Πέμπτη 5 Μαΐου 2016

ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΑ ΝΕΑ

Eξ' αποστάσεως έλεγχος των πνευμόνων με κινητό τηλέφωνο!

Ελεγχος των πνευμόνων με κινητό τηλέφωνο

Με ένα μόνον τηλεφώνημα και δυο ειδικές εφαρμογές λογισμικού η τεχνολογία προσφέρει την δυνατότητα σε όσους υποφέρουν από χρόνιο πνευμονικό πρόβλημα να κάνουν εξ αποστάσεως άμεσο έλεγχο λειτουργίας των πνευμόνων τους.
Οι εφαρμογές αναπτύχθηκαν από επιστήμονες του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον και όπως ήδη έχει αποδειχτεί συνεισφέρουν ουσιαστικά σε όσους υποφέρουν από χρόνιο πρόβλημα και στερούνται της δυνατότητας για άμεση πρόσβαση σε νοσοκομεία και γιατρούς για τακτικούς ελέγχους.
Όμως το πλέον σημαντικό δεν είναι τόσο το τεχνολογικό πλαίσιο και η εύκολη και αποτελεσματική χρήση των εφαρμογών όσο το γεγονός ότι απευθύνονται στους πάντες. Ουσιαστικά καλύπτεται όλο το φάσμα, από όσους έχουν καλό εισόδημα και έξυπνο κινητό έως τους φτωχούς ανθρώπους του αναπτυσσόμενου Κόσμου που είναι αμφίβολο αν έχουν ενα παλαιό κινητό ή ακόμη και πρόσβαση σε ενα σταθερό τηλέφωνο.
Σχολιάζοντας το γενικό πλαίσιο λειτουργίας των εφαρμογών ο Shwetak Patel καθηγητής Επιστήμης Υπολογιστών & Μηχανικών και Ηλεκτρολόγων Μηχανικών στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον αναφέρει ότι πρόθεση της ομάδας ήταν να μετρηθεί η λειτουργία των πνευμόνων μέσω οποιουδήποτε τύπου τηλεφώνου ανεξαρτήτως της περιοχής και της τεχνολογικής υποδομής από όπου γίνεται η κλήση.

Εφαρμογή για έξυπνα κινητά

Χρήση κινητού τηλεφώνου για τον έλεγχο λειτουργίας των πνευμόνων
Η έρευνα ξεκίνησε με δεδομένο τις υψηλές προδιαγραφές της τεχνολογίας. Τέσσερα χρόνια πριν ερευνητές από το ίδιο πανεπιστήμιο είχαν αναπτύξει την εφαρμογή SpiroSmart για τον έλεγχο λειτουργίας των πνεευμόνων αποκλειστικά μέσω έξυπνου κινητού τηλεφώνου. Η διαδικασία ήταν απλή. Ο ασθενής έπρεπε να πάρει μια βαθιά ανάσα και ύστερα να εκπνεύσει όσο βαθύτερα και ταχύτερα γινόταν με κατεύθυνση το μικρόφωνο του τηλεφώνου.
Το μικρόφωνο μετατρέπει την πίεση του αέρα στην επιφάνεια του σε ενα αντίστοιχο ηλεκτρικό σήμα τα κυκλώματα σε ψηφιακή πληροφορία που εκπέμπεται μέσω των καναλιών της κινητής τηλεφωνίας. Επειδή χρησιμοποιείται ψηφιακή τεχνολογία πρακτικά δεν υπάρχει πιθανότητα το μοτίβο από την εκποή του αέρα να παραμορφωθεί γι αυτό και μεταδίδεται αναλοίωτο  
Η τηλεφωνική σύνδεση οδηγεί το σήμα σε κεντρικό υπολογιστή όπου γίνεται η μετατροπή του σε στοιχεία κατανοητά από γιατρό και ασθενείς. Επειδή πρόκειται για περίπλοκη διαδικασία χρησιμοποιούνται ειδικοί αλγόριθμοι που «εκπαιδεύονται» για την συγκεκριμένη εφαρμογή.

Έλεγχος πνευμόνων για τον αναπτυσσόμενο Κόσμο

Στο χρονικό διάστημα που μεσολάβησε από τότε έως σήμερα η ομάδα των ερευνητών συνέλεξε στοιχεία από τουλάχιστον 4.000 ασθενείς τους οποίους επισκέφθηκαν σε κλινικές στις ΗΠΑ, στην Ινδία και το Μπαγκλαντές. Σε χώρες δηλαδή που χαρακτηρίζονται απο χαοτικά μεγάλες διαφορές στις τεχνολογικές υποδομές τους.
Σε κάθε περίπτωση γινόταν διπλή μέτρηση τόσο με την εφαρμογή SpiroSmart όσο και με το κλασικό σπιρόμετρο. Ο συνδυασμός των δεδομένων από τις δυο διαφορετικές πηγές συνέβαλε στην βελτίωση του επιπέδου εκπαίδευσης των ειδικών για την περίπτωση αλγορίθμων.
Ενα από τα στοιχεία που βάρυναν υπέρ της ανάπτυξης μιας άλλης εφαμρογής είναι το γεγονός ότι άνθρωποι στον αναπτυσσόμενο Κόσμο υποφέρουν από άσθμα, κυστική ίνωση ή άλλες χρόνιες παθήσεις των πνευμόνων και δεν διαθέτουν τρόπο πρόσβασης εκτός της αναγκαστικής επίσκεψης σε νοσοκομείο, κάτι που δεν είναι πάντα εφικτό.
Κατά την διάρκεια των εξετάσεων ασθενών στην Ινδία και το Μπαγκλαντές διαπιστώθηκε ότι σημαντικός αριθμός δεν έχει έξυπνα κινητά και γρήγορο ίντερνετ. Μοναδική τους επαφή με τον κόσμο, ειδικά για ενα τόσο σοβαρό ζήτημα, μπορεί να είναι ένα σταθερό τηλέφωνο, ίσως ακόμη και το κοινοτικό της περιοχής τους με κακής ποιότητας σύνδεση. Επομένως ήταν αδύνατον να χρησιμοποιήσουν την εφαρμογή SpiroSmart. 
Η προφανής ανάγκη να παρασχεθεί ένας τρόπος ασφαλούς ελέγχου και σε αυτής της κατηγορίας ασθενείς οδήγησε τους ερευνητές του πανεπιστημίου από τον τομέα της επιστήμης των υπολογιστών και των ηλεκτρολόγων μηχανικών να αναπτύξουν την εφαμρογή με την ονομασία SpiroCall.
Από την φύση της η εφαρμογή SpiroCall λειτουργεί σε ένα πεδίο με σοβαρές τεχνολογικές αδυναμίες όπως κακής ποιότητας μικρόφωνο και μέτρια τηλεφωνική σύνδεση. Σε αντίθεση με την ψηφιακή τεχνολογία στα έξυπνα κινητά τηλέφωνα που παράγει πιστά αντίγραφα της εκπνοής τα παλαιάς τεχνολογίας συμβατικά μικρόφωνα προκαλούν παραμόρφωση. Η οποία επιτείνεται όταν η σύνδεση είναι κακής ποιότητας και λόγω αναλογικής τεχνολογίας.
Το πρόβλημα ήταν σοβαρό και έπρεπε να βρεθεί τρόπος ώστε να «αγνοηθεί» η παραμόρφωση στο ηλεκτρικό σήμα που προέρχεται από την εκπνοή, να απομονωθεί και να αξιοποιηθεί μόνον η πληροφορία. Γι' αυτό και αναπτύχθηκε συνδυασμός από κατάλληλους αλγόριθμους που «αντιπαρέρχονται» την χαμηλή ποιότητα της τηλεφωνικής σύνδεσης εξετάζοντας μόνον το σήμα απο την εκπνοή.
Για ολοκληρωθεί η συγκεκριμένη τεχνολογία ερευνητές κατασκεύασαν σε εκτυπωτή τρισδιάστατης λειτουργίας ένα είδος «σφυρίχτρας» που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με την εφαρμογή SpiroCall και αλλάζει τον τόνο του ήχου αναλογα με τον ήχο κατά την εκπνοή.
Κατά τη διάρκεια δοκιμών διαπιστώθηκε ότι μπορεί να εξυπηρετεί πολύ άρρωστα άτομα καθώς και αυτά των οποίων οι φωνητικές χορδές δεν έχουν επαρκή δυνατότητα παραγωγής ήχων.
Αυτό που τελικώς προκύπτει είναι ότι ο στόχος της πολυετούς εργασίας είναι ανθρωποκεντρικός. Επιτυχία που οφείλεται στο γεγονός ότι η συγκεκριμένες εφαρμογές αλλά και γενικότερα η φιλοσοφία τους αγνοούν την περιπλοκότητα των συστημάτων αλλά και τις τεχνολογικές αδυναμίες προτάσσοντας την ανάγκη να μεταφερθεί αναλλοίωτος ο ήχος από τα πνευμόνια των ασθενών στους υπολογιστές.

 (EFSYN)

Δεν υπάρχουν σχόλια: