211service.com
Et mobiltelefonmikroskop til sygdomsdetektion
I et twist på traditionelt smarttelefontilbehør har forskere demonstreret fluorescerende mikroskopi ved hjælp af en fysisk tilknytning til en almindelig mobiltelefon. Forskerne bag enheden siger, at den kunne identificere og spore sygdomme som tuberkulose (TB) og malaria i udviklingslande med begrænset adgang til sundhedspleje eller i landdistrikterne i USA.
Snap diagnose: Cellscope bruger en blåt lys LED og filtre til fluorescensbilleddannelse. Prøven indsættes ved siden af metalfokuseringsknappen.
Cellscope, som kom ud af et optik-klasseprojekt ved University of California, Berkeley, kunne fange og udføre simpel analyse af forstørrede billeder af blod- og opspytprøver eller sende billederne over mobiltelefonnetværket til analyse andre steder.
Indretningen – en rørlignende forlængelse, der er hægtet på mobiltelefonen med en modificeret bælteclips – fungerer ligesom et traditionelt mikroskop ved at bruge en række linser, der forstørrer blod eller spytter prøver på et objektglas. For at påvise TB, for eksempel, infunderes en spytprøve med et billigt farvestof kaldet auramin. En excitationsbølgelængde udsendes af lyskilden - en blå lysemitterende diode (LED) på den modsatte ende af enheden fra mobiltelefonen - og absorberes af auraminfarvestoffet i spytprøven, som fluorescerer grønt for at belyse TB-bakterier. Så kan automatiseret software tælle de grønne bakterier til en diagnose i realtid, eller billedet kan overføres via mobilnetværk til et separat anlæg, hvor lægerne kan analysere det og reagere.
Mobiltelefontilgangen er meget værdifuld for alle dele af verden, hvor [medicinske] ressourcer er knappe, siger Aydogan Ozcan , en assisterende professor i elektroteknik ved UCLA, som arbejder på at udvikle en linsefri metode til mobil cellebilleddannelse. Det er et stort skridt fremad på dette vigtige område.
Forskerne involveret i projektet, ledet af Berkeley bioingeniørprofessor Daniel Fletcher , beskrive deres arbejde i et papir offentliggjort i tidsskriftet PLoS One . De har tidligere demonstreret en prototype-enhed, der brugte hvidt lys, eller lysfeltsbilleddannelse, til at fange forstørrede billeder af blodceller farvet for at opdage malariaparasitter, en tilgang, der også kunne identificere de mærkeligt formede røde blodlegemer, der indikerer seglcellesygdom. Fluorescens tilføjer en ny funktion, der kan være særlig nyttig, hvis den gøres billigere og bærbar.
Fluorescensmikroskopi i ressourcefattige lande er svært, siger Wilbur Lam, en bioingeniør og læge ved UCSF School of Medicine, der arbejdede på projektet som klinisk ekspert. Lab-grade [fluorescens] teknologi er dyr og svær at betjene, siger han. Du har brug for et mørkt rum, en kviksølvlampe og en masse træning. Disse faciliteter er ikke tilgængelige i mange områder af udviklingslande, som Lam bemærker, er de steder, der har mest brug for teknologien til at opdage almindelige sygdomme som TB. Cellscope-enheden kunne distribueres til sundhedspersonale i fjerntliggende områder, hvilket udvider rækkevidden af fluorescens-baseret medicinsk billeddannelse.
Ifølge Fletcher foretrækkes fluorescens i stigende grad af Verdenssundhedsorganisationen som et TB-detektionsværktøj, fordi det er lettere for det utrænede øje at få øje på noget grønt end at udvælge en farvet plet mod en lys-felt baggrund. Men med traditionelt fluorescensudstyr skal sundhedspersonale stadig tælle pletter på et objektglas for øje, hvilket kan være upålideligt. Berkeley-gruppen udviklede software, der automatisk tæller de grønne pletter; når det er installeret på smarttelefonen, kan det gøre processen nemmere og hurtigere.
Mobiltelefonmikroskopet kunne også være nyttigt til TB-terapi, siger Lam. TB-patienter skal observeres direkte, når de tager deres medicin over flere uger for at forhindre opbygning af lægemiddelresistens. Telefonen kan gemme billeder til sammenligning, og den giver øjeblikkelig feedback, så patienterne kunne gå til deres lokale sundhedsarbejder og se deres fremskridt hver uge, i stedet for at vente en måned på, at prøverne kommer tilbage fra et centraliseret behandlingssted, eller se komplikationer vedr. sygdommen viser sig tre eller fire måneder senere.
Den evne til at transmittere mikroskopbilleder gør Cellscope til et nyt værktøj til telemedicin, siger Lam. Og fordi billederne kan have GPS-mærker forbundet med dem, kan de give tidlig advarsel om sygdomsudbrud.
Digitalisering af journaler er et andet problem for sundhedspersonale på området. Fletchers gruppe stødte på problemet, mens de demonstrerede deres teknologi i Bangladesh og Den Demokratiske Republik Congo. Pen-og-papir-poster går let tabt - et problem, som mobiltelefonmikroskopet kunne løse ved at vedhæfte patientidentifikationsoplysninger til hvert digitalt billede. Journaler kan derefter kaldes frem til nem reference, når en patient vender tilbage til sundhedsklinikken.
Forskernes vigtigste innovation, siger Lam, var ikke at opfinde en ny medicinsk test, men snarere at tage en standardtest og præsentere den på en ny måde. Deres teknologi er tilfældigvis mindre, billigere og knyttet til en mobiltelefon, siger han.
I en verden med fire milliarder mobiltelefoner, mange i udviklingslande, siger Ozcan, kan mobiltelefonmikroskopet drage fordel af eksisterende infrastruktur til at bekæmpe sygdom på en ny, mere mobil front.