Согласно последним данным, доступным через Центры по контролю и профилактике заболеваний, астмой страдают более 4,6 миллионов детей в Соединенных Штатах.
В 2021 году на их долю пришлось более 270 тысяч обращений в отделения неотложной помощи, более 27 тысяч госпитализаций и 145 летальных исходов.
Старшие специалисты биоинженерии (слева направо) Рутвидж Чаудхари, Анушка Мишра, Алиша Онкар и Лайя Калита тестируют медицинское технологическое устройство, которое они планируют представить на выставке Senior Design Expo Инженерного колледжа в пятницу, 6 декабря. Breath Buddy — это носимое устройство, предназначенное для идентификации Астматические особенности дыхания у детей.
В Инженерном колледже Университета Толедо команда пожилых людей-биоинженеров заинтересована в помощи детям, страдающим от хронического воспаления легких, которое вызывает кашель, хрипы или одышку.
Рутвидж Чаудхари, Лайя Калита, Анушка Мишра и Алиша Онкар работали над носимым устройством для выявления астматических паттернов дыхания у детей, которые, по их мнению, могут быть не так быстро распознавать симптомы потенциального приступа, как взрослые пациенты с астмой, имеющие больше опыта в предотвращении и лечении астмы. леча их.
«Идея состоит в том, чтобы иметь возможность предупредить ребенка и его опекунов о приступе астмы, чтобы ребенок мог быстро получить необходимую помощь», — сказал Мишра.
Чаудхари, Калита, Мишра и Онкар представят свой прототип под названием Breath Buddy на выставке Senior Design Expo Инженерного колледжа с полудня до 15:00 в пятницу, 6 декабря, на первом этаже Nitschke Hall. Они присоединятся к более чем 70 командам и представят проекты старшего поколения, демонстрирующие креативность и изобретательность студентов при решении реальных задач, в некоторых случаях в сотрудничестве с местными партнерами, такими как Metroparks Toledo, Инженерное бюро округа Лукас и Лютеранская церковь Св. Иоанна. в Уиллистоне.
Одна команда старших специалистов по гражданскому и экологическому проектированию — Роберт Белэр, Сет Дейтеринг, Коллин Герке, Алексус Хофакр и Александр Нойман — представит систему управления ливневыми водами для складского объекта, разработанную в соответствии с местными нормативными требованиями по контролю количества и качества ливневых вод.
Система управления ливневыми водами стала финалистом конкурса городских ливневых вод и дренажа Contech.
«Выставка Senior Design Expo — это давняя традиция взаимодействия с общественностью и кульминация многолетних возможностей практического обучения, которые начинаются в первом семестре студента в инженерном колледже», — сказал доктор Мохаммад Элахиния, временный декан колледжа. «Мы всегда с нетерпением ждем возможности увидеть, как наши выпускники решают проблемы в нашем сообществе и создают инновационные решения, применяя то, чему они научились на курсах и в кооперативах».
Парковка для посетителей Senior Design Expo бесплатна в Зоне 20. Для получения дополнительной информации о мероприятии посетите Сайт инженерного колледжа.
Чаудхари, Калита, Мишра и Онкар разделяют интерес к медицинским технологиям, который подкрепляется семестрами работы за пределами кампуса с компаниями, занимающимися медицинскими технологиями, в рамках интегрированной программы сотрудничества колледжа, которая гарантирует студентам инженерных наук как минимум один полный год оплачиваемой работы. опыт работы до окончания учебы.
Мишра считает, что разговор с ее дедушкой, страдающим астмой, вдохновил ее на создание Breath Buddy.
«Я просто обсуждала с семьей идеи, и он заговорил об астме», — вспоминает она. «Я сказал, что не могу это исправить, но, возможно, я смогу что-то с этим сделать. Итак, мы все начали исследования и обнаружили, что каждый элемент, который нам нужно будет использовать в нашем прототипе, был тем, чему мы научились в ходе программы биоинженерии».
Команда начала семестр с создания модели машинного обучения, называемой нейронной сетью, и обучала ее на аудиозаписях с самыми разными образцами дыхания.
Это стало для них первой проблемой: когда они начали писать код на MATLAB, языке программирования и платформе, которые они использовали на протяжении всей своей академической программы, они быстро поняли, что эта задача лучше подходит для другой платформы.
«Нам пришлось немного изучить Python», — сказал Чаудхари, поблагодарив за поддержку доктора Скотта Паппады, доцента кафедры биоинженерии, который преподает обработку биосигналов. «Мы провели много времени с доктором Паппадой».
Как только нейронная сеть смогла надежно отличить звук астматического дыхания от неастматического дыхания, они обратили свое внимание на примерно 4-дюймовое устройство, которое будет его использовать. Это устройство, состоящее из микрофона, микропроцессора и аккумулятора, предназначено для ношения на ремешке на груди и в положении, позволяющем улавливать характер дыхания пользователя.
Диагноз астмы при необходимости сообщается через ЖК-экран.
В дни, предшествующие выставке Senior Design Expo, команда все еще усердно работает, пытаясь найти лучший способ уловить звуки дыхания пользователя — обычно довольно тихого, особенно когда пользователь не испытывает симптомов астмы.
По их словам, если бы у них было больше времени, они могли бы предложить еще больше улучшений. Может быть, шум или мигающий свет, сигнализирующий об обнаружении астматического дыхания, или система оповещения для лиц, находящихся вне поля зрения, с поддержкой Bluetooth или Wi-Fi.
«Технология работает, — сказал Мишра, — но мы еще многое можем с ее помощью сделать».
