Nye, ikke-invasive anæmi-påvisning metoden benytter smartphone-billeder af negle og app
Biomedicinske ingeniører har udviklet en smartphone app til anæmi screening, der kan vurdere blod hæmoglobin gennem vinduet af brugerens negl. De medicinske resultater er baseret på farvningen af fingerneglens seng; den hurtige og smertefri screening kan gavne et stort antal mennesker, der er ramt af anæmi rundt om i verden. Holdet ledes af forskere ved Wallallace H., Coulter Department of Biomedical Engineering ved Georgia Institute of Technology og Emory University og Aflac Kræft-og blodsygdomme Centrum af Børns Sundhedsydelser af Atlanta og Department of Pediatrics ved Emory University i Atlanta, Georgia, og blev finansieret af National Institute of Biomedical Imaging og Bioteknik (NIBIB).
“Smartphones er en del af kommunikationsinfrastrukturen vidt og bredt, herunder i Indstillinger med lave ressourcer rundt om i verden,” sagde Tiffani Lash, Ph. D.,, direktør for NIBIB programmer i Point-of-Care Technologies and Connected Health (mHealth and Telehealth). “En selvovervågning tilgang til nøjagtigt at vurdere anæmi, en medicinsk tilstand, der rammer så mange, vil have vidtrækkende, positiv indvirkning.”
anæmi er en tilstand forårsaget af et lavt antal røde blodlegemer eller et lavt niveau af protein hæmoglobin i røde blodlegemer. Jernet i hæmoglobin bærer ilt til brændstof de mange metaboliske processer, der forekommer i hele vores kroppe., Anæmi har mange former, fra en mild tilstand, der kan forbedres ved diætændringer, til kronisk anæmi, der kræver årvågen overvågning og muligvis transfusioner af blod i en levetid. Alt i alt påvirker anæmi en fjerdedel af verdens befolkning og forårsager symptomer fra bleg farve, træthed og lethed til mere alvorlige resultater, herunder livstruende hjertesvigt.
personer, der er kronisk anemiske, kræver hyppig test af hæmoglobinniveau for at overvåge deres sygdom og for at vejlede deres kliniske behandling., Guldstandardtesten til måling af hæmoglobin er et komplet blodtælling, baseret på en blodtrækning udført af uddannede teknikere og behandlet i et laboratorium ved hjælp af dyrt udstyr og reagenser. På trods af den høje forekomst af anæmi har der ikke været nogen ikke-invasiv, billig og nøjagtig hæmoglobinvurderingsteknologi til rådighed, der gør det muligt for patienter med kronisk anæmi at håndtere deres sygdom bedre.
I sit laboratorium på Georgia Tech og Emory University, Wilbur Lam, M. D., Ph. D., kombinerer sin ekspertise som en pædiatrisk hematologist-onkolog og som en bioengineer., Hans team er dedikeret til at udvikle teknologier til at studere, diagnosticere og behandle blodsygdomme. Holdet inkluderer Robert Mannino, Ph. D., der har kæmpet hele sit liv med en arvelig form for kronisk anæmi, kaldet beta thalassemia major, også kendt som Cooley ‘ s anæmi. Han sluttede sig til laboratoriet, mens han stadig var en bachelorstuderende, og smartphone-appen til anæmi-detektion blev hans ph.d. – forskningsprojekt nogle år efter, der kulminerede i et papir, der blev offentliggjort Dec. 4, 2018, i Nature Communications.,
“da det var tid for ham at vælge sit speciale, kom Rob til mig for at sige, at han ville arbejde på noget, der er relateret til hans egen sygdom,” sagde Lam. Lam erkendte, at Mannino ville være den bedste person til at prøve et piloteksperiment baseret på smartphone-billeddata i løbet af flere transfusionscyklusser.
læger undervises i medicinsk skole, at anæmi kan føre til, at visse kropsdele er lysere end andre, såsom læberne, lige under øjnets hvide, folderne på håndfladerne og fingernegle., Fingerneglebed indeholder minimale mængder melanin sammenlignet med andre dele af huden, hvilket gør det muligt at anvende metoden af personer med enhver hudfarve. Mannino samplede sin egen hud gennem transfusionscyklusserne, mens han var anemisk og ikke anemisk, og sammenlignede billederne for korrelation med hans blodtrækninger.
“Sikker nok, efter et par cykler Rob viste mig, data, og der var det perfekte match mellem aspekter af de metadata, der er opnået i telefonen, og den faktiske hæmoglobin værdier ,” Lam sagde. “Jeg husker at sige: Okay, jeg tror, du har dit ph.d. – projekt der.,”
For undersøgelse offentliggjort i denne sidste December, holdet forlænget ud over Mannino er en person pilot data til at samle data fra 337 mandlige og kvindelige børn og voksne—en kombination af 72 raske personer og 265 personer med blodmangel af forskellige årsager, herunder seglcellesygdom, beta-thalassemia, hæmofili, og en række kræftformer., Forskerne brugte en matematisk algoritme til at kalibrere dataene fra 237 af deltagerne, der bestemte en hæmoglobinniveauværdi baseret på neglebedfarve, kalibreret til deres niveauer fra en komplet blodtællingstest opnået under det samme besøg.
De anvendte data fra de resterende 100 deltagere til at teste den algoritme, som forskerne indarbejdet i mobile apps til Android-og iOS-smartphone-enheder. Smartphone-metoden beregnede hæmoglobinniveauer tæt på dem, der blev opnået via den traditionelle blodtrækningsmetode (nøjagtighed inden for 2.,4 gram / deciliter og 97% følsomhed).
forskerne udførte en undersøgelse af fingerneglebilledscreening hos fire patienter over flere uger ved hjælp af systemet.
algoritmen i app fed mere data fra de enkelte individers farve blev endnu mere finjusteret i påvisning af hæmoglobin for, at deltageren (0.,92 gram / deciliter), eller næsten det samme som blodbaserede hæmoglobinprøver.
“at få dette ud i offentligheden er et stort øjeblikkeligt træk ved vores indsats,” sagde Lam. “Vi samarbejder nu med mennesker i det globale sundhedsrum, mennesker i forskellige lande, forsøger at skabe indflydelse og konstant gøre det mere præcist. Den anden ting, der er på rette spor, forsøger også at få dette ud til mennesker i udviklingslandene.”
Mannino siger, at han og andre med beta thalassemia major let kunne drage fordel af appen., “Nogle gange vil jeg dukke op til min transfusion, og mit hæmoglobinniveau vil være lidt lavere, end vi har forudsagt det ville være,” forklarede han. “Hvis jeg havde denne teknologi, kunne jeg dynamisk indstille min transfusionsplan baseret på, hvornår jeg er anæmisk og faktisk har brug for en.”
Lam forklarede, at der er to måder at bruge denne enhed, enten for screening blandt den generelle befolkning, eller til diagnosticering i mennesker, der er kronisk anæmisk. “Appen kan lære og vægte sine data mod personens blodtal,” sagde Lam., “Teoretisk set ville appen veje individets data højere og derfor kalibrere, hvilket yderligere vil øge appens nøjagtighed ved estimering af hæmoglobinniveauer i blodet.”Undersøgelsen hidtil har valideret smartphone-billeddannelsen af neglesenge som et værktøj, der ville være effektivt til screening. Der kræves mere test for at den kan vedtages og godkendes til at stille individuelle diagnoser.,
teamet planlægger at gøre appen offentligt tilgængelig i de kommende måneder, og de vil fortsætte med at gennemføre individuelle kalibreringsundersøgelser for at bekræfte det høje niveau af diagnostisk nøjagtighed, der ville være nødvendigt for at bruge smartphone-appen i stedet for blodbaseret anæmi-test.
Siden at spille sin rolle i at udvikle smartphone-app, Mannino har modtaget $100.000 Cisco Problemløser Præmie i April 2018, og $100.000 Studerende Teknologi Præmie for den Primære Sundhedspleje fra Massachusetts General Hospital i oktober 2017.,
For mere om anæmi, gå til https://www.nhlbi.nih.gov/health-topics/anemia.
finansieringen af projektet omfattede et tilskud fra NIBIB (EB025646).
Leave a Reply