?大數(shù)據(jù)文摘出品

作者：Caleb

大便可以說是人類排泄出來的一大“寶藏”了。

大便形狀?不僅能協(xié)助判斷一個(gè)人的健康情況，甚至還有可能泄露你的個(gè)人信息，這也足以看出大便在AI領(lǐng)域也扮演了相當(dāng)重要的角色。

如今，又有新的研究表示，排便聲也可以成為醫(yī)療證據(jù)，看來在研究大便的路上是越來越卷了。

隸屬于美國佐治亞理工學(xué)院的研究人員發(fā)表論文The feces thesis: Using machine learning to detect diarrhea，論文中提出了一個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)模型，該模型利用安裝在廁所的傳感器，來記錄排便的聲音，以此判斷一個(gè)人是否存在腹瀉癥狀。

論文鏈接：

https://asa.scitation.org/doi/10.1121/10.0015504

看來這項(xiàng)研究不僅有味兒，還有聲兒~

準(zhǔn)確率98%，但是算法聽了350種排便聲

我們知道，霍亂作為一種引起腹瀉的細(xì)菌性疾病，每年都能影響數(shù)百萬人，導(dǎo)致約15萬人死亡。

但是，盡管早期發(fā)現(xiàn)并向衛(wèi)生專業(yè)人員提起警告能夠有效緩解霍亂帶來的影響，但是監(jiān)測(cè)類似的腸道疾病仍然是一個(gè)比較敏感的問題。

于是，研究人員就提出了一種全新的檢測(cè)手段，排便聲。

在廁所內(nèi)安裝上傳感器，并內(nèi)置麥克風(fēng)來記錄排便的聲音，隨后機(jī)器學(xué)習(xí)就能對(duì)聲音進(jìn)行分析，用指示燈的形式來指示是否存在腹瀉。

在分析聲音的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)首先把排便的聲音轉(zhuǎn)換為一種叫做頻譜圖的圖像。根據(jù)不同的情況，聲音和頻譜圖有不同的特點(diǎn)。例如，排尿的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生一個(gè)一致的音調(diào)，而排便則有一個(gè)特定的音調(diào)，腹瀉的情況則更為隨機(jī)。

生成的頻譜圖像隨后會(huì)發(fā)送到機(jī)器學(xué)習(xí)算法，根據(jù)不同的特征進(jìn)行分類。

為了訓(xùn)練這個(gè)算法，研究人員使用了來自YouTube和聲音數(shù)據(jù)庫Soundsnap的350個(gè)與廁所有關(guān)的聲音數(shù)據(jù)，涵蓋標(biāo)準(zhǔn)的排便、腹瀉、排尿和脹氣等。

根據(jù)測(cè)試結(jié)果，當(dāng)比如說話聲之類的背景噪音被移除時(shí)，系統(tǒng)的準(zhǔn)確率能達(dá)到98%；保留背景噪音時(shí)，系統(tǒng)準(zhǔn)確率為96%。

看來，系統(tǒng)還是能比較精準(zhǔn)地依靠排便聲來區(qū)分腹瀉或非腹瀉。

論文一作Maia Gatlin表示，“希望這種占地面積小的傳感器可以安裝到霍亂仍然持續(xù)影響的地區(qū)”，“該傳感器還可以用于災(zāi)區(qū)（水污染導(dǎo)致水傳播病原體傳播），甚至可以用于護(hù)理/臨終關(guān)懷設(shè)施，以自動(dòng)監(jiān)測(cè)患者的排便情況。也許有一天，該算法可以聯(lián)合現(xiàn)有的家用智能設(shè)備，監(jiān)測(cè)自己的排便和健康”。

研究人員表示，他們希望在未來不只針對(duì)排便聲進(jìn)行研究，排尿聲也可以納入研究范圍，以期預(yù)測(cè)各類疾病的異常變化。

emmm文摘菌只想說：你不要過來啊！

大便研究也緊隨其后

試想，如果這個(gè)研究能夠和大便研究結(jié)合，那豈不是...不行這畫面有點(diǎn)太美文摘菌表示不敢看。

不過確實(shí)，很多胃腸病學(xué)家都希望通過分析病人的糞便并尋找可能是炎癥性腸病或腸易激綜合征的體征的不正常情況，了解病人的腸道健康狀況。

比如，去年5月，杜克大學(xué)就開發(fā)了一項(xiàng)新技術(shù)，可以在現(xiàn)有的廁所系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)這一過程中大部分步驟的自動(dòng)化，另外還能利用AI掃描和分類被沖過的糞便。

這就是杜克大學(xué)提出的Smart Toilet。

該系統(tǒng)被設(shè)計(jì)安裝在現(xiàn)有廁所的管道中，以此收集排泄物圖像，配套的AI算法接受了超3000張獨(dú)特大便圖像的訓(xùn)練，這些大便都已經(jīng)被胃腸病學(xué)家分類為松散、正常、便秘和是否有血液。

隨后，算法能自己分析圖像。在85%的情況下，該算法能準(zhǔn)確分類糞便，76%的情況下能準(zhǔn)確檢測(cè)血液。

該研究的首席研究員Sonia Grego表示：“我們對(duì)患者使用這項(xiàng)技術(shù)的意愿持樂觀態(tài)度，因?yàn)樗梢园惭b在廁所的管道中，除了沖水，患者不需要做任何其他事情。這對(duì)那些可能無法報(bào)告自己病情的患者尤其有用，如那些住在長(zhǎng)期護(hù)理機(jī)構(gòu)的患者?！?/p>

該研究的論文主要作者Deborah Fisher表示：“通常情況下，胃腸病學(xué)家必須依賴患者關(guān)于他們糞便的自我報(bào)告信息來幫助確定他們腸胃健康問題的原因，這可能非常不可靠?；颊咄ǔ２挥浀盟麄兊募S便是什么樣子的或他們多久排便一次，而這些都是標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)過程的一部分。Smart Toilet技術(shù)將使我們能夠收集所需的長(zhǎng)期信息從而更準(zhǔn)確、及時(shí)地診斷慢性胃腸疾病?！?/p>

沒想到有一天，大便，真的卷起來了。

相關(guān)報(bào)道：

https://www.itmedia.co.jp/news/articles/2212/22/news067.html

https://www.eurekalert.org/news-releases/972604

https://medicalxpress.com/news/2022-12-feces-thesis-machine-diarrhea.html

https://www.cnbeta.com.tw/articles/science/1132335.htm