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咳嗽分析仪如何使用 AI 识别呼吸道疾病

咳嗽被用作多种肺部疾病的早期症状,可用于追踪呼吸道疾病或感染的进展。自 COVID-19大流行以来,咳嗽分析已被推广用于能够区分COVID-19和其他类型咳嗽的早期症状指标。

 

然而,在许多情况下,数据是具有高变异性和高质量差异的区域性数据,因此咳嗽分析的使用仍处于开发阶段。更一般地说,远程咳嗽分析具有允许远距离诊断和提供潜在更严重问题的早期证据的优势。对于人口密度低的国家,ICT技术可以提供大量的电子工具来提高生活质量,而咳嗽分析仪则专注于这一任务。

 

咳嗽分析仪应用程序

 

咳嗽分析应用程序是一个移动平台,用于捕获、存储和共享咳嗽记录及其分析,用于医疗和实验用途。咳嗽分析仪记录传染性患者的声音,没有任何污染风险:咳嗽记录使用您的个人手机,然后将生成的记录无线传送给医生。

咳嗽由用户的手机记录,可由体检医师或自己进行注释(图 1)。为了注释咳嗽,体检医师收到咳嗽记录,然后可以进行诊断。因此,患者可能需要直接与医生通话,或者必须前往医院。

 

注释数据在存储到数据库之前都是匿名的,用于训练辅助算法。主要任务之一是咳嗽分类以及用户记录分析。对于分类的训练,我们构建了两个数据库。第一个数据库包含自我注释的咳嗽,第二个数据库包含医学注释的记录。

高级示意图如图 2 所示。数据收集构建了带有或不带有医生注释的数据库。训练分类、预测和注释算法以确定医学和自注释数据之间的最佳概括。这样的培训允许生产可以在新记录添加到数据库时进行评估和调整的推理系统。

 

医学和人工智能走到了一起

 

该项目基于这样的医学前提,即咳嗽虽然仅表明可能的呼吸道健康,但也可用于追踪有症状的呼吸道疾病。医学专家和用户都可以方便地获得长期记录和不同大小的记录,这将为医学诊断领域提供强大的工具。

 

从几个角度来看,医疗方面是该项目的中心。该应用程序旨在提供一种数字工具,用于记录正在接受医疗检查的患者咳嗽。体检医师也可以使用该应用程序来获取有关单次咳嗽或一组咳嗽的信息。咳嗽分析允许用户跟踪咳嗽并将其发送给外部专家。

 

该应用程序应作为促进与医学专家进行远程交流的媒介。自然,应用程序和医生专家之间的集成需要无缝:系统的使用对于医学专家和用户来说都应该是自然的。虽然诊断、咳嗽记录和存储、远程通信和数据传输都很方便,但可用性也应该很有吸引力:智能手机提供了额外的传感器,可用于更可靠、成本更低的诊断。

 

另一方面,远程通信为体检医师提供了更多的信息。因此,更可靠的人工智能系统为体检医师提供额外的信息和预测可以减少医学专家的工作量。特别是可以提供可靠的症状分析或将数据与医疗记录联系起来的系统。开发这样的系统需要专业知识。因此,为医疗目的提供更先进、更可靠的工具,最重要的部分之一就是接口和集成。特别是接口必须方便并与其他设备和工具集成,以便应用程序比标准工具成本更低且效率更高。

 

用技术加速诊断

 

诊断的加速对医疗行业产生了巨大的影响。提前诊断只需在必要时提供正确的信息,即可为医生、医院和客户节省时间。更快、成本更低的可靠诊断也有助于恢复。但是,信息必须以综合的方式呈现,以便医学专家能够顺利快速地评估数据、恢复过去的记录并查看时间尺度。之前可能不容易获得的的资料应该是可用的,以便专家甚至可以远程评估患者的情况。

 

咳嗽分析打算发展成为一种用于音频咳嗽捕获和分析的国际工具。 整体架构是收集来自不同地区的咳嗽,并为特定疾病提供更普遍的证据。

 

医疗领域为技术提供了很多机会。 从存储、安全和隐私到远程外科手术和药物开发,医疗领域已经从自动化中受益匪浅。