Stop kræft med en smartphone

Ved at bruge en overkommelig, bærbar enhed, der kan tilsluttes en smartphone, en forsker fra University of Arizona og hans samarbejdspartnere håber at redde liv i landdistrikterne i Afrika.

Dongkyun "DK" Kang var i bad for nogle år siden, da inspirationen slog til, og han blev interesseret i ideen om at afbilde menneskeligt væv in vivo, eller på en levende person, ved hjælp af en smartphone knyttet til et mikroskop.

"Jeg begyndte at lede efter kliniske applikationer, hvor det ville være nyttigt, og det var sådan jeg mødte Esther Freeman, direktør for global sundhedsdermatologi ved Massachusetts General Hospital, som har arbejdet på at behandle hudkræften Kaposis sarkom i Afrika i næsten et årti, " sagde han. "Hun havde et klinisk problem. Jeg havde en interessant teknologi, der potentielt kunne hjælpe."

Han hjalp. Han arbejdede med Freeman og Aggrey Semeere, en læge i Uganda, at udvikle teknologi, der kan give klinikere i landdistrikterne mulighed for at diagnosticere Kaposis sarkom ved hjælp af smartphone-konfokale mikroskoper, eller billedbehandlingsenheder, der samler lys fra et enkelt nålehul for at skabe billeder i høj opløsning, der kan ses på en smartphone. Den lave pris, letanvendelige og bærbare enheder har potentiale til at stille tidlig diagnose, mere effektiv behandling og lavere dødelighed mulig.

Nu, adjunkt i UA Department of Biomedical Engineering og College of Optical Sciences, og medlem af BIO5 Institute og UA Cancer Center, bruger et tilskud på mere end $400, 000 fra John E. Fogarty International Center for at udvide den samme teknologi til screening for livmoderhalskræft og livmoderhalskræft.

"DK legemliggør det innovative, can-do-ånden fra Engineerings nye fakultet, sagde Jennifer Barton, professor i biomedicinsk teknik og direktør for BIO5 Instituttet. Barton er førende inden for udvikling af kræftscreeningsendoskoper og vejledte Kang til dette projekt. "Ikke kun skaber han nye biomedicinske optikværktøjer, men han bruger dem til at hjælpe verdens mest undertjente mennesker, " sagde hun. "Hans nye point-of-care-detektionsenhed for livmoderhalskræft vil hjælpe med at sikre, at ingen kvinde dør af denne sygdom, som i høj grad kan helbredes, hvis det fanges tidligt."

En ny ansøgning i livmoderhalskræft

Kang har altid nydt at tilbyde praktisk hjælp til lokalsamfund i nød. Han meldte sig frivilligt som underviser på et børnehjem hver uge under sine collegeår i Korea, og mens han lavede Kaposis sarkommikroskopi, han foretog adskillige ture til Infectious Disease Institute i Uganda først for at se, hvor apparaterne ville blive brugt, og, senere, at se dem i aktion.

Mens man var i Uganda, han lærte, at landet har en af ​​de højeste forekomster af livmoderhalskræft, ved 54,3 pr. 100, 000 kvinder og stigende. Dødelighedsrater forbundet med livmoderhalskræft i østafrikanske lande er 27,6 ud af 100, 000 kvinder, et dusin gange USA's 2,3 pr. 100, 000.

"Denne sygdom rammer kvinder i 20'erne og 30'erne og 40'erne - virkelig unge kvinder, der lige er ved at starte deres familier, der har børn, " sagde Kang. "Det er virkelig hjerteskærende."

Miriam Nakalembe, en OB-GYN i Uganda og Kangs samarbejdspartner, sagde 60 procent af de livmoderhalskræftpatienter, hun ser på ugandiske hospitaler, allerede er i de sene stadier af sygdommen. Uden almindelige celleprøver eller livmoderhalsundersøgelser, kvinder får simpelthen ikke sygdommen tidligt. Selvom mange lokale sundhedsudbydere i Uganda har et kryoterapiværktøj, de kan bruge til at fryse mistænkeligt væv af, de ved ikke, hvornår de skal bruge behandlingen, fordi de ikke har tilstrækkelige screeningsmetoder.

"Mange patienter har ikke noget hospital i deres lokalsamfund, hvor de får det gjort, så målet er at bringe disse billige og bærbare enheder til en landklinik, slå et telt op og lav testen. Derefter, lige på stedet, de kan lave kryoterapien, " sagde Kang.

Videnskaben bag løsningen

I Uganda og andre lande, den mest almindelige måde at screene for livmoderhalskræft er vævsfarvning, som har en meget høj andel af falske positiver. Det betyder, at kvinder gennemgår unødvendige behandlinger, og begrænsede ressourcer bliver ikke brugt, hvor de er nødvendige. En anden metode, konfokal mikroskopi, er mere præcis, men koster op mod $50, 000.

Dette smartphone endoskop skærmer mere præcist end farvning, og har en anslået pris på mindre end $3, 000. Overkommelig pris, bærbarhed og brugervenlighed vil bringe screening til flere mennesker i fjerntliggende områder.

"Vi ønsker at gøre enheden nem nok at bruge til, at alle med en minimal baggrund inden for ingeniør- eller medicinsk uddannelse kan bruge den - den tidligere smartphone-konfokale enhed, vi brugte i Uganda, blev brugt af en klinisk tekniker, ikke en læge, " sagde Kang. "Det er en smartphone. Du tænder den bare og tager et billede."

Kang og hans ugandiske samarbejdspartnere håber at begynde at bruge de nye apparater til screening af livmoderhalskræft i Uganda i 2019, og arbejder sammen med Tech Launch Arizona for at hjælpe med at kommercialisere opfindelsen. I fremtiden, enheden vil være i stand til at identificere potentielle kræftområder, analyser billeder automatisk, og anbefale den passende behandling. Enheden skulle betyde, at patienterne ikke behøver at rejse langt til klinikker, men selvom de gør det, de kan gennemgå et par minutters screening og blive behandlet samme dag, hvis der opdages kræft eller forstadier til kræft.

Med én enhed med potentiale til at screene for kræft, der allerede er udviklet, og en anden på vej, Kang funderer over det tidspunkt, hvor ideen til det hele kom til ham under bruseren.

"Sommetider, Jeg tror, ​​at jeg måske vil tage mere end et brusebad hver dag, " smilede han.