Как приложение, отслеживающее кашель, может спасти вам жизнь
«Мы считаем, что отслеживание кашля предназначено для всех, у кого есть легкие», — сказал Джо Брю, соучредитель и генеральный директор Hyfe AI — компании, разработавшей приложение CoughTracker на основе ИИ.
Но это на самом деле недооценивает изменяющий жизнь потенциал этой малоизвестной, но увлекательной технологии мониторинга здоровья.
Чтобы проиллюстрировать, как отслеживание кашля может изменить — а однажды даже спасти — вашу жизнь, Брю рассказал нам об интересном начале создания приложения CoughTracker, о том, как искусственный интеллект компании вырос, чтобы понять разницу между кашлем и лаем собаки, и насколько мобильным Технология позволила отслеживать кашель в таких деталях.
Почему вы должны отслеживать свой кашель
Если вы похожи на меня, вы, вероятно, мало думаете о своем кашле, но Брю объяснил, почему это должно измениться.
«Даже если у вас нет хронического кашля, у вас нет туберкулеза, у вас нет одного из этих классических кашлевых заболеваний, но несколько раз в год вы кашляете, как и другие здоровые люди, и это ценная информация. . Точно так же, как наличие термометра в шкафу в ванной — полезная вещь, теперь вы можете измерить этот очень распространенный и очень частый симптом», — сказал Брю.
«В будущем, когда дело дойдет до лечения кашля — кашель, кстати, является наиболее распространенным симптомом, с которым люди обращаются к врачу, — врачи будут оглядываться назад и задаваться вопросом: «Как мы раньше это делали до автоматизированного подсчета кашля?» ? [Теперь] они просто спрашивают пациента и ожидают, что пациент знает, но знает ли кто-нибудь на самом деле, как сильно он кашляет? Точно нет."
Врачи имеют дело с кашляющими пациентами на протяжении столетий, поэтому они наверняка знают о кашле все, что нужно знать. Учитывая все это, имеет ли значение отслеживание? Именно здесь использование ИИ и мобильных технологий, точно так же, как мы считаем наши шаги, может изменить то, как с ними справляются врачи.
«Сто процентов врачей скажут, что я постоянно пользуюсь кашлем. Я смотрю на кашель, лечу кашель, ставлю диагноз на основе кашля», — сказал Брю. «Они даже используют звук кашля, поэтому врачи абсолютно понимают, что это имеет значение. и они знают, что больше кашля плохо, меньше кашля хорошо. Но как только вы попадаете в супер-гранулярный материал, врачи не знают, что делать, потому что они никогда не сидели у вашей постели всю ночь. Просто нет никаких доказательств, потому что, когда вы идете к врачу, он находится с вами в течение 10 минут и не может собрать полезный набор данных. Теперь мы предлагаем более высокий уровень точности».
Мобильные технологии позволяют
ИИ Hyfe создает и анализирует этот набор данных, но он не может этого сделать, не имея доступа к звуку нашего кашля. Брю рассмеялся и сказал: «Если вы пытались создать универсальный трекер кашля в 2000 году, удачи, верно?» Но теперь у нас есть устройства со всеми датчиками, необходимыми для отслеживания кашля. Брю считает носимые устройства лучшим устройством для работы.
«Я думаю, что окончательным форм-фактором будут умные часы, и вы можете сделать приложение достаточно легким, чтобы работать на них. Лучший способ [отследить кашель] — это часы, которые мы создаем, и главная причина — просто беспрепятственная близость ко рту. С телефонами происходит много вещей, которые не должны происходить, если вы хотите отслеживать звук. Их кладут в сумочки, кладут в задние карманы и оставляют на кухонном столе. Часы на запястье всегда постоянны».
Текущее приложение Hyfe работает на телефонах iOS и Android, где влияние на процессор и время автономной работы довольно низкое. Тем не менее, это качество звука, где все усложняется.
«Действительно дешевые телефоны делают много странных вещей со звуком, поэтому наши алгоритмы узнали, как звучит кашель на iPhone, и так звучит кашель на телефоне за 80 долларов».
Hyfe заставляет людей аннотировать аудио, которое он собирает, которое, кстати, собирается и анализируется только тогда, когда вы даете на это согласие — в противном случае все остается на вашем устройстве, что устраняет опасения по поводу конфиденциальности. Брю сказал, что процесс аннотации человеком необходим для обучения алгоритма, поскольку не все кашляют одинаково. Он также должен различать похожие звуки, поэтому он отслеживает кашель, а не чихание или собачий лай.
«Он ищет резкие, взрывные звуки. Потому что, конечно, кашель не исчезает и не исчезает. Начинается с громкого хлопка. Когда он находит взрывной звук, он берет половину образца и отправляет его классификатору, обученному на миллионах подтвержденных человеком звуков, который оценивает, был ли это кашель или нет».
Чтобы добраться до этого момента, Хайф использует метод, называемый «сверточной нейронной сетью», в котором записанный звук преобразуется в спектрограмму, и, подобно тому, как ИИ распознает лица на фотографиях, он ищет взрывные звуки, а затем помечает их. кашель, собачий лай, чихание или что-то еще, потому что каждое из них выглядит по-разному при рассмотрении на этом уровне.
«Это наш метод, — сказал Брю, — и наш классификатор верен в 99% случаев или что-то в этом роде абсурдно высоко».
Как все это произошло
«Нам нужно обработать сотни звуковых данных, и мы всегда отстаем», — сказал Брю. «Мы никогда не догоним нашу базу данных с точки зрения того, сколько аудио мы записали по сравнению с тем, сколько мы комментируем».
Брю и его команда работали над этим с начала 2020 года, когда в начале пандемии COVID-19 возникла идея создания системы отслеживания кашля. Ранние версии базы данных были построены на основе данных, собранных от друзей и членов семьи и аннотированных лично командой. Брю признает, что первая версия приложения CoughTracker была не очень хорошей, поскольку ее поспешно собрали и запустили во время карантина, но люди продолжали ее использовать.
«Причина, по которой они остались, — объяснил Брю, — в том, что у них есть огромная проблема — хронический кашель. Дело не в том, что у них есть основное заболевание, вызывающее кашель — проблема в кашле. Они обладают повышенной чувствительностью и могут кашлять весь день и всю ночь, что мешает их сну и социальной жизни и вызывает сильное раздражение. Реальность ударила нас по лицу, так как это была настоящая группа людей, которые совершенно не обслуживаются».
Брю сказал, что, по некоторым оценкам, число взрослых с хроническим кашлем составляет 30% населения, и сказал, что доступных методов лечения не так много, потому что раньше не было способа измерить эффективность. Постоянно слушающий трекер кашля может изменить это, предоставив людям с хроническим кашлем доступ к подробной информации, которая не зависит от памяти или догадок. Благодаря этому они могут лучше понять, как на них влияет употребление определенных видов пищи, как влажность и качество воздуха меняют кашель или связаны ли аллергические реакции.
«Точно так же, как когда вы боретесь с кровяным давлением, вы получаете тонометр. Если вы боретесь с кашлем, в вашем арсенале действительно есть средство от кашля», — сказал Брю.
ИИ Hyfe и важность отслеживания и понимания кашля выходят за рамки помощи людям с хроническим кашлем. Брю рассказал об исследовании, проведенном в Канаде, где трекеры кашля, помещенные рядом с больными пациентами, госпитализированными с COVID-19, выявили уменьшение кашля и были индикатором ухудшения здоровья, а не улучшения.
Что делает его действительно захватывающим, так это то, что вы выходите за рамки использования звука для отслеживания кашля, поскольку тот же ИИ и методы также могут использоваться для анализа других типов звука. Брю рассказал об использовании его для помощи в распознавании нарушений развития у детей, для ухода за пожилыми людьми и обеспечения регулярного общения, а также для понимания других проблем со здоровьем, начиная от ГЭРБ и апноэ во сне до депрессии.
Будущее отслеживания кашля светлое
Вы можете загрузить и использовать приложение CoughTracker от Hyfe уже сейчас, но что будет дальше и как насчет отдаленного будущего для отслеживания кашля?
«Мы думаем, что в начале 2024 года наш носимый монитор кашля будет одобрен [Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов] в США», — подтвердил Брю. «Это то, на что мы надеемся, и прямо сейчас проводим испытания. Но поскольку нормативно-правовая база такая сложная и медленная, а технологии развиваются так быстро, нас также очень интересует, что мы можем сделать в сфере велнеса. что не столько о том, что у вас есть это конкретное заболевание или инфекция, сколько о том, что это ваши тенденции, и эти вещи могут помочь сделать вашу жизнь лучше».
Поскольку все больше технологических компаний сосредотачиваются на здоровье и благополучии, отслеживание кашля может стать таким же обычным явлением, как мониторинг кислорода в крови и отслеживание частоты дыхания на наших носимых устройствах. Apple Watch уже отслеживают громкие звуки , чтобы защитить наш слух, и используют микрофоны для обнаружения отдельных звуков, чтобы активировать функцию обнаружения сбоев . Отслеживание кашля с использованием того же оборудования не кажется чем-то сложным.
Мобильные устройства и ИИ будут продолжать оказывать положительное влияние на наше здоровье и в будущем, по словам Брю, который сделал этот захватывающий прогноз:
«Я думаю, что к 2030 году наши устройства будут диагностировать болезни, непрерывно отслеживать их и даже предупреждать вас, например, о высокой вероятности того, что у вас рак легких. Я думаю, что это обязательно произойдет, и это произойдет относительно быстро. Нам определенно меньше десяти лет до этого».
Это приложение, на создание которого ушло две недели, прежде чем оно было запущено в магазинах приложений. Теперь он предлагает данные за столетия и потенциально изменяющие жизнь (и даже спасающие) советы, которые исходят от прослушивания и анализа вашего кашля. Нетрудно понять, почему Брю так воодушевлен потенциалом этой технологии.