Kwaadaardige bacteriën via smartphone ontdekt

Een bio-engineering onderzoeksteam van de Amerikaanse University of Washington is er in geslaagd om met de smartphone camera kwaadaardige bacteriën op de huid en in de mond te detecteren. De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in het wetenschapsblad Optics and Lasers in Engineering.

Het team, onder leiding van Ruikang Wang, identificeerde visuele beelden van micro-organismen die acne, slecht helende wondjes, tandplak en ontstoken tandvlees veroorzaken. Volgens Wang zijn deze microben normaal gesproken niet zichtbaar met de smartphone, omdat de gangbare camera’s op basis van RGB technologie werken. Dit houdt in dat de lichtgolven in het visuele spectrum in een combinatie van blauw, rood en groen worden weergegeven. Een pixel is een combinatie van deze kleuren. Omdat bacteriën veel andere lichtelementen uitstoten, zijn ze moeilijker te detecteren. Door met vijftien in plaats van drie secties binnen het visuele spectrum te werken ontstaat een ander type afbeelding met details die voorheen niet zichtbaar waren.

Porfyrines

Door de groei en de stofwisseling van de kwaadaardige bacteriën komen zogenaamde porfyrines vrij. Deze organische verbindingen zijn met licht te detecteren wanneer de bacteriën in relatief grote hoeveelheden voorkomen op de huid of in de mond. Bepaalde aandoeningen, zoals acne en traag wondherstel zijn te relateren aan de aanwezigheid van deze porfyrines.

De onderzoekers voegden een 3D geprint omhulsel toe aan de camera. Die bevatte 10 kleine led uv-lampjes. De porfyrines werden vervolgens met de led lichtjes gestimuleerd tot het terugkaatsen van het invallende licht in de vorm van een onderscheidende rode gloed. Andere minuscule lichaamselementen op de huid of in de mond kaatsen dit licht in een andere kleur terug. Met deze techniek is het mogelijk om de aanwezigheid van andere soorten bacteriën vast te stellen. In plaats van porfyrines zal worden gezocht naar een ander bijproduct dat vrijkomt bij de groei van een bacterie.

Goedkope toegankelijke thuisdiagnose

Wereldwijd hebben ruim 2 miljard mensen een (potentiële) huidaandoening. Lang niet altijd worden ze op tijd ontdekt. Daarom proberen onderzoekers en bedrijven goedkope en toegankelijke manieren te ontwikkelen die een diagnose vroegtijdig kan vaststellen. Volgens de onderzoekers is er voor deze methode gebruikgemaakt van een normale smartphone camera en biedt het mensen thuis de mogelijkheid om binnenkort een potentiële aandoening te detecteren op de huid of in de mond. Er hoeft slechts één foto te worden gemaakt en die wordt vervolgens (online) gedeeld met de tandarts of dermatoloog. Ook voor diabetespatiënten is dit een welkome methode, aangezien zij vaak kampen met chronische wonden die traag genezen. Wat bijvoorbeeld voorkomt bij een diabetische voet.

Het is niet de eerste keer dat naar een methode wordt gezocht om met een simpele smartphone huidaandoeningen op te sporen. Afgelopen jaar koppelden wetenschappers een dermatoscoop aan de cameralens van de smartphone. Op basis van licht konden huidaandoeningen zoals melanomen en huidkanker in een vroeg stadium worden ontdekt.

Dit jaar zal Google een op AI gebaseerde tool uitbrengen die huidproblemen opspoort met de smartphone. Gebruikers nemen drie foto’s vanuit verschillende hoeken en beantwoorden vragen over de huid en mogelijke symptomen. Een AI model kan op basis van deze informatie een match zoeken binnen 288 soorten veelvoorkomende huidaandoeningen.