Da qualche mese un gruppo di ricercatori dell’Università di Cambridge sta raccogliendo le registrazioni della tosse di migliaia di persone attraverso un'applicazione artificiale scaricabile sul proprio smartphone.
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Lo scopo è di ricerca per approfondire uno dei principali sintomi di COVID-19, la tosse ma in futuro potrebbe essere possibile sapere se la propria tosse sia riconducibile o no alla malattia scatenata dal coronavirus SARS-CoV-2 utilizzando una semplice applicazione. Lo studio è stato approvato dal comitato dell’etica del Dipartimento di Informatica dell’Università di Cambridge e parzialmente finanziato dall’European Research Council attraverso il Progetto EAR.
La tosse è un possibile sintomo del COVID-19
Secondo quanto riferisce l'Organizzazione mondiale della sanità (Oms), i sintomi più comuni di COVID-19 sono la febbre, la tosse secca e la spossatezza. Sintomi presenti anche in caso di influenza o raffreddori particolarmente aggressivi. Sintomi secondari sono la congiuntivite, la diarrea, la perdita di gusto (disgeusia) o dell'olfatto (anosmia), condizioni meno comuni che potrebbero insospettire maggiormente. Ma in presenza di sola tosse, come possiamo capire se il nostro è uno dei sintomi dell’infezione da coronavirus oppure no?
Gli asintomatici da Covid 19 tossiscono in modo differente dai sani. Differenze che l'orecchio umano non percepisce ma l'AI è in grado di distinguerle aiutandoci a fare una prima diagnosi di positività.
Le definizioni fornite dalle autorità sanitarie fanno riferimento a una tosse stizzosa, insistente, senza catarro e che comporta episodi che possono durare per più di un'ora, durante i quali si tossisce di frequente. Inoltre, le testimonianze raccolte dai pazienti parlano di una tosse tenace al punto di impedire di parlare.
Il modo di tossire rivela gli asintomatici da Covid-19?
C'è un elemento che differenzia le persone sane dagli asintomatici da Covid 19: il modo in cui tossiscono. Può sembrare un'informazione poco utile ma i ricercatori del Mit hanno messo a punto un’intelligenza artificiale che è in grado di riconoscere se quel colpo di tosse viene da una persona asintomatica o meno. E potrebbe essere la svolta.
I sintomi Covid rilevati dall’intelligenza artificiale
I ricercatori di Cambridge hanno realizzato COVID-19 Sounds, un'applicazione per registrare e condividere il suono della propria tosse. Lo scopo della ricerca è di raccogliere dati per aiutare la diagnosi di COVID-19 attraverso lo sviluppo di algoritmi di machine learning basati sul suono della voce, respiro o tosse.
Come spiegato in un paper pubblicato nel Journal of Engineering in Medicine and Biology, al centro del sistema c'è lo smartphone. Le differenze tra i colpi di tosse infatti non sono decifrabili dall'orecchio umano ma possono essere rilevate dall'intelligenza artificiale. Così hanno sperimentato il modello su decine di migliaia di campioni di tosse e di parole pronunciate tossendo. L'applicazione, attraverso un questionario, raccoglie dati sulle condizioni di salute di chi la utilizza: registra dati sulle patologie dell'utente, su eventuali sintomi e chiede anche se si è risultati positivi al test per COVID-19. Infine, chiede di registrare qualche colpo di tosse e anche di leggere ad alta voce un testo. L'applicazione non registra la posizione ma raccoglie i dati solo quando la si sta utilizzando. Questi dati vengono raccolti in forma anonima sui server dell’Università e usati solo per scopo di ricerca. Niente paura, per chi non possiede un iPhone o uno smartphone Android può comunque compilare il questionario direttamente sul sito.
L'AI dopotutto si caratterizza per imparare con il tempo, più le si danno in pasto dati, maggiore sarà la precisione delle sue elaborazioni, e i primi risultati sono molto incoraggianti. Ha identificato con precisione il 98,5% dei colpi di tosse di persone a cui è stata poi confermata la positività al Covid-19 e di questi il 100% erano asintomatici.
Tossire nel microfono dello smartphone per un primo controllo
L'applicazione è stata resa disponibile da aprile 2020 e il 20 luglio i ricercatori hanno pubblicato uno studio preliminare. L'idea ora è di trasferire il sistema all'interno di un'applicazione che renda facile e rapida una prima individuazione degli asintomatici. Possiamo immaginarla come uno strumento che ci chieda di tossire ogni giorno nel microfono dello smartphone per determinare se tutto è in ordine. I ricercatori però si spingono oltre: se l'applicazione fosse in grado di ascoltare costantemente si potrebbe anche accelerare la fine della pandemia. I risultati hanno mostrato che la combinazione di respiro e tosse può rilevare COVID-19 con una precisione di quasi l’80%. Inoltre, data la potenziale difficoltà di distinguere una tosse comune da una tosse COVID-19, i ricercatori hanno confrontato gli utenti sani e asmatici con la tosse con gli utenti positivi a COVID-19 con la tosse: in entrambi i casi, i risultati raggiungono l’80% di precisione.
L’iter per l’approvazione dell’intelligenza artificiale
Forse in futuro potremo utilizzare un’applicazione sul nostro smartphone per capire se la nostra tosse è un sintomo dell'infezione da coronavirus. Ma dalla teoria alla pratica gli ostacoli sono parecchi. I test sul campo si sono dimostrati efficaci ma un prodotto del genere deve essere approvato dalle autorità sanitarie locali e, nel caso dell'ascolto totale, garantire la privacy delle registrazioni. Visti i tempi però l'iter potrebbe essere accelerato come sta accadendo, per esempio, con i vaccini. L'altro limite del sistema è che funziona solo con gli asintomatici. I sintomi del Covid si manifestano in modi così diversi che neanche l'intelligenza artificiale è in grado di rilevarli con precisione. La squadra di ricercatori comunque sta procedendo: ora sta raccogliendo sempre più campioni di colpi di tosse dagli ospedali per tarare un sistema che, almeno sulla carta, si sta dimostrando molto promettente. Chiaramente non sostituirebbe i test tramite tampone ma sarebbe un ottimo strumento per le diagnosi.
