Trilfunctie en camera van smartphone meten bloedstollingen

Onderzoekers, verbonden aan de Universiteit van Washington, hebben recent een bloedstollingstest voor patiënten bedacht die met de trilfunctie en camera van de smartphone wordt uitgevoerd. Volgens het onderzoeksteam valt de methode binnen het nauwkeurigheidsbereik van de standaardinstrumenten voor het meten van bloedstolsels. De resultaten verschenen deze maand in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Communications. De test geldt als goedkope oplossing voor bloedstollingsmeters die te kostbaar zijn voor patiënten in ontwikkelingslanden.

De onderzoekers analyseerden het bloedplasma van meer dan tweehonderd patiënten, waaronder degenen met bloedstollingsproblemen. Het plasma is het vloeibare gedeelte in het bloed dat makkelijker was te testen. De resultaten lagen volgens het team in het nauwkeurigheidsbereik van commercieel verkrijgbare testen. Het onderzoek zit nog in de proof-of-concept fase en wordt nog vervolgd. De eerder uitgevoerde tests vonden in het lab plaats. Binnenkort gaat het onderzoeksteam metingen uitvoeren bij patiënten thuis en volgen ook tests in landen en gebieden met beperkte zorgmogelijkheden.

Hoe werkt de test?

De bloedstollingstest bestaat uit een plastic hulpstuk dat aan de smartphone wordt bevestigd. Het hulpstuk bevat een minuscuul bekertje waar de patiënt een druppel bloed in laat vallen. Het bloed mengt zich met een koperdeeltje en een chemische stof als activator, om zo het bloedstollingsproces te stimuleren. Daarna worden de trilfunctie en de camera van de smartphone ingezet. Terwijl het bekertje begint te schudden door de trilling van de smartphone, volgt de camera de beweging van het koperdeeltje. Deze beweging is volgens de onderzoekers betrouwbaar te volgen. Ze stellen dat wanneer het bloed klontert, een netwerk vormt dat zich vernauwt. In dat proces gaat het koperdeeltje van rondstuiteren naar een moment van niet meer bewegen.

Volgens co-auteur Shyam Gollakota is de laagdrempeligheid van de methode een groot voordeel. "Bijna elke smartphone van het afgelopen decennium heeft een trilfunctie en een camera. Dit betekent dat bijna iedereen die een telefoon heeft, dit kan gebruiken. Het enige wat je nodig hebt is een eenvoudig plastic hulpstuk, zonder extra elektronica van welke aard dan ook. Dit is het beste van alle werelden en is in feite de heilige graal van PT/INR-tests. Het maakt het toegankelijk voor miljoenen mensen, zelfs waar de middelen zeer beperkt zijn."

PT en INR

Artsen beoordelen het bloedstollend vermogen aan de hand van de protrombinetijd (afgekort PT) en de International Normalized Ratio (INR). Die geven aan hoe snel het bloed stolt. De INR is een verhouding berekend op basis van de PT, zodat artsen resultaten van verschillende testen en laboratoria beter kunnen vergelijken. Om de PT en INR te berekenen, verzamelen de onderzoekers van de Universiteit van Washington twee tijdstempels via de smartphone. De eerste tijdstempel is wanneer de gebruiker de bloedsample aan het bekertje toevoegt. De tweede tijdstempel is het moment dat het koperdeeltje stopt met bewegen.

Hoofdauteur Justin Chan: "We begonnen met het laten trillen van een enkele druppel bloed en probeerden de golven aan het oppervlak te meten. Maar dat was echt een uitdaging met zo'n kleine hoeveelheid bloed. Voor de eerste tijdstempel kijken we wanneer de gebruiker een capillair buisje met het monster in het frame inbrengt. Voor het einde van de meting kijken we rechtstreeks naar de binnenkant van de beker, zodat de enige beweging binnen die frames het koperdeeltje is. Het deeltje stopt abrupt met bewegen omdat bloed heel snel klontert, en je kunt dat verschil tussen de frames waarnemen. Van daaruit kunnen we de PT berekenen, en die kunnen we in verband brengen met de INR," aldus Chan.

Waarom is het van belang?

Normaal gesproken helpen bloedstolsels om bloedingen te stoppen. Patiënten met medische problemen lopen het risico dat ze zonder antistollingsmedicijnen bloedpropjes oplopen in de bloedvaten. Dit kan leiden tot een infarct of trombose. Met medicatie stolt het bloed minder snel. Een bijwerking is dat er een grotere kans is op bloedingen. Een veelgebruikt medicijn is warfarine, maar het heeft wel als nadeel dat patiënten regelmatig bij de arts op controle dienen te komen om de juiste dosering vast te stellen.

Patiënten kunnen zelf al hun INR meten vanuit huis, met behulp van bloedstollingsmeters. De oplossing van de onderzoekers lijkt met name gewenst in ontwikkelingslanden, waar deze apparaten te kostbaar zijn voor patiënten. Gollakota: "Vroeger wipten artsen buisjes bloed met de hand heen en weer om te zien hoe lang het duurde voordat een stolsel was gevormd. Dit vereist echter veel bloed, waardoor het onuitvoerbaar is voor gebruik in thuissituaties. De creatieve sprong die we hier maken is dat we laten zien dat, door gebruik te maken van de vibratiemotor op een smartphone, onze algoritmen hetzelfde kunnen doen. En dat met een enkele druppel bloed. We krijgen een nauwkeurigheid die vergelijkbaar is met de beste commercieel beschikbare technieken."