Inteligência artificial pode detectar COVID-19 pelo som da sua tosse

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Inteligência artificial pode detectar COVID-19 pelo som da sua tosse
Foto: (reprodução/internet)

Pessoas com COVID-19 assintomáticas podem transmitir a doença sem quaisquer sinais externos de que estão doentes. Mas uma IA (inteligência artificial) recém-desenvolvida, com um ouvido algorítmico apurado, pode ser capaz de detectar casos assintomáticos pelo som da tosse das pessoas, de acordo com um novo estudo.

Um grupo de pesquisadores do MIT desenvolveu recentemente um modelo de inteligência artificial que pode detectar casos de COVID-19 assintomáticos, ouvindo diferenças sutis na tosse entre pessoas saudáveis ​​e infectadas.

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Os pesquisadores agora estão testando sua IA em ensaios clínicos e já iniciaram o processo de busca da aprovação da Food and Drug Administration (FDA) para que ela seja usada como ferramenta de triagem.

Adaptação de modelo já em uso

O algoritmo é baseado em modelos anteriores que a equipe desenvolveu para detectar condições como pneumonia, asma e até mesmo a doença de Alzheimer, uma condição de perda de memória que também pode causar outra degradação no corpo, como cordas vocais enfraquecidas e desempenho respiratório.

Na verdade, é o modelo de Alzheimer que os pesquisadores adaptaram em um esforço para detectar COVID-19. “Os sons da fala e da tosse são influenciados pelas cordas vocais e órgãos ao redor”, disse o coautor Brian Subirana, pesquisador do Laboratório de Auto-ID do MIT em um comunicado.

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“Coisas que facilmente derivamos da fala fluente, a IA pode pegar simplesmente com a tosse, incluindo coisas como o gênero da pessoa, língua materna ou até mesmo estado emocional. Na verdade, há um sentimento embutido em como você tosse.”

Processo de adaptação

Primeiro, eles criaram um site onde voluntários – tanto saudáveis ​​quanto aqueles com COVID-19 – podiam registrar tosses usando seus celulares ou computadores. Eles também responderam a uma pesquisa com perguntas sobre o diagnóstico e quaisquer sintomas que estavam experimentando.

As pessoas foram solicitadas a registrar “tosses forçadas”, como a tosse que você soltou quando o médico disse para tossir enquanto ouvia seu peito com um estetoscópio.

Por meio deste site, os pesquisadores coletaram mais de 70.000 gravações individuais de amostras de tosse forçada, de acordo com o comunicado. Destes, 2.660 eram de pacientes que tinham COVID-19, com ou sem sintomas.

Eles então usaram 4.256 das amostras para treinar seu modelo de IA e 1.064 das amostras para testar seu modelo para ver se ele poderia ou não detectar a diferença na tosse entre pacientes com COVID-19 e pessoas saudáveis.

Eles descobriram que sua IA foi capaz de detectar diferenças nas tosses relacionadas a quatro características específicas do COVID-19 (que também foram usadas em seu algoritmo de Alzheimer) – degradação muscular, força das cordas vocais, sentimentos como dúvida e frustração e respiração e desempenho pulmonar.

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Resultados iniciais

O modelo de IA identificou corretamente 98,5% das pessoas com COVID-19 e descartou corretamente COVID-19 em 94,2% das pessoas sem a doença. Para pessoas assintomáticas, o modelo identificou corretamente 100% das pessoas com COVID-19 e excluiu corretamente COVID-19 em 83,2% das pessoas sem a doença.

Esses são “um conjunto de números bastante encorajador” e os resultados são “muito interessantes”, disse o Dr. Anthony Lubinsky, diretor médico de cuidados respiratórios do Hospital Langone Tisch da NYU, que não fez parte do estudo.

Mas “se isso funciona ou não bem o suficiente em um cenário do mundo real para recomendar seu uso como uma ferramenta de triagem, seria necessário um estudo mais aprofundado”, disse Lubinsky ao Live Science.

Além do mais, são necessárias mais pesquisas para garantir que a IA avalie com precisão a tosse de pessoas de todas as idades e etnias, disse ele (os autores também mencionam essa limitação em seu artigo).

O som de uma tosse

Se um médico ouvisse a tosse forçada de uma pessoa com COVID-19 assintomático, provavelmente não conseguiria ouvir nada fora do comum. “Não é uma coisa que um ouvido humano seria capaz de fazer facilmente”, disse Lubinsky.

Embora estudos de acompanhamento sejam definitivamente necessários, se o software se mostrar eficaz, esta IA – que terá um aplicativo vinculado se aprovado – pode ser “muito útil” para encontrar casos assintomáticos de COVID-19, especialmente se a ferramenta for barata e fácil para usar, ele acrescentou.

A IA pode “absolutamente” ajudar a conter a propagação da pandemia, ajudando a detectar pessoas com doenças assintomáticas, disse Subirana à Live Science por e-mail.

A IA também pode detectar a diferença entre as pessoas que têm outras doenças, como a gripe, e aquelas que têm COVID-19, mas é muito melhor para distinguir casos COVID-19 de casos saudáveis, disse ele.

A equipe está agora buscando a aprovação regulamentar para o aplicativo que incorpora o modelo de IA, que pode chegar no próximo mês, disse ele. Eles também estão testando sua IA em ensaios clínicos em vários hospitais ao redor do mundo, de acordo com o jornal.

E eles não são a única equipe trabalhando na detecção de COVID-19 por meio do som. Projetos semelhantes estão em andamento na Universidade de Cambridge, na Carnegie Mellon University e na startup Novoic, no Reino Unido, de acordo com a BBC .

“A pandemia pode ser uma coisa do passado se as ferramentas de pré-seleção estiverem sempre ativas em segundo plano e constantemente aprimoradas”, escreveram os autores no artigo. Essas ferramentas de escuta permanente podem ser alto-falantes ou telefones inteligentes, escreveram eles.

O estudo, parcialmente financiado pela empresa farmacêutica Takeda Pharmaceutical Company Limited, foi publicado em 30 de setembro no IEEE Open Journal of Engineering in Medicine and Biology.

Traduzido e adaptado por equipe Conhecimento Agora

Fonte: Live Science

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