想要诊断气喘、囊状纤维化、肺气肿这一类慢性肺病,还有测量肺部健康情况的唯一办法,就是看医生;但在开发中国家里,许多人与医师之间相距遥远,或是无力负担看诊费用。

这些开发中国家里的肺疾病患最常使用的方法就是通过手机,只是他们用的更可能是掀盖式手机,而非最新的智能型手机。那正是华盛顿大学研究团队开发出“SpiroCall”服务的原因,病患只要对手中的行动电话吹一口气,便能检查肺部的健康情况。

无需使用智能型手机

SpiroCall 以团队开发出的“SpiroSmart”app 为基础,在智能型手机上提供相同服务。为了研发 SpiroSmart,研究团队采用一种称为“深度学习”的人工智能技术,将电话那头传来的声音,变成测量肺部功能的资料来源。

Mayank Goel 是5月12日在圣荷西召开之计算机协会(ACM)CHI 2016 大会上发表的研究报告第一作者,也是华盛顿大学博士候选人。他说:“人们不用等到必须拥有智能型手机才可拥有这项服务是我们开发 SpiroCall 的原因。”

世卫组织指出开发中国家的人们更迫切需要更佳的疾病检测服务,因为慢性肺病所造成的死亡人数占总人数的九成。

在医师的诊间里,病患深吸一口气,再快速用力地呼气,直到吐光肺中的空气为止,此时肺活量计会测量病患肺部功能的健全与否。

SpiroCall 会进行类似的测量活动,使用者只要拨打免付费电话,向手机吐一口气就行了;而 SpiroSmart 的用户则会在手机上录制一个声音档。

无论使用 SpiroCall 或 SpiroSmart,手机上的麦克风都会感应吐气时的声音和压力,接着传送资料至中央服务器,再转成测量肺部功能的结果。

这里运用深度学习技术来训练人脑里的人造神经元网络,将病患吐气的声音变成肺部功能测量结果。GPU(在本例里是 NVIDIA GeForce GTX TITAN X)是推动深度学习的重要因素,提供了投入海量资料来训练神经网络所需的速度(请见《透过 GPU 加快人工智能运算速度:崭新的运算模型Accelerating AI with GPUs: A New Computing Model》一文)。

在家测试肺部功能,对于病患来说是一项利多

开发 SpiroCall 与 SpiroSmart ,不是为了取代医师的诊疗检测,而是要让病患能在家中更轻松进行检测、更密切追踪自己的身体状况,以及更快侦查出问题。家用肺活量计虽易于取得,却不便使用,而且得花数百美元购买,保险还不给付。

研究团队希望病患能尽早使用到这项技术。过去四年,他们在美国、印度和孟加拉的四千余名病患身上测试 SpiroSmart,现在研究团队准备好向美国食品药物管理局提出申请,要是 FDA 批准这个 app,任何一个拥有智能型手机的用户便能使用 SpiroSmart。

Goel 表示下一步就是展开 SpiroCall 的临床试验活动。

Goel 说:“等到我们的技术实际用到全世界,人们便能更妥善对待自己身上的疾病。这项技术会带来无穷的影响力,对我们全体也带来莫大的鼓励。”