Nuovo, non invasivo di anemia metodo di rilevazione utilizza smartphone le immagini di unghie e app
Gli ingegneri biomedici hanno sviluppato un’app per smartphone per lo screening dell’anemia in grado di valutare i livelli di emoglobina nel sangue attraverso la finestra dell’unghia dell’utente. I risultati medici si basano sulla colorazione del letto dell’unghia; lo screening rapido e indolore potrebbe beneficiare di un vasto numero di persone affette da anemia in tutto il mondo. Il team è guidato da ricercatori del Wallace H., Coulter Dipartimento di Ingegneria biomedica presso il Georgia Institute of Technology e Emory University e l’Aflac Cancer and Blood Disorders Center of Children’s Healthcare di Atlanta e il Dipartimento di Pediatria presso la Emory University, ad Atlanta, Georgia, ed è stato finanziato dal National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (NIBIB).
“Gli smartphone fanno parte dell’infrastruttura di comunicazione in lungo e in largo, anche in contesti a basso contenuto di risorse in tutto il mondo”, ha affermato Tiffani Lash, Ph. D.,, direttore dei programmi NIBIB in Tecnologie Point-of-Care e Salute connessa (mHealth e Telehealth). “Un approccio di auto-monitoraggio per valutare accuratamente l’anemia, una condizione medica che colpisce così tanti, avrà un impatto positivo di vasta portata.”
L’anemia è una condizione causata da un basso numero di globuli rossi o da un basso livello di emoglobina proteica nei globuli rossi. Il ferro nell’emoglobina trasporta l’ossigeno per alimentare i molti processi del metabolismo che si verificano in tutto il nostro corpo., L’anemia assume molte forme, da una condizione lieve che può essere migliorata da cambiamenti dietetici, all’anemia cronica, che richiede un monitoraggio vigile e possibilmente trasfusioni di sangue per tutta la vita. Tutto sommato, l’anemia colpisce un quarto della popolazione mondiale, causando sintomi da colorazione pallida, affaticamento e svogliatezza, a esiti più gravi, tra cui insufficienza cardiaca pericolosa per la vita.
Le persone che sono cronicamente anemiche richiedono frequenti test a livello di emoglobina per monitorare la loro malattia e per guidare il loro trattamento clinico., Il test gold-standard per misurare l’emoglobina è un esame emocromocitometrico completo, basato su un prelievo di sangue eseguito da tecnici addestrati ed elaborato in un laboratorio utilizzando costose attrezzature e reagenti. Nonostante l’elevata prevalenza di anemia, non è stata disponibile alcuna tecnologia di valutazione dell’emoglobina non invasiva, economica e accurata che consenta ai pazienti affetti da anemia cronica di gestire meglio la propria malattia.
Nel suo laboratorio presso la Georgia Tech and Emory University, Wilbur Lam, M. D., Ph. D., combina la sua esperienza come ematologo-oncologo pediatrico e come bioingegnere., Il suo team è dedicato allo sviluppo di tecnologie per studiare, diagnosticare e trattare i disturbi del sangue. Il team include Robert Mannino, Ph. D., che ha combattuto tutta la sua vita con una forma ereditaria di anemia cronica, chiamata beta talassemia major, nota anche come anemia di Cooley. Si è unito al laboratorio, mentre ancora uno studente universitario, e l ” applicazione smartphone per il rilevamento di anemia è diventato il suo Ph. D. progetto di ricerca alcuni anni dopo, si conclude con un documento pubblicato dicembre. 4, 2018, in Nature Communications.,
“Quando è arrivato il momento per lui di scegliere il suo progetto di tesi, Rob è venuto da me per dire che voleva lavorare su qualcosa che è legato alla sua stessa malattia”, ha detto Lam. Lam ha riconosciuto che Mannino sarebbe la persona migliore per provare un esperimento pilota basato su dati di immagine dello smartphone nel corso di diversi cicli trasfusionali.
Ai medici viene insegnato nella scuola di medicina che l’anemia può portare a determinate parti del corpo più pallide di altre, come le labbra, proprio sotto il bianco degli occhi, le pieghe sui palmi delle mani e le unghie., I letti delle unghie contengono quantità minime di melanina rispetto ad altre parti della pelle, consentendo di adottare il metodo da persone con qualsiasi tono della pelle. Mannino campionò la propria pelle durante i cicli trasfusionali, mentre era anemico e non anemico, e confrontò le immagini per la correlazione con i suoi prelievi di sangue.
“Abbastanza sicuro, dopo alcuni cicli Rob mi ha mostrato i dati, e c’era questa perfetta corrispondenza tra aspetti dei metadati ottenuti nel telefono e i valori effettivi di emoglobina”, ha detto Lam. “Ricordo di aver detto: Ok, penso che tu abbia il tuo progetto di dottorato lì.,”
Per lo studio pubblicato lo scorso dicembre, il team si è esteso oltre i dati pilota di una persona di Mannino per assemblare i dati di 337 bambini e adulti maschi e femmine-una combinazione di 72 individui sani e 265 persone con anemia da varie cause, tra cui anemia falciforme, beta talassemia, emofilia e una varietà di tumori., I ricercatori hanno utilizzato un algoritmo matematico per calibrare i dati di 237 dei partecipanti che hanno determinato un valore del livello di emoglobina basato sulla colorazione del letto ungueale, calibrato ai loro livelli da un esame emocromocitometrico completo ottenuto durante la stessa visita.
Hanno utilizzato i dati dei restanti partecipanti 100 per testare l’algoritmo, che i ricercatori hanno incorporato in app mobili per dispositivi smartphone Android e iOS. Il metodo smartphone calcolato i livelli di emoglobina vicino a quelli ottenuti tramite il metodo tradizionale prelievo di sangue (precisione entro 2.,4 grammi/decilitro e 97% sensibilità).
I ricercatori hanno eseguito uno studio sullo screening delle immagini delle unghie in quattro pazienti per diverse settimane utilizzando il sistema.
L’algoritmo nell’app alimentato più dati dalla colorazione degli individui è diventato ancora più perfezionato nel rilevare i livelli di emoglobina per quel partecipante (0.,92 grammi / decilitro), o quasi lo stesso dei test di emoglobina a base di sangue.
“Ottenere questo fuori al pubblico è una spinta immediata importante dei nostri sforzi,” Lam ha detto. “Ora stiamo collaborando con persone nello spazio sanitario globale, persone in diversi paesi, cercando di creare impatto e renderlo costantemente più accurato. L’altra cosa che è sulla buona strada è cercare di farlo sapere anche alle persone nei paesi in via di sviluppo.”
Mannino dice che lui e gli altri con beta talassemia maggiore potrebbe facilmente beneficiare della app., “A volte mi presenterò alla mia trasfusione e il mio livello di emoglobina sarà un po’ più basso di quanto abbiamo previsto”, ha spiegato. “Se avessi questa tecnologia, potrei impostare dinamicamente il mio programma trasfusionale in base a quando sono anemico e ne ho effettivamente bisogno.”
Lam ha spiegato che ci sono due modi per utilizzare questo dispositivo, sia per lo screening tra la popolazione generale, o per la diagnosi in persone che sono cronicamente anemiche. ” L’app può imparare e ponderare i suoi dati verso i conteggi del sangue della persona”, ha detto Lam., “Teoricamente, l’app peserebbe i dati dell’individuo più in alto e, quindi, ricalibrerà, il che aumenterà ulteriormente l’accuratezza dell’app nella stima dei livelli di emoglobina nel sangue.”Lo studio finora ha convalidato l’imaging smartphone di letti unghia come uno strumento che sarebbe efficace per lo screening. Più test è necessario per essere adottato e approvato per fare diagnosi individuali.,
Il team sta pianificando di rendere l’app pubblicamente disponibile nei prossimi mesi e continuerà a condurre studi di calibrazione individuali per confermare l’alto livello di accuratezza diagnostica che sarebbe necessario utilizzare l’app per smartphone al posto dei test di anemia a base di sangue.
Da quando ha svolto la sua parte nello sviluppo dell’app per smartphone, Mannino ha ricevuto il premio Cisco Problem Solver da Cisco 100.000 nell’aprile 2018 e il premio per la tecnologia degli studenti da Student 100.000 per l’assistenza sanitaria primaria dal Massachusetts General Hospital nell’ottobre 2017.,
Per ulteriori informazioni sull’anemia, vai ahttps://www.nhlbi.nih.gov/health-topics/anemia.
Il finanziamento del progetto comprendeva una sovvenzione del NIBIB (EB025646).
Leave a Reply