Remote Analysis of Respiratory Sounds in Patients With COVID-19: Development of Fast Fourier Transform–Based Computer-Assisted Diagnostic Methods
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Respiratory sounds have been recognized as a possible indicator of behavior and health. Computer analysis of these sounds can indicate characteristic sound changes caused by COVID-19 and can be used for diagnostics of this illness. OBJECTIVE: The aim of the study is to develop 2 fast, remote computer-assisted diagnostic methods for specific acoustic phenomena associated with COVID-19 based on analysis of respiratory sounds. METHODS: Fast Fourier transform (FFT) was applied for computer analysis of respiratory sound recordings produced by hospital doctors near the mouths of 14 patients with COVID-19 (aged 18-80 years) and 17 healthy volunteers (aged 5-48 years). Recordings for 30 patients and 26 healthy persons (aged 11-67 years, 34, 60%, women), who agreed to be tested at home, were made by the individuals themselves using a mobile telephone; the records were passed for analysis using WhatsApp. For hospitalized patients, the illness was diagnosed using a set of medical methods; for outpatients, polymerase chain reaction (PCR) was used. The sampling rate of the recordings was from 44 to 96 kHz. Unlike usual computer-assisted diagnostic methods for illnesses based on respiratory sound analysis, we proposed to test the high-frequency part of the FFT spectrum (2000-6000 Hz). RESULTS: Comparing the FFT spectra of the respiratory sounds of patients and volunteers, we developed 2 computer-assisted methods of COVID-19 diagnostics and determined numerical healthy-ill criteria. These criteria were independent of gender and age of the tested person. CONCLUSIONS: The 2 proposed computer-assisted diagnostic methods, based on the analysis of the respiratory sound FFT spectra of patients and volunteers, allow one to automatically diagnose specific acoustic phenomena associated with COVID-19 with sufficiently high diagnostic values. These methods can be applied to develop noninvasive screening self-testing kits for COVID-19.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».