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Points clés à retenir
- Les infections au COVID-19 affectent la respiration et la parole.
- Des chercheurs du MIT ont développé un outil basé sur l'intelligence artificielle qui analyse les enregistrements audio de toux forcée pour diagnostiquer le COVID-19.
- L'outil pourrait potentiellement compléter ou remplacer les tests de diagnostic COVID-19 existants, mais non sans ses propres inconvénients.
Les contrôles de température et les prélèvements nasaux douloureux feront-ils bientôt partie du passé? En analysant les caractéristiques sonores d'une toux forcée, un logiciel d'intelligence artificielle de pointe semble prometteur pour identifier les personnes atteintes de COVID-19, selon les résultats d'une étude menée par une équipe de trois chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT). L'étude de septembre a été publiée dans leJournal ouvert de l'IEEE sur l'ingénierie en médecine et en biologie.
Comme toutes les maladies respiratoires, le COVID-19 cible et attaque les organes et les tissus tels que les poumons, le larynx (ou boîte vocale) et la trachée (ou trachée), limitant l'apport en oxygène et provoquant des changements correspondants dans la respiration et la parole. Dans les cas graves, ces changements «peuvent entraîner des difficultés respiratoires qui pourraient prendre des mois à s'améliorer», explique Katherine Herz, MPH, instructrice auxiliaire d'études sur la santé mondiale à l'Université de l'Iowa qui n'a pas participé à l'étude, a déclaré à Verywell, citant l'Université Johns Hopkins. Dans les cas bénins, ces changements peuvent être trop subtils pour que l'oreille humaine - mais pas pour une technologie d'IA sophistiquée (et super-sensible) - puisse les détecter.
"Les sons de la parole et de la toux sont tous deux influencés par les cordes vocales et les organes environnants", a déclaré Brian Subirana, PhD, directeur du laboratoire MIT Auto-ID et l'un des auteurs de l'étude.ScienceAlerte. "Cela signifie que lorsque vous parlez, une partie de votre discours est comme la toux et vice versa. Cela signifie également que les choses que nous tirons facilement d'un discours fluide, l'IA peut simplement détecter la toux, y compris des choses comme le sexe de la personne, sa langue maternelle ou même état émotionnel.
Ce que cela signifie pour vous
Votre statut d'infection au COVID-19 peut être reflété dans vos caractéristiques vocales. Bien qu'un test de toux COVID-19 semble prometteur, des recherches supplémentaires doivent être effectuées. En attendant, vous pouvez visiter le site Web de votre département de santé national ou local pour rechercher les dernières informations locales sur les tests. Appelez votre fournisseur de soins de santé si vous présentez des symptômes du COVID-19.
Comment le modèle a-t-il été développé?
Les chercheurs ont développé le MIT Open Voice Brain Model (MOVBM), un «cadre de traitement de la parole» basé sur l'IA qui sert de test de diagnostic COVID-19. Le MOVBM s'appuie sur un ensemble de cinq biomarqueurs, ou traits communément associés à une maladie ou un trouble particulier, pour discerner les altérations respiratoires des caractéristiques de l'infection par COVID-19. Ces biomarqueurs comprennent:
- Dégradation musculaire
- Changements dans les cordes vocales
- Changements de sentiment / d'humeur
- Modifications des poumons et des voies respiratoires
«La structure physique des poumons et des voies respiratoires est altérée avec les infections respiratoires, et dans les premiers jours de la COVID-19 [pandémie], les épidémiologistes écoutaient les poumons tandis que les patients se forçaient à tousser dans le cadre de leurs méthodes de diagnostic», ont écrit les auteurs. , décrivant les façons dont le COVID-19 affecte la qualité des vocalisations.
En créant un moteur d'enregistrement audio trilingue (anglais, espagnol et catalan), les auteurs ont pu collecter des enregistrements audio de toux forcée de 5 320 participants ainsi que toute information médicale pertinente. Les données de 4 256 participants ont ensuite été introduites dans le modèle pour le «former» à faire la distinction entre les toux forcées de ceux qui avaient été testés négatifs pour le COVID-19 et les toux forcées de ceux qui avaient été testés positifs pour le COVID-19; les données des 1 064 participants restants ont été utilisées pour tester sa capacité à le faire.
Dans l'ensemble, le modèle a correctement identifié 100% des enregistrements audio asymptomatiques COVID-19-positifs, 98,5% de tous les enregistrements audio COVID-19-positifs et 88% de tous les enregistrements audio.
Le modèle a-t-il un avenir dans les soins de santé?
Ces résultats, ont écrit les auteurs, suggèrent que le MOVBM «a un grand potentiel pour travailler en parallèle avec les systèmes de santé pour augmenter les approches actuelles pour gérer la propagation de la pandémie». Ils soulignent les avantages du modèle par rapport aux outils de détection COVID-19 existants comme preuve de leur affirmation. Contrairement aux tests de virologie et de sérologie actuels, qui coûtent en moyenne 23 $ chacun et prennent plusieurs jours à traiter, par exemple, le MOVBM est totalement gratuit, fournit des résultats instantanés et a un degré de précision plus élevé pour démarrer.
Les médecins voient cependant des obstacles fonctionnels et pratiques à sa mise en œuvre généralisée. Joshua O. Benditt, MD, professeur dans la division de la médecine pulmonaire, des soins intensifs et du sommeil à la faculté de médecine de l'Université de Washington, dit à Verywell que «c'est une idée intéressante mais devrait être testée sur une population de personnes qui sont symptomatiques mais avec une autre maladie. »
«Dans mon esprit, la vraie question est: 'Ce programme peut-il différencier la toux d'une personne atteinte de COVID-19 d'une personne atteinte du rhume (également [un] coronavirus), de la grippe, de la pneumonie bactérienne et d'autres affections courantes?' ' il dit.
Herz pense que le modèle a du potentiel mais que sa sophistication technologique peut prouver sa chute.
«Bien que les enregistrements de la toux semblent encourageants, il n'est pas clair combien de temps il faudra pour obtenir l'approbation de la FDA, pour produire plus de machines capables d'analyser les schémas de toux comme le décrit l'étude, ainsi que pour former les gens afin [qu'ils] soient capables d'utiliser correctement l'équipement afin qu'il y ait aussi peu de faux positifs et de faux négatifs lorsque les gens sont testés », dit-elle. Après tout, il est beaucoup plus simple de tamponner l'intérieur de la bouche de quelqu'un que d'exécuter une analyse sur un enregistrement audio.
