AI rozpozna chorobę na podstawie dźwięku kaszlu

Google opracował nowy model AI – Health Acoustic Representations (HeAR). Po tym, jak został przeszkolony na milionach nagrań audio kaszlu z bazy danych YouTube, nauczył się rozpoznawać stojącą za nim chorobę dróg oddechowych.

Dźwięki kaszlu jako nowy biomarker choroby

Naukowcy Google od dawna eksperymentują z rozwiązaniami dla ochrony zdrowia opartymi na sztucznej inteligencji. Przykłady można mnożyć. Medyczny model generatywnej AI Med-PaLM 2 jest obecnie testowany w usłudze chmurowej dla placówek medycznych. Inżynierowie giganta technologicznego nauczyli go diagnozować choroby na podstawie 100 000 rozmów lekarzy z pacjentami.

Teraz pracują nad rozwiązaniem, które będzie w stanie wykrywać stan zdrowia na podstawie dźwięku kaszlu i oddychania. Ten biomarker był dotąd stosowany podczas osłuchiwania stetoskopem. Mimo iż lekarz jest w stanie szybko rozpoznać infekcję i zalegającą wydzielinę w płucach już po pierwszych dźwiękach, to ludzkie ucho nie ma odpowiedniej czułości, aby rozpoznać niewielkie zmiany w dźwiękach mogące świadczyć o rozwoju choroby. Innym problemem jest to, że wielu pacjentów z kaszlem w ogóle się nie zgłasza do lekarza, bagatelizując problem.

Jak działa model AI HeAR?

System sztucznej inteligencji Reprezentacje Akustyczne Zdrowia (Health Acoustic Representations, HeAR) został przeszkolony na milionach nagrań audio kaszlu pozyskanych z bazy danych YouTube. Wyniki badania opublikowano w prestiżowym czasopiśmie naukowym Nature (Google AI could soon use a person’s cough to diagnose disease). Naukowcy mają nadzieję, że w przyszłości może zostać wykorzystany przez lekarzy do diagnozowania chorób lub oceny zdrowia płuc pacjenta. Pomysł zrodził się podczas pandemii COVID-19. Przeprowadzone badania sugerowały, że możliwe jest wykrycie infekcji koronawirusem analizując dźwięki kaszlu.

Aby opracować nowy model AI, zespół badaczy Google przekonwertował ponad 300 milionów klipów dźwiękowych kaszlu, śmiechu i innych ludzkich odgłosów na spektrogramy (wizualna reprezentacja częstotliwości audio). Filtrując określone segmenty spektrogramów, naukowcy byli w stanie wyszkolić HeAR do przewidywania brakujących części spektrogramu. Warto wspomnieć, że Google jest od 2006 roku właścicielem YouTube, co daje mu dostęp do ogromnych baz danych.

Naukowcy twierdzą, że mechanizm działa podobnie jak duży model językowy, na którym opiera się ChatGPT, przeszkolony do przewidywania następnego słowa w zdaniu. HeAR może na przykład wykrywać gruźlicę na podstawie krótkiej próbki odgłosu kaszlu. System mógłby być szczególnie przydatny w szybkiej selekcji osób z chorobami górnych i dolnych dróg oddechowych oraz do diagnozowania na obszarach, gdzie nie ma dostępu do urządzeń medycznych albo infrastruktury ochrony zdrowia.

Badania znajdują się dopiero w pierwszej fazie i nie przeszły jeszcze etapu walidacji klinicznej. Stąd nie wiadomo, czy i kiedy HeAR zostanie udostępniony jako urządzenie medyczne.

Google wchodzi z AI do ochrony zdrowia

Podczas corocznego wydarzenia Google Health „Check Up” zorganizowanego w marcu, firma ogłosiła kilka nowości sztucznej inteligencji dla opieki zdrowotnej. Jak podkreśla gigant nowych technologii, mają one na celu zwiększenie dostępności do usług zdrowotnych na całym świecie.

Przykładem jest Google Lens używany w ponad 150 krajach. Aplikacja mobilna pozwala ocenić zmiany skórne na podstawie zdjęcia smartfonem. Kolejną innowacją jest narzędzie do tłumaczeń oparte na AI, które ma ułatwić dostęp do treści medycznych na YouTube. Z kolei inteligentna opaska fitness Fitbit korzysta już z generatywnej AI, aby zapewnić „spersonalizowane informacje zdrowotne w oparciu o unikalne potrzeby i preferencje użytkownika”.

Czytaj także: Dlaczego ChatGPT nie zdał polskiego egzaminu z interny?