In der Stube In den Grenzen des menschlichen Ohrs liegt eine knöcherne Struktur, lockig und geformt wie eine Muschel. Diese als Cochlea bezeichnete Struktur enthält kleine haarige Zellen, die vibrieren, wenn Geräusche durchdringen. Diese leichten Vibrationen treten als schwache Geräusche auf – schwer zu erkennen, aber immer noch nachweisbar – und sie sind in gesunden Ohren anders als in denen mit Hörverlust.
Die Erkennung dieser schwachen Geräusche, bekannt als otoakustische Emissionen, könnte der Schlüssel zum Screening auf Hörverlust bei Kindern in Ländern mit geringen Ressourcen sein, wo audiologische Geräte schwer zu bekommen sind. Herkömmliche Geräte können Tausende von Dollar kosten. Jetzt in Natur Biomedizinische Technikschreibt ein Team der University of Washington, dass sie einen Test entwickelt haben, der empfindlich genug ist, um Hörverlust zu erkennen, der nur auf einem herkömmlichen Smartphone, Ohrstöpseln und Mikrofon beruht.
„Als wir in Indien aufgewachsen sind, hatten wir nie ein universelles Hörscreening“, sagt Shyamnath Gollakota, ein Informatiker an der University of Washington, der die Studie leitete. „Mit diesen Geräten haben wir tatsächlich die Möglichkeit, ein universelles Hörscreening auf der ganzen Welt zu ermöglichen – das ist ziemlich aufregend.“
Die Messung der otoakustischen Emissionen ist ein Segen für das Testen sehr junger Patienten, da keine Verhaltensreaktion erforderlich ist. „Wenn du erwachsen bist, kannst du zum Arzt gehen, der Arzt kann dir verschiedene Frequenzen ins Ohr spielen und dich bitten, deine Hand zu heben, wenn du das Geräusch hörst“, sagt Gollakota. „Mit einem neugeborenen Baby geht das nicht.“
Und das Screening bei Neugeborenen ist entscheidend. Ohne Früherkennung können Kinder einen „enormen Entwicklungsnachteil“ erleiden, schrieb Carolyn Jenks, pädiatrische HNO-Ärztin an der Johns Hopkins University, in einer E-Mail. Während Tests direkt nach der Geburt in den Vereinigten Staaten Standard sind, sind sie in wirtschaftlich aufstrebenden Ländern oder ländlichen Gebieten mit wenigen Ressourcen oft nicht verfügbar.
Ohne das Smartphone schätzt das Team, dass der Rest des Setups etwa 10 US-Dollar kostet: 5 US-Dollar für die Ohrhörer, etwa 2 US-Dollar für das Mikrofon und der Rest für Schläuche und Dichtungsmaterialien. Durch die Verwendung von Standardprodukten sagt Gollakota: „Wir nutzen das exponentielle Tempo der Innovation bei Computern und mobilen Geräten, das in den letzten 20 Jahren stattgefunden hat.“
Das Team testete die Empfindlichkeit und Genauigkeit ihres Homebrew-Setups an 201 Personen im Alter von einer Woche bis zu 20 Jahren im Seattle Children’s Hospital und dem Center on Human Development and Disability an der University of Washington. Die Wissenschaftler rekrutierten die Patienten, indem sie einfach diejenigen, die zu regelmäßigen Terminen kamen – viele von ihnen hatten Hörverlust unterschiedlicher Art – fragten, ob sie an einer Teilnahme an der Studie interessiert wären.
Um den Test durchzuführen, setzten die Wissenschaftler die Ohrstöpsel ein, versiegelten sie fest und sendeten ein Paar Schalltöne in das Ohr. Wenn die Haarzellen des Ohrs gesund sind, „antwortet die Cochlea automatisch und unwillkürlich – indem sie einen anderen Ton mit einer anderen unabhängigen Frequenz erzeugt“, sagt Justin Chan, einer der Co-Autoren der Studie.
Diese Reaktionsemissionen werden von dem externen Mikrofon aufgenommen, das die Töne an eine von den Wissenschaftlern entwickelte Telefon-App weiterleitet, die Signalverarbeitungsalgorithmen verwendet, um die Emissionen zu messen. Die App überprüft vier häufig für Hörtests verwendete Frequenzen. Jedes zeigt an, dass bei dieser bestimmten Frequenz die Haarzellen richtig schwingen und die Cochlea den richtigen Ton zurückgibt.