美國麻省理工學院開發新冠檢測AI:聽咳嗽聲識別無症狀感染者

2021-01-11 騰訊網

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華輿訊據美國僑報報導 新冠肺炎疫情之下,有大量無症狀感染者不知不覺地傳播病毒。為了檢測出這一部分人群,麻省理工學院(MIT)的研究人員開發了一款人工智慧(AI)工具,可通過咳嗽聲的細微差別發現無症狀感染者。目前,研究者正對這一AI工具進行臨床測試,並向美國食品和藥物監督管理局(FDA)提出申請,希望能用來篩查無症狀感染者。

據麻省理工學院網站報導,該校自動識別實驗室(Auto-ID Laboratory)的研究人員蘇拉比那(Brian Subirana)、拉古爾塔(Jordi Laguarta)和休託(Ferran Hueto)近日在《IEEE醫學與生物學工程雜誌》上發表聯合署名的論文稱,他們開發了一種AI模型,使用者可通過手機、電腦等設備在相關網頁自願上傳自己的咳嗽聲音頻,以檢測是否感染了新冠。

蘇比拉納解釋這種檢測方式的原理:「人們說話和咳嗽的聲音會受到聲帶和周圍器官的影響,因此,AI可咳嗽聲中獲得很多信息,如發聲者的性別、母語、情緒等。」

這一AI算法基於他們先前開發的用於檢測肺炎、哮喘、阿爾茨海默症等疾病的模型,這些疾病會導致機體功能退化,如聲帶減弱、呼吸功能下降等。而越來越多的證據表明,感染新冠病毒的患者也會出現類似的機體功能變化,如暫時性神經肌肉損傷。

有了這個AI模型,只需對著手機App咳一聲,就能知道自己有沒有感染。(圖片來源:麻省理工學院官網)

研究人員首先創建了一個網站,並通過該網站收集了7萬多份咳嗽聲音樣本,其中有些來自健康的志願者,有些來自患者,2660份來自有症狀和無症狀的新冠患者。通過訓練後,這一AI模型可從上千份樣本中識別出新冠患者,準確率達98.5%,而識別無症狀感染者的準確率高達100%。

研究發現,這款AI能識別與新冠肺炎特有的4個特徵相關的咳嗽差異:肌肉退化、聲帶強度、情緒、呼吸和肺功能。

「當你感染新冠病毒時,發出聲音的方式會發生變化,即使你沒有症狀。」蘇拉比那說,這一AI模型的重點不是用來診斷確認有症狀的人,而是用來區分無症狀者的咳嗽和健康人的咳嗽。

這項研究獲得了亞洲最大製藥公司日本武田製藥(Takeda Pharmaceutical Company)資助,目前正在多家醫院開展臨床試驗。團隊也在向FDA申請,希望將其整合到將於下個月發布的一款App內,用於幫助找出無症狀感染者,從而遏制疫情的蔓延。

如果投入使用,手機用戶只需登錄這個App,對其咳嗽兩聲,就能立即獲知自己是否可能被感染。

據悉,卡內基梅隆大學和英國劍橋大學等高校也在研究類似的項目。(原標題:麻省理工開發新冠檢測AI:聽咳嗽聲識別無症狀感染者)

來源: 美國僑報

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