Phát hiện Covid-19 thần tốc từ một tiếng ho nhờ công nghệ này

Việc sử dụng âm thanh tiếng ho do điện thoại thông minh thu thập được, qua quy trình công nghệ đào tạo với các mô hình học sâu để phát hiện và phân loại Covid-19 đã dần trở nên phổ biến trong giai đoạn gần đây. Nó loại bỏ nhu cầu về các thủ tục xét nghiệm trực tiếp, đặc biệt là đối với các vùng nông thôn nơi vật tư y tế liên quan, nhân viên y tế có kinh nghiệm và trang thiết bị hỗ trợ còn nhiều hạn chế. 

Tuy nhiên, các phương pháp chẩn đoán dựa trên âm thanh hiện có được đào tạo theo cách thức được giám sát đầy đủ, nhưng đòi hỏi dữ liệu nghiên cứu, đào tạo dạy AI phải ở quy mô lớn. Điều quan trọng là phải khám phá ra các phương pháp mới để tận dụng thăm dò dữ liệu bệnh hô hấp qua âm thanh một cách chính xác, nhanh chóng, kịp thời, hạn chế sai số tới mức thấp nhất.

Mới đây, các nhà khoa học máy tính tại Đại học RMIT (Úc) đã tiết lộ một mô hình trí tuệ nhân tạo (AI) có thể nghe ra người bị nhiễm Covid qua âm thanh của cơn ho bật ra, thậm chí ngay cả đối với những người không có triệu chứng.

Tác giả chính của nghiên cứu này, Tiến sĩ Hao Xue của Khoa Công nghệ máy tính thuộc Đại học RMIT cho biết nếu tiếp tục phát triển, xây dựng nền tảng thuật toán này, nhóm hy vọng có thể sớm tạo ra nền tảng ứng dụng chẩn đoán sức khỏe dễ dàng, nhanh chóng, kịp thời và có độ chính xác cao ngay trên điện thoại.

Để thực hiện, nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học RMIT đã truy cập bộ dữ liệu từ hai trong số các nền tảng dữ liệu bao gồm Covid-19 Sounds App và COSWARA để đào tạo AI cách nhận diện, so sánh các dữ liệu mã hóa, sau đó tìm ra thuật toán vận hành phù hợp.

Nhóm cho rằng, sáng kiến này có thể có tác động đáng kể trong việc làm chậm tốc độ lây lan virus từ những người không có triệu chứng rõ ràng. "Một ứng dụng điện thoại có thể giúp bạn an tâm khi dịch bệnh diễn ra trong cộng động hay báo để bạn đi xét nghiệm Covid-19 – đây là loại công cụ cấp tiến mà chúng ta cần để đối phó với đại dịch tốt hơn".

Tiến sĩ Hao Xue còn khẳng định, nếu sớm hoàn thành thì nền tảng ứng dụng thuật tóan AI này có thể tạo khác biệt đáng kể đến những vùng nơi vật tư y tế, chuyên viên xét nghiệm và trang thiết bị bảo hộ cá nhân còn hạn hẹp, thiếu thốn. Xue cho biết phương pháp mà họ phát triển cũng có thể được mở rộng cho các bệnh đường hô hấp khác như bệnh lao chẳng hạn.

Vì sao tiếng ho giúp tìm người nhiễm Covid-19 dễ dàng?

Thực tế, tiếng ho là một biểu hiện lâm sàng có thể tiết lộ nhiều thông tin bệnh tật, từ tình trạng của dây thanh âm, sự hiện diện của chất dịch trong đường hô hấp, tổn thương phổi nếu có cho tới trạng thái và cảm xúc của người bệnh. Đó là lý do tại sao các bác sĩ có thể thông qua tiếng ho của bệnh nhân để phân biệt nhiều tình trạng bệnh khác nhau như ho khan, ho có đờm, viêm họng...

Theo công trình nghiên cứu được công bố hồi tháng 1/2021, một nhóm các nhà khoa học tại Học viện Công nghệ Massachusetts (MIT, Hoa Kỳ) cho biết có thể sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) để tìm ra người mắc Covid-19 bằng tiếng ho. Điều này được thực hiện thông qua việc dạy AI học bằng cách "nghe" hàng nghìn mẫu tiếng ho của người nhiễm và không nhiễm Covid-19.

Các nhà khoa học đã thu thập khoảng 2.500 mẫu tiếng ho của bệnh nhân Covid-19 và hơn 2.500 mẫu tiếng ho của những người khác.

Kết quả nghiên cứu đăng trên tạp chí IEEE Journal of Engineering in Medicine and Biology cho thấy, nền tảng MIT Open Voice đã chẩn đoán chính xác Covid-19 với độ nhạy 98,5%, độ đặc hiệu 94,2%. Hệ thống AI này thậm chí còn có thể nhận diện được bệnh nhân Covid-19 không triệu chứng.

Hệ thống AI sẽ nhận biết các đặc điểm chung trong tiếng ho của người bị tổn thương phổi, từ đó tìm ra người nhiễm Covid-19. Những đặc điểm này bao gồm các tín hiệu mà tai người bình thường khi nghe không thể phân biệt được. Giải pháp này sau đó được đăng ký với Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) và đang chờ thẩm định, cấp phép để đưa vào sử dụng.

Ngoài ra, rất nhiều nhóm nghiên cứu trí tuệ nhân tạo khác trên thế giới cũng đang xây dựng các hệ thống AI nhận diện Covid-19 thông qua tiếng ho. Cụ thể, một nhóm các nhà khoa học tại Đại học Cambridge đã phát hành một ứng dụng COVID-19 Sounds thu thập tiếng ho, giọng nói và cả hơi thở của hơn 30.000 người để đào tạo 10 thuật toán học sâu giúp họ nhận diện bệnh nhân Covid-19.

Tại Châu Âu, một nhóm các kỹ sư đến từ Đại học Augsburg (Đức) và Đại học Imperial College London (Anh Quốc) cũng đang phát triển một hệ thống AI có thể phát hiện Covid-19 qua tiếng ho trong một dự án gọi là DiCOVA.