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Principais vantagens
- As infecções por COVID-19 afetam a respiração e a fala.
- Pesquisadores do MIT desenvolveram uma ferramenta baseada em inteligência artificial que analisa gravações de áudio de tosses forçadas para diagnosticar COVID-19.
- A ferramenta pode potencialmente complementar ou substituir os testes de diagnóstico COVID-19 existentes, mas não sem suas próprias desvantagens.
As verificações de temperatura e os esfregaços nasais dolorosos em breve serão uma coisa do passado? Ao analisar as características sonoras de uma tosse forçada, um software de inteligência artificial de ponta se mostra promissor na identificação de pessoas que têm COVID-19, de acordo com os resultados de um estudo conduzido por uma equipe de três pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT). O estudo de setembro foi publicado noIEEE Open Journal of Engineering in Medicine and Biology.
Como todas as doenças respiratórias, COVID-19 tem como alvo e ataca órgãos e tecidos como os pulmões, a laringe (ou caixa de voz) e a traqueia (ou traqueia), limitando a ingestão de oxigênio e causando alterações correspondentes na respiração e na fala. Em casos graves, essas mudanças "podem resultar em dificuldades respiratórias que podem levar meses para melhorar", disse Katherine Herz, MPH, instrutora adjunta de estudos de saúde global na Universidade de Iowa que não estava envolvida no estudo, disse a Verywell, citando a Universidade Johns Hopkins Em casos leves, essas mudanças podem ser muito sutis para o ouvido humano - mas não para a sofisticada (e super-sensível) tecnologia de IA - detectar.
"Os sons da fala e da tosse são influenciados pelas cordas vocais e órgãos circundantes", disse Brian Subirana, PhD, diretor do laboratório MIT Auto-ID e um dos autores do estudo.ScienceAlert. "Isso significa que, quando você fala, parte da sua fala é como tossir e vice-versa. Também significa que coisas que derivamos facilmente da fala fluente, a IA pode detectar simplesmente na tosse, incluindo coisas como o sexo da pessoa, língua materna ou até mesmo estado emocional. ”
O que isso significa para você
O seu estado de infecção COVID-19 pode refletir-se nas suas características vocais. Embora um teste de tosse COVID-19 pareça promissor, mais pesquisas precisam ser feitas. Enquanto isso, você pode visitar o site do seu departamento de saúde local ou estadual para procurar as informações locais mais recentes sobre o teste. Ligue para seu médico se estiver apresentando sintomas de COVID-19.
Como o modelo foi desenvolvido?
Os pesquisadores desenvolveram o MIT Open Voice Brain Model (MOVBM), uma "estrutura de processamento de fala" baseada em IA que serve como um teste de diagnóstico COVID-19. O MOVBM depende de um conjunto de cinco biomarcadores, ou traços comumente associados a uma doença ou distúrbio específico, para discernir deficiências respiratórias das características de infecção com COVID-19. Esses biomarcadores incluem:
- Degradação muscular
- Mudanças nas cordas vocais
- Mudanças no sentimento / humor
- Alterações nos pulmões e trato respiratório
“A estrutura física dos pulmões e do trato respiratório é alterada com infecções respiratórias e, nos primeiros dias da COVID-19 [pandemia], os epidemiologistas ouviam os pulmões enquanto os pacientes forçavam tosses como parte de seus métodos de diagnóstico”, escreveram os autores , descrevendo como o COVID-19 afeta a qualidade das vocalizações.
Com a criação de um mecanismo de gravação de áudio trilíngue (inglês, espanhol e catalão), os autores puderam coletar gravações de áudio de tosses forçadas de 5.320 participantes, bem como qualquer informação médica relevante. Dados de 4.256 participantes foram posteriormente alimentados o modelo para “treiná-lo” para distinguir entre as tosses forçadas daqueles que tiveram resultado negativo para COVID-19 e as tosses forçadas daqueles que tiveram resultado positivo para COVID-19; os dados dos 1.064 participantes restantes foram usados para testar sua capacidade de fazê-lo.
No geral, o modelo identificou corretamente 100% das gravações de áudio COVID-19-positivas assintomáticas, 98,5% de todas as gravações de áudio COVID-19-positivas e 88% de todas as gravações de áudio.
A modelo tem futuro na área da saúde?
Esses resultados, escreveram os autores, sugerem que o MOVBM “tem um grande potencial para funcionar em paralelo com os sistemas de saúde para aumentar as abordagens atuais para gerenciar a propagação da pandemia”. Eles apontam para as vantagens do modelo sobre as ferramentas de detecção COVID-19 existentes como evidência para sua afirmação. Ao contrário dos testes de virologia e sorologia atuais, que custam em média US $ 23 cada e levam vários dias para serem processados, por exemplo, o MOVBM é totalmente gratuito, fornece resultados instantâneos e tem um maior grau de precisão para começar.
Os médicos, entretanto, veem obstáculos funcionais e práticos para sua implementação generalizada. Joshua O. Benditt, MD, professor na divisão de pulmão, cuidados intensivos e medicina do sono na Escola de Medicina da Universidade de Washington, diz a Verywell que “é uma ideia interessante, mas teria que ser testada em uma população de pessoas que são sintomáticos, mas com outra doença. ”
“Na minha opinião, a verdadeira questão é: 'Este programa pode diferenciar a tosse de alguém com COVID-19 de alguém com resfriado comum (também [um] coronavírus), gripe, pneumonia bacteriana e outras doenças comumente observadas?'” ele diz.
Herz acredita que o modelo tem potencial, mas que sua sofisticação tecnológica pode provar sua queda.
“Embora as gravações de tosse pareçam promissoras, não está claro quanto tempo será necessário para obter a aprovação do FDA, para produzir mais máquinas capazes de analisar os padrões de tosse como o estudo descreve, bem como treinar as pessoas para que sejam capazes usar o equipamento adequadamente para que haja o mínimo de falsos positivos e falsos negativos quando as pessoas são testadas ”, diz ela. Afinal, é muito mais simples limpar o interior da boca de alguém do que executar uma análise em uma gravação de áudio.
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