一款利用声纳监测呼吸频率的新应用，能够感知有人是否发生阿片类药物过量。
过量服药期间，人的呼吸会变慢，甚至完全停止。如果能及时发现，这些症状可以通过纳洛酮药物逆转。但独自使用阿片类药物的人无法求助。
这款名为“Second Chance”的应用，检测过量相关症状的准确率约为90%，并且能够在距离手机三英尺（约一米）范围内追踪呼吸。
“这一想法是，人们可以在使用阿片类药物时使用该应用，这样一旦发生过量，手机便有可能联系朋友或急救服务，以提供纳洛酮，”华盛顿大学保罗·G·艾伦计算机科学与工程学院副教授、共同通讯作者Shyam Gollakota说道。
“我们在此表明，我们已经为智能手机开发出一种算法，能够通过监测人在使用阿片类药物前后的呼吸变化来检测过量服药。”
每分钟7次呼吸
据《科学转化医学》（Science Translational Medicine）报道，该应用会从手机向人的胸部发送人耳听不到的声波，然后监测声波返回手机的方式，以寻找特定的呼吸模式。
“我们主要关注阿片类药物过量的两个主要先兆：一是人停止呼吸，二是人的呼吸频率达到每分钟7次或更低，”麻醉学与疼痛医学助理教授、共同通讯作者Jacob Sunshine说道。“在医院里，每分钟低于8次呼吸是一个常见的临界点，会促使工作人员到床边确认患者是否安好。”
“Second Chance”还会监测人的活动情况。
“人在注射毒品时并非总是保持完全静止，因此我们希望即使他们四处移动，仍然能够追踪其呼吸，”艾伦学院博士生、第一作者Rajalakshmi Nandakumar说道。“在阿片类药物过量期间，我们还可以寻找特征性动作，例如某人的头部是否垂落或昏睡。”
真实世界数据
为了利用真实世界数据来设计和测试该应用背后的算法，研究人员与加拿大温哥华的Insite监督注射设施展开合作。Insite是北美首个合法的监督式吸毒场所。作为研究的一部分，Insite的参与者在胸部佩戴了同样可追踪呼吸频率的监测设备。
“我们请参与者像平时一样准备毒品，然后在注射前监测他们一分钟，以便算法能够获取其呼吸频率的基线值，”Nandakumar说道。“获得基线后，我们在注射期间继续监测，之后再监测五分钟，因为这正是阿片类药物过量症状出现的时间段。”
在测试该算法的94名参与者中，47人的呼吸频率为每分钟7次或更低，49人出现了显著时长的呼吸停止，另有两人经历了需要氧气、通气和/或纳洛酮治疗的过量事件。平均而言，该算法有90%的概率正确识别预示过量的呼吸问题。
研究人员还希望确保该算法能够检测实际的过量事件，因为这类事件在Insite中发生的频率较低。他们与麻醉团队合作，在手术室中“模拟”过量情况，使应用能够监测人员并检测其何时停止呼吸。
“……如果能及时发现，这些过量状况是完全可以逆转的。”
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“患者接受麻醉时，会经历许多与过量服药时相同的生理变化，”Sunshine说道。“患者在手术室中经历这种状况时并不会出现问题，因为他们正在接受氧气供应，并处于麻醉团队的照护之下。但这是一个独特的环境，可以采集难以重现的数据，帮助进一步完善算法，以便更好地识别某人急性过量时的状态。”
在模拟实验中，研究人员招募了计划接受择期手术的健康参与者。在提供知情同意后，患者接受了标准麻醉药物，导致其呼吸减慢或停止长达30秒。该算法在20次模拟过量中正确预测了19次。对于算法出错的那一例，患者的呼吸频率仅略高于算法设定的阈值。
早期检测
目前，“Second Chance”仅监测使用者本人，但最终目标是让应用与用户进行互动。
“当应用检测到呼吸减弱或停止时，我们希望它发出警报，要求该人与其互动，”Gollakota说道。“如果此人未能与应用互动，我们便会判定：‘好，这是需要通知他人的阶段’，此时手机便可联系携带纳洛酮的人员。”
研究人员已申请美国食品药品监督管理局（FDA）的批准，并计划通过华盛顿大学的一家衍生公司Souapplnd Life Sciences, Inc.将该技术商业化。虽然该应用可能适用于各类阿片类药物使用情况，但迄今为止，研究人员仅用其测试非法注射阿片类药物的使用情况，因为这类过量死亡最为常见。
“我们正经历着前所未有的阿片类药物使用致死流行，这令人遗憾，因为如果能及时发现，这些过量状况是完全可以逆转的，”Sunshine说道。
“本项目的目标是尝试将经常独自经历过量的人与已知的、能够挽救其生命的疗法联系起来。我们希望通过让人们更加安全，他们最终能够获得长期治疗。”
华盛顿大学酒精与药物滥用研究所及美国国家科学基金会资助了这项工作。
