无需采血即可验血,真的不是在做梦?

甲床是检测血红蛋白的理想对象,它们不含色素。

12月4日,来自美国佐治亚州亚特兰大市乔治亚理工学院和埃默里大学生物医学工程系的生物医学工程师在《自然?通讯》杂志发表论文称,他们开发了一款可以无创检测贫血的智能手机应用程序。利用这款应用,医生可以在不需验血的情况下,使用患者指甲的照片来精确测量其血液中的血红蛋白含量。

“所有其他的‘定点’贫血检测工具都需要外部设备,并在侵入性、成本和准确性之间进行权衡。”首席研究员、医学博士威尔伯?拉姆(Wilbur Lam)说,“这是一个独立的应用程序,其准确性与目前可用的无需抽血的监护点测试相当。”

这款应用程序是前生物医学工程研究生罗伯?曼尼诺(Rob Mannino)的博士工作的一部分。曼尼诺博士之所以进行这项研究,是因为他自己也患有地中海贫血症。地中海贫血是一种遗传性的血液疾病,由β-球蛋白基因突变引起。

“治疗我的疾病需要每月输血。”曼尼诺说,“如果可能的话,医生会对我的血红蛋白水平进行更多的检测,但对我来说,在输血期间去医院接受血液检测是件麻烦事。”“医生目前只能根据我的血红蛋白水平趋势来估计我什么时候需要输血。”

“除了拉姆,其他人不可能完成整个项目,”拉姆说,“他在输血前后、血红蛋白水平不断变化时给自己拍了照片,这让他能够以非常有效的方式不断改进和调整自己的技术。”所以从本质上说,在APP的每一次迭代中,他都是自己完美的初始测试对象。

曼尼诺和拉姆说,他们的APP可以帮助慢性贫血患者进行自我管理,让他们监测自己的病情,并确定需要调整治疗方法或接受输血的时间,这可能会减少过早或过晚输血的副作用或并发症。

研究人员表示,该应用程序应该用于筛查,而不是临床诊断。它可以被任何人在任何时间使用,尤其适用于孕妇、月经不正常的妇女或跑步者/运动员。它的简单性意味着可以在发展中国家应用。

临床诊断工具有严格的准确性要求,但曼尼诺和拉姆认为,通过他们进一步的研究,该应用最终可以达到替代血样贫血检测进行临床诊断所需要的准确性。

贫血是一种影响全球20亿人的血液疾病,如果不加以治疗,会导致疲劳、苍白和心脏不适。目前诊断贫血的黄金标准是全血细胞计数(CBC)。

实验中,研究人员对337名受试者的指甲照片进行了研究,并将他们指甲床的颜色与CBC检测到的血红蛋白水平进行了关联。将指甲颜色转换成血红蛋白水平的算法是在237名受试者中开发出来的,然后在100名受试者中进行了测试。

结果令人满意。利用单张智能手机图像且无需个性化校准,使用者就可测量自己的血红蛋白水平,准确度为2.4克/分升,灵敏度高达97%。而经过个性化校准(在几个星期的过程中对4名患者进行测试)则可以将准确度提高到0.92克/分升,与基于血液的血红蛋白测试的准确度相当。男性正常值为13.5-17.5克/分升,女性正常值为12.0-15.5克/分升。

在这款应用程序中,使用不含黑色素的甲床意味着该测试可以适用于各种肤色的人。曼尼诺说,这种准确性与肤色深浅是一致的。该应用程序使用图像元数据校正背景亮度,可以适用于多家制造商的手机。

曼尼诺和拉姆说,他们正在与埃默里大学的许多儿童和老年医学、内科、新生儿病学、输血医学、全球健康医生合作,以获取更多的数据,并更好地校准他们的系统。“这只是目前精确度的一个快照,”拉姆说,“随着每一位患者的加入,算法将变得更加智能。”

编译:Max

审稿:阿淼

责编:南熙