Wie elektronische Kameras von Mobiltelefonen verwendet werden könnten, um Anämie zu erkennen

Nahaufnahme einer Smartphone-Kamera

  • Forscher haben tatsächlich eine Formel entwickelt, die eine Anämie mit einer Genauigkeit von mehr als 70 % vorwegnimmt.
  • Smartphone-Fotos des inneren Augenlids machen es möglich, den Bluthämoglobinfokus ungefähr zu bestimmen.
  • Eine Smart-Device-Anwendung kann als Methode zur Anzeige von Anämie bei Personen mit Wohnsitz in abgelegenen Gebieten dienen.

Anämie betrifft mehr als 5 % der Menschen in den Vereinigten Staaten sowie 25 % der Weltbevölkerung. Müdigkeit, Benommenheit, Frustration, Atemnot sowie Konzentrationsstörungen gehören zu den üblichen Anzeichen und Symptomen dieses klinischen Problems, das mit einem reduzierten Bluthämoglobin-Fokus einhergeht.

Schwere Anämie entsteht typischerweise durch Mangel an Ernährung, parasitäre Infektionen oder Grunderkrankungen. Es ist ein erhebliches Gefahrenelement für Todesfälle und Morbidität, insbesondere in anfälligen Teams, zu denen Jugendliche, ältere Erwachsene sowie solche mit anhaltenden Gesundheitsproblemen gehören.

Eine aktuelle Forschungsstudie, die in der Zeitschrift PLOS ONE für Barrierefreiheit im Freien veröffentlicht wurde, hat tatsächlich herausgefunden, dass die Verwendung eines Mobiltelefonbildes des inneren verkleinerten Augenlids einer Person zur Vorhersage von Anämie mit 72% Genauigkeit zu tun hat.

Da medizinische Versorgungsexperten Anämie normalerweise anhand eines Vollblutmaterials mit empfindlichen Laborinstrumenten identifizieren, kommt es in Ländern mit unzureichendem Zugang zu medizinischer Versorgung zu einem unverhältnismäßigen Vorfall von Anämie.

Laut den Autoren der Forschungsstudie besteht eine Nachfrage nach einem kostengünstigen, verfügbaren und nichtinvasiven Point-of-Care-Gerät, das bei der Erkennung von Anämie effizient ist. Das passende Gerät würde sicherlich bereits vorhandene, umfangreich angebotene moderne Technik nutzen.

Elektronische Smartphone-Kameras als Detektoren

Die Forscher führten eine zweiphasige Forschungsstudie durch, um die Möglichkeit zu analysieren, eine Handykamera zu verwenden, um bei der Entdeckung von Anämie zu helfen. Der allererste Schritt umfasste das Fotografieren der inneren, reduzierten Augenlider von 142 Klienten in einer Notfallabteilung unter Verwendung eines Mobiltelefons.

Die Wissenschaftler wählten das innere verkleinerte Augenlid, die so genannte Lidbindehaut, aufgrund der Tatsache, dass es einzigartige Eigenschaften aufweist:

  • Es ist bequem zum Fotografieren erhältlich.
  • Zwischen der Kapillar- und der Bindehautoberfläche gibt es keine Abschlussfarben.
  • Der Bereich zwischen der Oberfläche sowie der Kapillare ist äußerst gering.
  • Die Temperatur sowie verschiedene andere ökologische Variablen beeinflussen die Blutzirkulation an diesem Ort nicht wesentlich.

Durch die Fokussierung auf einen kleinen Bereich in jedem Bild hatten die Wissenschaftler die Möglichkeit, eine Formel zu entwickeln, die die Farbauflösung optimiert sowie ein vorausschauendes Design, das die Haut sowie das Weiß der Augen zu Hämoglobingraden kontrastiert.

In der 2. Stufe wurde die Formel auf Handyfotos von 202 verschiedenen Klienten der Notfallabteilung untersucht. Die Suche nach ergab, dass das Design zu 72.6% präzise war, um eine Anämie zu antizipieren. Seine Präzision bei der Vorhersage einer extremen Anämie, die sicherlich eine Bluttransfusion erfordern würde, war mit 86% sowie 94.4% höher.

Der leitende Autor der Forschungsstudie, Dr. Selim Suner von der Brown University und dem Rhode Island Hospital, beschrieb, dass Menschen zur Erfüllung einer medizinischen Diagnose von Anämie einfach Eisenpräparate benötigen, die erschwinglich und sehr einfach einzunehmen sind. „Die Diagnose zu stellen ist der schwierigste Teil“, sagte Suner.

Dr. Girish Nadkarni, wissenschaftlicher Leiter des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Health am Mount Sinai Health System, stimmt dem zu. Er kommentierte: „Die Verwendung eines Smartphones zum Screening auf Anämie ist aufgrund der dezentralen Natur des Screenings – der Vermeidung von Blutabnahmen – und der damit verbundenen Zeit- und Arbeitsersparnis vorteilhaft.

Stärken sowie Einschränkungen der Forschungsstudie

Die Ergebnisse der Forschungsstudie zeigten, dass digitale Blitzfotografie nicht erforderlich war, um geeignete Fotos für die Entdeckung von Anämie zu erstellen. Zur Verbesserung schreiben die Autoren: „RAW-Bilder liefern Daten direkt vom Kamerasensor ohne die typische Verarbeitung und Komprimierung, die bei gängigen Formaten wie JPEG auftritt.“

Potenzielle Einschränkungen, die die Wissenschaftler im Auge hatten, bestanden in der variablen Fotoqualität. Dies könnte jedoch darauf zurückzuführen sein, dass die Person während der Aufnahme des Fotos ihr Augenlid zurückgezogen hat. Auch die Ausleuchtung war nicht Standard, und es ist nicht erkennbar, ob unterschiedliche Ausleuchtungsgrade zur Fotoqualität beigetragen haben.

Zukunft klinischer Anwendungen für intelligente Geräte

Im Jahr 2019 nutzten 36 % der Weltbevölkerung intelligente Geräte. Trends empfehlen, dass wohlhabende Menschen zwar am ehesten über intelligente Geräte verfügen, die Nutzung dieser Tools jedoch in eingeschränkten sozioökonomischen Bereichen weltweit zunehmend zunimmt.

„Diese Ergebnisse bilden die Grundlage für die Entwicklung einer Anwendung in einem Smartphone, die nicht nur das Bild aufnehmen, sondern auch die Elemente im Bild analysieren kann, um die Hämoglobinkonzentration in Echtzeit vorherzusagen“, so die Autoren.

„Dies ist eine besonders attraktive Gelegenheit für Entwicklungsländer, die zwar über spärliche, rudimentäre und schlecht verteilte medizinische Systeme verfügen, aber durch etablierte Telekommunikationsnetze gut miteinander verbunden sind.“

Zukünftige Weiterentwicklungen werden sicherlich den Stil einer Schnittstelle fixieren, die es dem normalen Publikum leicht macht, ein angemessenes Bild zu machen – eines, bei dem die Beleuchtung, die Betonung sowie der Ort der Leidenschaft alle verbessert werden. Die Autoren bedenken außerdem, dass bildgebende Geräte sowie zusätzliche Formelverbesserungen, die durch Designprognosen überprüft werden, benötigt werden.

Laut Dr. Suner legt diese Forschungsstudie nahe, dass die Anämie-Prognose mithilfe eines Mobiltelefons ein vernünftiges Prinzip ist. Diese Aufgabe sowie die zu befolgenden Aufgaben können sich auf große Bevölkerungsgruppen positiv auswirken und das Wohlbefinden weltweit steigern.