Towards early hemolysis detection: a smartphone based approach

Abstract

Os especialistas em diagnóstico in vitro (IVDs) têm confiado maioritariamente na inspeção visual (ótica) manual e, em segundo lugar, em sensores óticos ou câmaras embutidas ou dispositivos médicos incorporados que suportam o exame da qualidade da amostra na fase pré-analítica. Com o aumento dos volumes de amostras para serem processadas e dos respetivos dados complexos gerados por esse processamento, aquelas técnicas tornaram-se cada vez mais difíceis de utilizar, ou os respetivos resultados não ficam imediatamente disponíveis. Para superar as complexidades impostas por tais técnicas tradicionais, o aumento do uso de dispositivos móveis e algoritmos de processamento de imagem no setor de saúde abriu caminho para a constituição de novos casos de uso baseados em análises móveis de amostras, pois fornecem uma interação simples e intuitiva com objetos gráficos familiares que são mostrados no ecrã dos smartphones. As interfaces gráficas e as técnicas de interação suportadas por dispositivos móveis podem pois proporcionar ao especialista em IVD uma série de vantagens e valor agregado devido à maior familiaridade com estes dispositivos e à grande acessibilidade que evidenciam atualmente, tendo o potencial de facilitar as análises de amostras. No entanto, o uso sistemático de dispositivos móveis no setor da saúde encontra-se ainda numa fase muito incipiente, em particular na área de IVD. Nesta tese, propõe-se conceber e discutir a arquitetura, a conceção e a implementação de um protótipo de uma aplicação móvel para smartphone (designada por "HemoDetect") que implementa um conjunto sugerido de algoritmos, interfaces e técnicas de interação que foram desenvolvidos com o objetivo de contribuir para a compreensão de técnicas mais eficientes para ajudar a detetar a hemólise, um processo que designa a rotura de glóbulos vermelhos (eritrócitos) e libertação do respetivo conteúdo (citoplasma) para o fluído circundante (por exemplo, plasma sanguíneo), complementando-as com estatísticas e medições de laboratório, mostrando a utilização de um protótipo durante experiências, permitindo assim chegar-se a um conceito viável que permita apoiar eficazmente a deteção precoce de hemólise.In Vitro Diagnostics (IVDs) specialists have been firstly relying on manual visual (optical) inspection and, secondly, on optical sensors or cameras embedded or built-in medical devices which support the examination of sample quality in pre-analytical phase. With increasing sample processing volumes and their generated complex data, these techniques have become increasingly difficult or results are not readily available. In order to overcome the complexities posed by these traditional techniques, the increased usage of mobile devices and algorithms in the healthcare industry paves the way into shaping new use cases and discovery of mobile analysis of samples, as they provide a user-friendly and familiar interaction with objects displayed on their screens. The interfaces and interaction techniques rendered by mobile devices, bring, to the IVD specialist, a number of advantages and added value due to increased familiarity with the devices or their accessibility, which is made easier. However, they are at the beginning of their journey in the healthcare industry, in particular in the IVD and point-of-care areas. In this thesis, the proposal is to discover and discuss the architecture, design and implementation of a smartphone prototype app (called “HemoDetect”) with its algorithms, interfaces and interaction techniques which was developed to help detect hemolysis which represents the rupture of red blood cells (erythrocytes) and release of their contents (cytoplasm) into surrounding fluid (e.g. blood plasma), and complementing it with from-the-lab statistics and measurements showing its utilization during experiments, which ultimately may be a feasible concept that could support early hemolysis detection.Les spécialistes du diagnostic in vitro (DIV) se sont d'abord appuyés sur l'inspection visuelle (optique) manuelle et, ensuite, sur des capteurs optiques ou des caméras intégrées ou intégrées à des dispositifs médicaux qui facilitent l'examen de la qualité des échantillons en phase pré-analytique. Avec l'augmentation des volumes de traitement des échantillons et des données complexes générées, ces techniques sont devenues de plus en plus difficiles ou les résultats ne sont pas facilement disponibles. Afin de surmonter les complexités posées par ces techniques traditionnelles, l'utilisation croissante des appareils mobiles et des algorithmes dans le secteur de la santé ouvre la voie à la définition de nouveaux cas d'utilisation et à la découverte d'analyses d'échantillons mobiles, car ils fournissent une interaction conviviale et familière. avec des objets affichés sur leurs écrans. Les interfaces et les techniques d'interaction rendues par les appareils mobiles apportent au spécialiste des dispositifs de DIV un certain nombre d'avantages et de valeur ajoutée en raison d'une familiarisation accrue avec les appareils ou de leur accessibilité, ce qui est facilité. Cependant, ils sont au début de leur parcours dans le secteur de la santé, en particulier dans le domains des DIV et point-of-care. Dans cette thèse, la proposition est de découvrir et de discuter de l’architecture, de la conception et de la mise en oeuvre d’une application pour smartphone (appelée «HemoDetect») avec ses algorithmes, interfaces et techniques d’interaction, qui a été développée pour aider à détecter l’hémolyse qui représente une rupture des globules rouges (érythrocytes) et la libération de leur contenu (cytoplasme) dans le liquide environnant (par exemple, le plasma sanguin), en le complétant par des statistiques de laboratoire et des mesures montrant son utilisation au cours des expériences, ce qui pourrait finalement être un concept réalisable qui pourrait permettre une détection précoce de l'hémolyse

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