워싱턴 대학의 한 팀이 스마트폰을 온도계로 바꾸는 방법을 개발하고 있다. 작동한다면 언제든지 사용할 수 있는 유용한 진단 장치를 주머니에 넣을 수 있다.

FeverPhone이라고 불리는 이 애플리케이션에는 추가 하드웨어가 필요하지 않다. 대신 일반 디지털 온도계와 스마트폰에 모두 있는 서미스터라고 하는 열 센서를 활용한다. 스마트폰을 이마에 대고 화면이 접촉하면 사용자는 체온을 읽을 수 있다. 응급실에 있는 37명의 환자를 대상으로 테스트했을 때 FeverPhone은 일부 상용 온도계에 필적하는 정확도로 온도를 측정할 수 있었다.

워싱턴 대학의 Paul G. Allen 컴퓨터 과학 및 공학 학교의 박사 과정 학생인 조셉 브레다(Joseph Breda)는 "학부 때 나는 스마트폰의 온도 센서를 사용하여 공기 온도를 측정할 수 있음을 보여주고자 하는 연구실에서 연구를 하고 있었다.”고 말했다.

브레다와 그의 고문은 그 연구가 건강에 도움이 될 수 있는지 조사하기로 결정하고 열에 대한 판독을 위해 전화기의 서미스터를 사용하기로 결정했다.

"우리는 접근 가능한 방식으로 열을 측정하기로 결정했다."라고 브레다는 말했다. “온도에 대한 주요 관심사는 측정하기 어려운 신호라는 것이 아니다. 사람들이 온도계를 가지고 있지 않다는 것뿐이다.”

가열: 발열 진단은 유용한 공중 보건 도구이다. 발열은 종종 감염의 징후이다. 100℉ 이상의 구두 판독값은 임상적 역치로 간주되며 열 자체는 일반적으로 경보의 원인이 아니지만 낮은 열도 유아에게는 문제가 될 수 있다. 103℉ 이상의 수치는 성인을 위한 도움을 구할 때임을 의미한다.

체온계 없이 체온을 측정할 수 있는 기능은 발병 대응뿐만 아니라 치료에 더 나은 정보를 제공하는 데 도움이 될 수 있다.

"사람들은 항상 응급실에 와서 '열이 나는 것 같아요'라고 말한다. 그리고 그것은 '열이 나는 것 같아요'라고 말하는 것과는 매우 다르다." 연구 공동 저자이자 워싱턴 대학 임상 강사인 마스타파 스프링스턴(Mastafa Springston)이 말했다.

"따라서 사람들이 코로나19 노출 경고에 등록한 방식과 유사하게 앱을 통해 공중 보건 기관과 발열 결과를 공유한다면 이 조기 징후는 훨씬 더 빨리 개입하는 데 도움이 될 수 있다."

작동 방식: 그들의 연구("Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies"에 게시됨)를 위해 팀은 주로 배터리 온도 측정에 사용되는 스마트폰에 이미 있는 서미스터를 활용했다.

팀은 이러한 서미스터가 피부와 화면 접촉을 측정하는 전화기 화면의 기능과 결합될 때 사용자의 신체 온도를 파악하는 데 사용될 수 있다는 것을 깨달았다.

기온을 읽고 전화기가 피부에 닿았을 때의 차이를 조정함으로써 서미스터는 사람의 몸이 얼마나 따뜻한지 측정할 수 있다. 이 앱은 서미스터를 사용하여 전화기가 얼마나 빨리 가열되는지 추적한 다음 화면의 센서를 사용하여 사람에게서 얼마나 많은 증가가 발생하는지 측정한다.

FeverPhone을 개발하기 위해 팀은 이마를 시뮬레이션하기 위해 수비드 기계로 가열한 물 주머니로 시작했다. 팀은 온도를 측정하기 위해 가방에 대고 전화기를 눌렀다. 세 가지 모델과 화면 보호기 및 케이스와 같은 다양한 액세서리가 사용되어 사람들의 개인 전화 설정을 제어할 수 있다.

이 데이터는 체온 감지 알고리즘을 개발하기 위해 기계 학습 AI에 입력되었다.

FeverPhone은 워싱턴 대학 의과대학 응급실에서 37명의 환자를 대상으로 한 소규모 임상 시험에서 테스트되었으며, 이 중 16명은 미열이 있었다.

환자들은 약 90초 동안 손에서 나오는 열을 최소화하기 위해 모서리에 손가락을 대고 전화기를 이마에 대고 있었다. FeverPhone은 임상적으로 허용되는 0.5℉ 내에서 평균 오차 0.41℉로 심부 체온을 측정했다.

"우리는 FeverPhone의 온도 추정치가 상용 기성품 주변 및 고막 [귀] 온도계와 비슷하다는 것을 발견했다."라고 팀은 논문에 썼다.

작은 샘플 크기 외에 몇 가지 주의 사항이 있다. 101.5℉ 이상의 심한 열이 있는 환자는 피부의 땀이 터치스크린의 데이터를 방해하기 때문에 시험에서 제외되었다. 테스트는 또한 세 가지 종류의 전화기에서만 실행되었다.

다음 단계: FeverPhone은 아직 황금 시간대에 준비되지 않았다고 팀은 말한다. 모델을 연마하고 스마트워치 및 기타 웨어러블을 비롯한 다양한 장치에서 모델이 작동하는지 확인하려면 더 많은 데이터가 필요하다.

브레다는 "우리는 스마트폰이 어디에나 있고 데이터를 쉽게 얻을 수 있기 때문에 스마트폰으로 시작했다."라고 말했다. 그러나 스마트워치는 크기가 작기 때문에 온도차가 더 극적이기 때문에 이상적이다.

"따라서 사용자가 Fitbit을 이마에 대고 10초 안에 열이 있는지 여부를 측정하는 것을 상상할 수 있다."라고 브레다는 말했다.