Як програма, яка відстежує ваш кашель, може врятувати вам життя

«Ми вважаємо, що відстеження кашлю доступне всім, хто має легені», — сказав Джо Брю, співзасновник і генеральний директор Хайф А.І — компанія, яка розробляє штучний інтелект Додаток CoughTracker

Але насправді це недооцінює потенціал цієї маловідомої — але захоплюючої — технології моніторингу здоров’я, яка може змінити життя.

Щоб проілюструвати, як відстеження кашлю може змінити — і одного дня навіть врятувати — ваше життя, Брю розповів нам про цікаві початки програми CoughTracker, як Штучний інтелект компанії навчився розуміти різницю між кашлем і собачим гавканням, а також те, як мобільні технології дозволили так детально відстежувати кашель.

Чому варто стежити за своїм кашлем

Якщо ви схожі на мене, ви, мабуть, не дуже думаєте про свій кашель, але Брю пояснив, чому це має змінитися.

«Навіть якщо у вас немає хронічного кашлю, у вас немає туберкульозу, у вас немає класичного кашлю. хвороби, але кілька разів на рік ви отримуєте кашель, як і інші здорові люди, і це цінно інформації. Так само, як мати термометр у шафці у ванній кімнаті – це корисно, тепер ви можете виміряти цей дуже поширений і дуже частий симптом», – сказав Брю.

«У майбутньому, коли справа доходить до лікування кашлю — кашель, до речі, є найпоширенішим симптомом, з яким люди звертаються до лікарів, — лікарі оглядатимуться назад і дивуються: «Як ми робили це до автоматичного підрахунку кашлю?» [Тепер] вони просто запитують пацієнта та очікують, що пацієнт знатиме, але чи хтось насправді знає, скільки вони кашель? Абсолютно не."

Лікарі століттями стикалися з кашляючими пацієнтами, тож вони, напевно, знають усе, що потрібно знати про кашель. З огляду на все це, чи має відстеження значення? Ось де використання штучного інтелекту та мобільних технологій, так само, як ми підраховуємо наші кроки, може змінити те, як лікарі мають справу з ними.

«Сто відсотків лікарів скажуть, я постійно кашляю. Я дивлюся на кашель, я лікую кашель, я ставлю діагноз на основі кашлю», — сказав Брю. «Вони навіть використовують звуки кашлю, тож абсолютно точно, лікарі розуміють, що це має значення. і вони знають, що більше кашлю погано, менше кашлю добре. Але як тільки ви потрапите в суперзернисту речовину, лікарі не знають, що робити, тому що вони ніколи не сиділи біля вашого ліжка всю ніч. Просто немає доказів, тому що коли ви йдете на прийом до лікаря, вони залишаються з вами протягом 10 хвилин і не можуть створити корисний набір даних. Тепер ми пропонуємо вищий рівень точності».

Мобільні технології роблять це можливим

Штучний інтелект Hyfe збирає та аналізує цей набір даних, але він не міг би зробити це без доступу до звуку нашого кашлю. Брю засміявся, сказавши: «Якби ви спробували створити універсальний пристрій відстеження кашлю в 2000 році, добре удача, так?» Але тепер у нас є пристрої, які мають усі датчики, необхідні для відстеження кашлю реальність. Brew вважає носимі пристрої найкращим пристроєм для роботи.

«Я думаю, що найкращим форм-фактором буде розумний годинник, і ви можете зробити додаток достатньо легким, щоб працювати на одному з них. Найкращим способом [відстежувати кашель] буде годинник, який ми створюємо, і головною причиною є його безперешкодна близькість до рота. З телефонами трапляється багато речей, яких не повинно статися, якщо ви хочете відстежувати звук. Вони йдуть у гаманці, вони йдуть у задні кишені та залишаються на кухонній стійці. Мати годинник на зап’ясті є певним».

Поточний додаток Hyfe працює на iOS і Android телефони, де вплив на процесор і час автономної роботи є досить низьким. Однак це якість звуку, де все стає складніше.

«Дійсно дешеві телефони роблять багато дивних речей зі звуком, тож наші алгоритми дізналися, як звучить кашель на iPhone, і так звучить кашель на телефоні за 80 доларів».

Hyfe змушує людей коментувати зібране аудіо, яке, до речі, збирається й аналізується лише тоді ви погоджуєтеся дозволити це зробити — інакше все залишиться на вашому пристрої, усуваючи проблеми щодо конфіденційність. Брю сказав, що людський процес анотації є важливим, щоб допомогти його алгоритму навчитися, оскільки не всі кашляють однаково. Він також повинен розрізняти схожі звуки, тому він відстежує кашель, а не чхання чи собачий гавкіт.

«Він шукає різкі, вибухові звуки. Тому що, звичайно, кашель не згасає і не зникає. Починається з гучного тріску. Коли він знаходить вибуховий звук, він бере половину зразка та надсилає його класифікатору, навченому на мільйонах підтверджених людьми звуків, який оцінює, був це кашель чи ні».

Щоб дістатися до цього моменту, Hyfe використовує метод під назвою «згорточна нейронна мережа», де записаний звук перетворюється на спектрограму, подібно до штучного інтелекту. розпізнаючи обличчя на фотографіях, він шукає вибухові звуки, а потім позначає їх як кашель, гавкіт собаки, чхання чи щось інше, тому що кожен виглядає по-різному під час огляду цей рівень.

«Це наш метод, — сказав Брю, додавши, — і наш класифікатор правильний у 99% випадків або щось таке абсурдно».

Як це все сталося

«Ми маємо сторіччя надійних даних для обробки, і ми завжди відстаємо», — сказав Брю. «Ми ніколи не наздоженемо нашу базу даних з точки зору того, скільки аудіо ми захопили в порівнянні з тим, скільки ми анотували люди».

Брю та його команда працюють над цим з початку 2020 року, коли на початку пандемії COVID-19 виникла ідея системи відстеження кашлю. Ранні версії бази даних були побудовані на основі даних, зібраних від друзів і родини та анотованих особисто командою. Брю визнає, що перша версія додатка для відстеження кашлю Hyfe була не дуже хорошою, оскільки її поспішно зібрали та запустили під час карантину, але люди продовжували нею користуватися.

«Причина, чому вони застрягли, — пояснив Брю, — полягає в тому, що у них є така величезна проблема, якою є хронічний кашель. Справа не в тому, що у них є основне захворювання, яке спричиняє кашель — проблема в кашлі. Вони мають підвищену чутливість і можуть кашляти цілий день і всю ніч, і це заважає їм спати, вести соціальне життя та викликає сильне роздратування. Реальність вдарила нам по обличчю, оскільки це була реальна група людей, яка повністю недоотримана».

Брю сказав, що за деякими оцінками кількість дорослих із хронічним кашлем становить 30% населення сказав, що доступних методів лікування не так багато, оскільки не було способу виміряти ефективність раніше. Завжди слухаючий трекер кашлю має потенціал змінити це, надаючи людям із хронічним кашлем доступ до детальної інформації, яка не покладається на пам’ять чи здогади. Завдяки цьому вони можуть краще зрозуміти, як на них впливає вживання певних видів їжі, як вологість і якість повітря змінюють кашель або чи є алергічні реакції.

«Так само, як коли ви боретеся з артеріальним тиском, ви отримуєте тонометр. Якщо ви боретеся з кашлем, мати лічильник кашлю справді має сенс у вашому арсеналі засобів», — сказав Брю.

Штучний інтелект Hyfe і важливість відстеження та розуміння кашлю виходять за рамки допомоги людям із хронічним кашлем. Брю розповів про дослідження, проведене в Канаді, де трекери кашлю розміщували біля хворих пацієнтів, госпіталізованих з COVID-19 виявили зменшення кашлю та були показником погіршення здоров’я, а не його поліпшення.

Що робить це справді захоплюючим, так це те, що ви виходите за рамки використання аудіо для відстеження кашлю, оскільки той самий ШІ та методи можна використовувати для аналізу інших типів аудіо. Брю говорив про використання його для допомоги у розпізнаванні вад розвитку у дітей, для догляду за людьми похилого віку та забезпечити регулярне спілкування та зрозуміти інші проблеми зі здоров’ям, починаючи від ГЕРХ та апное сну депресія.

Майбутнє відстеження кашлю світле

Ви можете завантажити та використовувати програму CoughTracker від Hyfe зараз, але що буде далі та як щодо віддаленого майбутнього відстеження кашлю?

«Ми думаємо, що на початку 2024 року наш монітор кашлю буде схвалено [Управлінням з контролю за якістю харчових продуктів і медикаментів] у Сполучених Штатах», — підтвердив Брю. «Це те, на що ми сподіваємося, і зараз ми проводимо випробування. Але оскільки нормативно-правовий простір є таким складним і повільним, а технології розвиваються так швидко, нам також дуже цікаво, що ми можемо зробити в оздоровчому просторі. це менше про те, що у вас є ця конкретна хвороба чи інфекція, а більше про те, що це ваші тенденції, і ці речі можуть допомогти зробити ваше життя кращим».

Оскільки все більше технологічних компаній зосереджуються на здоров’ї та самопочутті, відстеження кашлю може стати таким же звичним явищем, як моніторинг кисню в крові та відстеження частоти дихання на наших переносних пристроях. Apple Watch вже відстежує гучні звуки для захисту нашого слуху та використовує мікрофони для виявлення чітких звуків, щоб увімкнути його функцію виявлення збоїв. Відстеження кашлю за допомогою цього самого обладнання не здається великим завданням.

За словами Брю, який зробив цей захоплюючий прогноз, мобільні пристрої та штучний інтелект продовжуватимуть позитивно впливати на наше здоров’я й у майбутньому:

«Я думаю, що до 2030 року наші пристрої діагностуватимуть хвороби, постійно відстежуватимуть і навіть попереджуватимуть вас про те, що у вас висока ймовірність раку легенів. Я думаю, що це точно станеться, і це станеться відносно швидко. До цього нам точно залишилося менше десяти років».

Це програма, яка спочатку створювалася за два тижні, перш ніж вона була запущена в магазини програм. Тепер він пропонує багатовікову цінність даних і поради, які потенційно можуть змінити життя (і навіть врятувати життя), вислухавши та проаналізувавши свій кашель. Неважко зрозуміти, чому Brew так захоплений потенціалом цієї технології.

Рекомендації редакції

• Ця програма може розряджати акумулятор телефону Pixel
• Якщо ви довіритеся мобільним програмам для ідентифікації рослин, це може коштувати вам життя
• Цей закон ЄС може змусити Apple відкрити iMessage та App Store
• Виявлення AFib від Fitbit тут, і воно може врятувати ваше життя
• Як ваш телефон може врятувати ваше життя