MIT พัฒนา AI ระบุตัวผู้ติดเชื้อโควิด 19 ที่ไม่แสดงอาการจากเสียงไอ

0

จากสถิติที่ผ่านมา เราได้ทราบกันไปแล้วว่าผู้ติดเชื้อ COVID-19 จำนวนหนึ่งจะไม่แสดงอาการออกมาให้เห็น และเนื่องจากไม่มีอาการ การตรวจสอบการติดเชื้อจึงเป็นไปได้ยาก และมีแนมโน้มจะแพร่เชื้อไปยังผู้อื่นสูง ทว่าล่าสุดนักวิจัยจาก MIT ได้พัฒนาอัลกอริทึม AI ที่จะช่วยตรวจจับอาการติดเชื้อ COVID-19 จากเสียงไอ ถึงแม้จะเป็นการตั้งใจไอออกมาก็ตาม

นักวิจัยจาก MIT พบว่าการติดเชื้อโคโรน่าไวรัสสายพันธุ์ใหม่นี้ แม้จะไม่แสดงอาการ แต่ก็ใช่ว่าจะไม่มีความเปลี่ยนแปลงทางกายภาพเลย โดยพวกเขาได้พัฒนาอัลกอริทึมที่สามารถจำแนกระหว่างเสียงไอของผู้ที่มีสุขภาพดีกับผู้ติดเชื้อได้ด้วยความแม่นยำ 98.5% สำหรับผู้ที่ได้รับการยืนยันว่าติดเชื้อ และถึง 100% สำหรับผู้ติดเชื้อที่ไม่แสดงอาการ ซึ่งวัตถุดิบในการตรวจสอบ ใช้เพียงเสียงไอ ที่เป็นเสียงตั้งใจไอ (Force Cough) ก็ได้

งานวิจัยชิ้นนี้มีพื้นฐานมาจากงานวิจัยเดิมของ Brian Subirana และคณะจาก Auto-ID Laboratory ของ MIT ที่มีเป้าหมายในการพัฒนาระบบ AI เพื่อตรวจสอบสัญญาณของโรคอัลไซเมอร์ ซึ่งอยู่ภายใต้แนวคิดที่ว่าโรคดังกล่าวนอกจากจะแสดงออกผ่านความทรงจำที่แย่ลงแล้ว ยังมีอาการของเส้นเสียงที่อ่อนแอลงด้วย

ในการพัฒนาระบบตรวจสอบอัลไซเมอร์ด้วยเสียงไอนี้ ทีมวิจัยแบ่งอัลกอริทึมออกเป็น 3 ส่วน ได้แก่

  1. ส่วนวัดความแข็งแรงของเส้นเสียง ด้วยการเทรน ResNet50 ด้วยการออกเสียงคำเช่น Them, The, Then เพื่อให้อัลกอริทึมประเมินความแข็งแรงของเส้นเสียง
  2. ส่วนประเมินอารมณ์ของคำพูด เนื่องจากโรคอัลไซเมอร์นั้นมีความเกี่ยวข้องกับการเสื่อมของระบบประสาท และมักแสดงอารมณ์ขุ่นเคือง หรือเฉยเมย ออกมามากกว่าอารมณ์อื่นๆ
  3. ส่วนประเมินการทำงานของปอดและระบบทางเดินหายใจจากเสียงไอ

จากนั้น นักวิจัยได้นำอัลกอริทึมทั้ง 3 โมเดลนี้มาร่วมกัน และใส่อัลกอริทึมที่ตรวจจับการเสื่อมของกล้ามเนื้อลงไป ทำให้ระบบโดยรวมสามารถระบุแนวโน้มการป่วยเป็นโรคอัลไซเมอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

และเมื่อมีการระบาดของโรค COVID-19 ขึ้น ทีมวิจัยก็เกิดไอเดียการนำระบบนี้มาประยุกต์ใช้กับโควิด โดยพวกเขาได้เปิดเว็บไซต์ให้ผู้คนเข้ามาอัดเสียงไอของตัวเองเพื่อเป็นข้อมูลในการศึกษา และจวบจนปัจจุบัน มีผู้ส่งเสียงไอเข้ามามากกว่า 70,000 ไฟล์ซึ่งนับเป็นเสียงไอกว่า 200,000 ครั้ง ซึ่ง Subirana กล่าวว่าเป็นฐานข้อมูลเสียงไอสำหรับการวิจัยที่ใหญ่ที่สุดที่เขารู้จัก

ทีมวิจัยเลือกเสียงไอขึ้นมา 5,000 เสียง เพื่อทดสอบการทำงานของระบบ AI ที่ได้สร้างไว้ โดยประกอบไปด้วยเสียงไอจากผู้ติดโควิด 2,500 เสียง และเสียงไอแบบสุ่มอีก 2,500 เสียง ใช้อัตราส่วนในการเทรนต่อการทดสอบที่ 80:20 ผลปรากฏว่าเสียงไอของผู้ติดเชื้อโควิดนั้นสามารถระบุการป่วยได้ในทำนองเดียวกับโรคอัลไซเมอร์ และด้วยการปรับแต่งเพียงเล็กน้อย พวกเขาก็ได้ระบบตรวจจับโควิดจากเสียงไอที่มีความแม่นยำสูงถึง 98.5% สำหรับผู้ติดเชื้อทั้งหมด และ 100% สำหรับผู้ติดเชื้อที่ไม่แสดงอาการ

Subirana และคณะได้ตีพิมพ์ผลการวิจัยนี้ลงในวารสาร IEEE Journal of Engineering in Medicine and Biology ในช่วงปลายเดือนกันยายนที่ผ่านมา และหาก FDA รับรองเทคนิคนี้ พวกเขาก็มีแผนที่จะพัฒนาแอปตรวจจับโควิดด้วยอัลกอริทึมนี้ เพื่อเป็นอีกหนึ่งทางเลือกในการตรวจการติดเชื้อที่ฟรี ง่าย สะดวก และเข้าถึงผู้คนได้จำนวนมาก ที่ผู้คนสามารถใช้เบื้องต้นก่อนเข้ารับการตรวจอย่างเป็นทางการได้