Bärbar ring mäter intensitet och frekvens av repor – Physics World

Bärbar ring mäter intensitet och frekvens av repor – Physics World

Tidsstämpel: 12 oktober 2023 4:16

Skrapring
Hur det fungerar: Akhil Padmanabha och kollegor har uppfunnit en bärbar enhet som objektivt kan mäta intensiteten av repor. (Med tillstånd: Carnegie Mellon University)

En ny bärbar ringanordning kan exakt mäta hur intensivt bäraren kliar sig på huden. Designad av Akhil Padmanabha vid Carnegie Mellon University och kollegor i USA, kan enheten en dag hjälpa till att förbättra behandlingar för miljontals människor som lever med kronisk klåda.

Klåda kan utlösas av vissa medicinska tillstånd, inklusive psoriasis, leversjukdom och eksem. Det påverkar cirka 31 miljoner människor bara i USA och i många fall kan det allvarligt påverka patienters sömn, produktivitet, humör och övergripande välbefinnande.

För att bedöma dess inverkan på enskilda patienter, ber hudläkare dem vanligtvis att bedöma svårighetsgraden av deras klåda på en skala från 1 till 10. Men klådans svårighetsgrad är mycket subjektiv för varje person så denna metod är inte idealisk.

Nyligen har mer robusta tekniker börjat dyka upp – inklusive bärbara enheter som mäter när och hur länge en patient kliar sig på huden. Hittills har dock intensiteten i repningen mest ignorerats i dessa bedömningar.

Mätintensitet

"Ökad repningsintensitet resulterar i mer betydande hudskador och har en mer uttalad inverkan på patienternas livskvalitet", förklarar teammedlem, Zackory Erickson. "Vårt arbete är ett av de första försöken att kvantifiera repningsintensitet, ett nödvändigt mått för att heltäckande förstå klåda och dess inverkan på individer."

Enligt teamet kan dess bärbara ringanordning för första gången mäta repningsintensiteten direkt. "Vi åstadkom detta med en kombination av två sensorer: en kontaktmikrofon och en accelerometer", förklarar Padmanabha, som lever med kronisk klåda orsakad av svåra eksem. "Kontaktmikrofonen registrerar fingervibrationer, medan accelerometern spårar finger- och armaccelerationer."

För att översätta dessa två kvantiteter till ett tillförlitligt mått på repningsintensitet, bad forskarna en grupp friska frivilliga att repa på en tryckkänslig tablett medan de bar ringen.

Maskininlärning

De använde sedan surfplattans inspelningar för att träna en maskininlärningsalgoritm för att uppskatta repningsintensiteten – baserat på en kombination av ringens acceleration och den uppmätta frekvensen av vibrationer som går genom bärarens fingrar. Slutligen omvandlade systemet denna intensitet – mätt i milliwatt – till ett tal på den 10-gradiga skalan som hudläkare använder.

I mer traditionella självutvärderingar av patienter använder hudläkare en förändring på minst fyra punkter på denna skala som standardtröskel, vilket gör dem uppmärksamma på att de behandlingar de har utfärdat har haft en medicinskt signifikant inverkan på deras patienters klåda.

"Våra studier visade att vår enhet uppnådde ett genomsnittligt absolut fel på 1.37 på samma intensitetsskala, vilket visar potentialen att göra kliniskt relevanta bedömningar med mycket större precision än standardpatients självrapportering", säger teammedlemmen Carmel Majidi.

Forskarna hoppas nu att med några ytterligare förbättringar kan deras ring användas av miljontals människor som lever med kronisk klåda, vilket ger realtidsinformation om intensiteten av deras repor. Med hjälp av dessa data kan hudläkare sedan erbjuda behandlingar som är mycket bättre anpassade till individuella patienters unika behov.

Teammedlem Sonal Choudhary vid University of Pittsburgh Medical Center förklarar, "våra resultat visar att bärbara enheter visar ett starkt löfte som ett objektivt verktyg för att mäta repningsintensitet, vilket möjliggör bedömning av nya läkemedel i kliniska prövningar och kontinuerlig övervakning av klåda." Genom att bidra till dessa behandlingar kan enheten i slutändan bidra till att förbättra vardagen för miljontals människor globalt.

Enheten beskrivs i Kommunikationsmedicin.

Tidsstämpel:

Mer från Fysikvärlden