瑞士新技術聽診新冠病毒

你的咳嗽是新冠病毒引起的,還是無關緊要的乾咳?在不久的將來,你的智慧型手機就可以告訴你答案。 Keystone / Microgen Images

兩項正在研發過程中的創新技術很有前景,它們通過人工智能分析某人咳嗽的聲音或呼吸的模式,來預測其是否已經感染新冠病毒。

此内容发布于 2020年07月31日 - 09:00

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幾個世紀以來,咳嗽一直是很有價值的診斷工具。如今,判斷你的咳嗽是新冠病毒引起的乾咳還是無關緊要的咳嗽,已經是一項至關重要,甚至可能是性命攸關的測試。在未來,這可以通過智慧型手機上的“Coughvid”App以數字的形式完成,該App以人工智能系統為基礎,由洛桑聯邦理工學院(EPFL)研發。

這個App的最初想法十分簡單。你擔心自己可能感染了新冠病毒,想在聯繫醫生之前自己檢查一下。使用這個App,你可以在家中錄下咳嗽的聲音,回答一些基本的健康問題,然後線上提交你的錄音。演算法會自動研究你的錄音,通過尋找獨特的模式來確定你的咳嗽是否是持續性的“新冠病毒式乾咳”。診斷結果會立即線上發回。

世界衛生組織(WHO)發布的資訊顯示,一種典型性的乾咳是新冠肺炎感染的信號之一,三分之二的病患都出現了這一症狀。洛桑聯邦理工學院的一個學生讀到這則資訊時,產生了研發這種App的想法。

洛桑聯邦理工學院的科學家Tomas Teijeiro說,“如果仔細聽,你會發現新冠病毒咳嗽有明顯的雜音(chirp),這是可以識別的。”

減少醫院就診數量

他的同事、洛桑聯邦理工學院工程學院教授David Atienza是“Coughvid”研發團隊的另一位成員。他說,分析咳嗽早有先例,醫生會通過患者的咳嗽聲來自診斷百日咳、哮喘和肺炎。

“借助‘Coughvid’,我們希望可以提供大規模且便捷可靠的篩查,”Atienza補充說,但這種方式不能替代醫學檢查。

更大的目標是減少去醫生那裡就診的人數,許多人並不了解感染的症狀,可以通過這個App進行測試。

醫護人員對這項技術的評價毀譽參半。

Teijeiro說,“有人說,如果你可以簡單地過濾出20-30%來醫院就診的病人,那就會非常有幫助。有些人很有興趣,他們希望我們明天就把App商業化。也有些人說我們的應用不會成功,他們也不會使用它,因為它無法涵蓋所有人群。但是,即使是最持懷疑態度的人,也覺得它值得探索,因為它價格便宜且安裝便捷。”

App尚未就緒

到目前為止,該團隊已經線上收集了超過1.9萬個咳嗽記錄。但是他們需要更多樣本供App分析,以區分出新冠病毒引起的咳嗽聲、健康人的咳嗽聲,以及其他呼吸系統疾病患者的咳嗽聲。

Teijeiro一直在與瑞士的醫生合作,以分析和驗證某些錄音。但是,他們發現網上自我報告的內容(無論該人是否生病)與醫生核實的事實之間存在誤差。

無論如何,在App對公眾發布之前,仍需要通過臨床驗證。該App的發布日期尚未公佈。

等待情況惡化

Teijeiro說,當前的情況很矛盾,因為他們需要更多感染新冠病毒的病例,才能獲得更多數據,從而推進項目。

他說,“這個App即將準備就緒。它已經連接到我們的服務器,我們可以進行測試,但是在醫學驗證之前,我們無法發布它。我們已經與醫生討論完成了整個診斷方案。我們只是在等待更多病患,等待情況惡化。”

在最近舉辦的洛桑聯邦理工學院新冠病毒編程馬拉松(hackathon)比賽中,“Coughvid”獲選三個最佳創意之一。但是這個App並不是一家獨秀。劍橋、紐約的大學以及麻省理工學院(MIT)的科學家們提出了四個類似的項目。

Teijeiro表示,除了大量新聞報導之外,許多公司也已經與他們取得聯繫,準備將這個App商業化,世界衛生組織也有興趣將其整合到自己的App之中。

像識別歌聲一樣

與此同時,日內瓦大學醫院(HUG)的科學家們正在鑽研一種類似的想法(法):一種自動智能聽診器,可以通過分析呼吸模式來幫助確定某人是否患有新冠肺炎或普通肺炎等其他呼吸系統疾病。

日內瓦大學醫院婦女兒童和未成年人科負責人Alain Gervaix解釋說,所有肺部疾病都有不同的聲學特徵。

他解釋道,“哮喘的聲音與肺炎和支氣管炎並不相同。就像可以通過歌曲識別歌名和音樂人的App'Shazam'一樣,我們正在使用人工智能演算法,來確定每種疾病的聲學特徵。”

醫生希望可以將新冠肺炎加入識別列表。自從該疾病爆發以來,他們已經收集並分析了數千名新冠病毒感染者的錄音。他們目前正在與洛桑聯邦理工學院和日內瓦應用科學大學(HEPIA)的團隊合作,共同開發儀器樣機,應該會在九月底準備就緒。

在設計圖紙上,這種儀器更像是一小罐面霜,而不是傳統的聽診器。

Gervaix解釋說,“你甚至不需要在耳朵裡放置任何東西。你將儀器放在患者的胸腔上,通過內置麥克風記錄他們的呼吸。這種儀器可以在智慧型手機或平板電腦上記錄、分析和顯示結果。”

成為醫生的耳朵

新冠肺炎患者需要進行昂貴的測試,這種聽診器可以對患者進行更好的早期篩查。

Gervaix說,任何感染病毒的人都可以使用這種儀器進行定期自我檢查。通過監聽呼吸聲音的變化,演算法可以告訴他們病情是否好轉或惡化,同時自動將情況告知醫生。

該項目正在進行之中,多個組織排隊伸來了橄欖枝。 Gervaix說,他一直在與瑞士非政府組織Terre des hommes聯繫,希望可以在較貧窮的國家使用這種儀器。瑞士的藥劑師們也很感興趣,因為瑞士政府希望未來藥劑師也可以加入第一線健康服務。

Gervaix說,“新冠病毒極大地改變了醫學。患者必須與醫生隔開距離,而不是更加靠近。新冠病毒還彰顯了遠程醫療的重要性。遠程醫療開始展現其真正價值。”

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