COVID-19/聽聲音就知道是否染疫?AI 助抗疫,「聲音檢測」準確率達 89%

疫情走入日常,透過快篩了解自己是否染疫已成常態,隨科技進步,不只透過快篩,藉由 AI 人工智慧輔助也能僅靠「聲音」偵測是否染疫。

根據《 News Medical》報導,荷蘭馬斯特里赫特大學數據科學研究所研究員 Wafaa Aljbawi 與其團隊向歐洲呼吸學會國際大會提交研究表示,AI 人工智慧可透過手機 APP,檢測辨別人們的聲音狀況,判斷是否已經染疫。

對於一些低收入國家來說,家用快篩短缺加上 PCR 檢測費用相當昂貴,並非每個家庭都能夠負擔,而這項研究結果準確率達 89%,更能對低收入家庭提供幫助。

Wafaa Aljbaw 以及馬斯特里赫特大學醫學中心肺部疾病專家 Sami Simons 博士使用劍橋大學 4,352 名參與者的 893 個音頻樣本數據(其中 308 人染疫),接著,團隊使用梅爾譜圖分析聲音響度、功率等數值。

AI 怎幫助判別?團隊創建模型,模擬大腦運作

Wafaa Aljbaw 表示,「為了區分染疫患者和未染疫者的聲音,我們建立不同的人工智能模型,並評估最適合患者進行分類的模型。」團隊發現使用 LSTM 模型較佳,LSTM 可以模仿人們大腦運作方式,並辨別數據中的關係。

研究結果表示,透過簡單的錄音以及 AI 演算可以觀察到染疫、有症狀者的細微聲音變化,並確認是否感染,Heho 健康記者實測 APP,需要填寫性別、使否有症狀以及疾病史、快篩狀況等資訊後才可開始檢測,而檢測步驟包括深呼吸 3 次、咳嗽 3 聲以及重複銀幕上顯示的句子 3 次,就可得到檢測結果。

不過研究團隊也表示,需要通過更多的參與者來驗證,目前已收集來自 36,116 名參與者、53,449 個音頻樣本,可用於改進和驗證模型的準確性,研究團段也在進行進一步分析以了解語音中的哪些參數正在影響 AI 模型。

染疫患者染菌失明 AI 預測染菌患者 預先投藥

而 AI 人工智慧不只幫助預測染疫,還能幫助是否可能感染黑真菌!臺北醫學大學醫學資訊研究所教授雪必兒 (Shabbir Syed Abdul) 與當地學者及醫院合作,透過人工智慧 (Artificial Intelligence, AI) 預測可能感染黑真菌的染疫患者,準確率高達 95%,可及早治療,降低患者失明的風險。

雪必兒教授與印度海德拉巴大學學者合作,蒐集 2021 年印度醫院甘地綜合醫院共 1,200 名染疫者資料進行研究,其中有 214 名患者皆在結束療程後罹患黑真菌,回診已錯過黃金治療時期,導致失明,比例逾 1 成 7。

圖/臺北醫學大學提供
圖/臺北醫學大學提供

雪必兒教授表示,「印度 2021 年疫情嚴重,平均每天有逾十萬名確診病例,民眾染疫後免疫系統脆弱,許多患者結束療程後返家,可能已感染黑真菌,導致眼睛腫脹不適,但大部分的患者直覺是太累了,或受到 COVID-19 的影響而不以為意,結果 2 至 3 週後回診才發現感染,已錯過治療時機,最後失明。」她指出,研究團隊所研發的 AI 模型發現,有五種症狀的 COVID-19 患者皆為感染黑菌的高風險族群,分別為:

  • 染疫後罹患糖尿的患者

  • 失去嗅覺

  • 肥胖

  • 肌肉痠痛

  • 流鼻水症狀

出現以上狀況者,皆為感染黑真菌的高風險病患,且 AI 預測的準確率高達 95%,雪必兒表示,研究團隊的 AI 模型可協助醫院及早發現感染黑真菌的患者,並預先投藥,避免惡化甚至失明。

文/李祉函 圖/何宜庭

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