近日，華盛頓大學(xué)的科學(xué)家們研發(fā)出一款智能手機應用程序，只需要一張紙和手機的麥克風(fēng)以及揚聲器就可以檢測耳膜后面的液體，檢測率高達85%。研究人員在《Science Translational Medicine》雜志上發(fā)表了關(guān)于該應用的報告。
這款智能手機APP一經(jīng)問(wèn)世，便引起了廣泛關(guān)注。共同第一作者、華盛頓大學(xué)醫學(xué)院耳鼻喉科醫生Sharat Raju 博士表示：“該研究的獨特之處在于，我們使用黃金標準來(lái)診斷耳部感染。”
研究結果鼓勵了父母在家中使用該技術(shù)來(lái)檢測兒童耳朵感染的情況。據美聯(lián)社報道，華盛頓大學(xué)的研究人員們申請了專(zhuān)利，并尋求FDA批準銷(xiāo)售該應用程序。
如何檢測耳內是否有積液
具體來(lái)說(shuō)，將一張裁剪成漏斗狀的紙靠近外耳，用手機連續播放150ms的聲音，這個(gè)聲音聽(tīng)起來(lái)像是小鳥(niǎo)的啁啾聲。通過(guò)漏斗狀的紙張將聲音引進(jìn)耳道，當聲波觸及耳膜時(shí)就會(huì )被反彈回來(lái)，此時(shí)手機的麥克風(fēng)會(huì )收取聲波。如果耳膜后面沒(méi)有液體，耳膜會(huì )振動(dòng)并發(fā)出各種聲波。這些聲波溫和地干擾原始的啁啾聲，產(chǎn)生寬泛的淺層信號。如果耳膜后面有積液，耳膜便不會(huì )振動(dòng)而是反射原始聲波。它們更加強烈地干擾原始聲波，在狹窄的深度信號。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，這款APP的工作原理是將聲音發(fā)送到耳朵并測量這些聲波從耳膜反彈的變化。就像是根據酒杯中不同的液體含量，獲取不同的聲音。通過(guò)對這些聲音的機器學(xué)習， 可以檢測出液體的存在。
研究人員在西雅圖兒童醫院測試了53名年齡在18個(gè)月至17歲之間的兒童以訓練檢測信號變化的算法。大約有一半的孩子被安排接受耳管放置手術(shù)，這是一種針對慢性或復發(fā)性耳液的常見(jiàn)手術(shù)。另一半計劃進(jìn)行與耳朵無(wú)關(guān)的手術(shù)，例如扁桃體切除手術(shù)。在放置耳管的孩子中，手術(shù)顯示有24例耳膜后面有積液，而另外24例沒(méi)有積液。
在初步研究中，該應用程序可以預測準確率達到85%。接著(zhù)，研究人員在15名9至18個(gè)月大的小孩耳朵上驗證了算法。這一次，該程序正確識別了所有有耳積液的孩子。同時(shí)在10個(gè)孩子中正確預測了9名沒(méi)有液體的孩子。
該團隊還在各種智能手機上測試了該算法，并使用不同類(lèi)型的紙張來(lái)制作漏斗。無(wú)論手機或紙張類(lèi)型如何，結果都是一致的。這增加了該應用程序的潛力。
該應用程序的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢就在于除了智能手機和紙張之外，不需要任何其他硬件。
未來(lái)，該應用程序或許可以被父母用作家庭診斷工具，研究人員也設想在欠發(fā)達地區的醫生使用該應用程序作為篩選工具，因為該應用程序比醫生對耳朵的簡(jiǎn)單視檢更準確。研究人員表示：“即使在發(fā)展中國家，智能手機也越來(lái)越普遍。因此，如果這個(gè)應用程序可以為醫生提供專(zhuān)家級的準確性，那么這可能會(huì )改變全球范圍內耳部感染的管理方式。”
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