Una herramienta desarrollada por Duke aborda la pérdida auditiva prevenible en niños

La Organización Mundial de la Salud (OMS) estima que alrededor del 60% de la pérdida auditiva infantil podría evitarse mediante medidas de prevención. La pérdida auditiva infantil prevenible también afecta de manera desproporcionada a las poblaciones desatendidas y tiene consecuencias de por vida para el desarrollo del lenguaje, el rendimiento escolar y las futuras oportunidades de empleo.

Samantha Robler, AuD, Ph.D., de Norton Sound Health Corporation y Susan D. Emmett, MD, MPH, Profesora Asociada de Cirugía de Cabeza y Cuello y Audiología y Profesora Asociada de Salud Global en la Universidad de Duke, han estado investigando la pérdida auditiva infantil en áreas remotas y rurales de Alaska. Su trabajo identificó una brecha en las herramientas de detección que se pueden usar para identificar a los niños con pérdida auditiva.

Los timpanómetros actuales, que se utilizan para identificar enfermedades del oído medio, como infecciones del oído, están disponibles pero son caros y requieren audiólogos capacitados, como Robler, para usar e interpretar los resultados. Incluir una herramienta que pueda identificar la enfermedad del oído medio es importante para los programas de detección en poblaciones desatendidas, donde a menudo hay una alta prevalencia de pérdida auditiva relacionada con infecciones. Sin embargo, los programas de detección actuales no suelen incluir esta herramienta debido al costo y la necesidad de que un audiólogo realice la prueba.

Robler y Emmett vieron la necesidad de un timpanómetro asequible y accesible que pudiera ser utilizado en las escuelas y por los trabajadores de la salud y los médicos de la comunidad, en particular los que se encuentran en lugares remotos, para evaluar la pérdida auditiva de los niños. «La timpanometría es una herramienta esencial para evaluar la pérdida auditiva relacionada con infecciones, pero simplemente no existe un timpanómetro móvil y fácil de usar para respaldar los programas de detección masiva», dijo Robler.

Robler y Emmett se acercaron a Mark Palmeri, MD, Ph.D., profesor de Práctica en el Departamento de Ingeniería Biomédica de la Escuela de Ingeniería Pratt de Duke y Director del programa BME Design Fellows, sobre el potencial para desarrollar una solución innovadora para hacer timpanometría accesible, asequible y fácil de usar. Se formó una nueva colaboración que reunió a médicos, ingenieros, científicos de datos y Norton Sound Health Corporation, con sede en Alaska, para crear una solución.

El equipo solicitó financiación de Duke MEDx (Medicina + Ingeniería) y recibió una subvención en 2020 para poner en marcha el proyecto.

«MEDx ha ayudado a encontrar un hogar para este proyecto a través de la financiación inicial. El proyecto realmente ha sido un trabajo de amor y gracias al apoyo de MEDx, pudimos ponerlo en marcha», dijo Palmeri.

Palmeri y su equipo, incluidos los estudiantes de posgrado de Duke y los becarios de diseño de BME de pregrado, han desarrollado un novedoso timpanómetro de salud móvil (mHealth) con una interfaz de aprendizaje automático. El equipo cree que su timpanómetro mHealth tendrá una amplia aplicabilidad y tiene el potencial de mejorar los diagnósticos en entornos de salud comunitarios, donde el acceso a un especialista puede ser limitado. Los maestros, las enfermeras escolares y los proveedores de atención médica de primera línea podrían usar el timpanómetro mHealth para la detección en la escuela y la comunidad para identificar a los niños que necesitan atención del oído y la audición.

El aprendizaje automático es una parte integral de esta plataforma que permite a una persona común adquirir los datos y luego hacer que el dispositivo interprete los datos para guiar las decisiones clínicas. La financiación del Duke Global Health Institute permitió el desarrollo y la evaluación de la utilidad del aprendizaje automático para automatizar un timpanómetro mHealth. Felix Jin y Ouwen Huang, estudiantes del Programa de formación de científicos médicos que están cursando un doctorado en Pratt, se hicieron cargo de esta parte del proyecto con la orientación de Palmeri y su equipo.

El equipo de ingeniería de Palmeri ha desarrollado un prototipo de hardware que se puede utilizar con un teléfono inteligente. Los equipos de estudiantes de ingeniería de Duke demostraron la «prueba de concepto» del prototipo, demostrando que cumple con los requisitos de bajo costo, facilidad de uso, que es cómodo cuando se coloca en el oído de un niño y funciona lo suficientemente rápido como para ser una herramienta de detección eficaz. .

«Este proyecto nos ha brindado a mí y a mis compañeros la oportunidad de utilizar nuestras habilidades individuales y ver cómo se une el proyecto», dijo Alexander Chen, estudiante universitario de ingeniería biomédica de Duke. «Encontré específicamente una pasión por el diseño electrónico asistido por computadora después de trabajar con el Dr. Palmeri y otros estudiantes para encontrar componentes funcionales en el proyecto para probar y mejorar los diseños. El proyecto es para una causa mayor que nos brinda experiencia práctica en el apoyo innovación que cambia la vida».

Actualmente, el equipo multidisciplinario está trabajando en los subsistemas del dispositivo para ajustar las especificaciones y encontrar formas creativas de reducir los costos. Para fines de 2022, el equipo espera tener el dispositivo listo para entregarlo a voluntarios para realizar pruebas beta. Su objetivo es comenzar a incorporar el dispositivo en ensayos clínicos en 2023.

«En este momento, no existe una herramienta disponible y competitiva en el mercado como el timpanómetro que hemos desarrollado», dijo Palmeri. «Las pruebas caseras de COVID realmente han acelerado el deseo de estas pruebas accesibles y rentables. El objetivo a largo plazo sería implementar esto en nuestras comunidades y clínicamente, y luego poder ofrecer estas pruebas de detección como una opción para los padres. y cuidadores para comprar y usar en casa».

El equipo cree que el timpanómetro mHealth podría beneficiar a los niños de todo el mundo y garantizar que sean igualmente capaces de alcanzar su máximo potencial.

«Nuestro enfoque innovador que combina la tecnología mHealth de bajo costo con el aprendizaje automático representa un gran avance para abordar la pérdida auditiva infantil en poblaciones desatendidas en todo el mundo», agregó Emmett. «Es emocionante ver que esta nueva colaboración, respaldada por MEDx, logra un progreso significativo en un tema de salud pública tan importante».