טימפנומטריה היא בדיקה המודדת את תפקוד האוזן התיכונה על ידי בחינת ההתאמה של עור התוף לשינוי בלחץ האוויר. הבדיקה, המשמשת לסיוע באבחון הפרעות באוזן התיכונה שעלולות להוביל לאובדן שמיעה, מתבצעת כיום באמצעות טימפנומטר, מכשיר שעולה בין 2000 ל-5000 דולר. צוות מהנדסים ב- אוניברסיטת וושינגטון בסיאטל עיצבה כעת מערכת מבוססת סמארטפונים שמבצעת את אותה פונקציה באמצעות רכיבי מדף בעלות של 28 דולר בלבד.
המכשיר החדש כולל חיבור לסמארטפון קל ונייד שיכול לשנות את לחץ האוויר של תעלת האוזן ולמדוד את ניידות עור התוף. הוא מזהה אוטומטית מתי נוצר חותם עם תעלת האוזן, משנה בבטחה את לחץ האוויר ומייצר טימפנוגרמה (עלילה של איך עור התוף נע) בסמארטפון בזמן אמת. במחקר קליני ראשוני שדווח ב רפואת תקשורת, 86% מתוצאות הבדיקה הסכימו עם אלו שהופקו על ידי טימפנומטרים מסחריים.
החוקרים הפכו את עיצוב החומרה ואת תוכנת אפליקציית הסמארטפון שלהם (שנועדה לעבוד עם מערכת ההפעלה אנדרואיד) ללא תשלום ונגיש לאודיולוגים ומפתחים לשימוש והתאמה. הם מקווים שהמכשיר ישפר את הגישה לטימפנומטריה, במיוחד במדינות בעלות הכנסה נמוכה ובינונית ובמתקני בריאות מרוחקים גיאוגרפית.
עיצוב מערכת
בהובלת החוקר הראשי ג'סטין צ'אן, מועמד לדוקטורט ב- בית הספר למדעי המחשב והנדסה פול ג'י אלן, הצוות יצר הן מערכות כף יד והן מערכות טימפנומטר שולחניות.
בגרסת כף היד, כל הרכיבים האלקטרוניים מתאימים למארז קומפקטי מודפס בתלת מימד שמתחבר לגב הסמארטפון. בדיקת אוזניים המשלבת חיישני לחץ ואקוסטי מחוברת דרך 3 מ' של צינורות סיליקון אטומים לאוויר, המספקים ניידות במהלך המדידות. קצה הגשש, המונח היטב באוזן המטופל, הוא מתאם פלסטיק המתממשק עם קצות אוזניים חד פעמיות גומי טימפנומטר.
במהלך בדיקת טימפנומטריה, לחץ האוויר בתעלת האוזן משתנה כדי להעריך את ניידות עור התוף. כדי להשיג זאת, המערכת משלבת מתמר לחץ העשוי ממנוע צעדים המניע במדויק את הבוכנה של מזרק 5 מ"ל. הזזת הבוכנה ב-5.3 מ"מ משנה את הלחץ בין -400 ל-200 daPa.
מכשיר חסין כשל מפסיק את המדידה במקרה של תקלה בחיישן. כמו כן, אם הבדיקה מתנתקת מתעלת האוזן במהלך מדידה, לחץ האוויר חוזר ללחץ הסביבה.
במהלך סוויפ הלחץ, המערכת שולחת צליל שמע של 226 הרץ (התדר המומלץ למטופלים מעל גיל תשעה חודשים) ב-85 dB SPL (רמת לחץ קול) ומתעדת את ההשתקפויות האקוסטיות במיקרופון המחובר לסמארטפון. לאחר המדידה, נתוני הלחץ נשלחים לסמארטפון באמצעות רדיו Bluetooth אלחוטי מובנה. לאחר מכן מומרים נתוני הלחץ והשמע המסונכרנים לטימפנוגרמה.
לפני השימוש במערכת עם סמארטפון, מתבצע כיול חד פעמי של רמת הקול באמצעות מד רמת קול. הצוות מציין ששני אנשים שלא מכירים את התהליך הצליחו לבצע את כל הליך הכיול תוך פחות מ-5 דקות לאחר קריאת ההוראות.
לימודי קליניקה
טימפנומטריה מועילה לאבחון דלקות באוזן התיכונה, נוזלים באוזן התיכונה, קרום תוף מחורר ובעיות בצינור האוסטכיאן. ילדים יכולים להיות רגישים במיוחד לבעיות כאלה באוזן התיכונה, ומסיבה זו המעצבים בחרו לערוך את הבדיקות הקליניות הראשוניות שלהם עם מטופלים ילדים ב- בית החולים לילדים בסיאטל.
לצורך המחקר הקליני, שני אודיולוגים מורשים ביצעו בדיקת טימפנומטריה ב-50 אוזניים מתוך סך של 28 מטופלים ילדים בגילאי שנה עד 20 שנים, תחילה עם מכשיר הסמארטפון ולאחר מכן עם אחד משני טימפנומטרים מסחריים ( GSI TympStar Pro או GSI TympStar). חמישה אודיולוגים ילדים סיווגו את 100 הטימפנוגרמות האקראיות והאנונימיות, עם גיל החולה בלבד. ההסכמה בין שני סוגי המכשירים הייתה בממוצע 86±2% בכל חמשת האודיולוגים.
בדיקת עיניים טלרפואית מבוססת סמארטפון יכולה להציל את הראייה
"הצוות חוקר כעת את התועלת של המערכת עבור תינוקות מתחת לתשעה חודשים", אומר מחבר בכיר שייאם גולקוטה. "אנחנו בודקים את הכלי בתדרים גבוהים יותר המשמשים עם תינוקות שזה עתה נולדו. אנחנו גם משלבים את זה עם בדיקות אודיולוגיות אחרות, כמו אודיומטריה, כדי לספק חבילה מבוססת סמארטפונים לטיפול בכל המצבים הקשורים לאוזן".
מחקרים מתוכננים או יוצאים לדרך במדינות שונות עם משאבים נמוכים. "מחקר חדש מוקם כעת בקניה", אומר גולקוטה עולם הפיזיקה. "אנחנו נודיע על פרטים על זה בעתיד הקרוב. אנחנו די נרגשים מכל אלה. בהתחשב בשכיחותם של סמארטפונים תקציביים זולים, במיוחד במדינות מתפתחות, למערכת החסכנית שלנו יש פוטנציאל להיות כלי בדיקה להפרעות באוזן התיכונה בסביבות מוגבלות במשאבים."
