Tragbarer Ring misst Intensität und Häufigkeit des Kratzens – Physics World

Ein neues tragbares Ringgerät kann genau messen, wie stark sich der Träger auf der Haut kratzt. Entworfen von Akhil Padmanabha an der Carnegie Mellon University und Kollegen in den USA könnten das Gerät eines Tages dazu beitragen, die Behandlung von Millionen von Menschen mit chronischem Juckreiz zu verbessern.

Juckreiz kann durch bestimmte Erkrankungen wie Psoriasis, Lebererkrankungen und Ekzeme ausgelöst werden. Allein in den USA sind etwa 31 Millionen Menschen davon betroffen, und in vielen Fällen kann es den Schlaf, die Produktivität, die Stimmung und das allgemeine Wohlbefinden der Patienten erheblich beeinträchtigen.

Um die Auswirkungen auf einzelne Patienten abzuschätzen, bitten Dermatologen sie normalerweise, die Schwere ihres Juckreizes auf einer Skala von 1 bis 10 einzuschätzen. Die Schwere des Juckreizes ist jedoch für jede Person sehr subjektiv, sodass diese Methode nicht ideal ist.

In jüngster Zeit sind robustere Techniken auf den Markt gekommen – darunter tragbare Geräte, die messen, wann und wie lange ein Patient seine Haut kratzt. Bisher wurde die Intensität des Kratzens bei diesen Beurteilungen jedoch weitgehend außer Acht gelassen.

Intensität messen

„Eine erhöhte Kratzintensität führt zu größeren Hautschäden und hat einen stärkeren Einfluss auf die Lebensqualität der Patienten“, erklärt Teammitglied, Zackory Erickson. „Unsere Arbeit ist einer der ersten Versuche, die Intensität des Kratzens zu quantifizieren, eine notwendige Messgröße für ein umfassendes Verständnis des Juckreizes und seiner Auswirkungen auf den Einzelnen.“

Nach Angaben des Teams kann sein tragbares Ringgerät erstmals die Kratzintensität direkt messen. „Dies haben wir mithilfe einer Kombination aus zwei Sensoren erreicht: einem Kontaktmikrofon und einem Beschleunigungsmesser“, erklärt Padmanabha, der mit chronischem Juckreiz aufgrund schwerer Ekzeme lebt. „Das Kontaktmikrofon zeichnet Fingervibrationen auf, während der Beschleunigungsmesser Finger- und Armbeschleunigungen verfolgt.“

Um diese beiden Größen in ein zuverlässiges Maß für die Kratzintensität umzuwandeln, baten die Forscher eine Gruppe gesunder Freiwilliger, auf einem druckempfindlichen Tablet zu kratzen, während sie den Ring trugen.

Maschinelles Lernen

Anschließend nutzten sie die Aufzeichnungen des Tablets, um einen maschinellen Lernalgorithmus zu trainieren, um die Kratzintensität abzuschätzen – basierend auf einer Kombination aus der Beschleunigung des Rings und der gemessenen Frequenz der Vibrationen, die durch die Finger des Trägers wandern. Schließlich wandelte das System diese Intensität – gemessen in Milliwatt – in eine Zahl auf der 10-Punkte-Skala um, die Dermatologen verwenden.

Bei traditionelleren Patientenselbstbeurteilungen verwenden Dermatologen eine Veränderung von mindestens vier Punkten auf dieser Skala als Standardschwelle, um sie darauf aufmerksam zu machen, dass die von ihnen durchgeführten Behandlungen einen medizinisch signifikanten Einfluss auf den Juckreiz ihrer Patienten hatten.

Der Nanomesh-Drucksensor bewahrt den Tastsinn der Haut

„Unsere Studien haben gezeigt, dass unser Gerät auf der gleichen Intensitätsskala einen mittleren absoluten Fehler von 1.37 erreichte, was das Potenzial demonstriert, klinisch relevante Beurteilungen mit weitaus größerer Präzision durchzuführen als die Standard-Selbstberichte von Patienten“, sagt ein Teammitglied Carmel Majidi.

Die Forscher hoffen nun, dass ihr Ring mit einigen weiteren Verbesserungen von Millionen Menschen mit chronischem Juckreiz genutzt werden könnte und Echtzeitinformationen über die Intensität ihres Kratzens liefert. Mithilfe dieser Daten könnten Dermatologen dann Behandlungen anbieten, die weitaus besser auf die individuellen Bedürfnisse einzelner Patienten zugeschnitten sind.

Teammitglied Sonal Choudhary am University of Pittsburgh Medical Center erklärt: „Unsere Ergebnisse zeigen, dass tragbare Geräte als objektives Instrument zur Messung der Kratzintensität vielversprechend sind und die Bewertung neuer Medikamente in klinischen Studien und die kontinuierliche Überwachung des Juckreizes ermöglichen.“ Durch seinen Beitrag zu diesen Behandlungen könnte das Gerät letztendlich dazu beitragen, den Alltag von Millionen Menschen weltweit zu verbessern.

Das Gerät ist beschrieben in Kommunikationsmedizin.

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• Quelle: https://physicsworld.com/a/wearable-ring-measures-intensity-and-frequency-of-scratching/