Диагностика ушных инфекций с помощью смартфона

Ушные инфекции являются одной из наиболее частых причин, требующих визита детей к педиатру. Это состояние возникает, когда жидкость накапливается в среднем ухе за барабанной перепонкой и инфицируется. Оно также часто встречается в другом состоянии, называемым средний отит с выпотом. Любое накопление жидкости вызывает дискомфорт, может быть болезненным и мешать детям слышать.

Оба состояния трудно диагностировать без специального оборудования, поскольку симптомы довольно размыты: иногда дети дергают за уши или у них поднимается температура, а в ряде случаев явные симптомы вовсе отсутствуют. Кроме того, маленькие дети не могут описать, где им больно.

Исследователи из Вашингтонского университета создали мобильное приложение для смартфонов, которое может обнаружить жидкость за барабанной перепонкой. Для этого потребуется лист бумаги, микрофон и динамик смартфона. Телефон делает серию мягких звуковых сигналов в ухо через небольшую бумажную воронку, и, в зависимости от способа отражения звуковых сигналов обратно на телефон, приложение определяет присутствие жидкости с вероятностью 85–90%. Подобная точность сравнима с современными методами обнаружения жидкости в среднем ухе, которые используют специалисты в медицинских учреждениях.

Телефон с запущенным приложением, позволяющим диагностировать наличие ушной инфекции

Смартфон с установленным приложением для определения жидкости за барабанной перепонкой в среднем ухе и бумажный конус. 

«Разработка точного инструмента скрининга для чего-то столь же повсеместного, как смартфон, значительно облегчит диагностику в этой области применения, в особенности в регионах с ограниченными медицинскими ресурсами, а также позволит провести быстрый осмотр ребёнка в домашних условиях и может помочь родителям решить, нужно ли вести его к врачу или нет. — говорит Пола Аллен, автор исследования, доцент школы Компьютерных наук и инженерия при Вашингтонском университете — Ключевым преимуществом нашей технологии является то, что она не требует никакого дополнительного оборудования, кроме листа бумаги и программного приложения, работающего на смартфоне».

Смартфон воспроизводит непрерывный 150-миллисекундный звук, который звучит как щебетание птицы, через приставленную воронку из обычной бумаги, звуковые волны отскакивают от барабанной перепонки, проходят через воронку обратно и улавливаются микрофоном смартфона вместе с оригинальным звуковым сигналом. В зависимости от наличия жидкости внутри отраженные звуковые волны по-разному влияют на исходные звуковые волны.

«Это как постукивание по бокалу. — говорит соавтор работы Джастин Чан, докторант в школе Пола Аллена, — В зависимости от того, сколько жидкости в нем, вы получаете разные звуки. С помощью машинного обучения происходит анализ звука, по которому мы можем обнаружить присутствие жидкости».

Когда за барабанной перепонкой нет жидкости, она вибрирует и отсылает множество звуковых волн обратно. Эти звуковые волны мягко влияют на исходный звуковой сигнал, создавая широкое, неглубокое падение общего сигнала. Но когда за барабанной перепонкой находится жидкостье, она вибрирует иначе, значительно искожая исходный звуковой сигнал и создавая узкое, глубокое падение общего сигнала.

Испытание новой технологии проводилось в детской больнице города Сиэтла среди детей в возрасте от 9 месяцев до 17 лет, направленных на операцию по установке ушной трубки — обычной процедуры для пациентов с хроническими или рецидивирующими случаями ушной жидкости. Родители детей предоставили письменное согласие на проведение эксперимента.

В возрастной группе от 18 месяцев до 17 лет точность диагностики составила 85%, в возрастной группе от 8 до 17 месяцев — более 90%.

Команда учёных проверила алгоритм на различных смартфонах и использовала различные типы бумаги для создания воронки. Результаты получались идентичными независимо от типа телефона или бумаги. Исследователи планируют коммерциализировать эту технологию в сотрудничестве с компанией Edus Health, а затем сделать приложение доступным для общественности через магазины мобильных приложений Google Play и App Store.

Источник: MedicalXpress

Министерство здравоохранения РФ
Федеральная служба по надзору в сфере здравоохранения
Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
Министерство здравоохранения УР
Анкета для оценки качества оказания услуг медицинскими организациями
Электронный портал государственных услуг