Jak można wykorzystać aparaty elektroniczne w telefonach komórkowych do wykrycia anemii

zbliżenie aparatu w smartfonie

  • Naukowcy faktycznie stworzyli formułę, która przewiduje anemię z precyzją większą niż 70%.
  • Zdjęcia wewnętrznej powieki wykonane smartfonem umożliwiają przybliżenie ogniska hemoglobiny we krwi.
  • Aplikacja na urządzenie inteligentne może działać jako metoda wyświetlania anemii u osób mieszkających na odległych obszarach.

Anemia dotyka ponad 5% osób w Stanach Zjednoczonych, a także około 25% populacji na całym świecie. Zmęczenie, zawroty głowy, frustracje, brak oddechu, a także problemy z koncentracją to typowe oznaki i objawy tego problemu klinicznego, który pociąga za sobą zmniejszenie koncentracji hemoglobiny we krwi.

Ciężka niedokrwistość zwykle wynika z braku odżywiania, infekcji pasożytniczych lub chorób podstawowych. Jest to element znacznego zagrożenia zarówno dla śmiertelności, jak i zachorowalności, szczególnie w podatnych zespołach, do których zaliczają się młodzież, starsi dorośli, a także osoby z uporczywymi problemami zdrowotnymi.

Aktualne badania naukowe, które ukazały się w czasopiśmie PLOS ONE dotyczącym dostępności na świeżym powietrzu, wykazały, że wykorzystanie obrazu z telefonu komórkowego przedstawiającego wewnętrzną zmniejszoną powiekę danej osoby w celu przewidzenia anemii ma związek z dokładnością na poziomie 72%.

Ponieważ eksperci opieki medycznej zwykle identyfikują anemię na podstawie pełnej krwi przy użyciu delikatnych narzędzi laboratoryjnych, w placówkach krajowych, w których osoby mają niewystarczający dostęp do opieki medycznej, występuje nieproporcjonalny przypadek niedokrwistości.

Według autorów badań naukowych istnieje zapotrzebowanie na niedrogie, dostępne i nieinwazyjne urządzenie w punkcie opieki, które skutecznie rozpoznaje anemię. Odpowiednie urządzenie z pewnością wykorzystywałoby istniejącą, szeroko oferowaną nowoczesną technologię.

Elektroniczne aparaty do smartfonów jako detektory

Naukowcy przeprowadzili dwufazowe badanie, aby przeanalizować możliwość wykorzystania kamery telefonu komórkowego w celu wykrycia anemii. Pierwszym etapem było wykonanie zdjęć wewnętrznych zmniejszonych powiek 142 pacjentów oddziału ratunkowego za pomocą telefonu komórkowego.

Naukowcy wybrali wewnętrzną zmniejszoną powiekę, zwaną spojówką powiekową, ze względu na to, że posiada ona jedyne w swoim rodzaju cechy:

  • Jest wygodnie dostępny do fotografowania.
  • Nie ma odcieni uzupełniających pomiędzy kapilarą a powierzchnią spojówki.
  • Zasięg pomiędzy powierzchnią a kapilarą jest bardzo mały.
  • Temperatura, jak również różne inne zmienne ekologiczne nie wpływają znacząco na krążenie krwi w tym miejscu.

Skupiając się na małym obszarze na każdym zdjęciu, naukowcy mieli możliwość ustalenia formuły, która optymalizuje rozdzielczość cieni, a także przewidywalny projekt kontrastujący skórę i białka oczu ze stopniami hemoglobiny.

II etap obejmował zbadanie formuły na zdjęciach telefonem komórkowym 2 różnych klientów oddziału kryzysowego. Poszukiwania wykazały, że projekt był 202% precyzyjny w przewidywaniu anemii. Jego precyzja w przewidywaniu skrajnej anemii, która z pewnością wymagałaby transfuzji krwi, była większa i wynosiła od 72.6% do 86%.

Główny autor badań dr Selim Suner z Brown University oraz Rhode Island Hospital opisał, że zgodnie z diagnozą medyczną anemii, osoby po prostu wymagają suplementów żelaza, które są niedrogie i bardzo łatwe do przyjęcia. „Postawienie diagnozy jest najtrudniejszą częścią” – stwierdził Suner.

Dr Girish Nadkarni, opiekun naukowy Instytutu Zdrowia Cyfrowego Hasso Plattner w Mount Sinai Health System, zgadza się. Skomentował: „Korzystanie ze smartfona do monitorowania anemii jest korzystne ze względu na zdecentralizowany charakter badań przesiewowych – unikanie konieczności pobierania krwi – oraz oszczędność czasu i wysiłku, która się z tym wiąże”.

Mocne strony i ograniczenia badania naukowego

Wyniki badania wykazały, że fotografia cyfrowa z lampą błyskową nie była potrzebna do wytworzenia odpowiednich zdjęć do wykrycia anemii. W ulepszeniu autorzy komponują: „Obrazy RAW dostarczają dane bezpośrednio z matrycy aparatu bez typowego przetwarzania i kompresji, które występują w popularnych formatach, takich jak JPEG”.

Potencjalne ograniczenia, o których mieli na uwadze naukowcy, polegały na wysokiej jakości zdjęć o zmiennej jakości. Mogło to jednak wynikać z tego, że osoba podczas nagrywania zdjęcia odciągała powiekę. Również oświetlenie nie było standardowe i nie wiadomo, czy różne stopnie oświetlenia wpływały na wysoką jakość zdjęć.

Przyszłość zastosowań klinicznych dla inteligentnych urządzeń

W 2019 roku 36% światowej populacji korzystało z inteligentnych urządzeń. Trendy sugerują, że chociaż zamożni ludzie najprawdopodobniej posiadają inteligentne urządzenia, korzystanie z tych narzędzi na obszarach o ograniczonej socjoekonomiczności stopniowo się rozszerza na całym świecie.

„Wyniki te przygotowały grunt pod rozwój aplikacji na smartfona, która może nie tylko pozyskiwać obraz, ale także analizować elementy w obrazie, aby przewidywać stężenie hemoglobiny w czasie rzeczywistym” – piszą autorzy.

„Jest to szczególnie atrakcyjna okazja dla krajów rozwijających się, które mogą mieć rzadkie, szczątkowe i słabo rozproszone systemy medyczne, ale są dobrze połączone za pośrednictwem ustalonych sieci telekomunikacyjnych”.

Przyszłe postępy z pewnością utrwalą styl interfejsu, który sprawi, że zwykła publiczność będzie mogła zrobić odpowiednie zdjęcie – takie, w którym oświetlenie, nacisk, a także umiejscowienie pasji są wzmocnione. Autorzy dodatkowo pamiętają, że potrzebne są urządzenia do obrazowania, a także dodatkowe udoskonalenia formuł zweryfikowane za pomocą prognozy projektowej.

Według dr Sunera, to badanie sugeruje, że prognozowanie anemii za pomocą telefonu komórkowego jest rozsądną zasadą. To zadanie, jak również te, których należy przestrzegać, może mieć korzystny wpływ na duże populacje, zwiększając dobrostan na całym świecie.