Тест на COVID-19 на смартфоні: фантастика чи реальність?

Те, що смартфон може розпізнати коронавірусну інфекцію COVID-19 за кашлем чи навіть голосом власника, навіть коли той нічого про неї не здогадується, звучить як історія з наукової фантастики. Науковою ця історія справді є, але не фантастикою, а реальністю. Уже незабаром на ринку може з'явитися мобільний додаток, який визначає коронавірусну хворобу за звуками, які ми видаємо під час кашлю чи розмови.

Ідея аналізувати звуки інфікованих для визначення COVID-19 належить трьом ІТ-фахівцям з Масачусетського інституту технологій (МІТ) у США. Джорді Лугарта, Ферран Уето та Браян Субріана назбирали з квітня по травень зразки голосу й кашлю 5320 осіб. 4256 записів вони завантажили у комп'ютер, який проаналізував їх за допомогою згорткової нейронної мережі - технології штучного інтелекту.

При цьому ставку науковці зробили на так звані акустичні біомаркери (певні характерні ознаки звуків), які в попередніх дослідженнях виявили в пацієнтів із хворобою Альцгеймера. Після цього вони протестували те, чого навчився комп'ютер, на решті 1064 учасниках експерименту.

Висока точність, але чимало хибно-позитивних результатів

Результати виявилися багатонадійними. Як зазначають дослідники в своїй статті, поданій до публікації у фаховому виданні IEEE Open Journal of Engineering in Medicine and Biology, створена ними комп'ютерна модель підтверджує коронавірусну інфекцію у 98,5 відсотка тих, у кого вона вже була визначена за допомогою лабораторного тесту (в науковій мові цей показник називається чутливістю). Гірше, натомість, виглядає ситуація з хибно-позитивними результатами, тобто коли програма дає позитивний результат тим, хто коронавірусом не інфікований. Майже шість відсотків позитивних результатів в експерименті лабораторними тестами на коронавірус підтвердити не вдалося (науковою мовою: специфічність тесту становить 94,2 відсотки).

Читайте також: Масове тестування на коронавірус у Словаччині: дорогий експеримент чи альтернатива локдауну?

Примітно, що програмі вдалося підтвердити коронавірусну інфекцію у всіх учасників експерименту, в кого був позитивний результат лабораторного тексту, але не було жодних симптомів. Натомість у майже 17 відсотків безсимптомних пацієнтів, кому програма діагностувала позитивний результат, згідно з результатами лабораторного тесту, насправді коронавірусу не було.

Це означає, що розробникам, очевидно, ще треба буде попрацювати над тим, аби підвищити специфічність тесту, аби такий мобільний додаток справді могли широко застосовувати на практиці. Адже якщо дуже багато людей користуватиметься ним щоденно, хибно-позитивні результати можуть швидко призвести до того, що великій кількості здорових людей робитимуть лабораторні тести, тоді які можливості лабораторій обмежені, а ці тести можна було б використати більш ефективно.

Не виключено, що показники чутливості та специфічності комп'ютерного звукового тесту вдасться покращити завдяки використанню більшої кількості зразків голосу й кашлю людей, адже завдяки штучному інтелекту програма постійно вчиться сама по собі.

Доповнення, але не заміна лабораторії

Як би там не було, але науковці доходять висновку, що "технології штучного інтелекту є безкоштовним, неінвазивним, завжди доступним інструментом, який діє моментально і може розповсюджуватися великими обсягами з метою відстеження безсимптомних випадків COVID-19". Таким чином, вважають автори дослідження, розроблений ними мобільний додаток може доповнити наявні методи боротьби з поширенням коронавірусу.

Читайте також: Де люди найчастіше інфікуються коронавірусом

Науковці МІТ пропонують застосовувати свою розробку для щоденного тестування, приміром, студентів, школярів, робітників та інших найманих працівників, у яких спостерігається підозрілий кашель. Мовляв, якщо комп'ютерна програма підтвердить підозру, завжди є можливість підстрахуватися ще й лабораторним тестом.