Приложение, превращающее смартфон в точный термометр
Повышение температуры — наиболее частый симптом COVID-19 и ранний признак многих других вирусных инфекций. Для быстрой постановки диагноза и предотвращения распространения вируса проверка температуры может иметь решающее значение. Однако точные домашние термометры не получили широкого распространения.
Этому есть несколько возможных причин. Такие приборы стоят дорого, и многие люди нуждаются в них лишь несколько раз в год. В периоды резкого роста спроса — например, в начале пандемии COVID-19 — термометры могут раскупаться. Многие люди, особенно в неразвитых районах, могут оказаться без жизненно важного медицинского прибора в тот момент, когда он им особенно необходим.
Для решения этой проблемы группа американских исследователей из университета Вашингтона создала приложение FeverPhone, которое превращает смартфоны в термометры без добавления нового оборудования. Вместо этого оно использует сенсорный экран телефона и перепрофилирует существующие датчики температуры аккумулятора для сбора данных, которые с помощью модели машинного обучения используются для оценки температуры тела человека. Когда исследователи протестировали FeverPhone на 37 пациентах в отделении неотложной помощи, приложение оценило температуру тела с точностью, сравнимой с бытовыми термометрами. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies.
Приложение является первым, использующим существующие датчики и экраны телефонов для оценки наличия у людей высокой температуры. Сейчас для его широкого использования необходимо больше данных для обучения алгоритма, но для врачей потенциал такой технологии очень интересен.
В термометрах клинического класса для определения температуры тела используются миниатюрные датчики, называемые термисторами. В готовых смартфонах тоже есть термисторы, но они используются в основном для контроля температуры аккумулятора. Однако ученые поняли, что эти датчики можно использовать для отслеживания теплообмена между человеком и телефоном. Сенсорный экран телефона может ощущать контакт кожи с телефоном, а термисторы — определять температуру воздуха и повышение температуры при прикосновении телефона к телу.
Исследователи протестировали три модели телефонов. Они также добавляли дополнительные аксессуары, такие как защитный экран и чехол, и меняли силу давления на телефон. На основе данных, полученных в различных тестовых случаях, исследователи обучили модель машинного обучения, которая использовала сложные взаимодействия для оценки температуры тела. Поскольку датчики должны определять степень нагрева аккумулятора телефона, приложение отслеживает, как быстро нагревается телефон, и затем использует данные о сенсорном экране для учета того, насколько сильно он нагревается от прикосновения человека к нему. По мере добавления новых тестовых примеров исследователи смогли откалибровать модель, чтобы учесть различия в таких вещах, как аксессуары для телефона.
Исследователи выделили несколько областей, требующих дальнейшего изучения. В исследование не включались участники с высокой температурой, превышающей 38,6°C, поскольку такую температуру легко диагностировать, а потная кожа, по словам авторов, обычно сбивает с толку другие термометры, работающие в режиме контакта с кожей. Кроме того, FeverPhone был протестирован только на трех моделях телефонов. По словам разработчиков, обучение его работе на других смартфонах, а также на таких устройствах, как смарт-часы, увеличит его потенциал для применения в здравоохранении.
