Akustisen aaltomuodon hengityselinten arviointi (AWARE)

Astma ja COPD vaikuttavat miljooniin ihmisiin Yhdysvalloissa. Krooniset alempien hengitysteiden sairaudet olivat neljänneksi yleisin kuolinsyy maassa ennen pandemiaa. Näissä ja muissa keuhkosairauksissa, kuten kystisessä fibroosissa (CF), taudin etäseuranta mutta objektiivinen voi johtaa merkittäviin parannuksiin sairauden hallinnassa, elämänlaadussa ja yleisessä ennusteessa. Nykyinen sairauksien seuranta ja hoito perustuvat kuitenkin usein subjektiiviseen oireraporttiin, ja objektiivisia keuhkojen toimintakokeita (PFT) tehdään usein vain muutaman kerran vuodessa alaerikoislähetekeskuksissa. Tämän tutkimuksen ensisijainen hypoteesi on, että älypuhelimeen perustuvat tunnistus- ja koneoppimismenetelmät (ML) voivat edistää keuhkojen telelääketiedettä mahdollistamalla kattavan keuhkosairauden arvioinnin suurella tarkkuudella, luotettavuudella ja sopeutumiskyvyllä. Tutkijat olettavat lisäksi, että AWARE voi auttaa tarkasti tunnistamaan erilaisia ​​keuhkosairauksia, arvioimaan keuhkojen toimintaa ja havaitsemaan pahenemisvaiheisiin liittyviä muutoksia. Tavoitteessa 1 tutkijat kehittävät ja parantavat älypuhelimen tunnistusmenetelmää, joka on tarkka ja luotettava apu hengitystiesairauksien diagnosoinnissa. Tutkijat rekrytoivat otoksen terveistä henkilöistä ja henkilöistä, joilla on astma, keuhkoahtaumatauti, CF ja muita hengitystiesairauksia, arvioidakseen, voiko AWARE luokitella koehenkilöt tarkasti heidän sairausryhmiinsä. Tavoitteessa 2 tutkijat parantavat ML-lähestymistapaa keuhkojen toiminnan arvioimiseksi tarkasti ja mukautuvasti, mukaan lukien perinteiset PFT-indeksit spirometriasta ja impulssioskilometriasta. Ja tavoitteessa 3 tutkijat kehittävät syväoppimistekniikoita tunnistaakseen muutokset hengitystietiloissa, jotka liittyvät sairauksien pahenemiseen, suorittamalla AWARE-toimintoa vakaan sairauden ja akuuttien pahenemisvaiheiden aikana. Näitä tavoitteita varten tutkijat värväävät joukkoon lapsi- ja aikuispotilaita, joilla on laaja joukko demografisia ja antropometrisiä ominaisuuksia, jotta heillä on riittävä edustus erilaisista hengitystiesairauksista, laaja valikoima keuhkojen toimintaa ja kyky saada mittauksia akuuttien taudin pahenemisvaiheiden aikana. . Tutkimuspöytäkirja sisältää tutkimuskyselylomakkeet, antropometrian, kehon koostumuksen ja kolme PFT-sarjaa: spirometria, oskillometria ja AWARE. Koehenkilöiden alaryhmä suorittaa lisäksi AWAREn kotona enintään kahden viikon ajan, jolloin tutkijat voivat arvioida valvottuja vs. valvomattomia sekä klinikka- ja kotona mittauksia. Vastaavasti alaryhmä koehenkilöitä suorittaa AWARE-kaksoistestauksen (eli sekä tutkimusälypuhelimilla että omalla älypuhelimellaan) arvioidakseen toistettavuutta käyttämällä erilaisia ​​laitteita ja ohjelmistoalustoja.