Modifiziertes iPhone kann Blutkrankheiten erkennen

Ein billiges Objektiv, das es der Kamera eines Mobiltelefons ermöglicht, die Formen von Zellen in einer Blutprobe zu erkennen, könnte die Diagnose von Erkrankungen wie der Sichelzellenanämie an Orten ohne medizinische Infrastruktur erleichtern.

Kleine Linse: Eine millimeterweite Kugellinse wird mit einem Stück Gummi vor die Linse einer Handykamera gehalten.

Das System wurde an der University of California, Davis, entwickelt und soll es Außendienstmitarbeitern ermöglichen, Blutproben von Patienten zu fotografieren und die Schliffbilder dann über das Mobilfunknetz zur Auswertung an Ärzte zu senden.



Obwohl andere Mikroskope mit Handykameras gekoppelt haben, zielte die Davis-Gruppe darauf ab, ihr Gerät kostengünstig zu machen. Dafür wurde ein sehr einfaches Objektiv verwendet, das aus einer einzigen Glaskugel mit einem Durchmesser von etwa einem Millimeter besteht und mit einem kleinen Stück Gummi vor der Kamera in Position gehalten wird. Diese geringe Größe führt zu einer hohen Krümmung, die eine gute Vergrößerung bietet, sagt Sebastian Wachsmann-Hogiu , Physiker am Davis Center for Biophotonics, Science and Technology und Leiter des Forschungsteams. Da auch eine Handykamera Objektive mit kurzer Brennweite und einen miniaturisierten Sensor mit sehr kleinen Pixeln verwendet, ist sie optisch mit der Small Ball Lens kompatibel. Das sei mit einer normalen Kamera nicht möglich, die Entfernungen dort seien zu groß, sagt Wachsmann-Hogiu.

Der Nachteil der Verwendung einer Kugellinse besteht darin, dass das resultierende Bild erheblich verzerrt ist, außer in einem sehr kleinen Bereich direkt hinter der Linse. Das Davis-Team hat dieses Problem mit Software gelöst. Um mit ihrem System ein Bild aufzunehmen, nimmt die Software mehrere Fotos einer Blutprobe auf, während entweder die Kamera oder die Probe bewegt wird; Die Software kombiniert dann die Bilder zu einem größeren, unverzerrten Bild. Der aktuelle Prototyp kann Merkmale mit einem Durchmesser von etwa 1,5 Mikrometern auflösen.

Während das System mit einem relativ teuren iPhone 4 mit einer Fünf-Megapixel-Kamera entwickelt wurde, könnte es laut Wachsmann-Hogiu an billigere Telefone mit einer oder zwei Megapixel-Kameras angepasst werden, die eher in armen Ländern zu finden sind. Wachsmann-Hogiu glaubt, dass mit der Massenproduktion ein auf Kunststoff statt Glas basierendes Linsendesign für etwa 2 US-Dollar hergestellt werden könnte, was billig genug ist, um in armen Ländern weit verbreitet zu sein.

Schneller Vergleich: Die obere Reihe zeigt Blutzellen, die mit einem herkömmlichen Mikroskop aufgenommen wurden. Die untere Reihe zeigt dieselben Beispiele, die mit einem Smartphone aufgenommen wurden. Die linke Spalte ist normales Blut, die mittlere Spalte stammt von einem Patienten mit Eisenmangel und die rechte Spalte stammt von einem Patienten mit Sichelzellenanämie.

Ramesh Raskar , Professor am Media Lab des MIT, stimmt zu, dass die Nutzung allgegenwärtiger Technologien der Schlüssel zur Verbesserung der Gesundheit in armen Ländern ist. Es gibt mehr als vier Milliarden Telefone, sagt er. Ich kann mir nicht vorstellen, dass mehr als eine Million Mikroskope pro Jahr verkauft werden. Raskars eigenes Netra-Projekt entwickelt Handyaufsätze, die für Augenuntersuchungen verwendet werden können. Er sagt, dass seine Arbeit wie die seiner eigenen und die Davis-Gruppe Teil eines schönen Trends sind, der es ermöglicht, globale Gesundheitsinitiativen auf skalierbaren Plattformen wie Mobiltelefonen huckepack zu tragen.

Das Davis-Team, das seine Forschungsergebnisse der Optical Society of Americas vorstellen wird jährliches Treffen nächsten Mittwoch, plant eine Reihe von Feldtests und ist in Gesprächen mit Fertigungspartnern, um die Technologie zu kommerzialisieren. Wachsmann-Hogiu schätzt, dass das System in zwei bis drei Jahren auf den Markt kommen könnte. Sein Team arbeitet auch an einem Zubehörteil, das ein Handy als Spektrometer fungieren lässt, indem ein Isolierband mit einem schmalen Schlitz über die Enden eines Plastikschlauchs gespannt wird. Das Licht einer Probe wird gebeugt, indem es durch die Schlitze tritt, bevor es auf die Kamera des Telefons fällt, wodurch ein Spektrum entsteht, das für grundlegende Analysen der Blutchemie verwendet werden kann.

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