Aplikacja na smartfony umożliwia monitorowanie żółtaczki noworodków
Aplikacja na smartfony, która szacuje poziom bilirubiny na podstawie obrazów cyfrowych, umożliwia rozpoznanie żółtaczki u nowo narodzonych dzieci, dzięki czemu stanowi ważne, niedrogie narzędzie do badań przesiewowych w kierunku żółtaczki noworodków. Opatentowana technologia opracowana w ramach projektu Picterus łączy obrazowanie optyczne i fotonikę z algorytmami uczenia maszynowego, co pozwala na postawienie zdalnej diagnozy na podstawie zdjęć wykonanych smartfonem. „Żółtaczka jest powodowana przez bilirubinę, dlatego na podstawie tych zdjęć mierzymy właśnie ją”, wyjaśnia Anders Aune, współzałożyciel i główny dyrektor medyczny norweskiej firmy Picterus AS. „Cząsteczki bilirubiny znajdują się w skórze każdego noworodka, niezależnie od typu skóry. Poszukujemy specyficznego żółtego zabarwienia skóry, które odpowiada wyższym wartościom bilirubiny”. „Aplikacja dostarcza natychmiastowego wyniku, a użytkownicy otrzymują szacunkową liczbę, która odzwierciedla poziom bilirubiny z odcienia skóry dziecka”, mówi Aune, który jest z zawodu pediatrą. „Jest to jedynie narzędzie do badań przesiewowych, dlatego w przypadku uzyskania wysokiego odczytu wynik trzeba jeszcze potwierdzić w badaniu krwi”.
Kalibracja i korekcja kolorów
Samo zdjęcie jednak nie wystarczy. Kolor skóry różni się zależnie od rasy i powstaje w wyniku działania kilku składników – melaniny, hemoglobiny lub parametrów krwi oraz bilirubiny. „Musimy skorygować obraz zarówno pod względem poziomów w krwi, jak i poziomu melaniny”, dodaje Aune. Opracowana w ramach projektu nowatorska metoda kalibracji kolorów uwzględnia również zmienne środowiskowe, w tym cienie i różne źródła światła, przy określaniu odcienia skóry dziecka. „Nawiązaliśmy współpracę z Norweskim Uniwersytetem Nauki i Technologii w Trondheim, na którym pracuje zespół wybitnych specjalistów z zakresu nauki o kolorze. Wspólnie opracowaliśmy system przeznaczony specjalnie do skóry noworodka. Za pomocą specjalnej metody drukujemy te kolory przy użyciu druku spektralnego”. „Obrazy wymagają korekty i dopasowania kolorów. Następnie czeka nas trudne zadanie związane z przeliczeniem tych kolorów na poziom żółtaczki”, wyjaśnia Aune. „Poświęciliśmy dużo wysiłku, aby dopracować metodę analizy kolorów w celu korygowania ich pod katem różnych warunków oświetleniowych, a także dla różnych typów smartfonów”.
Ciemniejsze odcienie skóry
System został pomyślnie przetestowany na około 3 000 niemowląt i jest już stosowany z certyfikatem CE dla jaśniejszych typów skóry. Przygotowano też badania w Indonezji, Meksyku, Nepalu i Ugandzie dotyczące latynoskich, azjatyckich i czarnych typów skóry. „Nadal jednak potrzebujemy więcej danych dotyczących ciemniejszych typów skóry. Z tego względu nie certyfikowaliśmy jeszcze systemu dla wszystkich typów skóry”, mówi Aune, dodając, że objęcie systemem wszystkich typów skóry jest priorytetem zespołu na najbliższy rok.
Zdalne monitorowanie
Jak zauważa uczony, pandemia COVID zmieniła podejście do zdalnego monitorowania schorzeń. „Zwracali się do nas lekarze z całego świata, którzy nie chcieli, aby ich mali pacjenci ponownie trafiali do szpitala, gdzie istniało ryzyko zakażenia wirusem. Zdalne monitorowanie to także sposób na obniżenie kosztów, zwłaszcza dzięki zmniejszeniu liczby niepotrzebnych wizyt ambulatoryjnych”, mówi Aune. Jak zauważa Aune, żółtaczka pozostaje najczęstszym powodem ponownej hospitalizacji noworodków. „Dzięki naszemu systemowi można ją potencjalnie monitorować z domu, bez konieczności powrotu do szpitala”. Szacuje się, że każdego roku na świecie występuje 84–112 mln przypadków żółtaczki noworodków. Odpowiednio wcześnie wykrytą chorobą można łatwo leczyć, ale mimo to szacuje się, że z powodu żółtaczki noworodków co roku umiera ponad 100 000 dzieci, głównie w Afryce Subsaharyjskiej i Azji Południowej.
Słowa kluczowe
Picterus, kalibracja kolorów, bilirubina, żółtaczka, noworodek, odcienie skóry, nauka o kolorze, obrazowanie optyczne, fotonika
