Takto rozoznáte COVID-19 aj u asymptomatických ľudí, stačí na to mobilný telefón

Aj keď milióny ľudí na celom svete bojujú s príznakmi COVID-19, stále existuje početná skupina „tichých prenášačov“, ktorí ani nemusia vedieť, že sú nakazení a šíria vírus.

Asymptomatickí ľudia nemajú žiadne fyzické príznaky ochorenia, ktoré prenášajú. Vedci z Massachusetts Institute of Technology (MIT) však tvrdia, že je možné aj týchto pacientov identifikovať, a to na základe zvuku ich kašľa.

Vedci vytvorili program umelej inteligencie (AI), ktorý dokáže zistiť, či má niekto koronavírus podľa toho, ako znie jeho kašeľ. Svoje závery uviedli v štúdii publikovanej v odbornom žurnále IEEE Journal of Engineering in Medicine and Biology.

Vedci naprogramovali svoj model AI na základe tisícov rôznych nahrávok kašľa od zdravých aj chorých dobrovoľníkov. Keď potom dali AI záznamy od nových pacientov, systém dokázal určiť kašeľ nakazených COVID-19 s presnosťou 98,5 percenta. AI tiež úspešne určila 100 percent asymptomatických prípadov u dobrovoľníkov, ktorí hlásili, že nemajú žiadne príznaky, ale mali pozitívny test na koronavírus.

Tím teraz pracuje na tom, aby model premenil na užívateľsky prívetivú aplikáciu. Ak ju schváli Úrad pre kontrolu potravín a liečiv, aplikácia by poskytla ľuďom neinvazívny a rýchly spôsob, ako sa počas pandémie každý deň podrobiť skríningu. Ako uviedol v tlačovej správe MIT spoluautor štúdie Brian Subirana:

„Účinná implementácia tohto skupinového diagnostického nástroja by mohla znížiť šírenie pandémie, ak ju každý použije pred odchodom do učebne, továrne alebo reštaurácie.“

Pôvodne pracovali na aplikácii na diagnostiku Alzheimerovej choroby

Tím MIT poznamenáva, že vedci pracovali na lekárskych skríningoch založených na zvuku už dávnejšie. Ich skupina pôvodne vytvorila tento model AI na odhalenie Alzheimerovej choroby. Aj keď je tento degeneratívny neurologický stav väčšinou spojený so stratou pamäti, má vplyv aj na svaly a hlasivky.

Na začiatku pandémie tím MIT pozmenil svoj model, aby zistil, či dokáže detekovať COVID-19. Vedci tvrdia, že existuje čoraz viac dôkazov, že pacienti nakazení koronavírusom trpia aj neurologickými príznakmi a dočasným poškodením svalov. Subirana vysvetlil:

"Zvuky rozprávania a kašľa sú ovplyvnené hlasivkami a okolitými orgánmi. To znamená, že keď hovoríte, časť vášho rozprávania je ako kašľanie a naopak. Znamená to tiež, že veci, ktoré ľahko zistíme z plynulej reči, dokáže AI zachytiť jednoducho z kašľa, vrátane pohlavia, materinského jazyka alebo dokonca emocionálneho stavu človeka. Takže sme si povedali, prečo nevyskúšať tieto biomarkery Alzheimera pre COVID."

Tím vytvoril webovú stránku na zhromažďovanie zvukových nahrávok od dobrovoľníkov, vrátane takých, ktorí boli nakazený novým koronavírusom. Z takmer 200 000 zvukových vzoriek vynúteného kašľa dokázali nájsť 2 500 záznamov, ktoré pochádzali od potvrdených pacientov s COVID-19. Mnoho z týchto pacientov bolo tiež bez príznakov. Po pridaní ďalších náhodných vzoriek, ktoré slúžili na kontrolu, si tím vybral 4 000 vzoriek kašľa, aby vycvičili svoj model AI na skríning vírusu.

Okrem neuveriteľnej presnosti pri detekcii pacientov s koronavírusom vedci tvrdia, že testy odhalili výraznú podobnosť pri odhaľovaní Alzheimerovej choroby. Dodávajú, že tie isté štyri biomarkery na detekciu Alzheimerovej choroby tiež účinne dokážu vylúčiť prítomnosť koronavírusu. Vedci preto tvrdia, že spôsob, akým vydávate zvuky sa pri nákaze koronavírusom mení, aj keď ste bez príznakov.

Subirana a jeho tím zdôrazňujú, že ich systém AI nemá diagnostikovať, akým ochorením trpíte, či už je to chrípka, astma alebo COVID-19. Tento nástroj namiesto toho funguje tak, že zisťuje, kto je zdravý a kto je bez príznakov, ale má chorobu.

Tím MIT v súčasnosti spolupracuje s niekoľkými nemocnicami na zhromažďovaní ďalších nahrávok kašľa s cieľom zvýšiť presnosť systému. Dúfajú, že dokážu verejnosti priniesť bezplatnú aplikáciu na predbežné vyšetrenie, ktorá môže znížiť čakanie na klinické testy.

Zdôrazňujú, že pandémie môžu byť minulosťou, ak budú fungovať predbežné skríningové nástroje, ktoré sa budú neustále zdokonaľovať.