211service.com
Mikroskop do telefonu komórkowego do wykrywania chorób
W odmianie tradycyjnych akcesoriów do smartfonów naukowcy zademonstrowali mikroskopię fluorescencyjną przy użyciu fizycznego mocowania do zwykłego telefonu komórkowego. Naukowcy stojący za urządzeniem twierdzą, że może ono identyfikować i śledzić choroby, takie jak gruźlica (TB) i malaria, w krajach rozwijających się z ograniczonym dostępem do opieki zdrowotnej lub na obszarach wiejskich USA.
Diagnoza przystawki: Cellscope wykorzystuje diodę LED o niebieskim świetle i filtry do obrazowania fluorescencyjnego. Próbkę umieszcza się obok metalowego pokrętła ogniskującego.
Cellscope, który wyszedł z projektu klasy optycznej na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley, mógł przechwytywać i przeprowadzać prostą analizę powiększonych obrazów próbek krwi i plwociny lub przesyłać obrazy przez sieć telefonii komórkowej do analizy w innym miejscu.
Urządzenie – rurkowate przedłużenie przymocowane do telefonu komórkowego za pomocą zmodyfikowanego klipsa do paska – działa jak tradycyjny mikroskop, wykorzystując szereg soczewek powiększających próbki krwi lub plucie na szkiełku mikroskopowym. Na przykład, aby wykryć gruźlicę, próbkę śliny podaje się niedrogim barwnikiem zwanym auraminą. Długość fali wzbudzenia jest emitowana przez źródło światła – niebieską diodę elektroluminescencyjną (LED) na przeciwległym końcu urządzenia od telefonu komórkowego – i pochłaniana przez barwnik auraminowy w próbce plwociny, który fluoryzuje na zielono, aby oświetlić bakterie gruźlicy. Następnie zautomatyzowane oprogramowanie może policzyć zielone bakterie w celu postawienia diagnozy w czasie rzeczywistym lub obraz może zostać przesłany przez sieć komórkową do oddzielnego ośrodka, gdzie lekarze mogą go analizować i reagować.
Podejście do telefonu komórkowego jest bardzo cenne we wszystkich częściach świata, w których zasoby [medyczne] są ograniczone, mówi Aydogan Ozcan , adiunkt elektrotechniki na UCLA, który pracuje nad opracowaniem bezsoczewkowej metody obrazowania komórek ruchomych. To wielki krok naprzód w tej ważnej dziedzinie.
Naukowcy zaangażowani w projekt, kierowani przez profesora bioinżynierii Berkeley Daniel Fletcher opisują swoją pracę w artykule opublikowanym w czasopiśmie PLoS jeden . Wcześniej zademonstrowali prototypowe urządzenie, które wykorzystywało białe światło lub obrazowanie w jasnym polu do przechwytywania powiększonych obrazów krwinek barwionych w celu wykrycia pasożytów malarii, podejście, które może również zidentyfikować dziwnie ukształtowane czerwone krwinki wskazujące na niedokrwistość sierpowatokrwinkową. Fluorescencja dodaje nową funkcję, która może być szczególnie przydatna, jeśli będzie tańsza i przenośna.
Mikroskopia fluorescencyjna w krajach ubogich w zasoby jest trudna, mówi Wilbur Lam, bioinżynier i lekarz w UCSF School of Medicine, który pracował nad projektem jako ekspert kliniczny. Technologia [fluorescencji] klasy laboratoryjnej jest droga i trudna w obsłudze, mówi. Potrzebujesz ciemnego pokoju, lampy rtęciowej i dużo treningu. Obiekty te nie są dostępne w wielu obszarach krajów rozwijających się, które, jak zauważa Lam, są miejscami, które najbardziej potrzebują technologii do wykrywania powszechnych chorób, takich jak gruźlica. Urządzenie Cellscope może być dystrybuowane do pracowników służby zdrowia w odległych obszarach, zwiększając zasięg obrazowania medycznego opartego na fluorescencji.
Według Fletchera Światowa Organizacja Zdrowia coraz częściej preferuje fluorescencję jako narzędzie do wykrywania gruźlicy, ponieważ niewyszkolonemu oku łatwiej jest dostrzec coś zielonego niż dostrzec kolorową plamę na jasnym tle. Jednak w przypadku tradycyjnego sprzętu do fluorescencji pracownicy służby zdrowia nadal muszą liczyć plamki na szkiełku mikroskopowym na oko, co może być zawodne. Grupa Berkeley opracowała oprogramowanie, które automatycznie zlicza zielone plamy; po zainstalowaniu na smartfonie może to ułatwić i przyspieszyć proces.
Mikroskop telefonu komórkowego może być również przydatny w terapii gruźlicy, mówi Lam. Pacjenci z gruźlicą muszą być bezpośrednio obserwowani przyjmujących leki przez kilka tygodni, aby zapobiec narastaniu oporności na leki. Telefon może przechowywać obrazy do porównania i zapewnia natychmiastową informację zwrotną, dzięki czemu pacjenci mogą co tydzień udać się do lokalnego pracownika służby zdrowia i zobaczyć swoje postępy, zamiast czekać przez miesiąc na powrót próbek ze scentralizowanego miejsca przetwarzania lub zobaczyć komplikacje choroba pojawia się trzy lub cztery miesiące później.
Ta zdolność do przesyłania obrazów mikroskopowych sprawia, że Cellscope jest nowym narzędziem telemedycyny, mówi Lam. A ponieważ obrazy mogą mieć powiązane tagi GPS, mogą stanowić wczesne ostrzeżenie o wybuchach chorób.
Digitalizacja dokumentacji medycznej to kolejny problem dla pracowników służby zdrowia w terenie. Grupa Fletchera natknęła się na ten problem, demonstrując swoją technologię w Bangladeszu i Demokratycznej Republice Konga. Zapisy w formie długopisów i kartek można łatwo zgubić – problem, który mikroskop telefonu komórkowego może rozwiązać, dołączając informacje identyfikujące pacjenta do każdego obrazu cyfrowego. Zapisy mogą być następnie wywołane w celu łatwego odniesienia, gdy pacjent wraca do przychodni.
Kluczową innowacją naukowców, jak mówi Lam, nie było wynalezienie nowego testu medycznego, ale raczej wykonanie standardowego testu i zaprezentowanie go w nowy sposób. Tak się składa, że ich technologia jest mniejsza, tańsza i podłączona do telefonu komórkowego, mówi.
W świecie z czterema miliardami telefonów komórkowych, z których wiele znajduje się w krajach rozwijających się, mówi Ozcan, mikroskop telefonu komórkowego mógłby wykorzystać istniejącą infrastrukturę do walki z chorobami na nowym, bardziej mobilnym froncie.