Il test della voce rivela Covid-19

L’analisi sfrutta l’intelligenza artificiale

Grazie a uno smartphone e all’intelligenza artificiale è possibile diagnosticare la positività a Covid-19. Lo afferma uno studio pubblicato sul Journal of Voice da un team dell’Università di Tor Vergata a Roma e dell’Università di Pavia.
“Una ricerca del MIT di Boston ha stimato che i tamponi nasali hanno un livello di accuratezza medio compreso tra il 40% e l'86%, mentre il nostro sistema arriva al 90%; e in futuro faremo ancora meglio grazie al machine learning, ovvero l'apprendimento automatico dell'intelligenza artificiale", spiega Giovanni Saggio, docente di elettronica presso l'Università di Tor Vergata.
"Non mi piace usare il termine diagnostico", sottolinea Saggio, "Quello che l'algoritmo sviluppato da me e i colleghi ingegneri evidenzia come screening, poi diviene diagnosi solo successivamente perché nel nostro gruppo ci sono anche diversi medici specialistici fra cui il professor Antonio Pisani, responsabile del Centro di Ricerca Disordini del Movimento di Fondazione Mondino IRCCS e ordinario di Neurologia presso l'Università di Pavia. Noi ci limitiamo a rilevare quelle anomalie nella voce che fanno comprendere se si è sani, contagiati da Covid oppure affetti da long Covid".
La voce registrata di una persona consente di analizzare tre diversi domini: le variazioni nel tempo, le variazioni delle frequenze e le quefrenze, cioè quanto sono frequenti le frequenze.
"L'analisi consente di evidenziare certe caratteristiche rispetto alle altre, come ad esempio la frequenza fondamentale, le armoniche, il rapporto segnale/rumore fino a ben 6.370 elementi. Ebbene, quelli che ci interessano e sono oggetto di variazioni in relazione al Covid o altre patologie sono al massimo una trentina", spiega l'esperto.
L’intelligenza artificiale ricava i parametri fondamentali e le loro relazioni, e in base a questi si può stabilire con una certa attendibilità la positività o meno a Covid-19.
"Non solo. Siamo riusciti anche a rilevare gli effetti collaterali che si hanno nei guariti. Tanto più che all'ospedale di Padova a seguito di analisi ecografiche hanno identificato tre sottogruppi per i guariti: i soggetti con fibrosi e interessamento polmonare inferiore al 3%, al 20% e al 50%. Si parla di cicatrici che possono essere riassorbite in settimane, mesi o più tempo".
Ma perché la voce dovrebbe suggerire la presenza di una malattia infettiva? L’emissione dei suoni è regolata dall’intero apparato respiratorio, nel quale sono coinvolte diverse componenti muscolari.
"Nel 2009 ho iniziato a studiare il tema con dei colleghi indiani, concentrandomi sulla febbre gialla e tubercolosi. Ma poi ho proseguito con Parkinson, disfonia, disfagia e adesso Covid. Tutte patologie che si riflettono con segnali più o meno evidenti nella voce e nel peso gerarchico di quei trenta parametri chiave individuati. Ad esempio i soggetti afflitti da Parkinson non hanno evidenze nelle vie aeree ma indirettamente la parte muscolare condiziona il respiro con un pattern riconoscibile".
L’utilizzo di microfoni e sistemi di registrazione professionali ha consentito di ottenere campionamenti audio ad alta risoluzione. Sono stati così ottenuti circa trenta parametri utili per l’analisi, dopodiché i ricercatori hanno cominciato a usare un normale smartphone accorgendosi che anche il suo sistema di registrazione audio era sufficiente allo scopo.
Il soggetto legge due proverbi e una serie di vocali sostenute, tossisce e invia il file audio.
"Dai 210 casi dello studio adesso abbiamo raggiunto il quadruplo e più aumenteranno nel tempo, più il nostro sistema diventerà accurato", sottolinea Saggio. "La partita si gioca abbinando diversi algoritmi di intelligenza artificiale, mixandoli insomma. Poi il machine learning di fronte a eventuali errori corregge il tiro".
Secondo i ricercatori il sistema funziona anche con le varianti di coronavirus che di volta in volta si susseguono. "Stiamo indagando, ma possiamo già anticipare che il sistema continua a funzionare. Semplicemente il peso dei parametri è leggermente differente", ha assicurato lo specialista.

13/01/2022 14:50:00 Andrea Sperelli

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