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Il telefono può seguire vostro ansare

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Un respiro semplice può rivelare molto circa qualcuno la salute.

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Ecco perché i ricercatori stanno sviluppando i dispositivi portabili che tengono le linguette continue sui polmoni dell'indossatore. Ma mentre il dispositivo ottiene spesso l'attenzione, è gli algoritmi dietro gli aggeggi che vi dicono che cosa i dati significano.

Ora, i ricercatori hanno sviluppato un nuovo algoritmo che individua e misura ansare, fornente informazioni cruciali per aiutare medici a controllare e capire le malattie quale asma, cancro polmonare, fibrosi cistica e malattia polmonare ostruttiva cronica – o COPD.

Il nuovo metodo è non solo più accurato degli algoritmi precedenti, secondo i ricercatori, inoltre richiede meno dati e potere del computer di estrarre le informazioni che un medico deve conoscere circa un paziente che respira.

«Il nostro approccio supera qualche cosa che conosciamo là fuori nella letteratura,» ha detto Hamid Krim, un elettrotecnico a Carolina State University del nord in Raleigh, che ha sviluppato l'algoritmo con Saba Emrani, un dottorando a N.C. State. Stanno presentando il lavoro alla conferenza europea di elaborazione dei segnali 2015 in Nizza, Francia, il 3 settembre.

Sebbene l'algoritmo possa essere usato con tutti i tipi di dispositivi, i ricercatori prevedono che fa parte di un sistema che collega uno smartphone con i sensori senza fili indossati sul petto che seguono ogni respiro che un individuo prende. Anche con rumore di fondo, l'algoritmo può selezionare quando un paziente sta ansando ed identifica le caratteristiche di quegli affanni.

Mentre un respiro sano è caotico, non contenendo struttura nel suo suono, un affanno consiste di numerosi toni alle intensità differenti, varianti col passare del tempo. Per individuare ansando, l'algoritmo cerca quei modelli periodici e ripetitivi.

«Un affanno è come un fischio nei polmoni,» Krim ha detto. «Prendiamo il segnale e genere di curvatura su stesso e vede se c'è una certa struttura nel modo che le cose sono ripetentesi o tendenti col tempo i periodi ridotti.»

Misurando come una persona sta ansando, un medico può capire che cosa sta limitando il flusso d'aria e capire meglio una malattia respiratoria. Gli più alti suoni di frequenza significano generalmente che qualcosa sta ostruendo le più piccole vie aeree nei polmoni mentre le frequenze più basse suggeriscono il bloccaggio nelle più grandi vie aeree. Ansare è inoltre un indicatore in anticipo del cancro polmonare e l'algoritmo può distinguere un affanno tumore-causato da uno a causa di asma.

Ma l'applicazione più utile potrebbe essere per il controllo della gente con asma e COPD, ha detto Eric Larson, un ingegnere all'università metodista del sud a Dallas, che non è compresa con il lavoro recente. Secondo le ultime stime dell'organizzazione mondiale della sanità, 235 milione persone in tutto il mondo soffrono da asma e 64 milioni hanno COPD, che comprende vari mali che limitano la respirazione. Nel 2012, COPD ha ucciso 3 milione di persone; da ora al 2030, il WHO predice che sarà la terza causa della morte principale universalmente.

Ma perché i ricercatori ancora non hanno avuti la tecnologia per controllare continuamente la respirazione, non hanno una linea di base completamente per capire le che difficoltà respiranti significano per salute, hanno detto Larson, che ha contribuito a sviluppare un app dello smartphone chiamato SpiroSmart, che inoltre controlla la salute del polmone. Seguendo i pazienti, medici possono imparare come la gente dirige la malattia, come peggiora col passare del tempo o migliora e se determinati inneschi nell'ambiente lo esacerbano.

Il nuovo approccio è un algoritmo d'elaborazione, che può adattarsi per analizzare i segnali all'infuori del suono di ansare. Infine, Krim vuole usare il metodo per controllare tutti i tipi di indicatori di salute, dalle letture dell'elettrocardiogramma ai movimenti fisici. Accoppiato con un accelerometro, potrebbe potere da analizzare l'andatura di una persona, distinguente una passeggiata da un funzionamento. Infatti, Krim fa parte del centro per i sistemi auto-alimentati avanzati dei sensori Integrated e delle tecnologie, uno sforzo che comprende parecchie università per creare una serie dei sensori auto-alimentati per controllare il corpo e l'ambiente, dante un'immagine in tempo reale e olistica di salute.

Nel caso di asma, per esempio, un tal sistema potrebbe individuare una combinazione di ansare, determinate particelle nell'aria ed altri segni fisiologici ed avvertire una vittima di asma di un attacco imminente, hanno detto Alper Bozkurt, un ingegnere a N.C. State che sta verificando i sensori e l'algoritmo.

Sebbene il fatto che l'algoritmo funziona con i dati limitati sia un vantaggio enorme, è troppo in anticipo per dire quanto di un impatto il nuovo metodo avrà, Larson ha detto.

«Molto probabilmente questo è un avanzamento incrementale piacevole per ora.» La configurazione dell'algoritmo per lavorare con gli smartphones può essere difficile. E, i ricercatori ancora devono verificare il loro algoritmo sulle situazioni in vivo degli esseri umani in realtà.

Finalmente, sebbene, potrebbe aiutare la gente a dirigere le malattie come asma, che richiedono spesso i trattamenti che differiscono da personale.

«Potere capire come qualcosa sta funzionando per un individuo è un metodo enorme di riduzione dei costi,» Larson ha detto. «E potrebbe migliorare i risultati e possibilmente conservare le vite.»