ny, icke-invasiv anemi-detektionsmetod använder smartphone bilder av naglar och app
biomedicinska ingenjörer har utvecklat en smartphone app för anemi screening som kan bedöma blodhemoglobinnivåer genom fönstret på användarens nagel. De medicinska resultaten är baserade på färgningen av fingernagelbädden; den snabba och smärtfria screeningen kan gynna ett stort antal personer som påverkas av anemi runt om i världen. Teamet leds av forskare vid Wallace H., Coulter Institutionen för Medicinsk Teknik vid Georgia Institute of Technology och Emory University och Aflac Cancer och blodsjukdomar Center of Children ’ s Healthcare of Atlanta och Institutionen för Pediatrik vid Emory University i Atlanta, Georgia, och var finansierad av National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (NIBIB).
”Smartphones är en del av kommunikationsinfrastrukturen långt och brett, inklusive i lågresursinställningar runt om i världen”, säger Tiffani Lash, Ph. D.,, chef för NIBIB program i Point-of-Care Teknik och Ansluten Hälsa (mHealth och Telehealth). ”Ett självövervakande tillvägagångssätt för att noggrant bedöma anemi, ett medicinskt tillstånd som påverkar så många, kommer att ha långtgående, positiv inverkan.”
anemi är ett tillstånd som orsakas av ett lågt antal röda blodkroppar eller en låg nivå av proteinhemoglobin i röda blodkroppar. Järnet i hemoglobin bär syre för att bränna de många processerna av metabolism som uppstår i hela våra kroppar., Anemi tar många former, från ett mildt tillstånd som kan förbättras genom kostförändringar, till kronisk anemi, som kräver vaksam övervakning och eventuellt transfusioner av blod för en livstid. Allt sagt, anemi påverkar en fjärdedel av världens befolkning, vilket orsakar symptom från blek färgning, trötthet och listlöshet, till allvarligare resultat, inklusive livshotande hjärtsvikt.
människor som är kroniskt anemiska kräver frekvent hemoglobinnivåtest för att övervaka deras sjukdom och styra deras kliniska behandling., Guldstandardtestet för att mäta hemoglobin är ett fullständigt blodtal, baserat på en bloddragning som utförs av utbildade tekniker och bearbetas i ett laboratorium med dyr utrustning och reagenser. Trots den höga förekomsten av anemi har det inte funnits någon icke-invasiv, billig och noggrann hemoglobinbedömningsteknik som gör det möjligt för patienter med kronisk anemi att bättre själv hantera sin sjukdom.
I sitt labb på Georgia Tech och Emory University, Wilbur Lam, M. D., Ph D., kombinerar sin kompetens som en pediatrisk hematologist-onkolog och som en bioengineer., Hans team är dedikerade till att utveckla teknik för att studera, diagnostisera och behandla blodsjukdomar. Teamet inkluderar Robert Mannino, Ph. D., som har försvarat hela sitt liv med en ärftlig form av kronisk anemi, kallad beta thalassemi major, även känd som Cooley ’ s anemi. Han gick med i labbet medan han fortfarande var en grundstudent, och smartphone app för anemi detection blev hans Ph. D. forskningsprojekt några år efter, kulminerade i ett papper publicerat Dec. 4, 2018, i Naturkommunikation.,
”när det var dags för honom att välja sitt avhandlingsprojekt kom Rob till mig för att säga att han ville arbeta på något som är relaterat till sin egen sjukdom”, säger Lam. Lam erkände att Mannino skulle vara den bästa personen att prova ett pilotförsök baserat på smartphone bilddata under loppet av flera transfusionscykler.
läkare undervisas i läkarutbildningen att anemi kan leda till att vissa kroppsdelar är blekare än andra, såsom läpparna, precis under ögonvitorna, veck på handflatorna och fingernaglar., Fingernagelbäddar innehåller minimala mängder melanin jämfört med andra delar av huden, vilket gör att metoden kan antas av personer med någon hudton. Mannino samplade sin egen hud under hela transfusionscyklerna, medan han var anemisk och inte anemisk och jämförde bilderna för korrelation med hans bloddragningar.
”visst nog, efter några cykler visade Rob mig data, och det var den här perfekta matchningen mellan aspekter av metadata som erhållits i telefonen och de faktiska hemoglobinvärdena”, sa Lam. ”Jag minns att jag sa: Okej, Jag tror att du har ditt doktorandprojekt där.,”
för studien som publicerades i December förra året förlängde laget bortom Manninos enpersonspilotdata för att samla data från 337 manliga och kvinnliga barn och vuxna—en kombination av 72 friska individer och 265 personer med anemi från olika orsaker, inklusive sicklecellsjukdom, beta thalassemi, hemofili och en mängd olika cancerformer., Forskarna använde en matematisk algoritm för att kalibrera data från 237 av deltagarna som bestämde ett hemoglobinnivåvärde baserat på nagel färg, kalibrerad till sina nivåer från ett fullständigt blodprov som erhållits under samma besök.
de använde data från de återstående 100 deltagarna för att testa algoritmen, som forskarna införlivat i mobilappar för Android och iOS smartphone-enheter. Smartphone-metoden beräknade hemoglobinnivåer nära de som erhållits via den traditionella bloddragningsmetoden (noggrannhet inom 2.,4 gram/deciliter och 97% känslighet).
forskarna utförde en studie av fingernagelbildskärmning hos fyra patienter under flera veckor med hjälp av systemet.
algoritmen i appen matade mer data från individernas färg blev ännu mer finjusterad för att upptäcka hemoglobinnivåer för den deltagaren (0.,92 gram / deciliter), eller bara ungefär samma som blodbaserade hemoglobintester.
” att få ut detta till allmänheten är en stor omedelbar drivkraft i våra ansträngningar”, sa Jag. ”Vi samarbetar nu med människor i det globala hälsoområdet, människor i olika länder, försöker skapa påverkan och ständigt göra det mer exakt. Det andra som är på rätt spår är att försöka få ut detta till människor i utvecklingsländerna också.”
Mannino säger att han och andra med beta thalassemia major lätt kan dra nytta av appen., ”Ibland kommer jag att dyka upp till min transfusion och min hemoglobinnivå blir lite lägre än vi har förutsett att det skulle vara”, förklarade han. ”Om jag hade den här tekniken kunde jag dynamiskt ställa in mitt transfusionsschema baserat på när jag är anemisk och faktiskt behöver en.”
Lam förklarade att det finns två sätt att använda den här enheten, antingen för screening bland den allmänna befolkningen eller för diagnos hos personer som är kroniskt anemiska. ”Appen kan lära sig och väga sina data mot personens blodtal”, sa Lam., ”Teoretiskt skulle appen väga individens data högre, och därför kalibrera, vilket ytterligare ökar appens noggrannhet vid uppskattning av blodhemoglobinnivåer.”Studien hittills har validerat smartphone-avbildning av fingernagelbäddar som ett verktyg som skulle vara effektivt för screening. Mer testning krävs för att det ska antas och godkännas för att göra individuella diagnoser.,
teamet planerar att göra appen tillgänglig för allmänheten under de kommande månaderna, och de kommer att fortsätta att genomföra individuella kalibreringsstudier för att bekräfta den höga diagnostiska noggrannheten som skulle vara nödvändig för att använda smartphone-appen i stället för blodbaserad anemi.
Sedan att spela sin roll i att utveckla en smartphone-app, Mannino har fått $100 000 Cisco problemlösare Pris i April 2018 och $100,000 Student Teknik-Priset för primärvården från Massachusetts General Hospital i oktober 2017.,
för mer information om anemi, gå tillhttps://www.nhlbi.nih.gov/health-topics/anemia.
finansiering för projektet inkluderade ett bidrag från NIBIB (EB025646).
Leave a Reply