دانشمندان دستگاهی ارزان قیمت و مبتنی بر گوشی هوشمند برای تشخیص مشکلات گوش طراحی کردند



Oدر یک عصر سرد اکتبر یک دهه پیش، پزشک مایکل کوهن در حالی وارد فرودگاه بین‌المللی لوگان بوستون شد که یک وسیله‌ای سنگین را به همراه داشت که مانند یک مخزن کوچک ساخته شده بود و بلافاصله توجه افسران امنیتی فرودگاه را به خود جلب کرد. این وسیله ای برای تشخیص مشکلات گوش بود، و او و یکی از همکارانش در حال جابجایی آن در سراسر جهان بودند – ابتدا در یک چشم قرمز به فرانکفورت، پس از آن خارطوم، و سپس به آدیس آبابا.

این دستگاه – که تمپانومتر نامیده می‌شود – برای بسیاری از ارائه‌دهندگان مراقبت‌های بهداشتی در سرتاسر جهان بسیار گران‌تر از آن بود که به‌تنهایی آن را بپردازند، بنابراین کوهن، متخصص گوش و حلق و بینی در ماساچوست Eye and Ear، آن را به همکارانش در اتیوپی ارسال می‌کرد.

اکنون، گروهی از مهندسان و متخصصان شنوایی در حال کار برای مقابله با این شکاف هستند. آنها در حال طراحی تمپانومترهایی هستند که به اندازه کافی ارزان و به اندازه کافی کوچک هستند تا تقریباً به هر ارائه دهنده ای که به آن نیاز دارد راه خود را پیدا کند. در یک مطالعه مقدماتی جدید که ماه گذشته در Communications Medicine منتشر شد، محققان گزارش دادند که دستگاه مبتنی بر تلفن هوشمند آنها تقریباً به اندازه تمپانومترهای تجاری موجود است که می تواند هزاران دلار هزینه داشته باشد.

تبلیغات

کوهن گفت: «این نوع محصولی است که برای محیطی با محدودیت منابع ایده‌آل است، جایی که این اطلاعات در غیر این صورت در دسترس نبودند».

تمپانومتر یکی از دستگاه‌های متعدد در مجموعه پزشکان گوش، حلق و بینی و شنوایی‌شناسان است که بر روی شنوایی تمرکز می‌کنند و با متخصصان گوش و حلق و بینی همکاری نزدیکی دارند. یک تمپانومتر پرده گوش را به ارتعاش در می آورد و سپس صدایی را که منعکس می کند اندازه گیری می کند و میزان حرکت گوش را بررسی می کند. این صدای شناسایی شده به پزشکان نشان می دهد که آیا پرده گوش به درستی کار می کند یا خیر. مایع داخل گوش، سوراخ شدن پرده گوش و رشد غیرطبیعی استخوان همگی در نمودارهای تولید شده توسط تمپانومتر نشان داده می شوند.

تبلیغات

به طور خاص اولین مورد، که اغلب نشانه عفونت است، یک مشکل بزرگ است که می تواند باعث کاهش شنوایی و کاهش شنوایی شود. عفونت گوش میانی یکی از شایع‌ترین دلایلی است که یک خانواده به یک ارائه‌دهنده مراقبت‌های اولیه مراجعه می‌کند و تخمین زده می‌شود که بیش از نیمی از کودکان نوپا هر ساله به چنین عفونتی مبتلا می‌شوند. به خصوص در دوران کودکی، هر نوع از دست دادن شنوایی یک مشکل بزرگتر است، زیرا کودکان نوپا برای درک زبان و ادامه رشد طبیعی به حس صوتی خود تکیه می کنند.

تمپانومتری چیزی است که همیشه در ویزیت های گوش و حلق و بینی و شنوایی شناسی استفاده می شود. این بخشی از مراقبت های معمول است. “و در بسیاری از موارد بسیار گران است.”

تمپانومترها گران هستند و معمولا بین 2000 تا 5000 دلار قیمت دارند. در حال حاضر تمپانومترهای قابل حملی در بازار وجود دارد که کوچکتر از مدل سنتی کوهن هستند، اما آنها نیز می توانند هزاران دلار قیمت داشته باشند. در طراحی مدل جدید، محققان به طور خاص می‌خواستند هزینه‌های استفاده از این فناوری در مراقبت‌های معمول را با حفظ دقت به‌طور چشمگیری کاهش دهند. در مطالعه‌ای با 50 کودک، ابزار مبتنی بر گوشی‌های هوشمند در 86 درصد موارد نتایجی مشابه نتایجی را ارائه کرد که توسط دستگاه‌های تجاری ارائه می‌شد.

و مهمتر از همه، محققان این کد را به صورت آنلاین منتشر کردند و به طور هدفمند حق اختراع این فناوری را ثبت نکردند، که به دیگران اجازه می دهد آزادانه بر روی کار بسازند و از آن استفاده کنند.

شیام گولاکاتا، استاد دانشگاه واشنگتن و نویسنده ارشد این مقاله می‌گوید: «این از صرفه‌جویی در مقیاس گوشی‌های هوشمند (که با پردازنده‌ها، نمایشگرها و انواع سنسورهای سخت‌افزاری عرضه می‌شود) استفاده می‌کند که در این دستگاه‌های تشخیصی پزشکی وجود ندارد. مقاله، در یک ایمیل من فکر می‌کنم این مسیر مهمی است که ما باید برای شرایط پزشکی متعدد بررسی کنیم تا دستگاه‌های پزشکی را دموکراتیک کنیم و آنها را برای تمام نقاط جهان در دسترس قرار دهیم.»

دستگاه جدید از یک بلندگو، میکروفون، موتور و سنسور فشار ارزان قیمت استفاده می کند تا مکانیسم تمپانومترهای موجود را تکرار کند، که یک کاوشگر نوک Q را وارد گوش می کند، صدایی پخش می کند و صدای بازتاب شده از پرده گوش را ضبط می کند. (این همچنین شامل اندازه گیری فشارهای مختلف در کانال گوش است که توسط یک سرنگ و سنسور فشار ممکن می شود.) به طور کلی، طراحی فشرده است. برای مقایسه، تمپانومتری که کوهن به اتیوپی برد، وزنی معادل 6 گالن آب داشت.

برای ساختن آن، محققان اختراعات را بررسی کردند و تمپانومترهایی را که در eBay خریداری کرده بودند، جدا کردند. نویسندگان این مطالعه گفتند که چالش برانگیزترین مرحله ایجاد یک مهر و موم بدون هوا بود که شامل آزمایش بسیاری از مواد و چسب های مختلف برای درست کردن آن بود. بث پریو، شنوایی شناس و استاد دانشگاه سیراکیوز که گوش میانی را مطالعه می کند و در این مطالعه شرکت نداشت، می گوید: «فکر می کردم خیلی جالب است، زیرا آنها باید بتوانند فشار هوا را در گوش تغییر دهند.

این بیماری همه گیر جدول زمانی مطالعه را مختل کرد، زیرا به طور موقت جذب بیمار را متوقف کرد. همچنین تعداد شرکت‌کنندگان بالقوه را محدود کرد، زیرا تعداد کمتری از کودکان برای درمان عفونت گوش وارد می‌شدند.

فراتر از قابل حمل بودن، یکی از نقاط قوت اصلی دستگاه جدید قیمت آن است – فقط 28 دلار در بالای گوشی هوشمند. هزینه بالای سایر تمپانومترها نگرانی مشترک سایر پزشکان است. برایان وستربرگ که تقریباً هر سال برای کارهای پزشکی به اوگاندا سفر می کند، قیمت تمپانومتر را با هزینه بالای سمعک های خاص مقایسه کرد. «کلمه حکایتی در خیابان این است که تمام سخت افزار موجود در آن را می توان با چند صد دلار خرید. وستربرگ، عصب‌شناس در مراقبت‌های بهداشتی پراویدنس در کانادا، گفت: همه اینها تحقیق و توسعه است، نام و نرم‌افزاری که واقعاً برای آن هزینه می‌کنید. او گفت، با استفاده از تمپانومتر، “مطمئن نیستم که هزینه های تحقیق و توسعه را بتوانید در آنجا انجام دهید، زیرا تمام این فناوری برای چندین دهه وجود داشته است.”

گولاکاتا گفت: «در دهه گذشته نوآوری زیادی در دستگاه های تمپانومتر وجود نداشته است. صنعت تجهیزات پزشکی هیچ رقابتی نداشته است.

این دستگاه ها عمدتاً برای گرد و غبار و خاک بیرون از کلینیک های داخل بیمارستانی مناسب نیستند. وستربرگ می‌گوید: «آن‌ها تمایل دارند که ظریف باشند، در اطراف کوبیده می‌شوند، و همچنین باید به‌طور منظم کالیبره شوند». آوردن وسایل بزرگتر به مدارس یا حمل و نقل در کلینیک سیار نیز دشوار است. به همین دلیل است که وستربرگ بینش های منبع باز تحقیق جدید را بسیار ارزشمند می داند. وستربرگ گفت: «این بسیار نوع دوستانه به نظر می رسد. “به نظر می رسد آنها فقط در این کار هستند تا دسترسی به مراقبت را بهبود بخشند، که چشم اندازی با طراوت و طراوت است.”

محققان امیدوارند که دستگاه آنها در مناطق کم منابع مورد استفاده و بهبود قرار گیرد. این یک چشم انداز جذاب برای پزشکانی است که در آن مناطق عمل می کنند.

آماریلیس ملندز، رئیس این مرکز گفت: نتایجی که آنها دارند و دسترسی آنها به کشورهای با منابع بسیار کم، واقعاً به جلوگیری از همه مشکلات ناشی از عدم تشخیص کم شنوایی یا مشکلاتی که باعث کاهش شنوایی می شود کمک می کند. بخش گوش و حلق و بینی در بیمارستان سانتو توماس در پاناما.

همچنین می تواند در مناطق دیگری که دسترسی به مراقبت های بهداشتی دشوار است مفید باشد. وستربرگ گفت: “چه در ایالات متحده یا کانادا باشید، هنوز هم گروه هایی از مردم وجود دارند که دسترسی خوبی به مراقبت ندارند.” و این فناوری، این فناوری موبایل، واقعاً به مردم این امکان را می‌دهد که آن را به خانه نزدیک‌تر کنند.»

وستربرگ شخصاً این را تجربه کرده است. او گفت: «من همین روزها ایمیلی از یک دکتر خانوادگی دریافت کردم که در هایدا گوایی، مجمع الجزایری در سواحل غربی کانادا، «راهی خارج از مرز آلاسکا» است. با بررسی تصاویری که پزشک محلی فرستاده بود، او توانست بیمار را با یک پرواز سه ساعته به پایین و تمام هزینه های سیستم مراقبت های بهداشتی مرتبط با آن نجات دهد. با این حال، همیشه این امکان وجود ندارد، زیرا حتی برای متخصصان، معاینه بصری ثابت نیست. من در تمام طول روز به گوش‌ها نگاه می‌کنم و نقاطی وجود دارد که به سختی می‌توانم بگویم: آیا مایع وجود دارد یا نه؟ گفت وستربرگ. او در این موارد به یک تمپانومتر برای تصمیم گیری بین گزینه های درمانی مختلف اما حیاتی نیاز دارد.

اما کار بیشتری در پیش است، از جمله برای مفید ساختن دستگاه ها برای نوزادانی که کانال های گوش نرم تری دارند. فرکانس معمولی که برای کودکان بزرگتر و بزرگسالان کار می کند برای آنها کار نمی کند. فرکانس بالاتر، که در مطالعه مورد آزمایش قرار نگرفت، در عوض عملکرد بهتری خواهد داشت. “من دوست دارم ببینم [this] در مطالعه دیگری انجام شد.

پزشکان و نویسندگان مطالعه به طور یکسان به نیاز به تحقیقات بیشتر، از جمله آزمایش‌هایی که شامل ارائه دهندگان مراقبت‌هایی می‌شود که به‌طور ویژه در بخش‌های مختلف جهان آموزش ندیده‌اند، اشاره می‌کنند. Titus Ibekwe، رئیس بخش گوش و حلق و بینی در دانشگاه ابوجا در نیجریه گفت: “من بسیار مایلم که این محصول را آزمایش کنم.” او گفت که اولین مطالعه “برای نتیجه گیری حکایتی کافی است، اما قطعی نیست.” گولاکاتا گفت همچنین برنامه‌هایی برای آزمایش این دستگاه در کنیا وجود دارد.

کارشناسان گفتند که برای استفاده گسترده تر از این فناوری، همچنین باید اطمینان حاصل شود که ارائه دهندگان آموزش دیده برای استفاده از آن و متخصصان برای درمان مشکلاتی که تشخیص داده می شوند، وجود دارد. ملندز با استفاده از نام اختصاری که به متخصصان گوش و حلق و بینی اشاره دارد، می گوید: «در بعضی جاها، شما منابع کافی از گوش و حلق و بینی برای دیدن بیماران ندارید. یک مطالعه در سال 2019 که او با همکاری وی انجام داد، تفاوت قابل توجهی را در تعداد متخصصان گوش و حلق و بینی در آمریکای لاتین نشان داد، با تعداد 50 نفر از این متخصصان در گواتمالا، کشوری با 17.7 میلیون نفر. ملندز گفت که تعداد کم متخصصان گوش و حلق و بینی در کشور او پاناما نیز مشکل ساز است.

کارشناسان اضافه کردند که استفاده از تمپانومترهای جدید مبتنی بر گوشی های هوشمند برای از بین بردن شکاف های دسترسی کافی نیست. دستگاه هایی مانند شنوایی سنج و الکتروانسفالوگرام برای مشخص کردن سایر مشکلات مربوط به شنوایی و انجام غربالگری شنوایی جهانی برای نوزادان ضروری هستند که سازمان بهداشت جهانی توصیه می کند. Ibekwe گفت: “اما تجهیزات وجود ندارد، بنابراین این به محدودیت تبدیل می شود.” وستربرگ گفت که شنوایی سنج ها که برای تست های شنوایی استفاده می شوند حتی گران تر هستند و 12000 دلار قیمت دارند. او گفت: “این فقط برای جایی مانند اوگاندا غیرشروع است.”

با این حال، محققان در حال حاضر می بینند که کار آنها تأثیرگذار است. جاستین چان، Ph.D، گفت: «قبلاً اگر می‌خواستید این کار را انجام دهید، تلاش برای خرید یک تمپانومتر و سفارش یک تمپانومتر بسیار سخت است. دانشجوی دانشگاه واشنگتن و اولین نویسنده این مطالعه. “اما اکنون ما چیزی داریم که کسی می تواند آن را از اینترنت دانلود کند و به طور بالقوه بسازد و مونتاژ کند. و این قابلیتی است که قبلاً انجام نشده بود.»