Generatywna analiza danych

Poręczny pierścień mierzy intensywność i częstotliwość drapania – Świat Fizyki

Data:

Pierścień do drapania

Nowe, przenośne urządzenie pierścieniowe może dokładnie ocenić, jak intensywnie użytkownik drapie skórę. Zaprojektowany przez Akhil Padmanabha z Uniwersytetu Carnegie Mellon i współpracowników w USA urządzenie to może pewnego dnia pomóc w udoskonaleniu metod leczenia milionów osób cierpiących na przewlekłe swędzenie.

Swędzenie może być wywołane przez niektóre schorzenia, w tym łuszczycę, choroby wątroby i egzemę. W samych Stanach Zjednoczonych dotyka około 31 milionów ludzi i w wielu przypadkach może poważnie wpływać na sen, produktywność, nastrój i ogólne samopoczucie pacjentów.

Aby ocenić wpływ leku na poszczególnych pacjentów, dermatolodzy zwykle proszą ich o ocenę nasilenia swędzenia w skali od 1 do 10. Jednakże nasilenie swędzenia jest kwestią wysoce subiektywną dla każdej osoby, dlatego metoda ta nie jest idealna.

Ostatnio zaczęły pojawiać się bardziej niezawodne techniki, w tym urządzenia do noszenia, które mierzą, kiedy i jak długo pacjent drapie skórę. Jak dotąd jednak w ocenach tych w większości pomijano intensywność zarysowań.

Pomiar intensywności

„Większa intensywność drapania powoduje poważniejsze uszkodzenia skóry i ma bardziej wyraźny wpływ na jakość życia pacjentów” – wyjaśnia członek zespołu, Zackory’ego Ericksona. „Nasza praca jest jedną z pierwszych prób ilościowego określenia intensywności drapania, będącego wskaźnikiem niezbędnym do kompleksowego zrozumienia swędzenia i jego wpływu na poszczególne osoby”.

Według zespołu jego przenośne urządzenie pierścieniowe może po raz pierwszy bezpośrednio mierzyć intensywność drapania. „Udało nam się to osiągnąć dzięki połączeniu dwóch czujników: mikrofonu kontaktowego i akcelerometru” – wyjaśnia Padmanabha, która cierpi na przewlekłe swędzenie spowodowane ciężką egzemą. „Mikrofon kontaktowy rejestruje wibracje palców, a akcelerometr śledzi przyspieszenie palców i ramion”.

Aby przełożyć te dwie wielkości na wiarygodną miarę intensywności drapania, badacze poprosili grupę zdrowych ochotników, aby podczas noszenia pierścienia drapali tablet wrażliwy na nacisk.

Nauczanie maszynowe

Następnie wykorzystali nagrania z tabletu do wyszkolenia algorytmu uczenia maszynowego w celu oszacowania intensywności drapania – na podstawie kombinacji przyspieszenia pierścienia i zmierzonej częstotliwości wibracji przemieszczających się przez palce użytkowników. Na koniec system przeliczył tę intensywność – mierzoną w miliwatach – na liczbę w 10-punktowej skali używanej przez dermatologów.

W bardziej tradycyjnej samoocenie pacjentów dermatolodzy przyjmują zmianę o co najmniej cztery punkty na tej skali jako standardowy próg, ostrzegając ich, że zastosowane przez nich metody leczenia miały istotny z medycznego punktu widzenia wpływ na swędzenie ich pacjentów.

„Nasze badania wykazały, że nasze urządzenie osiągnęło średni błąd bezwzględny na poziomie 1.37 w tej samej skali intensywności, co pokazuje potencjał dokonywania klinicznie istotnych ocen ze znacznie większą precyzją niż w przypadku standardowej samooceny pacjenta” – mówi członek zespołu Karmel Majidi.

Naukowcy mają teraz nadzieję, że po kilku dalszych udoskonaleniach ich pierścień będzie mógł być używany przez miliony osób cierpiących na przewlekłe swędzenie, dostarczając w czasie rzeczywistym informacji o intensywności drapania. Wykorzystując te dane, dermatolodzy mogliby następnie oferować terapie, które są znacznie lepiej dostosowane do unikalnych potrzeb poszczególnych pacjentów.

Członek zespołu Sonala Choudhary’ego z Centrum Medycznego Uniwersytetu w Pittsburghu wyjaśnia: „nasze odkrycia pokazują, że urządzenia do noszenia są bardzo obiecujące jako obiektywne narzędzie pomiaru intensywności drapania, umożliwiające ocenę nowych leków w badaniach klinicznych i ciągłe monitorowanie swędzenia”. Wnosząc wkład w te metody leczenia, urządzenie może ostatecznie przyczynić się do poprawy codziennego życia milionów ludzi na całym świecie.

Urządzenie opisano w Medycyna komunikacji.

spot_img

Najnowsza inteligencja

spot_img