائج ، كما كتب المؤلفون ، تشير إلى أن MOVBM "لديها إمكانات كبيرة للعمل بالتوازي مع أنظمة الرعاية الصحية لزيادة الأساليب الحالية لإدارة انتشار الوباء." ويشيرون إلى مزايا النموذج مقارنة بأدوات الكشف عن COVID-19 الحالية كدليل على ادعائهم. على عكس اختبارات علم الفيروسات والأمصال الحالية ، والتي تكلف ما متوسطه 23 دولارًا لكل منها وتستغرق عدة أيام للمعالجة ، على سبيل المثال ، فإن MOVBM مجاني تمامًا ، ويوفر نتائج فورية ، ولديه درجة أعلى من الدقة في التمهيد.
يرى الأطباء عقبات وظيفية وعملية على حد سواء لتطبيقه على نطاق واسع. جوشوا بنديت ، دكتوراه في الطب ، أستاذ في قسم أمراض الرئة والرعاية الحرجة وطب النوم في كلية الطب بجامعة واشنطن ، يقول لريثويل "إنها فكرة مثيرة للاهتمام ولكن يجب اختبارها على مجموعة من الأشخاص مصحوبة بأعراض ولكن بمرض آخر ".
"في رأيي ، السؤال الحقيقي هو ،" هل يمكن لهذا البرنامج أن يميز سعال شخص مصاب بـ COVID-19 عن شخص مصاب بنزلات البرد (أيضًا فيروس كورونا) والإنفلونزا والالتهاب الرئوي الجرثومي وغيرها من الحالات الشائعة؟ " هو يقول.
يعتقد هيرز أن النموذج لديه إمكانات ولكن تطوره التكنولوجي قد يثبت سقوطه.
"على الرغم من أن تسجيلات السعال تبدو مفعمة بالأمل ، إلا أنه ليس من الواضح كم من الوقت ستحتاجه للحصول على موافقة من إدارة الغذاء والدواء ، لإنتاج المزيد من الآلات القادرة على تحليل أنماط السعال كما تصف الدراسة ، بالإضافة إلى تدريب الأشخاص حتى يتمكنوا من لاستخدام المعدات بشكل صحيح بحيث يكون هناك عدد قليل من الإيجابيات الكاذبة والسلبيات الكاذبة عند اختبار الأشخاص ". بعد كل شيء ، من الأسهل مسح الفم من الداخل أكثر من إجراء تحليل على تسجيل صوتي.
