诊断学创新
良好诊断的可用性对于传染病的治疗和控制都至关重要。由于寄生虫病和病媒传播疾病是低收入发展中国家的最高负担,因此诊断此类疾病的设计是复杂的。在这种情况下,理想的诊断必须具有“确定”的特征,即必须:
u 有感染风险的人负担得起
u 敏感(最小假阴性)
u 特异性(最小误报)
u 用户友好型(操作简单,需要最少的培训)
u 快速(以便在第一次就诊时进行治疗)和强健(不需要冷藏)
u 免费设备
u 交给需要的人
在这里,我们将介绍过去一年中最受欢迎的三种未来诊断工具。它们可能不一定满足有保证的标准的每一个方面,但我们认为,它们所涉及的创新和创造性值得承认。
疟原虫的经皮检测
尽管技术进步,显微镜仍是诊断许多寄生虫病的金标准。用显微镜检测卵子、囊肿和寄生虫费时费力,需要专业的显微镜技术人员。除此之外,显微镜价格昂贵且不易操作,而且通常很难在现场获得替换零件。正在寻找更有效的替代方案。
Lukianova Hleb等人,2013年提出了一种恶性疟原虫和约氏疟原虫的无创、经皮检测方法。这项技术包括通过皮肤发射安全的近红外皮秒激光。这会在含血唑啉的红细胞周围产生一个瞬间的蒸汽纳米泡。血唑啉是所有血期疟原虫的一种独特成分,应该提高检测的特异性。然后根据光散射持续时间和声迹这两个参数检测和表征这些纳米气泡,这两个参数都与寿命相关,因此与膨胀和溃灭纳米气泡的最大直径相关。
该方法可对疟疾感染进行高度敏感的检测,其寄生率低至0.00034%。尽管在开发的早期阶段,该技术消除了侵入性血液取样、费力且熟练的显微镜检查或附加试剂的需要,因此具有很大的现场应用潜力。
谷歌glass的ICT阅读器(荣誉奖;众包游戏)
许多寄生虫病和媒介传播疾病的诊断严重依赖于快速诊断试验(RDTs),最常见的是免疫层析试验(ICTs)。这些测试是基于病原体特异性抗原的存在,由结合产生颜色变化的分子的固定抗体检测。
去年夏天,谷歌的安卓系统(Android)在英国发布了一款眼镜式语音激活计算系统——“Glass”。Feng等人(2014)为谷歌眼镜开发了一个自动化RDT阅读平台。利用内置的摄像机,软件能够在自然光照下检测多个rdt的结果。连续的无线连接允许数据上传到一个集中的数据库中,在那里,数据可以以时空地图的形式可视化,例如,用于调查偏远地区的疫情。
尽管目前有基于手机的阅读器和台式机阅读器等技术,但正是使用免提图像采集和连续无线连接的结合,使该软件独一无二。在没有Wi-Fi的地区,谷歌眼镜可以通过蓝牙与iPhone/Android手机连接,确定GPS坐标。该软件还可以读取不同制造商的各种类型的rdt,而无需更新。Google Glass本身的成本是一个明显的障碍,然而远程分析将允许高吞吐量软件被培训相对较少的技术人员使用,从而降低其他地方的成本。
另一方面,该软件的主要开发人员之一是Aydogan Ozcan教授(加州大学洛杉矶分校),他还致力于在线游戏和手机应用程序作为生物医学图像分析的众包工具。2012年,Ozcan说:“将复杂的任务众包给专家和非专家群体,已经成为一个强大的工具,通过统计分析将个人的反应合并起来,解决复杂或耗时的问题。”。
其中一款游戏是“沼气疟疾诊断”游戏平台,在过去的两年里,该平台已经积累了来自世界各地的数千名在线游戏玩家。这个游戏训练每个人在血片图像中识别疟原虫,最后根据他们的假阳性率和假阴性率给每个人一个量化的分数。总的来说,相对缺乏训练的诊断专家在他们的试验中接近(1-2%)达到了专业训练的诊断专家的准确性。
折叠镜
疟疾是许多依靠显微镜作为诊断金标准的疾病之一,因此遭受上述陷阱。这就是为什么Foldscope在我们的列表中排名第一。
袖珍显微镜是为大规模制造而设计的,使零件的成本降到不到一美元。是的,不到一美元!基于折纸的设计可以在没有外部电源的情况下,从一张纸上构建一个扁平、高度紧凑的产品,重量不到两个镍币。它可以使用亮场、暗场和荧光显微镜,提供2000倍以上的放大倍数和亚微米分辨率。它也不是一个脆弱的产品,已经被证明能在从3层楼的建筑上摔下来并被人踩踏的情况下不受损坏。
Foldscope的与众不同之处在于它将样本固定在固定的位置,同时光学和照明级同步移动。将安装好的幻灯片插入设备中,用用户的拇指实现平移和聚焦。袖珍设计的独创性很大程度上是基于允许放大x100-2000倍的小球透镜,但不幸的是,这也意味着并非所有的视场区域都能在任何给定的时间聚焦,即视场中心的扭曲最小。
虽然这并不意味着不需要在诊断学方面培训显微镜专家,但它可以在显微镜是一种商品的领域为更多的受训者提供培训。这种高度便携的设备也非常适合于没有电的极为隔离的现场。当然,这种显微镜的更换成本低廉,几乎不需要任何维护。