大约90%的儿童在达到学龄时，都会经历中耳充满液体的情况，这会使声音变闷，有时还会引发感染。诊断通常需要去专科医生处就诊，但研究人员现在开发了一款应用，它只需要一个智能手机和一个纸漏斗，就可以同样准确地检测出这种液体。
华盛顿大学保罗·G·艾伦计算机科学与工程学院的博士生贾斯汀·陈（Justin Chan）说：“考虑到问题的规模，我们真的想设计一种能够准确检测，并且能够被广大受众使用的技术。” 陈是这项测试该应用的新研究的主要作者，该研究本周发表在《科学转化医学》杂志上。
液体通常会自行清除，但如果不能清除，则可能导致一种称为急性中耳炎的疼痛性耳部感染。在某些情况下，液体可能会持续一年以上，在此期间会导致听力损失。如果这种情况发生在儿童学习说话时，可能会减缓他们语言和社交技能的发展。
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华盛顿大学医学院耳鼻喉科-头颈外科助理教授兰德尔·布莱（Randall Bly）博士在西雅图儿童医院执业，他使用该应用程序和漏斗检查他女儿的耳朵。图片来源：丹尼斯·怀斯华盛顿大学
医生通常通过观察耳朵进行视觉评估来检测问题。然而，陈说这种方法的准确率只有50%。 “现在，如果你带你的孩子去看儿科医生，或者任何急诊家庭医生，他们判断中耳是否有积液的方式是看鼓膜，”合著者、华盛顿大学头颈外科住院医师沙拉特·拉朱（Sharat Raju）说。“这真的是一项非常困难的视觉评估——一些研究表明，检测的准确率相当低。了解是否有积液的最佳方法实际上是对鼓膜的活动性进行评估。” 更准确的诊断需要专科医生进行检查。
为了提供更便宜和更易于获得的替代方案，华盛顿大学的研究人员转向了智能手机。首先，用户按照模板将一张纸剪裁并粘贴成一个漏斗，可以将其放在智能手机和患者的耳朵之间。接下来，该应用程序通过手机的扬声器播放啁啾声；声波从鼓膜反射回来并撞击手机的麦克风，在那里它们被记录下来并由应用程序进行分析。鼓膜后有积液的鼓膜的振动方式与中耳充满空气（正常情况）时的振动方式不同。
为了开发这款应用程序，研究人员首先为耳朵有和没有积液的患者播放了啁啾声。他们记录了回声，这表明鼓膜的活动性。然后，他们使用机器学习模型对返回的声波进行分类，确定哪些音频特征表明耳朵正常，哪些表明存在积液。一旦他们训练了该应用程序，他们就在西雅图儿童医院对 98 名年龄在 18 个月至 17 岁之间的儿童进行了测试。该应用程序在 85% 的情况下正确检测到积液，并在 82% 的情况下正确识别出无积液的耳朵。“这与我们在临床上可用的最佳诊断技术相当，”拉朱说。家长在 25 名受试者身上尝试了该应用程序，其测试效果与医生一样有效。
研究人员目前正在努力获得该应用程序的 FDA 批准，并成立了一家公司将其商业化；他们希望在年底前将其投入使用，以帮助家长在家中跟踪孩子的耳部健康。例如，它可以证实孩子的发烧和拉扯耳朵是由耳部感染引起的，而不是其他疾病引起的。对于中耳长时间顽固充满液体的患者来说，它可能会更有帮助。如果一个孩子这个问题持续超过三个月，医生通常建议进行手术，在鼓膜中植入一根小引流管。
哈佛医学院学术事务副主席、耳鼻喉科外科医生詹妮弗·申（Jennifer Shin）说：“通常，现在发生的情况是，人们会来并随着时间的推移监测耳朵积液的消退情况。”她没有参与这项新研究。但如果新应用程序有效，家长可能会避免多次看医生。“即使患有复发性急性中耳炎，但仍能清除积液的儿童可能不一定需要接受手术，”申指出。“通过智能手机获得更多信息——家庭可以使用这些信息来帮助考虑决策，并为临床医生提供更多信息——从长远来看确实有帮助。”
除了家庭使用外，陈还表示，该应用程序可以帮助那些缺乏资源进行传统耳部检查的医生。“智能手机无处不在，”他说。“如果发展中国家的医生可以使用智能手机，他们基本上就可以获得专家级的准确度。”