Un microscope pour téléphone portable pour la détection des maladies

Dans une torsion sur les accessoires traditionnels de téléphone intelligent, les chercheurs ont démontré la microscopie fluorescente en utilisant une pièce jointe physique à un téléphone portable ordinaire. Les chercheurs à l'origine de l'appareil disent qu'il pourrait identifier et suivre des maladies comme la tuberculose (TB) et le paludisme dans les pays en développement avec un accès limité aux soins de santé, ou dans les zones rurales des États-Unis.

Diagnostic instantané : Le Cellscope utilise une LED à lumière bleue et des filtres pour l'imagerie par fluorescence. L'échantillon est inséré à côté du bouton de focalisation en métal.

Le Cellscope, issu d'un projet de classe d'optique à l'Université de Californie à Berkeley, pourrait capturer et effectuer une analyse simple d'images agrandies d'échantillons de sang et d'expectorations, ou transmettre les images sur le réseau de téléphonie mobile pour analyse ailleurs.

L'engin - une extension en forme de tube accrochée au téléphone portable avec un clip de ceinture modifié - fonctionne exactement comme un microscope traditionnel, en utilisant une série de lentilles qui grossissent des échantillons de sang ou de crachats sur une lame de microscope. Pour détecter la tuberculose, par exemple, un échantillon de salive est infusé avec un colorant peu coûteux appelé auramine. Une longueur d'onde d'excitation est émise par la source lumineuse - une diode électroluminescente (DEL) bleue à l'extrémité opposée de l'appareil par rapport au téléphone portable - et absorbée par le colorant auramine dans l'échantillon de salive, qui émet une fluorescence verte pour illuminer les bactéries de la tuberculose. Ensuite, un logiciel automatisé peut compter les bactéries vertes pour un diagnostic en temps réel, ou l'image peut être transmise via un réseau cellulaire à une installation distincte où les médecins peuvent l'analyser et répondre.

L'approche du téléphone portable est très utile pour toutes les régions du monde où les ressources [médicales] sont rares, dit Aydogan Ozcan , professeur adjoint de génie électrique à l'UCLA, qui travaille au développement d'une méthode sans lentille pour l'imagerie cellulaire mobile. C'est un grand pas en avant dans ce domaine important.

Les chercheurs impliqués dans le projet, dirigé par le professeur de bio-ingénierie de Berkeley Daniel Fletcher , décrivent leur travail dans un article publié dans la revue PLoS Un . Ils ont précédemment démontré un prototype de dispositif qui utilisait la lumière blanche, ou l'imagerie en champ clair, pour capturer des images agrandies de cellules sanguines colorées pour détecter les parasites du paludisme, une approche qui pourrait également identifier les globules rouges de forme étrange indiquant la drépanocytose. La fluorescence ajoute une nouvelle capacité qui pourrait être particulièrement utile si elle était moins chère et portable.

La microscopie à fluorescence dans les pays pauvres en ressources est difficile, explique Wilbur Lam, bio-ingénieur et médecin à la faculté de médecine de l'UCSF qui a travaillé sur le projet en tant qu'expert clinique. La technologie de [fluorescence] de qualité laboratoire est chère et difficile à exploiter, dit-il. Vous avez besoin d'une chambre noire, d'une lampe au mercure et de beaucoup d'entraînement. Ces installations ne sont pas disponibles dans de nombreuses régions des pays en développement, qui, note Lam, sont les endroits qui ont le plus besoin de la technologie pour détecter des maladies courantes comme la tuberculose. Le dispositif Cellscope pourrait être distribué aux agents de santé dans les zones reculées, étendant ainsi la portée de l'imagerie médicale basée sur la fluorescence.

Selon Fletcher, la fluorescence est de plus en plus préférée par l'Organisation mondiale de la santé comme outil de détection de la tuberculose, car il est plus facile pour un œil non averti de repérer quelque chose de vert que de repérer une tache colorée sur un fond clair. Cependant, avec l'équipement de fluorescence traditionnel, les agents de santé doivent toujours compter les taches sur une lame de microscope à l'œil nu, ce qui peut ne pas être fiable. Le groupe Berkeley a développé un logiciel qui compte automatiquement les points verts ; lorsqu'il est installé sur le téléphone intelligent, il pourrait rendre le processus plus facile et plus rapide.

Le microscope pour téléphone portable pourrait également être utile pour le traitement de la tuberculose, dit Lam. Les patients tuberculeux doivent être directement observés en train de prendre leurs médicaments pendant plusieurs semaines, afin d'éviter l'accumulation de résistance aux médicaments. Le téléphone peut stocker des images à des fins de comparaison et fournit un retour immédiat, afin que les patients puissent consulter leur agent de santé local et voir leurs progrès chaque semaine, plutôt que d'attendre un mois que les échantillons reviennent d'un site de traitement centralisé ou de voir des complications de la maladie apparaît trois ou quatre mois plus tard.

Cette capacité à transmettre des images au microscope fait du Cellscope un nouvel outil pour la télémédecine, explique Lam. Et parce que les images peuvent être associées à des balises GPS, elles pourraient fournir une alerte précoce en cas d'épidémie.

La numérisation des dossiers médicaux est un autre problème pour les agents de santé sur le terrain. Le groupe de Fletcher a rencontré le problème lors de la démonstration de sa technologie au Bangladesh et en République démocratique du Congo. Les enregistrements papier et stylo sont facilement perdus, un problème que le microscope pour téléphone portable pourrait résoudre en attachant des informations d'identification du patient à chaque image numérique. Les dossiers pourraient alors être consultés pour référence facile lorsqu'un patient retourne à la clinique de santé.

L'innovation clé des chercheurs, dit Lam, n'a pas été d'inventer un nouveau test médical, mais plutôt de prendre un test standard et de le présenter d'une nouvelle manière. Il se trouve que leur technologie est plus petite, moins chère et connectée à un téléphone portable, dit-il.

Dans un monde avec quatre milliards de téléphones portables, dont beaucoup dans les pays en développement, dit Ozcan, le microscope pour téléphone portable pourrait tirer parti des infrastructures existantes pour lutter contre les maladies sur un nouveau front plus mobile.

cacher