nieuwe, niet-invasieve bloedarmoede-detectiemethode gebruikt smartphone-afbeeldingen van vingernagels en app
biomedische ingenieurs hebben een smartphone app ontwikkeld voor bloedarmoede screening die het hemoglobinegehalte in het bloed kan beoordelen door het venster van de vingernagel van de gebruiker. De medische resultaten zijn gebaseerd op de kleuring van de vingernagel bed; de snelle en pijnvrije screening kan profiteren van een groot aantal mensen die worden getroffen door bloedarmoede over de hele wereld. Het team wordt geleid door onderzoekers van het Wallace H., Coulter Department of Biomedical Engineering aan het Georgia Institute of Technology en Emory University en het Aflac Cancer and Blood Disorders Center Of Children ‘ s Healthcare van Atlanta en het Department of Pediatrics aan de Emory University, in Atlanta, Georgia, en werd gefinancierd door het National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (NIBIB).
“Smartphones maken deel uit van de communicatie-infrastructuur overal ter wereld, ook in low-resource-instellingen over de hele wereld,” zei Tiffani Lash, Ph. D., directeur van de NIBIB-programma ‘ s op het gebied van Point-of-Care Technologies en Connected Health (mHealth en Telehealth). “Een self-monitoring aanpak voor het nauwkeurig beoordelen van bloedarmoede, een medische aandoening die zo veel beïnvloedt, zal verregaande, positieve impact hebben.”
bloedarmoede is een aandoening die wordt veroorzaakt door een laag aantal rode bloedcellen of een laag gehalte aan eiwithemoglobine in rode bloedcellen. Het ijzer in hemoglobine vervoert zuurstof om de vele processen van metabolisme die zich voordoen in ons lichaam brandstof., Bloedarmoede neemt vele vormen aan, van een milde voorwaarde die door dieetveranderingen kan worden verbeterd, tot chronische bloedarmoede, die waakzame controle en eventueel transfusies van bloed voor een mensenleven vereist. Al met al, bloedarmoede treft een kwart van de wereldbevolking, veroorzakend symptomen van bleke kleuring, vermoeidheid, en lusteloosheid, aan ernstigere resultaten, met inbegrip van levensbedreigend hartfalen.
mensen met chronische bloedarmoede hebben frequente hemoglobinewaarden nodig om hun ziekte te controleren en hun klinische behandeling te sturen., De goudstandaard test om hemoglobine te meten is een volledig bloedbeeld, gebaseerd op een bloed afgenomen door getrainde technici en verwerkt in een laboratorium met behulp van dure apparatuur en reagentia. Ondanks de hoge prevalentie van bloedarmoede, is er geen niet-invasieve, goedkope en nauwkeurige hemoglobine evaluatietechnologie beschikbaar die chronische bloedarmoede patiënten in staat stelt om beter zelf-beheren van hun ziekte.
in zijn lab aan Georgia Tech and Emory University combineert Wilbur Lam, M. D., Ph.D., zijn expertise als Pediatrisch hematoloog-oncoloog en als bio-ingenieur., Zijn team is toegewijd aan het ontwikkelen van technologieën voor het bestuderen, diagnosticeren en behandelen van bloedstoornissen. Het team bestaat uit Robert Mannino, Ph. D., die zijn hele leven heeft gevochten met een erfelijke vorm van chronische bloedarmoede, genaamd beta thalassemia major, ook bekend als Cooley ‘ s bloedarmoede. Hij werd lid van het lab terwijl nog een undergraduate student, en de smartphone app voor bloedarmoede detectie werd zijn Ph.D. onderzoeksproject enkele jaren na, culminerend in een paper gepubliceerd Dec. 4, 2018, in Nature Communications.,
” toen het tijd was voor hem om zijn proefschrift te kiezen, kwam Rob naar me toe om te zeggen dat hij wilde werken aan iets dat gerelateerd is aan zijn eigen ziekte,” zei Lam. Lam erkende dat Mannino de beste persoon zou zijn om een pilot experiment op basis van smartphone beeldgegevens te proberen in de loop van verschillende transfusiecycli.
artsen wordt op de medische school geleerd dat bloedarmoede ertoe kan leiden dat bepaalde lichaamsdelen bleker worden dan andere, zoals de lippen, direct onder het oogwit, de plooien op uw handpalmen en vingernagels., Vingernagel bedden bevatten minimale hoeveelheden melanine in vergelijking met andere delen van de huid, waardoor de methode kan worden aangenomen door mensen met een huidskleur. Mannino monsterde zijn eigen huid tijdens de transfusiecycli, terwijl hij bloedarmoede had en niet bloedarmoede, en vergeleek de beelden voor correlatie met zijn bloedtrekken.
“zeker genoeg, na een paar cycli liet Rob me de gegevens zien, en er was een perfecte match tussen aspecten van de metadata verkregen in de telefoon en de werkelijke hemoglobinewaarden,” zei Lam. “Ik herinner me dat ik zei: Oké, ik denk dat je daar je Doctoraatsproject hebt.,”
voor de studie die afgelopen December werd gepubliceerd, breidde het team zich verder uit dan Mannino ‘ s pilotgegevens voor één persoon om gegevens te verzamelen van 337 mannelijke en vrouwelijke kinderen en volwassenen-een combinatie van 72 gezonde individuen en 265 mensen met bloedarmoede van verschillende oorzaken, waaronder sikkelcelziekte, bètathalassemie, hemofilie en een verscheidenheid aan kankers., De onderzoekers gebruikten een wiskundig algoritme om de gegevens van te kalibreren 237 van de deelnemers die een hemoglobine-niveau waarde bepaald op basis van nagelbed kleuring, gekalibreerd op hun niveaus van een volledige bloedtelling test verkregen tijdens hetzelfde bezoek.
ze gebruikten gegevens van de resterende 100 deelnemers om het algoritme te testen, dat de onderzoekers in mobiele apps voor Android-en iOS-smartphones hebben opgenomen. De smartphone methode berekende hemoglobine niveaus dicht bij die verkregen via de traditionele bloed draw methode (nauwkeurigheid binnen 2.,4 gram / deciliter en 97% gevoeligheid).
de onderzoekers voerden een onderzoek uit naar het screenen van vingernagels bij vier patiënten gedurende enkele weken met behulp van het systeem.
het algoritme in de app gevoed meer gegevens van de individuen kleuring werd nog meer verfijnd in het detecteren van hemoglobine niveaus voor die deelnemer (0.,92 gram / deciliter), of ongeveer hetzelfde als bloed-gebaseerde hemoglobine testen.
” dit naar buiten brengen in het publiek is een belangrijke directe drijfveer van onze inspanningen, ” zei Lam. “We werken nu samen met mensen in de wereldwijde gezondheidsruimte, mensen in verschillende landen, om impact te creëren en deze voortdurend nauwkeuriger te maken. Het andere dat op schema ligt, is proberen dit ook aan mensen in de ontwikkelingslanden bekend te maken.”
Mannino zegt dat hij en anderen met beta thalassemie major gemakkelijk kunnen profiteren van de app., “Soms zal ik opdagen om mijn transfusie en mijn hemoglobine niveau zal een beetje lager zijn dan we hebben voorspeld dat het zou zijn,” legde hij uit. “Als ik deze technologie had, kon ik dynamisch mijn transfusieschema instellen op basis van wanneer ik bloedarmoede heb en er daadwerkelijk een nodig heb.”
Lam legde uit dat er twee manieren zijn om dit apparaat te gebruiken, hetzij voor screening onder de algemene bevolking, hetzij voor diagnose bij mensen met chronische bloedarmoede. “De app kan leren en het gewicht van de gegevens in de richting van de persoon bloedtellingen,” Lam zei., “Theoretisch, de app zou de gegevens van het individu hoger wegen, en daarom, herkalibreren, die verder zal verhogen van de app nauwkeurigheid in het schatten van bloed hemoglobine niveaus.”De studie tot nu toe heeft de smartphone beeldvorming van Vingernagel bedden gevalideerd als een instrument dat effectief zou zijn voor screening. Meer testen is vereist om het te worden goedgekeurd en goedgekeurd voor het maken van individuele diagnoses.,
het team is van plan de app de komende maanden openbaar te maken en zal individuele kalibratiestudies blijven uitvoeren om de hoge diagnostische nauwkeurigheid te bevestigen die nodig is om de smartphone-app te gebruiken in plaats van bloedarmoedetesten.sinds hij zijn rol speelde in de ontwikkeling van de smartphone app, ontving Mannino in April 2018 de $100.000 Cisco Problem Solver Prize en in oktober 2017 de $100.000 Student Technology Prize voor primaire gezondheidszorg van het Massachusetts General Hospital.,
voor meer informatie over anemie, ga naar https://www.nhlbi.nih.gov/health-topics/anemia.
de financiering van het project omvatte een subsidie van de NIBIB (EB025646).
Leave a Reply