고실측정은 변화하는 기압에 대한 고막의 순응도를 검사하여 중이 기능을 측정하는 검사입니다. 청력 상실로 이어질 수 있는 중이 장애를 진단하는 데 사용되는 이 검사는 현재 $2000에서 $5000 사이의 비용이 드는 장치인 고실계를 사용하여 수행됩니다. 의 엔지니어 팀 워싱턴 대학 시애틀의 는 이제 단돈 28달러의 기성 부품을 사용하여 동일한 기능을 수행하는 스마트폰 기반 시스템을 설계했습니다.

새로운 장치는 외이도의 기압을 변화시키고 고막 이동성을 측정할 수 있는 가볍고 휴대 가능한 스마트폰 부착물로 구성됩니다. 외이도와 밀봉이 형성되면 자동으로 감지하고 안전하게 기압을 변화시키며 스마트폰에 실시간으로 고실도(고막이 어떻게 움직이는지에 대한 도표)를 생성합니다. 에 보고된 초기 임상 연구에서 커뮤니케이션 의학, 테스트 결과의 86%가 상용 고실계로 생성된 결과와 일치했습니다.

연구원들은 하드웨어 설계 및 스마트폰 앱 소프트웨어(Android 운영 체제와 함께 작동하도록 설계됨)를 무료로 만들고 청력학자와 개발자가 사용 및 조정을 위해 액세스할 수 있도록 했습니다. 그들은 이 장치가 특히 저소득 및 중간 소득 국가와 지리적으로 멀리 떨어진 의료 시설에서 고실 측정에 대한 액세스를 개선하기를 희망합니다.

시스템 설계

수석 연구원이 이끄는 저스틴 찬, 박사 학위 후보자 Paul G. Allen 컴퓨터 과학 및 공학 학교, 팀은 휴대용 및 데스크탑 고실계 시스템을 모두 만들었습니다.

핸드헬드 버전에서는 모든 전자 부품이 스마트폰 뒷면에 부착되는 3D 프린팅된 소형 인클로저에 들어갑니다. 압력 및 음향 센서가 통합된 귀 프로브는 측정 중 이동성을 제공하는 1m의 경량 기밀 실리콘 튜브를 통해 연결됩니다. 환자의 귀에 단단히 고정되는 프로브 팁은 표준 고실계 일회용 고무 이어팁과 연결되는 플라스틱 어댑터입니다.

고실 측정 검사 중에 외이도의 기압을 변경하여 고막 이동성을 평가합니다. 이를 달성하기 위해 시스템에는 5ml 주사기의 플런저를 정밀하게 움직이는 스테퍼 모터로 만든 압력 변환기가 통합되어 있습니다. 플런저를 5.3mm 이동하면 압력이 -400~200daPa로 변경됩니다.

페일 세이프 장치는 센서 오작동의 경우 측정을 중지합니다. 또한 측정하는 동안 프로브가 외이도에서 빠지면 기압이 주변 압력으로 돌아갑니다.

압력 스위프 동안 시스템은 226dB SPL(음압 레벨)에서 85Hz 오디오 톤(XNUMX개월 이상의 환자에게 권장되는 주파수)을 전송하고 스마트폰에 연결된 마이크에서 음향 반사를 기록합니다. 측정 후 온보드 무선 블루투스 라디오를 사용하여 압력 데이터가 스마트폰으로 전송됩니다. 동기화된 압력 및 오디오 데이터는 그런 다음 고실도로 변환됩니다.

스마트폰과 함께 시스템을 사용하기 전에 소음계를 사용하여 5회 소음 수준 보정을 수행합니다. 팀은 프로세스에 익숙하지 않은 두 사람이 지침을 읽은 후 XNUMX분 이내에 전체 교정 절차를 수행할 수 있었다고 말합니다.

임상 연구

고실 측정은 중이 감염, 중이의 체액, 천공된 고막 및 유스타키오관 문제를 진단하는 데 도움이 됩니다. 어린이는 이러한 중이 문제에 특히 취약할 수 있으며 이러한 이유로 설계자는 다음에서 소아 환자를 대상으로 초기 임상 테스트를 수행하기로 결정했습니다. 시애틀 아동 병원.

임상 연구를 위해 50명의 면허가 있는 청력학자가 28세에서 20세 사이의 총 XNUMX명의 소아 환자의 XNUMX개 귀에 대해 고실 측정을 수행했습니다. 처음에는 스마트폰 장치로, 그 다음에는 XNUMX개의 상용 고실계( GSI TympStar 프로 또는 GSI TympStar). 100명의 소아 청력학자가 86개의 무작위 및 익명화된 고실도를 분류했으며 환자의 연령만 제공했습니다. 두 기기 유형 간의 동의는 2명의 청력학자 모두에 걸쳐 평균 XNUMX±XNUMX%였습니다.

"팀은 현재 XNUMX개월 미만 유아를 위한 시스템의 유용성을 연구하고 있습니다."라고 수석 저자가 말했습니다. 샴 골라코타. “우리는 신생아에게 사용되는 더 높은 주파수로 도구를 테스트하고 있습니다. 우리는 또한 모든 귀 관련 상태를 처리하기 위한 스마트폰 기반 제품군을 제공하기 위해 청력 측정과 같은 다른 청력 테스트와 통합하고 있습니다.”

다양한 저자원 국가에서 연구가 계획 중이거나 진행 중입니다. Gollakota는 "현재 케냐에서 새로운 연구가 진행 중입니다. 물리 세계. “우리는 가까운 시일 내에 이에 대한 세부 사항을 발표할 것입니다. 우리는 이 모든 것에 대해 매우 흥분합니다. 특히 개발 도상국에서 저가형 스마트폰의 보급을 감안할 때 우리의 검소한 시스템은 자원이 제한된 환경에서 중이 장애에 대한 선별 도구가 될 가능성이 있습니다.”