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Medizin

Mittelohrentzündung: Diagnose mit Smartphone und Papiertrichter

Donnerstag, 16. Mai 2019

/Dennis Wise, University of Washington

Seattle – US-Forscher haben eine App entwickelt, die es Ärzten, aber auch Eltern ermöglichen könnte, mit einem Smartphone und einem Stück Papier Flüssigkeits­ansammlungen im Mittelohr zu diagnostizieren. Erste Anwendungsbeobachtungen wurden in Science Translational Medicine (2019; 11: eaav1102) vorgestellt.

Bei einer Mittelohrentzündung kommt es zu einer Flüssigkeitsansammlung in der Paukenhöhle, die gegen das Trommelfell drückt. Die Dehnung der Membran verändert die akustischen Eigenschaften. Wenn eine Schallwelle auf das Trommelfell trifft, kommt es zu Vibrationen, die ein Echo erzeugen. Bei einem entspannten Trommelfell entstehen akustische Wellen in einer breiten Frequenz. Bei einem angespannten Trommelfell kommt es zu einen Abfall („dip“) im höhere Frequenzbereich. Justin Chan von der Paul G. Allen School of Computer Science & Engineering in Seattle vergleicht dies mit dem Klang nach dem Anschlagen eines leeren und vollen Weinglases.

Die Echos des Trommelfells sind das Prinzip der akustischen Reflektometrie, die zur Diagnose von Paukenhöhlenergüssen genutzt werden kann. Die Untersuchung kann auch mit einem Smartphone durchgeführt werden, das über einen Lautsprecher und ein leistungsfähiges Mikrofon verfügt. Bei vielen Smartphones befinden sich beide an der unteren Kante des Geräts. Mit einem kleinen Trichter, der aus einem Stück Papier geformt wird, lassen sich die Signale in den äußeren Gehörgang leiten und die Echos auffangen.

Die App, die Chan und Mitarbeiter entwickelt haben, sendet 150 Millisekunden lange akustische Signale aus, die dem Zwitschern von Vögeln ähneln und auf die die Kinder, an denen die Geräte erprobt wurden, laut Chan meist mit einem Lächeln reagierten. Die aufgefangenen Echos werden von einer Software ausgewertet.

/youtube, Justin Chan

Die Software beruht auf dem Prinzip des maschinellen Lernens. Dies bedeutet, dass sie zunächst in einer Trainingsphase an 53 Patienten mit bekannten Befunden trainiert werden musste. Im Anschluss wurde sie an 98 Kindern getestet, die am Seattle Children's Hospital behandelt wurden. Bei der Hälfte der Kinder war wegen einer bekannten Mittelohr­entzündung die Platzierung eines Paukenröhrchens vorgesehen. Die übrigen Kinder waren wegen anderer Erkrankungen in Behandlung.

Ein Kinderarzt erreichte mit 2 Smartphones und der App eine Sensitivität von 84,6 % und eine Spezifität von 81,9 %. Auf der ROC-Kurve („Receiver-Operating-Characteristics“) wurde ein AUC-Wert („area under the curve“) von 0,898 erreicht. Das kommt dem Maximalwert von 1 (sichere Diagnose) recht nahe (ein AUC-Wert von 0,5 wäre dagegen ein reines Zufallsergebnis).

Die App war sogar der konventionellen akustischen Reflektometrie überlegen (Sensitivität 76,9 %, Spezifität 77,8 %, AUC 0,776). Chan führt dies auf die künstliche Intelligenz der Software zurück, die offenbar der subjektiven Analyse der Frequenzkurven überlegen ist.

Weitere Tests ergaben, dass die App bei einer Wiederholung in der Regel dasselbe Ergebnis liefert (Retest-Reliabilität) und dass die Untersuchung auch bei Kleinkindern unter 18 Monaten gute Ergebnisse liefert.

Zum Abschluss wurden Eltern gebeten, die App bei ihren erkrankten Kindern anzuwenden. Die von den Eltern mit dem Smartphone erzeugten Frequenzkurven glichen denen der Ärzte. Die Faltung des Trichters und die Anwendung des Smartphones stellte keine hohen Anforderungen an die Geschicklichkeit. Alle sechs Kinder, die einen Paukenerguss hatten, wurden von Eltern und Pädiatern mit der App erkannt, bei den 19 Kindern ohne Paukenerguss waren sich Eltern und Pädiater in 18 Fällen einig.

Mit der App könnten nach Ansicht von Chan Eltern eine Verdachtsdiagnose stellen, die dann vom Kinderarzt bestätigt würde. Dieser müsste zur Diagnose im jeden Fall eine Otoskopie durchführen, da die Therapie auch vom Aussehen des Ergusses (purulent, serös oder mukös) abhängt. © rme/aerzteblatt.de

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Kommentare

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Avatar #766914
wbetow@web.de
am Montag, 20. Mai 2019, 15:42

Mittelohrentzündung und Paukenerguß sind 2 grundverscheidene Krankheiten,

Der Paukenerguß kommt häufig nach der Mittelohrentzündung vor, kommt auch häufig ohne Mittelohrentzündung vor, dan braucht kein Antibiotikum gegeben zu werden. Die Behandlung des Paukenergusses durch Schlitzung des Trommelfells oder Paukenröhrchen wurde häufig in den 80ern und 90er JAhre eingesetzt, hat sich aber langfristig als wirkungslos, ja auch Komplikationsfördernd und die Schwerhörigkeit begünstigend (Tympanoskerose) herausgestellt, außerdem wird damit nicht die Ursache beseitigt. Besser wirken die altbewährte Politzerisierung (Lufteinblasen in die Nase, während das Kind Kuckuk sagt) oder das Otovent System (Ballonaufblasen mit der Nase), was Kindern auch spaß macht.
Avatar #539999
klausenwächter
am Donnerstag, 16. Mai 2019, 21:16

Durchbruch füe die Telemedizin

Anstelle der Verschreibung von Antibiotika kann der Verlauf von Ohrenschmerzen überwacht werden.
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