Ein neues Screening-Tool namens HemaApp verwendet eine Smartphone-Kamera, um die Hämoglobinkonzentrationen abzuschätzen und auf Anämie zu prüfen.

In den Entwicklungsländern ist die Anämie, ein Blutbild, das durch Mangelernährung oder parasitäre Erkrankungen verschlimmert wird, ein erschreckend häufiges Gesundheitsproblem, das oft nicht diagnostiziert wird.

In Krankenhäusern überall, Kinder und Erwachsene mit Leukämie und anderen Erkrankungen erfordern häufige Blutentnahmen, um festzustellen, ob sie Bluttransfusionen benötigen.

In beiden Fällen interessiert sich der Arzt für Hämoglobin, ein Protein, das in roten Blutkörperchen vorkommt. Um diese grundlegende Messung zu erhalten, muss Blut mit einer Nadel oder einer intravenösen Leitung entnommen werden, oder Hunderte bis Tausende von Dollars müssen für eine spezielle Maschine ausgegeben werden, die Hämoglobin nicht-invasiv misst.

"Eine allgegenwärtige Plattform"

In einer ersten Studie mit 31-Patienten und mit nur einer Smartphone-Modifikation funktionierte HemaApp genauso gut wie das Masimo Pronto, das teurere von der FDA zugelassene medizinische Gerät, das Hämoglobin nicht-invasiv misst, indem es einen Sensor auf den Finger einer Person klammert.

"In Entwicklungsländern haben kommunale Gesundheitshelfer so viel spezielle Ausrüstung, um verschiedene Bedingungen zu überwachen, dass sie buchstäblich ganze Taschen voller Geräte haben", sagt Hauptautor Edward Wang, ein Elektrotechnik-Doktorand an der Universität von Washington. "Wir versuchen, diese Screening-Tools auf einer allgegenwärtigen Plattform zu betreiben - einem Smartphone."

Indem der Blitzlicht des Telefons durch den Finger des Patienten leuchtet, analysiert HemaApp die Farbe seines Blutes, um die Hämoglobinkonzentration zu bestimmen. Die Forscher testeten die App in drei verschiedenen Szenarien: allein mit dem Blitz der Smartphone-Kamera, in Kombination mit einer herkömmlichen Glühlampe und mit einem kostengünstigen LED-Beleuchtungsanschluss.

Die zusätzlichen Beleuchtungsquellen erschließen andere Bereiche des elektromagnetischen Spektrums, die nützliche Absorptionseigenschaften aufweisen, aber derzeit nicht bei allen Smartphone-Kameras zu finden sind.

„Neue Telefone verfügen zunehmend über erweiterte Infrarot- und Mehrfarben-LED-Funktionen“, sagt der leitende Autor Shwetak Patel, Professor für Informatik und Ingenieurwesen sowie Elektrotechnik. "Wir haben jedoch festgestellt, dass Sie Ihren Finger, auch wenn Ihr Telefon nicht über all das verfügt, wie eine herkömmliche Glühbirne in die Nähe einer externen Lichtquelle legen und die Genauigkeit erhöhen können."

Testen der App

In den ersten Studien hatten die Hämoglobin-Messungen von HemaApp mit einer Smartphone-Kamera allein eine 69-Prozent-Korrelation zu einem Complete Blood Count (CBC) -Test, eine 74-Prozentkorrelation bei Verwendung einer gewöhnlichen Glühlampe und eine 82-Prozentkorrelation mit einem kleinen Kreis von LED-Leuchten, die auf das Telefon einrasten können.

Zum Vergleich hatten die Messungen von Masimo Pronto eine 81-Prozent-Korrelation zum Bluttest.

Die mobile App soll keine Bluttests ersetzen, die die genaueste Methode zur Messung von Hämoglobin bleiben. Aber die frühen Testergebnisse von Patienten im Alter von 6 bis 77 Jahre alt, schlagen vor, dass HemaApp ein effektives und erschwingliches Screening-Tool sein kann, um zu bestimmen, ob weitere Blutuntersuchungen gerechtfertigt sind. Bei der Suche nach Anämie hat HemaApp Fälle von niedrigen Hämoglobinwerten 79 Prozent der Zeit mit der Telefonkamera und 86 Prozent der Zeit, wenn sie mit einigen Lichtquellen unterstützt wurde, richtig erkannt.

Weniger Blut zeichnet

"Anämie ist eines der häufigsten Probleme bei Erwachsenen und Kindern weltweit", sagt Co-Autor Doug Hawkins, ein Kinderkrebs-Spezialist mit UW Medicine, Seattle Children's Hospital und Seattle Cancer Care Alliance. "Die Möglichkeit, mit einem Smartphone-basierten Test schnell zu screenen, könnte eine große Verbesserung für die Bereitstellung von Pflege in Umgebungen mit begrenzten Ressourcen darstellen."

Co-Autor Terry Gernsheimer, Hämatologe und Transfusionsmediziner, sagt, dass ihre Mitarbeiter Blut von Leukämie- oder chirurgischen Patienten häufig nur zur Messung des Hämoglobinspiegels und zur Feststellung, ob sie Transfusionen benötigen, entnehmen müssen.

"Jedes Mal, wenn wir Blut gewinnen, greifen wir den Patienten in irgendeiner Form oder Form an. Wenn wir noch keine Linie haben, stecken wir ihnen eine Nadel in den Arm, was zu Unbehagen und Infektionsrisiko führt, wenn auch gering ", sagt sie. "Es wäre wirklich nett, nicht jedes Mal eine Prozedur durchführen zu müssen, wenn wir diese Frage beantworten wollen."

HemaApp bombardiert den Finger eines Patienten mit verschiedenen Wellenlängen von Licht und Infrarotenergie und erstellt eine Reihe von Videos. Durch die Analyse, wie Farben über diese Wellenlängen absorbiert und reflektiert werden, kann es Konzentrationen von Hämoglobin und anderen Blutbestandteilen wie Plasma erkennen.

Um sicherzustellen, dass es auf verschiedene Hautfarben und Körpermassen wirkt, entwickelte das Team Verarbeitungsalgorithmen, die den Puls des Patienten verwenden, um zwischen den Eigenschaften des Blutes des Patienten und den physischen Eigenschaften seines Fingers zu unterscheiden.

Die nächsten Forschungsschritte umfassen umfassendere nationale und internationale Tests von HemaApp, die Sammlung von mehr Daten zur Verbesserung der Genauigkeitsrate und die Verwendung von Smartphones, um abnormale Hämoglobineigenschaften zu ermitteln, die bei der Untersuchung von Sichelzellenerkrankungen und anderen Bluterkrankungen helfen könnten.

"Wir fangen gerade an, an der Oberfläche zu kratzen", sagt Patel. "Es gibt eine Menge, die wir mit Telefonen für nicht-invasives Screening von Krankheiten angehen wollen."

Forscher präsentieren eine Krepppapier über die Technologie am 15. September auf der 2016 International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing (UbiComp 2016) der Association for Computing Machinery in Deutschland.

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Die Washington Research Foundation finanzierte die Arbeit.

Quelle: Universität von Washington

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