Smartphone-App scannt Schüler, um Gehirnerschütterungen zu erkennen
Schwere Gehirnerschütterungen, bei denen eine Person sichtbar geschüttelt oder bewusstlos geschlagen wird, geben offensichtlich Anlass zur Sorge, aber mildere, die unentdeckt bleiben, können auch zu gefährlichen gesundheitlichen Auswirkungen auf die Strecke führen. Eine neue Smartphone-App könnte sich in diesem Bereich als entscheidend erweisen, indem sie die Kamera eines Mobilgeräts verwendet, um die Pupille auf verräterische Anzeichen von Verletzungen vor Ort zu scannen.
Wir haben eine Reihe vielversprechender Durchbrüche bei der Erkennung von Gehirnerschütterungen gesehen, z. B. Systeme, die Augenbewegungen auf der Suche nach Symptomen verfolgen, und Bluttests, die sie sieben Tage nach dem Vorfall erfassen können. Zu wissen, ob ein Athlet eine Gehirnerschütterung erlitten hat oder nicht, ist wichtig, denn unbehandelt kann es nicht nur zu unmittelbaren Folgen wie Kopfschmerzen und Gedächtnisverlust führen, sondern weitere Schläge auf den Kopf können noch schwerwiegendere, langfristige Gesundheitsrisiken darstellen.
Eine Smartphone-App, die am Rande verwendet werden kann, um sofort nach Gehirnerschütterungen zu suchen, wäre also ein Game-Changer, und genau das haben Forscher der University of Washington (UW) entwickelt. Die als PupilScreen bezeichnete Technologie verfolgt die Reaktion der Pupille auf Licht, den sogenannten Pupillenlichtreflex, eine Technik, mit der bereits traumatische Hirnverletzungen gemessen werden.
Während dieser Pupillenlichtreflex zur Beurteilung schwerer Hirnverletzungen verwendet wurde, haben neuere Forschungen gezeigt, dass die Technik auch weniger schwere Verletzungen wie leichte Gehirnerschütterungen aufdecken kann. Um dieses neue Wissen zu nutzen, hat das UW-Team eine App entwickelt, die die Kamera des Smartphones zusammen mit Deep-Learning-Tools verwendet, um Veränderungen des Pupillenlichtreflexes zu erfassen, die für das bloße Auge unsichtbar sind.
Der Blitz des Telefons wird verwendet, um das Auge zu stimulieren, und die Kamera nimmt dann ein Drei-Sekunden-Video auf. Deep-Learning-Algorithmen bestimmen dann, welche Pixel in jedem Frame zur Pupille gehören, und verfolgen auf diese Weise Änderungen der Pupillengröße über die Dauer des Videos. Das Team testete die App in einer Pilotstudie mit 48 Probanden, darunter sowohl gesunde Patienten als auch einige mit traumatischen Hirnverletzungen. Mit der App konnten Kliniker die Hirnverletzungen mit nahezu perfekter Genauigkeit und fast so gut diagnostizieren wie ein Pupilometer, ein teures Gerät, das nur in Krankenhäusern zu finden ist.
Von hier aus plant das Team in den kommenden Monaten eine breitere klinische Studie durchzuführen, in der die App von Trainern, Medizintechnikern und Ärzten auf Herz und Nieren geprüft wird. Sie werden auch versuchen, das System zu verbessern, bei dem das Telefon derzeit in einer Box platziert werden muss, um die Belichtung zu steuern, und hoffen, innerhalb von zwei Jahren ein kommerziell verfügbares System herzustellen.
“Die Vision, für die wir schießen, ist, dass jemand einfach das Telefon hochhält und den Blitz benutzt”, sagte Hauptautor Alex Mariakakis. “Wir möchten, dass jeder Elternteil, Trainer, Betreuer oder Sanitäter, der sich Sorgen um eine Hirnverletzung macht, diese vor Ort verwenden kann, ohne zusätzliche Hardware zu benötigen.”
Das Video unten gibt einen Überblick über die Technologie, während das Team seine Forschung auf der Computing-Konferenz Ubicomp 2017 in Hawaii nächste Woche präsentieren.
