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Science
04/09/2020

Apps erkennen Coronavirus an Husten und Atemgeräuschen

Wissenschaftler entwickeln Smartphone-Anwendungen, die bereits frühzeitig eine COVID-19-Erkrankung feststellen können.

Beim frühen Erkennen von COVID-19-Symptomen könnten in Zukunft Smartphone-Anwendungen helfen. Nicht etwa weil sie auf Standortdaten zugreifen und Infektionsketten berücksichtigen, sondern weil die Apps die Husten- und Atemgeräusche von Personen analysieren.

An einer derartigen Anwendung arbeiten Wissenschaftler der Universität Cambridge. Das Ziel der Forscher ist, dass die Smartphone-App anhand des Klangs der Stimme, des Hustens und der Atmung erkennt, ob ein Nutzer an dem neuartigen Coronavirus erkrankt ist. 

Auffällige Geräuschmuster

Da es sich bei COVID-19 um eine Atemwegserkrankung handelt, seien die Geräusche, die erkrankte Personen von sich geben, sehr spezifisch. Durch einen Vergleich mit herkömmlichen Atem- oder Hustengeräuschen könnte demnach eine Erkrankung ausgemacht werden.

Dafür wollen die Wissenschaftler zunächst zahlreiche Sprach-, Husten- und Atemproben über das Mikrofon des Smartphones sammeln und analysieren. In einem weiteren Schritt sollen mithilfe von maschinellem Lernen und Software-Algorithmen die Symptome der Krankheit anhand der Geräusche festgestellt werden können.

Ärzte hätten nämlich festgestellt, dass COVID-19-Patienten nach einem ähnlichen Muster beim Sprechen nach Luft schnappen, einen trockenen Husten haben und ähnliche Intervalle beim Atemmuster aufweisen, erklären die Forscher der Universität Cambridge.

Mehr Datensätze notwendig

Es gebe allerdings nur sehr wenige Datensätze von Atemgeräuschen, sagt Cecilia Mascolo von Cambridge University. "Um entsprechende Algorithmen zu entwickeln, die zur Früherkennung verwendet werden können, benötigen wir so viele Geräuschproben von so vielen Teilnehmern wie möglich." Selbst wenn die Wissenschaftler nicht allzu viele Geräuschproben von positiv getesteten Personen bekommen, könnten sie Verbindungen zu anderen gesundheitlichen Beschwerden finden.

Um genügend Datensätze zu generieren, hat die Universität Cambridge eine Website gestartet, über die Geräuschproben abgegeben werden können. Dafür müssen Nutzer einen Satz mehrfach in ein Mikrofon sprechen. Außerdem müssen sie Informationen über Alter, Geschlecht und Gesundheitszustand bereitstellen.

In zwei Monaten fertig

Die Forscher erhoffen sich, dass ihre App zur Früherkennung der Krankheit beitragen kann. Auf diese Weise könnten beispielsweise die Gesundheitsbehörden entlastet werden. Geht alles nach Plan, könnten die Wissenschaftler die entsprechende App bereits in zwei Monaten anbieten.

Das Forschungsprojekt wird von Europäischen Forschungsrat mit knapp 2,5 Millionen Euro gefördert. Gestartet ist das Forschungsprojekte bereits im Oktober 2019 und bezieht sich allgemein eine Diagnose von Atemwegserkrankungen mithilfe von Geräuschproben.

Sensibler Umgang notwendig

Einen ähnlichen Ansatz verfolgten Forscher der Carnegie Mellon University in Pittsburgh. Sie hatten bereits ein solches Tool veröffentlicht. Doch nach anfänglichen Schwierigkeiten haben sie sich dazu entschlossen, die Methodik zu überdenken.

Mit derartigen Ferndiagnosen müsse man äußerst sensibel und vorsichtig umgehen, betonen die Wissenschafter. "Wenn ein solches System einer an COVID-19 erkrankten Person mitteilt, sie sei gesund, könnte es in der Folge zum Tod der Person führen", wird Rita Singh von der Carnegie Mellon University von der BBC zitiert.

Stellt das System fest, dass eine eigentlich gesunde Person am Virus erkrankt sei, würde diese Person wieder Testkapazitäten unnötig Anspruch nehmen, so die Forscherin. "Wir haben also in beiden Fällen nur sehr wenig Spielraum für Fehler."