智能手机有助于寄生虫诊断
手机已迅速发展成为一种多用途的设备,并将成为诊断寄生虫病的有用工具。
手机已迅速发展成为一种多用途的设备,并将成为诊断寄生虫病的有用工具。它们作为简单显微镜的用途已经探索了好几年。例如,2011年,来自加利福尼亚大学戴维斯分校的一个小组描述了两种附件的开发,这两种附件将智能手机转变为350倍显微镜(带后处理)或可见光分光光度计。2011年,DIY也发布了同样的操作说明。
在坦桑尼亚,研究人员组装了一台造价约8美元的加州自制装置,并用它在粪便样本中寻找蠕虫卵。今年早些时候,据报道,加纳使用手机和折叠式显微镜检测到了尿样中的血吸虫卵。
最近,太平洋西北国家实验室(PacificNorthwestNationalLaboratory)的一个研究小组开发出了一种使用手机和玻璃珠的简单且极其便宜的显微镜。正如他们在视频中所展示的那样,一个玻璃珠通过一个使用3D打印机制作的简单设备固定在手机的相机镜头上。他们声称,将手机转换成显微镜所需的材料成本不到1美元,这使得它非常适合在低收入环境下使用,尽管这当然不包括3D打印机或智能手机。免费提供详细说明,包括各种尺寸的珠子(可产生100倍、350倍和1000倍的放大倍数)的来源,以及打印珠子夹持器的3D打印机软件和显微镜幻灯片。到目前为止,这个装置似乎还没有在实地进行过蠕虫卵或感染疟疾的红细胞等物质的鉴定试验;这是一个令人兴奋的项目,让一个被叮咬的读者来承担!
低技术手段
与此同时,休斯顿大学的研究人员开发出一种由塑料状聚合物聚二甲基硅氧烷制成的透镜。蜂蜜状物质的水滴在加热时变硬,水滴的弯曲使它们成为很好的镜片。由于每个镜头的制造成本为3美元,这是另一个便宜的选择,由于水滴是用粘合剂固定在相机镜头上的,因此不需要特殊的支架。然而,放大倍数仅为120倍,其用于寄生虫鉴定的用途可能更为有限。
然而,喀麦隆已经开发出一种更为复杂的使用手机识别寄生虫的方法,最近在喀麦隆进行了测试。
用于Loa Loa检测的iphone
丝虫(线虫)是象皮病(淋巴丝虫病)、丝虫病和河盲症(盘尾丝虫病)的病因。成年雌性会将微小的线状幼虫(称为微丝蚴)流到血液或皮肤中,然后在血粉中分别传给蚊子、马蝇或黑蝇。
对丝虫病流行地区人群进行大规模治疗,单独使用伊维菌素或与阿苯达唑联合使用,是消除丝虫病的主要策略。虽然这是非常有效的治疗盘尾丝虫病和淋巴丝虫病,伊维菌素可以造成严重的副作用,在罗阿罗阿丝虫感染者谁的循环水平30000微丝蚴/ml及以上。这些疾病包括由死亡的微丝蚴引起的潜在致命性脑病,因此,在这些蠕虫共同流行的地区,已暂停大规模药物管理,妨碍了消灭活动。
解决这个问题的一个办法是鉴别出有严重罗阿罗阿丝虫感染的人,并将他们排除在大规模药物治疗之外,这一策略被称为“试验与不治疗”,但定量筛查需要一名训练有素的显微镜师来检测和计数厚血涂片中的微丝蚴,而且这种方法在许多领域都是缓慢而不实用的。手机就在这里。
细胞镜
由Daniel Fletcher和Thomas Nutman领导的一个国际研究小组开发了一种基于红细胞蠕动引起的位移来量化200微米薄层血液中活微丝蚴数量的方法。他们最新的出版物描述了一个原型,称为细胞镜,它代表了对他们最初设计的相当大的改进。与训练有素的技术人员在喀麦隆患者的厚血涂片上进行的手工金标准显微镜检查相比,它的表现非常好(相关系数(r)=0.99)。对微丝蚴负荷阈值以上者,伊维菌素治疗后可引起严重不良反应,特异性94%,敏感性100%。
细胞镜包括一个3D打印盖,其中包含iPhone和镜头模块,以及一个3D打印底座,其中包含一个可移动的托架,以容纳一个载血毛细管,一个LED阵列提供照明,控制电子设备和一个USP端口,以向设备供电。从手指上取下的血液被装入一根毛细血管,并插入车厢。
在5个不同的点上拍摄5秒钟的电影,毛细血管沿着镜头移动,图像处理算法通过检测微丝蠕动引起的红细胞运动来定位和计数微丝。采集血样并进行分析的总时间只有3分钟。
罗阿罗阿丝虫微丝蚴与喀麦隆其他主要丝虫的区别在于,罗阿罗阿丝虫微丝蚴在周围血管中的循环高峰出现在上午10点到下午2点之间,而Wuchereria bancrofti微丝蚴(淋巴丝虫病的病原体之一)在夜间和盘尾丝虫的循环高峰出现在晚上微丝蚴(河盲症的诱因)通常存在于皮肤或淋巴系统。
罗阿罗阿丝虫细胞镜的开发是与工程师、临床医生和当地卫生工作者合作取得的一项显著成就。尽管这只是一个原型,但研究人员相信,很少有监管障碍会阻止它作为中非大规模药物管理运动的一部分使用。希望制造业扩大规模的各个方面,包括降低成本,将得到迅速发展。
反射
显然,手机摄像头和放大镜的结合,为未经培训的工作人员在偏远地区拍摄的照片或视频提供了立即送往诊断实验室或现场分析的机会,从而加快了有效治疗或加强了研究项目。我期待着阅读这项技术的进一步发展。