孩子耳朵感染你还不知道?这款智能手机APP能“听”到
2019/05/20
一款手机APP、一张普通的纸就能够检测出耳膜后面的积液。

耳部感染是人们经常会遇见的健康问题。这些感染容易导致耳朵内部积液。对儿童而言,耳膜内积液导致耳部感染的影响更大,这会影响他们的日常生活,尤其是对刚开始学习说话幼童极为有害。更令人忧心的是,耳部感染的症状很模糊,有时候患病儿童会拽耳朵或是发烧,有时候也没有症状。此外,他们年龄过小,可能无法准确描述病状,这导致医生难以诊断儿童的耳部感染。


Randall Bly博士使用应用程序和漏斗检查女儿的耳朵。图片来源:华盛顿大学

近日,华盛顿大学的科学家们研发出一款智能手机应用程序,只需要一张纸和手机的麦克风以及扬声器就可以检测耳膜后面的液体,检测率高达85%。研究人员在《Science Translational Medicine》杂志上发表了关于该应用的报告。


DOI: 10.1126/scitranslmed.aav1102

这款智能手机APP一经问世,便引起了广泛关注。共同第一作者、华盛顿大学医学院耳鼻喉科医生Sharat Raju 博士表示:“该研究的独特之处在于,我们使用黄金标准来诊断耳部感染。”

研究结果鼓励了父母在家中使用该技术来检测儿童耳朵感染的情况。据美联社报道,华盛顿大学的研究人员们申请了专利,并寻求FDA批准销售该应用程序。

如何检测耳内是否有积液

具体来说,将一张裁剪成漏斗状的纸靠近外耳,用手机连续播放150ms的声音,这个声音听起来像是小鸟的啁啾声。通过漏斗状的纸张将声音引进耳道,当声波触及耳膜时就会被反弹回来,此时手机的麦克风会收取声波。如果耳膜后面没有液体,耳膜会振动并发出各种声波。这些声波温和地干扰原始的啁啾声,产生宽泛的浅层信号。如果耳膜后面有积液,耳膜便不会振动而是反射原始声波。它们更加强烈地干扰原始声波,在狭窄的深度信号。


(插入视频)

简单来说,这款APP的工作原理是将声音发送到耳朵并测量这些声波从耳膜反弹的变化。就像是根据酒杯中不同的液体含量,获取不同的声音。通过对这些声音的机器学习, 可以检测出液体的存在。

研究人员在西雅图儿童医院测试了53名年龄在18个月至17岁之间的儿童以训练检测信号变化的算法。大约有一半的孩子被安排接受耳管放置手术,这是一种针对慢性或复发性耳液的常见手术。另一半计划进行与耳朵无关的手术,例如扁桃体切除手术。在放置耳管的孩子中,手术显示有24例耳膜后面有积液,而另外24例没有积液。


在初步研究中,该应用程序可以预测准确率达到85%。接着,研究人员在15名9至18个月大的小孩耳朵上验证了算法。这一次,该程序正确识别了所有有耳积液的孩子。同时在10个孩子中正确预测了9名没有液体的孩子。

该团队还在各种智能手机上测试了该算法,并使用不同类型的纸张来制作漏斗。无论手机或纸张类型如何,结果都是一致的。这增加了该应用程序的潜力。


该应用程序的一个关键优势就在于除了智能手机和纸张之外,不需要任何其他硬件。

未来,该应用程序或许可以被父母用作家庭诊断工具,研究人员也设想在欠发达地区的医生使用该应用程序作为筛选工具,因为该应用程序比医生对耳朵的简单视检更准确。研究人员表示:“即使在发展中国家,智能手机也越来越普遍。因此,如果这个应用程序可以为医生提供专家级的准确性,那么这可能会改变全球范围内耳部感染的管理方式。”

参考资料:

[1]First smartphone app that can hear ear infections in children

[2]Scientists Say They've Created a Smartphone App That Can Hear Ear Infections


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