在接下來的三年里，弗里德里希-亞歷山大-埃爾蘭根-紐倫堡大學 (FAU) 的研究人員希望設計一種可穿戴設備，用于監(jiān)測哮喘或支氣管炎等慢性疾病患者的呼吸。人工智能的方法將用于自動分類和評估數(shù)據(jù)。由 FAU 和魁北克麥吉爾大學（加拿大）的研究人員參與的聯(lián)合項目已從巴伐利亞州獲得 225,000 歐元的資助。

哮喘和慢性支氣管炎是全球常見的慢性呼吸道疾病。在西方工業(yè)國家，它們影響多達 百分之十的人口，對衛(wèi)生系統(tǒng)和整個經(jīng)濟產(chǎn)生巨大的連鎖反應。癥狀往往會波動并且會迅速惡化，例如如果因吸煙而加重。癥狀性發(fā)作可能危及生命，需要立即就醫(yī)。

FAU 和魁北克麥吉爾大學的研究人員希望設計一種能夠自動監(jiān)測呼吸功能并可靠識別癥狀變化的可穿戴設備�！翱纱┐髟O備基本上由傳感器、芯片和天線組成，” FAU 通信障礙人工智能教授 Andreas Kist 教授解釋說�！八�附著在患者的頸部，測量皮膚的表面運動并識別特征性癥狀，例如咳嗽、打噴嚏、氣喘、呼吸急促或音調(diào)惡化�！� 傳感器本身比指甲還小。

在 FAU 開發(fā)的 AI

雖然將在魁北克開發(fā)硬件并進行臨床測試，但由 Andreas Kist 領導的小組將主要參與使用人工智能方法處理數(shù)據(jù)。“首先，我們將音頻聲學數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為機械聲學數(shù)據(jù)，以便讓人工智能為現(xiàn)實生活中的信號做好準備，” Kist 解釋說�！拔覀儗⑹褂矛F(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫，例如那些已經(jīng)用于咳嗽的數(shù)據(jù)庫，并將使用公開的錄音創(chuàng)建我們自己的數(shù)據(jù)庫。” 使用這種廣泛的數(shù)據(jù)來優(yōu)化深度神經(jīng)網(wǎng)絡應該使設備能夠可靠地對典型的呼吸道癥狀進行分類。

可穿戴設備旨在通過無線電與移動應用程序進行通信，然后分析獲得的數(shù)據(jù)。正如 Andreas Kist 解釋的那樣，“簡單來說，可穿戴設備可以識別患者何時咳嗽。該應用程序分析了他們在過去幾個小時內(nèi)咳嗽的頻率，這是否表明患者的健康狀況正在惡化，以及患者實際上是否可能處于嚴重危險之中。在監(jiān)測過程中還將使用人工智能算法來整合來自不同來源的信息，例如有關患者年齡、疾病階段和當前藥物治療的個人數(shù)據(jù)�？纱┐髟O備的主要設計目的是充當應急系統(tǒng)，但從中期來看，持續(xù)監(jiān)測有望降低住院率、減少預約醫(yī)生的數(shù)量，從而節(jié)省醫(yī)療系統(tǒng)的成本。

超過 200,000 歐元的資金

在“人工智能健康研究”計劃的背景下，巴伐利亞州在未來三年內(nèi)為“AIrway，一種用于氣道健康監(jiān)測的人工智能可穿戴設備”項目撥款 225,000 歐元。該計劃由巴伐利亞科學與藝術部于 2021 年 8 月與研究基金基金會“Fonds de recherche du Québec”共同發(fā)起（FRQ）。AIrway 項目被選為從總共 20 名申請人中獲得資助的三個項目之一，再次強調(diào)了 FAU 的專業(yè)知識，不僅是創(chuàng)新的場所，也是醫(yī)學人工智能的核心。由 Andreas Kist 領導的教授職位已在生物醫(yī)學工程人工智能系 (AIBE) 設立。AIBE 于 2019 年底作為巴伐利亞高科技議程的一部分成立，并在醫(yī)學和工程的交叉點采取跨學科和跨學科的方法。