Как с помощью смартфонов выявить малярию. Пример Уганды

Малярия является одной из ведущих причин заболевания и смертности в мире. Ежегодно заражаются около 229 миллионов человек, и более 400 000 из них умирают.

Распространение малярии можно контролировать с помощью тщательного и скоординированного управления на уровне общин. Это включает в себя распространение противомоскитных сеток с инсектицидным покрытием, медикаментозное лечение и диагностическое тестирование, когда это возможно. Диагностическое тестирование в настоящее время проводится в полевых условиях с использованием микроскопов или тестов на основе антител. В централизованных лабораториях испытания проводятся на высокопроизводительных автоматизированных машинах.

Как следствие, диагностическое тестирование может быть сложной задачей в отдаленных районах Африки к югу от Сахары. Здесь доступ к электроэнергии, водопроводу, специализированному лабораторному оборудованию и квалифицированному медицинскому персоналу может быть ограничен. Без диагностики лечение либо затягивается, либо основывается только на симптомах (которые часто схожи с симптомами других инфекционных заболеваний).

В докладе Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) за 2018 год о борьбе с малярией подчеркивается необходимость быстрого и надежного тестирования, доступного даже в самых отдаленных районах.
В этом докладе также рекомендуется, чтобы диагностика заболеваний была более интегрирована в цифровую форму в региональные или национальные системы ведения пациентов, чтобы лучше контролировать распространение малярии.

Вот уже несколько лет биоинженеры из Университета Глазго сотрудничают с Отделом Министерства здравоохранения Уганды. Они сотрудничают в разработке новых способов выполнения этих жизненно важных рекомендаций ВОЗ. Вместе они добились некоторых ключевых успехов в создании новых устройств, которые позволяют людям с базовыми медицинскими знаниями проводить тесты для выявления малярии в полевых условиях. Диагностика на основе смартфонов надежно проверяет, анализирует и записывает данные.

Полевые испытания

Наиболее распространенный и точный тест на малярию позволяет обнаружить ДНК паразита в крови человека с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР). Для ПЦР-тестов требуется обученный персонал, чтобы взять образец и обработать его. Испытания должны проводиться в лабораторных условиях.

Доступны более передвижные и готовые к работе в полевых условиях тесты. Они включают тесты бокового потока, которые обнаруживают молекулы паразита, циркулирующие в крови. Но некоторые исследования показывают, что они могут быть точными лишь в 75 % случаев.

Поэтому задача состоит в том, чтобы диагностировать малярию с точностью ПЦР-теста, используя то же простое оборудование, что и тест бокового потока.

Для этого специалисты из Университета Глазго разработали уникальную диагностическую систему “оригами”. Она основана на сложенных листах вощеной бумаги.

Используется обычный бытовой принтер для печати рисунков из водостойкого воска на бумаге. Расплавляется воск на бумаге на горячей плите. Затем образец крови, взятый у пациента с помощью отпечатка пальца, помещается в канал, определенный в восковом узоре. Жидкости и реагенты перемещаются в бумаге под действием капилляров (во многом так же, как впитывающая ткань впитывает пролитую жидкость).

В конце концов образец переносится в три небольшие камеры в картридже, который интегрируется с бумагой. Картридж помещается в специально изготовленную кассету с 3D-печатью, питаемую от простого источника питания (например, мобильного телефона). Данный метод был опробована в двух начальных школах в округах Маюге и Апак в Уганде. Он верно диагностировал малярию в 98 % образцах. Было подтверждено, что диагностика на бумажной основе может обеспечить более качественные, быстрые и эффективные тесты по выявлению малярии в общинах. Также было необходимо создать цифровую систему, которую местные и национальные власти могли бы использовать для мониторинга инфекций.

Цифровая поддержка на базе мобильных телефонов

С уверенностью можно сказать, что широкое распространение смартфонов в Африке, даже в самых отдаленных районах, может стать ключом к расширению возможностей людей проводить тесты и безопасно делиться их результатами с органами здравоохранения.

Снова работая с Министерством здравоохранения Уганды, специалисты из Университета Глазго решили разработать диагностическое приложение для сопряжения с диагностической системой «оригами».

Они использовали технологию блокчейн для обеспечения конфиденциальности пациентов. Технология гарантирует, что только уполномоченные медицинские работники с правильным «ключом» могут получить доступ к результатам. При этом процесс работы надежно отслеживается.

Смартфон работает в паре с 3D-печатной подставкой, содержащей простой нагревательный элемент. Телефон обеспечивает питание батареи для проведения анализа на основе ДНК. Приложение контролирует температуру теста «оригами».

Мобильный телефон используется для анализа данных и передачи информации медицинскому работнику, какими видами малярии заражен человек. Это гарантирует правильное введение нужных лекарств. Медицинским работникам необязательно быть высококвалифицированными.

Результаты надежно хранятся в книге учета на основе блокчейна, чтобы обеспечить их конфиденциальность. Они передаются по беспроводной сети только доверенным организациям, таким как региональные или национальные органы здравоохранения.

Специалисты из Университета Глазго в сотрудничестве с местными органами образования вновь заключили партнерское соглашение с начальной школой Уганды, чтобы оценить новую систему в реальном мире. Были проверены образцы крови детей в возрасте от 5 до 12 лет. И вновь результаты оказались точными на 98 %.

Результаты этих тестов помогли детям, у которых был положительный результат, своевременно получить доступ к лечению. Они также использовались региональными властями для передачи информации министерствам центрального правительства для информирования о местных стратегиях и мероприятиях по борьбе со вспышками заболевания.

Взгляд в будущее

Команда биоинженеров планирует продолжать работу с правительством Уганды. Привлекая новых партнеров, таких как Угандийский институт промышленных исследований.

В конечном счете, команда специалистов надеется, что они смогут предоставить людям доступ к эффективным, простым в применении тестам. Есть надежда на то, что в будущем разработанные системы могут помочь в борьбе с целым рядом других инфекционных заболеваний.

Оцените статью
Женский журнал
Добавить комментарий

Adblock
detector