Jak aplikacja śledząca kaszel może uratować Ci życie

„Uważamy, że śledzenie kaszlu jest przeznaczone dla wszystkich osób z płucami” — powiedział Joe Brew, współzałożyciel i dyrektor generalny firmy Sztuczna inteligencja — firma stojąca za technologią AI Aplikacja CoughTracker

Ale to faktycznie przecenia zmieniający życie potencjał tej mało znanej — ale fascynującej — technologii monitorowania zdrowia.

Aby zilustrować, jak śledzenie kaszlu może zmienić — a pewnego dnia nawet uratować — Twoje życie, Brew opowiedział nam o interesujących początkach aplikacji CoughTracker, o tym, jak Sztuczna inteligencja firmy rozwinęła się, aby zrozumieć różnicę między kaszlem a szczekaniem psa oraz w jaki sposób technologia mobilna umożliwiła tak szczegółowe śledzenie kaszlu.

Dlaczego powinieneś śledzić swój kaszel

Jeśli jesteś podobny do mnie, prawdopodobnie nie myślisz zbyt wiele o swoim kaszlu, ale Brew wyjaśnił, dlaczego powinno się to zmienić.

„Nawet jeśli nie masz chronicznego kaszlu, nie masz gruźlicy, nie masz jednego z tych klasycznych kaszlu chorób, ale kilka razy w roku masz kaszel, tak jak inni zdrowi ludzie, a to jest cenne Informacja. Tak jak posiadanie termometru w szafce łazienkowej jest przydatną rzeczą, teraz możesz zmierzyć ten bardzo powszechny, bardzo częsty objaw” – powiedział Brew.

„W przyszłości, jeśli chodzi o leczenie kaszlu – nawiasem mówiąc, kaszel jest najczęstszym objawem, z jakim ludzie zgłaszają się do gabinetów lekarskich – lekarze spojrzą wstecz i zastanawiają się: „Jak robiliśmy to przed automatycznym liczeniem kaszlu?” [Teraz] po prostu pytają pacjenta i oczekują, że pacjent będzie wiedział, ale czy ktokolwiek naprawdę wie, ile oni kaszel? Absolutnie nie."

Lekarze od wieków zajmują się kaszlącymi pacjentami, więc z pewnością wiedzą o kaszlu wszystko, co trzeba. Biorąc to wszystko pod uwagę, czy śledzenie ma znaczenie? W tym miejscu wykorzystanie sztucznej inteligencji i technologii mobilnych, w ten sam sposób, w jaki liczymy nasze kroki, może zmienić sposób, w jaki lekarze sobie z nimi radzą.

„Sto procent lekarzy powie, że cały czas używam kaszlu. Patrzę na kaszel, leczę kaszel, diagnozuję na podstawie kaszlu” – powiedział Brew. „Używają nawet dźwięku kaszlu, więc absolutnie lekarze rozumieją, że to ma znaczenie. i wiedzą, że więcej kaszlu jest złe, mniej kaszlu jest dobre. Ale kiedy już przejdziesz do super-granulatów, lekarze nie wiedzą, co robić, ponieważ nigdy nie siedzieli przy twoim łóżku przez całą noc. Po prostu nie ma dowodów, ponieważ kiedy idziesz do lekarza, jest z tobą przez 10 minut i nie może zbudować zestawu danych, który byłby użyteczny. Teraz oferujemy wyższy poziom precyzji”.

Technologia mobilna to umożliwia

Sztuczna inteligencja Hyfe buduje i analizuje ten zestaw danych, ale nie mogłaby tego zrobić bez dostępu do dźwięku naszego kaszlu. Brew roześmiał się, mówiąc: „Jeśli w 2000 roku spróbowałbyś zbudować uniwersalny aparat do śledzenia kaszlu, dobrze szczęście, prawda? Ale teraz mamy urządzenia, które mają wszystkie czujniki wymagane do śledzenia kaszlu rzeczywistość. Brew uważa urządzenia ubieralne za najlepsze urządzenia do tego zadania.

„Myślę, że najlepszym rozwiązaniem będzie smartwatch, a aplikacja będzie na tyle lekka, że ​​będzie działać na jednym z nich. Najlepszym sposobem [śledzenia kaszlu] będzie zegarek, który budujemy, a głównym powodem jest po prostu niezakłócona bliskość ust. Wiele rzeczy dzieje się z telefonami, które nie powinny się zdarzyć, jeśli chcesz śledzić dźwięk. Wchodzą do torebek, do tylnych kieszeni i zostają na kuchennym blacie. Zegarek na nadgarstku jest spójny”.

Obecna aplikacja Hyfe działa na iOS i Android telefony, gdzie wpływ na procesor i żywotność baterii jest dość niski. Jednak w przypadku jakości dźwięku sprawy się komplikują.

„Naprawdę tanie telefony robią wiele dziwnych rzeczy z dźwiękiem, więc nasze algorytmy nauczyły się, jak brzmi kaszel na iPhonie, a tak brzmi kaszel na telefonie za 80 USD”.

Hyfe każe ludziom dodawać adnotacje do zbieranego dźwięku, który, nawiasem mówiąc, jest zbierany i analizowany tylko wtedy, gdy zgadzasz się na to – w przeciwnym razie wszystko pozostanie na twoim urządzeniu, usuwając obawy dotyczące Prywatność. Brew powiedział, że ludzki proces adnotacji jest niezbędny, aby pomóc algorytmowi w nauce, ponieważ nie wszyscy kaszlą w ten sam sposób. Musi także rozróżniać podobne dźwięki, więc śledzi kaszel, a nie kichanie czy szczekanie psa.

„Wyszukuje nagłe, wybuchowe dźwięki. Ponieważ, oczywiście, kaszel nie znika ani nie znika. Rozpoczyna się głośnym trzaskiem. Kiedy znajdzie wybuchowy dźwięk, pobiera połowę próbki i wysyła ją do klasyfikatora przeszkolonego na milionach dźwięków potwierdzonych przez człowieka, który ocenia, czy był to kaszel, czy nie”.

Aby dojść do tego punktu, Hyfe wykorzystuje metodę zwaną „konwolucyjną siecią neuronową”, w której nagrany dźwięk jest przekształcany w spektrogram, podobnie jak sztuczna inteligencja rozpoznając twarze na zdjęciach, wyszukuje wybuchowe dźwięki, a następnie oznacza je jako kaszel, szczekanie psa, kichnięcie lub coś innego, ponieważ każdy z nich wygląda inaczej podczas badania ten poziom.

„To jest nasza metoda”, powiedział Brew, dodając, „a nasz klasyfikator ma rację w 99% przypadków lub coś tak absurdalnie wysokiego”.

Jak to wszystko się stało

„Mamy do przetworzenia setki danych dźwiękowych i zawsze jesteśmy w tyle” – powiedział Brew. „Nigdy nie dogonimy naszej bazy danych pod względem ilości przechwyconego dźwięku w porównaniu z tym, ile notatek dodajemy jako ludzie”.

Brew i jego zespół pracowali nad tym od początku 2020 roku, kiedy pomysł na system śledzenia kaszlu pojawił się na początku pandemii COVID-19. Wczesne wersje bazy danych zostały zbudowane na podstawie danych zebranych od przyjaciół i rodziny i opatrzone osobistymi adnotacjami przez zespół. Brew przyznaje, że pierwsza wersja aplikacji do śledzenia kaszlu Hyfe nie była zbyt dobra, ponieważ została pospiesznie złożona i uruchomiona podczas blokady, ale ludzie nadal z niej korzystali.

„Powodem, dla którego się zatrzymali” – wyjaśnił Brew – „jest ogromny problem, jakim jest przewlekły kaszel. Nie chodzi o to, że mają chorobę podstawową, która powoduje kaszel – kaszel jest problemem. Mają nadwrażliwość i mogą kaszleć przez cały dzień i całą noc, co zakłóca ich sen i życie towarzyskie oraz powoduje poważne podrażnienie. Rzeczywistość uderzyła nas w twarz, ponieważ była to prawdziwa grupa ludzi, którzy są całkowicie zaniedbani”.

Brew powiedział, że według niektórych szacunków liczba dorosłych z przewlekłym kaszlem wynosi 30% populacji i powiedział, że nie ma wielu dostępnych metod leczenia, ponieważ nie ma sposobu na zmierzenie skuteczności zanim. Zawsze nasłuchujący monitor kaszlu może to zmienić, dając osobom z przewlekłym kaszlem dostęp do szczegółowych informacji, które nie opierają się na pamięci ani domysłach. Dzięki temu mogą lepiej zrozumieć, w jaki sposób wpływa na nich spożywanie określonych rodzajów żywności, jak wilgotność i jakość powietrza wpływają na kaszel lub czy w grę wchodzą reakcje alergiczne.

„Tak jak wtedy, gdy zmagasz się z ciśnieniem krwi, dostajesz ciśnieniomierz. Jeśli zmagasz się z kaszlem, posiadanie licznika kaszlu naprawdę ma sens w twoim arsenale narzędzi” – powiedział Brew.

Sztuczna inteligencja Hyfe'a oraz znaczenie śledzenia i zrozumienia kaszlu wykraczają poza pomoc osobom z przewlekłym kaszlem. Brew opowiedział o badaniu przeprowadzonym w Kanadzie, gdzie monitory kaszlu umieszczono w pobliżu hospitalizowanych pacjentów z COVID-19 ujawniło zmniejszenie kaszlu i było raczej wskaźnikiem pogorszenia stanu zdrowia poprawa.

To, co sprawia, że ​​jest to naprawdę ekscytujące, to wykraczanie poza użycie dźwięku do śledzenia kaszlu, ponieważ ta sama sztuczna inteligencja i metody mogą być również wykorzystywane do analizy innych rodzajów dźwięku. Brew mówił o wykorzystaniu go do pomocy w rozpoznawaniu wad rozwojowych u dzieci, w opiece nad osobami starszymi i zapewnić regularną komunikację i zrozumieć inne problemy zdrowotne, od GERD i bezdechu sennego po depresja.

Przyszłość śledzenia kaszlu rysuje się w jasnych barwach

Możesz pobrać aplikację CoughTracker firmy Hyfe i korzystać z niej już teraz, ale co dalej i co z odległą przyszłością śledzenia kaszlu?

„Sądzimy, że na początku 2024 r. nasz przenośny monitor kaszlu zostanie zatwierdzony przez [Food and Drug Administration] w Stanach Zjednoczonych” – potwierdził Brew. „Na to właśnie liczymy i teraz przeprowadzamy próby. Ale ponieważ przestrzeń regulacyjna jest tak złożona i powolna, a technologia porusza się tak szybko, jesteśmy również bardzo zainteresowani tym, co możemy zrobić w przestrzeni wellness. czyli mniej o tym, że masz tę konkretną chorobę lub infekcję, a więcej o twoich trendach, a te rzeczy mogą pomóc poprawić twoje życie”.

Ponieważ coraz więcej firm technologicznych koncentruje się na zdrowiu i dobrym samopoczuciu, śledzenie kaszlu może stać się tak powszechne, jak monitorowanie tlenu we krwi i śledzenie częstości oddechów w naszych urządzeniach do noszenia. Zegarek Apple już monitoruje głośne dźwięki aby chronić nasz słuch i wykorzystuje mikrofony do wykrywania różnych dźwięków, aby umożliwić jego funkcja wykrywania awarii. Śledzenie kaszlu przy użyciu tego samego sprzętu nie wydaje się zbyt trudne.

Według Brew, który przedstawił tę ekscytującą prognozę, urządzenia mobilne i sztuczna inteligencja będą nadal miały pozytywny wpływ na nasze zdrowie w przyszłości:

„Myślę, że do 2030 roku nasze urządzenia będą diagnozować choroby, śledzić je w sposób ciągły, a nawet ostrzegać, że istnieje duże prawdopodobieństwo, że masz raka płuc. Myślę, że to na pewno nadejdzie i to stosunkowo szybko. Zdecydowanie dzieli nas od tego niecała dekada”.

Jest to aplikacja, której utworzenie początkowo zajęło dwa tygodnie, zanim została uruchomiona w sklepach z aplikacjami. Teraz oferuje gromadzone przez stulecia dane i potencjalnie zmieniające życie (a nawet ratujące życie) porady, które pochodzą ze słuchania i analizowania Twojego kaszlu. Nietrudno zrozumieć, dlaczego Brew jest tak podekscytowany potencjałem tej technologii.

Zalecenia redaktorów

• Ta aplikacja może skracać czas pracy baterii telefonu Pixel
• Zaufanie aplikacjom mobilnym do identyfikacji roślin może kosztować życie
• To prawo UE może zmusić Apple do otwarcia iMessage i App Store
• Wykrywanie migotania przedsionków Fitbit jest już dostępne i może uratować ci życie
• Jak Twój telefon może uratować Ci życie