برنامه گوشی‌ هوشمند که می تواند آلودگی‌های گوش در کودکان را بشنود

دکتر راندال بلی، استادیار بیماری های گوش و حلق و بینی، و جراح سر و گردن در دانشکده پزشکی دانشگاه واشنگتن که در بیمارستان کودکان سیاتل فعالیت می کند، از برنامه و قیف برای بررسی گوش دخترش استفاده می کند. اعتبار: دنیس ویز / دانشگاه واشنگتن
 
طبق گفته موسسه ملی بهداشت، عفونت های گوش رایج ترین دلیلی است که والدین فرزندان خود را نزدِ یک متخصص اطفال می آورند.
 
این وضعیت زمانی اتفاق می افتد که سیال در گوش میانی در پشت پرده گوش زیاد و آلوده شده است. این افزایش همچنین در شرایط دیگری به نام otitis media (آماس گوش) همراه با ریزش رایج است. هر گونه افزایش مایع می تواند دردناک باشد و شنیدن را برای کودکان دشوار سازد، که این در هنگام یادگیری تکلم می تواند به طور خاص مضر باشد.
 
هر دو شرایط دشوار است که تشخیص داده شوند زیرا علائم مبهم دارند: گاهی اوقات کودکان گوش های خود را می کشند یا تب می کنند، و گاهی هم علائمی وجود ندارد. علاوه بر این، کودکان جوان ممکن است قادر به توصیف و تعیین موقعیت محلی که اذیت می شوند نباشند.
 
در حال حاضر محققان دانشگاه واشنگتن برنامه ای جدید برای گوشی های هوشمند ایجاد کرده اند که می تواند مایع پشت پرده گوش را به سادگی با استفاده از یک کاغذ و یک میکروفون و بلندگو گوشی هوشمند آشکار سازی کنند. این گوشی هوشمند از میان یک قیف کاغذی کوچک، یک سری از صداهای جیرجیر قابل شنیدن شفاف را به گوش می دهد و با توجه به این که جیرجیرها به گوشی بازتاب می شوند، برنامه امکان وجود مایع را با احتمال تشخیص 85٪ تعیین می کند. این همتراز است با روش های فعلی که توسط متخصصان برای تشخیص مایع در گوش میانی استفاده می شود و شامل ابزارهای تخصصی است که از آکوستیک یا هوا استفاده می کنند.
 
این تیم نتایج خود را در مجله Science Translational Medicine منتشر کرد.
 

محققان دانشگاه واشنگتن یک برنامه گوشی هوشمند جدید ایجاد کرده اند که می تواند مایع پشت پرده گوش را به سادگی با استفاده از یک تکه کاغذ و یک میکروفون و بلندگو گوشی هوشمند شناسایی کند. اعتبار: دانشگاه واشنگتن
 
"Shyam Gollakota، استاد دانشکده Paul G. Allen، UW، گفت:" طراحی یک ابزار غربالگری دقیق بر روی چیزی که مثل یک گوشی هوشمند همه جا حاضر است می تواند بازی را برای والدین و همچنین ارائه دهندگان خدمات بهداشتی در مناطق دارای منابع محدود عوض کند. " "یک مزیت کلیدی تکنولوژی ما این است که نیازی به هیچ سخت افزاری اضافه تر از یک ورق کاغذ و یک برنامه نرم افزاری که در گوشی هوشمند اجرا می شود ندارد."
 
پس از تشخیص، عفونت گوش می تواند به راحتی با مراقبت یا آنتی بیوتیک درمان شود، و مایع ماندگار می تواند توسط پزشک برای فرونشاندن علائم درد و یا کاهش شنوایی کنترل و یا تخلیه شود. غربالگری سریع در خانه می تواند به والدین کمک کند تا تصمیم بگیرند که آیا آنها باید فرزند خود را به دکتر ببرند یا خیر.
 
این برنامه با ارسال صداها به گوش و اندازه گیری این که چگونه این امواج صوتی هنگام انعکاس از پرده گوش تغییر می کنند کار می کند. سیستم تیم شامل یک گوشی هوشمند و یک قطعه کاغذ معمولی است که پزشک یا والدین می توانند به شکل یک قیف ببرند یا تا بزنند. قیف روی گوش بیرونی قرار می گیرد و امواج صوتی را به داخل و خارج از کانال گوش هدایت می کند. هنگامی که تلفن یک صدای پیوسته 150 میلی ثانیه‌ای - که به نظر می رسد مانند جیرجیر یک پرنده است - را از میان قیف پخش می کند، امواج صوتی از پرده گوش منعکس می شوند، و از میان قیف بر می گردند و توسط میکروفون گوشی هوشمند همراه با صدای اصلی دریافت می شوند. بر حسب آن که آیا مایعی در داخل وجود دارد یا نه، امواج صوتی منعکس شده با امواج صوتی جیرجیر اصلی به گونه ای متفاوت تداخل می کنند.
 
جاستین چان، یکی از دانشجویان دکترای دانشکده آلن، گفت: "این همانند ضربه زدن به یک لیوان شربت است." "بر حسب این که چقدر مایع در آن وجود دارد، صداهای مختلفی را دریافت می کنید. با استفاده از یادگیری ماشین در مورد این صداها، ما می توانیم حضور مایع را تشخیص دهیم."
 
هنگامی که هیچ مایعی پشت پرده گوش وجود ندارد، پرده گوش می لرزد و انواع مختلف امواج صوتی را می فرستد. این امواج صوتی به طور ملایم با جیرجیر اصلی تداخل ایجاد می کنند، و موجب یک فرو رفتگی پهن و کم عمق در سراسر سیگنال می شوند. اما زمانی که پشت پرده گوش مایع جمع شده است، پرده خودش نمی لرزد و تنها صوت اصلی را منعکس می کند. آنها به گونه ای قوی‌تر با جیرجیر اصلی تداخل می کنند و یک فرورفتگی باریک و عمیق در سیگنال ایجاد می کنند.
 

محققان دانشگاه واشنگتن برنامه ای جدید برای گوشی های هوشمند ایجاد کرده اند که می تواند مایع پشت پرده گوش را با استفاده از یک کاغذ و یک میکروفون و بلندگو گوشی هوشمند شناسایی کند. اعتبار: دنیس ویز / دانشگاه واشنگتن
 
برای پروردن الگوریتمی که تغییرات در سیگنال را تشخیص داده و گوشها را به عنوان دارای مایع یا عاری از مایع دسته بندی کند، تیم 53 کودک را در سن 18 تا 17 سال در بیمارستان کودکان سیاتل آزمایش کردند. یک مزیت کلیدی تکنولوژی ما این است که نیازی به هیچ سخت افزاری اضافه تر از یک ورق کاغذ و یک برنامه نرم افزاری که در گوشی هوشمند اجرا می شود ندارد. تقریبا نیمی از کودکان قرار بود تحت عمل جراحی برای قرار دادن گوش لوله، که یک جراحی رایج برای بیماران مبتلا به حوادث مزمن یا مکرر مایع گوش است، قرار گیرند. نیم دیگر قرار بود تحت جراحی های دیگر نامربوط به گوش قرار گیرند، مانند درآوردن لوزه.
دکتر Sharat Raju، یکی از اعضای جراحی گوش و حلق و بینی، در دانشکده پزشکی دانشگاه واشنگتن، گفت: "آنچه که واقعا در مورد این مطالعه منحصر به فرد است، استفاده از استاندارد طلایی برای تشخیص عفونت گوش است." "هنگامی که ما لوله های گوش را در داخل قرار می دهیم، چاکی در پرده گوش ایجاد و مایع را خارج می کنیم. این بهترین راه است برای تشخیص اینکه آیا مایع پشت پرده گوش وجود دارد یا خیر. به این ترتیب این عمل های جراحی تنظیم ایده آلی برای این مطالعه ایجاد کرد."
 
پس از آنکه والدین رضایت آگاهانه خود را اعلام کردند، این گروه، جیرجیرها و امواج صوتی ناشی از گوش بیماران را بلافاصله قبل از عمل ثبت کرد. بسیاری از کودکان با لبخند زدن یا خندیدن به جیرجیرها عکس العمل نشان می دادند.
 
در میان کودکانی که لوله های گوش را در محل خود قرار داده بودند، جراحی نشان داد که در 24 گوش در پشت پرده گوش مایع وجود داشت، در حالی که 24 گوش مایع نداشت. برای کودکانی که برای جراحی های دیگر برنامه ریزی شده بودند، دو گوش پرده های متورم داشتند که نشان مشخصه عفونت گوش است، در حالی که 48 گوش دیگر خوب بودند. الگوریتم در 85 درصد زمان ها به درستی احتمال وجود سیال را تشخیص داد، که قابل مقایسه با روش های جاری است که پزشکان متخصص برای تشخیص مایع در گوش داخلی استفاده می کنند.