Pilot-Machbarkeitsstudie eines neuartigen nicht-invasiven Geräts zur Diagnose von Anämie

In ressourcenarmen Gebieten der Welt beruht das Anämie-Screening auf der Analyse einer Blutprobe und wird im Allgemeinen in Gesundheitseinrichtungen durchgeführt. Derzeitige Anämie-Screening-Ansätze haben aufgrund kritischer Einschränkungen zu keinen zufriedenstellenden Ergebnissen geführt, darunter das Fehlen a) eines zuverlässigen Zugangs zu Laboreinrichtungen, b) zuverlässiger nicht-invasiver außerklinischer Screening-Tools für kommunales Gesundheitspersonal und c) der übergreifenden Integration von Anämiedaten Gesundheitssysteme und d) Unterscheidung zwischen hämolytischen und ernährungsbedingten Ursachen. Derzeit verfügbare nicht-invasive Instrumente weisen eine inakzeptabel geringe Genauigkeit auf und können nicht zwischen ernährungsbedingten und hämolytischen Ätiologien unterscheiden.

Prototyp eines Anämie-Diagnoseassistenten (ADA)

Wir haben einen Prototyp eines Anämie-Diagnoseassistenten für die nicht-invasive, gleichzeitige Erkennung von zwei Anämiemarkern entwickelt: Bluthämoglobin und der endexspiratorische Kohlenmonoxidspiegel. Das Gerät besteht aus einem optischen Sensormodul und einem ETCO-Atemprobenmodul.

Der einzigartige und bedeutende Vorteil des Instruments ist seine Fähigkeit, unabhängig voneinander zwei orthogonale Variablen zu erkennen, die für die Differenzialdiagnose der ernährungsbedingten und hämolytischen Anämie erforderlich sind:

1. Hämoglobinkonzentration mittels nicht-invasiver diffuser Reflexionsspektroskopie. Mithilfe eines hochpräzisen Spektralsensors mit 11 Wellenlängen ermöglicht das Gerät eine optische Quantifizierung des Hämoglobinspiegels. Die optische Hämoglobinerkennung mittels diffuser Reflexionsspektroskopie ist jedoch gut bekannt; Die Verwendung herkömmlicher Spektrophotometrieinstrumente ist sehr kostspielig und daher für dieses Projekt unpraktisch. Als Lösung schlagen wir die Verwendung eines validierten, kommerziell erhältlichen hochpräzisen 11-Wellenlängen-Sensors im visuellen und nahen Infrarotbereich (IR) des Spektrums vor. Das 11-Wellenlängen-Spektrum ermöglicht eine ausreichende Genauigkeit bei der Messung des Reflexions- UND Transmissionsgrads bei isosbestischen Wellenlängen auf der Hämoglobin-Extinktionskurve und kompensiert das Vorhandensein von Melanin, das bei der optischen Bestimmung der Hämoglobinkonzentration einen großen Störfaktor darstellt. [9] Der Sensor wurde ursprünglich entwickelt, um Daten am Ohrläppchen und/oder an der Fingerspitze zu sammeln. Zu den weiteren Iterationen gehört ein Sensor, der um das Handgelenk geschnallt wird (ähnlich einer Smartwatch). Beide Versionen des Geräts können in der Studie verwendet werden und beide verfügen über eine Standard-USB- oder Bluetooth-Konnektivität zum allgegenwärtigen mobilen Android und einer iOS-basierten mobilen Plattform.
2. Kohlenmonoxid am Ende der Gezeiten. Mithilfe einer nicht-invasiven Sonde, die in der Nähe der Nasenlöcher platziert wird, misst das Gerät den ETCO als Ersatzmaß für die Hämolyse. Die ETCO-Messung als Maß für das Vorliegen einer Hämolyse ist in der medizinischen Literatur gut dokumentiert und wird häufig auf Neugeborenenstationen als Screening-Methode für das Vorliegen einer Hämolyse eingesetzt [7,8,10]. Ein positiver Befund (Vorliegen erhöhter ETCO-Werte) führt dann zu einer Überweisung zu weiteren Krankenhaustests.

Ziel dieser Studie ist es, die Hämoglobin- und ETCO-Konzentration bei gesunden Probanden mithilfe des Prototypgeräts zu bestimmen und die Ergebnisse mit den Hämoglobin- und ETCO-Konzentrationen zu vergleichen, die mit Standardgeräten und dem CoSense-System für die (ETCO-Messung) ermittelt wurden.