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Programa InfoSalud (Argentina)

Investigadores desarrollan un sistema para identificar insuficiencia respiratoria por la voz

Publicado em 19 junho 2020

Además de la temperatura, la oxigenación en sangre y la frecuencia cardíaca, la voz puede tornarse un parámetro para ayudar a identificar más rápidamente pacientes con sospecha de Covid-19.

A través del análisis del habla, investigadores apoyados por FAPESP pretenden detectar la insuficiencia respiratoria, uno de los principales síntomas de la enfermedad. El proyecto, llamado Spira, acrónimo de Sistema de detección temprana de insuficiencia respiratoria mediante análisis de audio, se está desarrollando con el apoyo del Hospital de Clínicas de la Facultad de Medicina de la Universidad de São Paulo (HC-FM-USP).

“La idea es identificar por la voz si una persona que está hablando por teléfono o frente a la pantalla de una computadora, por ejemplo, tiene un nivel de insuficiencia respiratoria que indica la necesidad de que vaya inmediatamente a un hospital para ser evaluado por un equipo médico," dijo a la Agencia FAPESP, Marcelo Finger, profesor del Instituto de Matemáticas y Estadística (IME) de la USP y coordinador del proyecto.

Para desarrollar el sistema, los investigadores crearon un programa para recopilar grabaciones de frases como "el amor por los demás ayuda a hacer frente al coronavirus con la fuerza que necesitamos", leída por pacientes con COVID-19 ingresados en el Hospital de Clínicas.

Las muestras de voz recopiladas se compararán con las de personas sin la enfermedad para identificar diferentes patrones por programas basados en inteligencia artificial.

A través de técnicas de aprendizaje automático, como las redes neuronales, el sistema aprenderá a identificar si una persona tiene insuficiencia respiratoria por la cantidad de pausas, respiraciones y otros patrones presentes en la voz al pronunciar una oración, por ejemplo.

Cuando descubre que la persona tiene insuficiencia respiratoria, el sistema emitirá una alerta al profesional de la salud que está monitoreando al paciente de forma remota para contactarlo a él o a su acompañante para derivarlo a un hospital.

"La idea es que el sistema facilite el trabajo de detección de pacientes por parte de los equipos médicos, especialmente en la actualidad, cuando el sistema de salud está sobrecargado", dice Finger.

Para realizar una capacitación previa del sistema, los investigadores tienen la intención de utilizar una colección de voces de hablantes de portugués, de todas las regiones de Brasil, reunidas en los últimos 50 años.

El sistema pre-entrenado con esta cantidad de datos se adaptará para que con muchas menos muestras de voz pueda clasificar si una persona tiene insuficiencia respiratoria o no, explica Finger.

“Este proyecto, que utilizará el procesamiento del lenguaje natural para hacer un diagnóstico médico, está en la frontera del conocimiento. Puede ser que el grado de precisión que alcancemos en la primera fase no sea ideal. Pero también estamos aprendiendo y abriendo un camino de investigación que puede tener innumerables aplicaciones”, dice. Los investigadores que participan en el proyecto reciben nuevos registros de voz a través del sitio web del proyecto. Más de 7 mil personas ya han accedido a la plataforma, grabaron tres frases y contribuyeron a la investigación.

Percepción tardía

El sistema será especialmente útil en el diagnóstico de COVID-19 porque la enfermedad progresa muy lentamente. Por esta razón, la mayoría de los pacientes perciben el empeoramiento de la afección muy tarde y demoran en ir al hospital, dice Anna Shafferman, profesora de FM-USP y miembro del proyecto.

Las personas que progresan a cuadros más graves de la enfermedad comienzan a empeorar solo después del séptimo día de infección y entre el octavo y el undécimo día se produce un empeoramiento repentino, dijo la investigadora en un evento en línea promovido por el Diario de la USP.

“Al comienzo de la epidemia, preguntamos por qué la gente tardaban tanto en buscar un hospital. Descubrimos que esto se debe al hecho de que no notaron que estaban empeorando. Por esta razón, la orientación es no quedarse en casa esperando darse cuenta de que tiene insuficiencia respiratoria porque esta percepción es demasiado tardía”, dice.

Una de las razones de la lenta progresión de la enfermedad es el tipo de insuficiencia pulmonar, más intersticial, que mantiene los pulmones complacientes y le da al paciente la falsa impresión de que el órgano funciona bien, explica la investigadora.

“Es muy común que los pacientes con COVID-19 presentan una saturación de oxígeno entre 85 y 87, que son números muy bajos. Un sistema capaz de identificar esta condición de insuficiencia respiratoria a través de la voz facilitará enormemente el diagnóstico”, dice.

El sistema también será muy útil incluso después de que se haya superado la epidemia de COVID-19, ya que la insuficiencia respiratoria es un síntoma común de otras enfermedades, como la neumonía, señala el investigador.

"Los profesionales de la salud también podrán usar este sistema para evaluar a los pacientes en una sala de emergencias, por ejemplo", afirmó.