Älypuhelimet voivat ottaa sykeesi, seurata mielenterveyttäsi, seurata ruokavaliota, analysoida unisykliä ja auttaa hallitsemaan diabetesta. Nyt uusi älypuhelintekniikka voi havaita loisia veressäsi, murto-osan ajasta, joka kuluu laboratorioteknikolta.
Kalifornian yliopiston Berkeleyn ryhmän kehittämä CellScope on älypuhelimikroskooppi, joka käyttää videota loisten liikkeen havaitsemiseen. Sitä testataan parhaillaan kahden, laiminlyödyn trooppisen sairauden diagnosoimiseksi kehitysmaissa, onkocerciasis ja imukudoksen filariasis. Jos se otetaan laajasti käyttöön, se voisi parantaa huomattavasti hoitoa paikoissa, joissa ihmisillä ei usein ole pääsyä lääketieteellisiin peruspalveluihin.
"Ajatus matkapuhelimien käyttämisestä mikroskopiaan on jotain, jota olemme työskennelleet useita vuosia, aina takaisin, kun kamerat alkoivat näkyä puhelimissa", kertoo Berkeleyn bioinsinöörin professori Daniel Fletcher, joka johtaa laboratoriota, joka loi CellScope. "Olimme varhaisessa vaiheessa vakuuttuneita siitä, että näitä laitteita voidaan kehittää joukko erilaisia sovelluksia."
Ymmärtääksesi, mikä tekee CellScopestä ainutlaatuisen, sinun on ymmärrettävä, kuinka onkocerciasis ja imukudoksen filariasis toimivat.
Naarasmunan purema voi välittää onkocerciaasia tai joen sokeutta, kun taas hyttyset leviävät imusolmukkeiden tai elefantioosiin. Molemmissa taudeissa hyönteiset tallettavat toukkia, jotka sitten asettuvat ihmiskehoon ja kasvaa matoiksi. Onkocerciasiksen oireita ovat ihon kyhmyt, hirvittävä kutina (joskus niin pahat ihmiset polttavat ihonsa lopettamaan sen) ja joissain tapauksissa näköhäiriöt. Se on tarttuvan sokeuden toinen tärkein syy maailmassa. Lymfaattinen filariaasi aiheuttaa ihon paksuuntumista ja raajojen turvotusta, mikä voi olla vaikeaa.
Onneksi antiparasiittista lääkettä, nimeltään ivermektiini, voidaan käyttää hoitamaan onkocerciasiaa ja imusolmukkeet. Mutta tässä on saalis: monet ihmiset, joilla on näitä kahta sairautta, ovat myös tartunnan Loa loa, toinen loinen. Anna ivermektiini henkilölle, jolla on Loa loa -infektio, ja potilas voi kärsiä vakavista sivuvaikutuksista ja jopa kuolla. Loa loa -testaus on kuitenkin aikaa vievää ja vaatii tieteelliset laitteet ja asiantuntemuksen.
Fletcher toteaa, että Loa loa -diagnoosin ” kultastandardi ” on aina ollut verirasva. Verinäyte asetetaan tällöin lasilevylle, käsitellään tahralla ja tarkkaillaan mikroskoopin alla. Tulosten saaminen voi kestää päiviä sen mukaan, kuinka kaukana potilas on laboratoriolaitoksesta.
"Jotta voimme nopeasti diagnosoida suuren määrän ihmisiä, tarvitsimme jotain paljon nopeammin", Fletcher sanoo.
Laite sisältää 3D-tulostetun kotelon, jossa on yksinkertainen optiikka, piirit ja säätimet verinäytteen käsittelyyn. CellScope pystyy määrittämään Loa loa- loistaudin matoja suoraan kokoverestä alle 3 minuutissa. (Mike D'Ambrosio ja Matt Bakalar, Fletcher Lab, UC Berkeley) Lopulta joukkue osui ajatukseen käyttää matoja liikkeellä niiden tunnistamiseksi automaattisesti. CellScope toimii näin: matkapuhelin istuu 3D-tulostetun jalustan yläpuolella ja rako verinäytteitä varten. Alusta sisältää LED-valot, mikro-ohjaimet ja USB-portin. Kun verinäyte asetetaan paikoilleen, puhelin kommunikoi tukiaseman kanssa ottaakseen videosisarjan. Sitten algoritmi etsii videosta Loa loa- matojen liikettä. Tulokset ovat saatavilla melkein heti. Jos Loa loa -infektiota ei ole, potilas voi aloittaa ivermektiinin heti.
Toisin kuin perinteinen Loa loa -diagnoosi, joka vaatii laboratorion ja koulutetun teknikon, CellScopea voi käyttää kuka tahansa missä tahansa. Tämä on erityisen tärkeää sellaisissa paikoissa kuin Kamerunin maaseudulla, missä Berkeleyn kanssa yhteistyössä työskentelevä tutkijaryhmä on jatkuvasti testannut CellScopea ja tavanomaiseen sairaanhoitoon ei ole juurikaan pääsyä. Sen automatisointi vähentää myös inhimillisiä virheitä, joka on yleinen ongelma laboratoriodiagnostiikassa.
Fletcher toivoo, että CellScope on hyödyllinen muiden loisten, kuten maaperän tarttuvien helmintien (luokka, johon sisältyy pyöreä mato, koukkomato ja piiskamato) ja trypanosomien, diagnosoinnissa, jotka aiheuttavat unihäiriöitä ja Chagasin tautia. CellScope voi myös olla hyödyllinen työkalu muiden kuin loisten sairauksien, kuten tuberkuloosin, diagnosointiin paikoissa, joissa perinteisiä mikroskooppeja on vähän ja kaukana.
Seuraava vaihe CellScopelle on suurempi tutkimus, johon osallistuu noin 40 000 henkilöä Kamerunissa. Lisäksi kaksi entistä Fletcher's-opiskelijaa on perustanut CellScope-nimisen käynnistyksen tuodakseen markkinoille CellScope-tekniikkaan perustuvia tuotteita.
"Toivomme, että tämä laitteisto- ja ohjelmistoautomaatioyhdistelmä, jota kaikki nämä tehokkaat matkapuhelimet vetävät, tarjoaa ratkaisun näihin sairauksiin", hän sanoo.
