Hombre tosiendo en la parte interior de la articulación del codo.

Diagnosticar tempranamente los casos de coronavirus es ahora una prioridad en todo el mundo. Por esto, cientos de iniciativas se desarrollan en este para conseguir esta meta de la forma más eficiente. Entre ellas, una recién presentada ha sido el modelo de inteligencia artificial (IA) que el MIT ha presentado como una alternativa para detectar el COVID-19 basados únicamente en el sonido de la tos de los posibles pacientes.

A cargo de esta investigación estuvieron los científicos Jordi Laguarta, Ferran Hueto y Brian Subirana. Entre los tres, desarrollaron las capacidades de la red neuronal conocida como ResNet50. Gracias a esto, pudieron dar vida a un nuevo modelo de detección que solo requiere de un audio de la tos para dar un diagnóstico inicial.

Del Alzheimer al COVID-19

Inicialmente, los investigadores habían estado entrenando a ResNet50 para ayudar al proceso de detección del Alzheimer. Sin embargo, con la llegada de la pandemia el MIT vio necesario reestructurar el norte de su investigación.

Una vez realizado esto, notaron que mucha de la información ya aprendida por el algoritmo para detectar el Alzheimer, también podía funcionar como apoyo a la hora de identificar el COVID-19. Por lo que, este programa comenzó a usar lo que ya sabía sobre pequeños cambios en la entonación y en el habla humana para detectar la presencia de complicaciones pulmonares.

Lo que revela la tos: más allá del oído humano

Claramente, el imaginarnos que con solo escuchar una tos podríamos determinar qué tipo de enfermedad tiene una persona puede sentirse un poco irreal. Sin embargo, esto es porque lo vemos desde el punto de vista de las capacidades de humanas. Pero, la tecnología y las redes neuronales como estas son capaces de captar matices que para nosotros siempre pasan desapercibidos.

Como sabemos, al hablar hacemos uso de las cuerdas vocales y, en ellas, se guarda infinidad de información sobre nosotros, nuestros orígenes y, ahora, también sobre nuestra salud. Con esto en mente, los autores recuerdan que, para toser, nosotros usamos exactamente los mismos componentes. Finalmente, esto se traduce en que una tos puede contener también gran información sobre nosotros. Una que pasa desapercibida para nuestro oído pero que la IA puede captar en detalle.

Es así cómo incluso una sola tos puede revelar detalles sobre nosotros como nuestro género, nuestra lengua materna, nuestro estado emocional y, además, nuestra condición de salud.

IA del MIT detecta 97% de los casos de COVID-19 por el sonido de la tos

Para probar las capacidades de su ResNet50, los investigadores la expusieron a 2.500 grabaciones de audios de pacientes confirmados con coronavirus. Una vez la IA se pasó por ellos y detalló el sonido de la tos de cada uno, fue capaz de detectar, en un 97,1% de los casos, que los individuos tenían COVID-19.

La IA incluso puede detectar el COVID-19 asintomático en el audio de tos forzada

Por su parte, las hazañas de ResNet50 no se quedaron allí. De hecho, la IA también pudo detectar el COVID-19 en casos asintomáticos solo a través de su tos.

Cabe acá destacar entonces que, dentro de los 2.500 participantes del estudio, la IA fue capaz de identificar al 100% de los casos positivos por coronavirus. Por lo que, se ha mostrado como una herramienta altamente útil para la detección en este sector tan difícil de rastrear.

¿Es ResNet50 un reemplazo para las pruebas actuales?

No, es un aliado. En el estudio, ResNet50 fue capaz de determinar que las personas tenían cambios en sus patrones respiratorios. Pero, por su naturaleza, la IA no puede ofrecer una prueba contundente de la presencia del COVID-19.

Ha sido justamente por este motivo que los investigadores han planteado que ResNet50 se utilice como una herramienta de alerta temprana. Al ser un algoritmo, este incluso podría transformarse para ser una app móvil. De este modo, las personas que recibieran la notificación podrían buscar atención médica inmediatamente –así como iniciar un aislamiento preventivo para evitar contagiar a sus familiares o amigos–.

Referencia:

COVID-19 Artificial Intelligence Diagnosis using only Cough Recordings: DOI: 10.1109/OJEMB.2020.3026928