Машинное обучение и вибромотор уменьшили ночные расчесы при атопическом дерматите. В пилотных испытаниях

Американские исследователи сообщили об успехе открытых пилотных испытаний носимого устройства для уменьшения ночных расчесов при атопическом дерматите. Устройство оборудовано датчиком с алгоритмом машинного обучения и гаптической обратной связью. Отчет о работе опубликован в журнале JAMA Dermatology.

Зуд служит ключевым симптомом атопического дерматита и приводит к расчесам, которые усугубляют воспаление, дополнительно повреждают кожу и способствуют развитию вторичных инфекций. У многих пациентов зуд обостряется во время ночного сна, и если днем почесывания можно подавить сознательным усилием, то во сне они зачастую происходят неосознанно, и человек просыпается с сильными расчесами; структура и качество сна при этом также могут нарушаться. Фармакологическая профилактика этого явления обладает ограниченной эффективностью и показана не всем пациентам. Применение нефармакологических методов требует точного автоматического дифференцирования почесываний от других движений, что непросто реализовать на практике.

Шуай Сю (Shuai Xu) из Северо-западного университета с коллегами разработал для этих целей акустомеханический носимый датчик ADAM с беспроводными интерфейсом и зарядкой. Он заключен в мягкую водонепроницаемую силиконовую оболочку и наклеивается на тыльную поверхность кисти доминирующей руки. В предыдущей работе 50 здоровых добровольцев носили его и выполняли почесывания разных областей тела в одежде и без нее, а также совершали другие движения — махали, постукивали, писали, набирали текст на обычной и экранной клавиатурах. Эти данные регистрировали с частотой 1666 герц и использовали для обучения и тестирования сверточной рекуррентной нейросети, отличающей почесывание от других движений.

В текущем варианте устройство оснастили вибромотором, который срабатывает в ответ на сигнал о почесывании. Его предварительно проверили на 10 здоровых бодрствующих добровольцах — точность составила в среднем 99 процентов, чувствительность — 95 процентов, специфичность — 99 процентов. После этого пригласили для участия в испытаниях 10 взрослых пациентов (средний возраст 36 лет, 60 процентов — женщины) с легким атопическим дерматитом по клинической шкале vIGA-AD и умеренными или тяжелыми расчесами по субъективным ощущениям. Все они две недели носили устройство на кисти доминирующей руки по ночам. В течение первой недели его использовали только для регистрации частоты и продолжительности почесываний, на второй добавляли вибрационные предупреждения.

Суммарная продолжительность мониторинга составила 791 час на протяжении 114 ночей. При включенной гаптической обратной связи среднее количество почесываний за ночь снижалось на 28 процентов (с 45,6 до 32,8; p = 0,03), а их общая продолжительность — в среднем на 40 процентов (с 96,5 до 58,1 секунды; p = 0,04). Подобное снижение наблюдалось при любой тяжести заболевания по vIGA-AD. Участники сообщили, что устройство комфортно носить и легко использовать.

Результаты пилотных испытаний свидетельствуют о том, что сенсор с алгоритмом машинного обучения и гаптическая обратная связь могут служить эффективным и безопасным способом нефармакологической профилактики ночных расчесов у пациентов с атопическим дерматитом. Для подтверждения этих данных необходимы более масштабные рандомизированные клинические испытания.

Проведенные ранее эксперименты на мышах показали, что почесывание при зуде запускает нейровоспаление, которое защищает кожу от стафилококковой инфекции, однако усугубляет проявления аллергии — то есть одновременно играет роль эволюционной адаптации и патологического процесса.

Источник