זיהומים טפיליים מהווים אתגר משמעותי לבריאות הציבור, במיוחד במדינות ואזורים מתפתחים. מחקר זה משווה מנתח צואה אוטומטי כדי להעריך את יעילות האבחון שלו לזו של שיטת המיקרוסקופיה המסורתית של מריחה רטובה ישירה.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
זיהומים טפיליים מהווים אתגר משמעותי לבריאות הציבור, במיוחד במדינות ואזורים מתפתחים. מחקר זה משווה מנתח צואה אוטומטי כדי להעריך את יעילות האבחון שלו לזו של שיטת המיקרוסקופיה המסורתית של מריחה רטובה ישירה.
עם ההתפתחות הסוציו-אקונומית, השכיחות של מחלות טפיליות מעיים ירדה משמעותית משנה לשנה. עם זאת, זיהומים טפיליים נותרו בעיה מרכזית בבריאות הציבור ברחבי העולם, במיוחד במדינות ואזורים מתפתחים. אבחון וטיפול בזמן חיוניים לשליטה בהתפשטות מחלות אלו. שיטת המיקרוסקופיה המסורתית של מריחה רטובה ישירה, למרות שהיא בשימוש נרחב, היא עתירת עבודה, מועדת לזיהום ותלויה בכישוריו של הטכנאי. מאמר זה מציג מנתח צואה אוטומטי, ההופך את עיבוד דגימות הצואה לאוטומטי, ומציע יתרונות על פני שיטת המיקרוסקופיה המסורתית של מריחה רטובה ישירה, כגון קלות תפעול, זיהוי מהיר, סביבת עבודה נקייה והיגיינית, ורגישות וספציפיות גבוהות, ובכך משפר את יעילות האבחון והדיוק.
השווינו שלוש שיטות שונות לניתוח צואה: שיטת מיקרוסקופיה של מריחה רטובה ישירה, מנתח צואה אוטומטי (דוח AI) ומנתח צואה אוטומטי (ביקורת משתמשים). דוח הבינה המלאכותית משתמש בניתוח תמונות אוטומטי ואלגוריתמים של למידת מכונה כדי לזהות רכיבים כמו טפילים וביצים בדגימות צואה. שיטה זו יכולה לעבד מספר רב של דגימות במהירות, ולהגביר את היעילות. ביקורת המשתמש משתמשת גם במנתח צואה אוטומטי אך כוללת שלב נוסף של ביקורת משתמשים. טכנאים מנוסים סוקרים את דוח הבינה המלאכותית כדי לשפר את הדיוק והאמינות של התוצאות. המנתח הפגין רגישות של 84.31% לדוח AI ו-94.12% לביקורות משתמשים, יחד עם ספציפיות של 98.71% לדוחות AI ו-99.69% לביקורות משתמשים, מה שהופך אותו לכלי שלא יסולא בפז לאבחון קליני וטיפול בזיהומים טפיליים.
ברמה הגלובלית, מחלות טפילים במעיים נותרות בעיה משמעותית של בריאות הציבור, בעיקר במדינות מתפתחות. נתונים היסטוריים מוועדת הבריאות והרווחה של הרפובליקה העממית של סין חושפים ירידה ניכרת בשיעורי ההדבקה מ-62.63% בשנת 1992 ל-5.96% בשנת 20151,2,3. למרות הירידה הדרמטית הזו1, עם שכיחות לאומית משוקללת של 0.47% והערכה של 5.98 מיליון אנשים נגועים3, השכיחות של זיהום ב-Clonorchis sinensis באוכלוסיית גואנגדונג נותרה גבוהה באופן בולט ועומדת על 4.90%4. אזורים ספציפיים כמו גואנגדונג עדיין מראים שיעורים גבוהים יותר של זיהום ב-C. sinensis, מה שמדגיש את הצורך בשיטות אבחון מדויקות.
ניתן לאבחן מחלות טפיליות באמצעות בדיקה מיקרוסקופית, דימות רפואי, ושיטות סרולוגיות ומולקולריות. ניתוח סרולוגי באמצעות תגובת ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) מסייע באבחון מחלות טפיליות, אך הרגישות שלו בינונית, ועומדת על כ-80%5. לטכניקות אבחון בביולוגיה מולקולרית יש רגישות וסגוליות גבוהות6, אך הן מוגבלות על ידי פעולות מסורבלות וארוכות, ועלויות בדיקה גבוהות, מה שהופך אותן לבלתי מתאימות לבדיקות שגרתיות בהיקף נרחב.
גילוי ביצי C. sinensis בצואה של המטופל מהווה את הבסיס לאישוש האבחנה. שיטת מריחה עבה של Kato-Katz, המשמשת לחיפוש ביצי C. sinensis, היא השיטה הקלאסית הנפוצה לאבחון מחלות טפיליות7,8. למרות עלותה הנמוכה, היא גוזלת זמן, דורשת עבודה מאומצת ואינה מתאימה לפרקטיקה קלינית כאשר יש לסנן נפח גבוה של דגימות. רוב בתי החולים הראשוניים משתמשים כיום בשיטת מיקרוסקופיה של מריחה רטובה ישירה. עם זאת, גם שיטה זו גוזלת זמן ודורשת עבודה מאומצת, כרוכה בריח צואה לא נעים, וחשופה לזיהום צולב, לסיכוני ביו-בטיחות גבוהים ולתוצאות התלויות במומחיות ובשקידה של סגל הבדיקות9.
טכניקות אבחנתיות קונבנציונליות, אף שהן בעלות ערך, סובלות ממגבלות ברגישות ובמעשיות. עם זאת, עם ההתקדמות המתמשכת במדע ובטכנולוגיה, בדיקות צואה הופכות לאוטומטיות וסטנדרטיות יותר. מכשירים אוטומטיים המשתמשים בשיטות מבוססות דימוי דיגיטלי לזיהוי כמיות של טפילים או ביצי טפילים בצואה צוברים פופולריות במעבדות קליניות. הם מציעים יתרונות כגון קלות תפעול, זיהוי מהיר, סביבת עבודה נקייה והיגיינית, ורגישות וספציפיות גבוהות. ה-Automatic Fecal Analyzer משתמש בטכנולוגיית דימוי דיגיטלי כדי לתעד תצפיות מיקרוסקופיות על ידי לכידה של סדרה של תצלומי דיגיטל בהגדלה נמוכה וגבוהה באמצעות המיקרוסקופ ומערכת הדימוי הדיגיטלי המשולבת שבו. לאחר מכן, המערכת מעבירה תמונות אלו למערכת עיבוד נתונים ממוחשבת, המזהה ומנתחת אותן בהתאם. לאחרונה, ניסינו לאבחן קשת של זיהומים טפיליים, תוך התמקדות בזיהוי טפילים וביציהם בדגימות צואה. דגימות חיוביות מזוהות על סמך נוכחות המאפיינים המורפולוגיים שלהם. הערכנו את ה-Automatic Fecal Analyzer לזיהוי טפילים בדגימות צואה ואיששנו את פוטנציאל השימוש בו כתוסף לשיטות מיקרוסקופיה קונבנציונליות. ה-Automatic Fecal Analyzer מורכב מיחידת עיבוד מרכזית ומתוכנה נלווית הכוללת מספר יחידות ייעודיות, ביניהן יחידה לדגימה אוטומטית, יחידה לדגימה בנקב, יחידה לתצפית על מאפייני הדגימה וצבעה, יחידת מצלמה ויחידה לכרטיסי ריאגנטים (איור 1).

איור 1: רכיבי המכשיר. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של איור זה.
במחקר זה, 2,305 דגימות צואה טריות ממטופלים במחלקות האשפוך של בית החולים המחוזי של גואנגדונג (Guangdong Provincial People's Hospital) ביולי 2024 נבחנו בשיטה של סמיות כפולה באמצעות Analyzer פקאלי אוטומטי ושיטת מיקרוסקופיה של מריחה רטובה ישירה (איור 2). קבוצה אחת ביצעה בדיקות באמצעות שיטת מיקרוסקופיה של מריחה רטובה ישירה, בעוד שהשנייה השתמשה ב-Analyzer פקאלי אוטומטי עם דוח המופק על ידי בינה מלאכותית (AI). לאחר תיעוד התוצאות מכל קבוצה, קבוצה שלישית של נבדקים סקרה ידנית את התמונות שנתפסו על ידי האנלייזר האוטומטי. הם בחנו תמונות עם חשד לטפילים או ביצים, תמונות שסטו מהניתוח האוטומטי, תמונות מטושטשות או חסרות, ותמונות בעלות רקע מורכב המכיל שאריות רבות. תהליך זה כלל תיקון של התוצאות, שכונו לאחר מכן ביקורת משתמש של ה-Analyzer הפקאלי האוטומטי. לבסוף, אדם רביעי סיכם וניתח סטטיסטית את הממצאים. יעילותה של מערכת הניתוח הפקאלית האוטומטית לחלוטין הוערכה באמצעות זיהוי בסמיות כפולה של טפילים/ביצים, תוך השוואת זמן הזיהוי והתוצאות בין שלוש המתודולוגיות.

איור 2: איור סכמטי של תוכנית המחקר. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מורחבת של איור זה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מחקר זה אושר על ידי ועדת הבחינה האתית של בית החולים המחוזי של גואנגדונג, האוניברסיטה הרפואית הדרומית, גואנגז'ו, סין (מספר אישור: KY2024-445-02). כל המשתתפים חתמו על טופס הסכמה מדעת בכתב לפני הגיוס. הרכיבים והציוד ששימשו במחקר מפורטים ב- טבלת חומרים.
1. איסוף דגימות
2. שיטות לבדיקת צואה

איור 3: תהליך העבודה של מערכת אוטומטית לאנליזה של צואה. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
3. הערכה מתודולוגית
4. ניתוח התוצאות
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
השוואה בין זמני הגילוי של שלוש שיטות הגילוי
זמן הגילוי הממוצע היה 1.55 min לאדם לדגימה עבור שיטת המיקרוסקופיה של מריחה רטובה ישירה, 1.30 min לאדם לדגימה עבור מנתח צואה אוטומטי (דו"ח AI), ו-1.47 min לאדם לדגימה עבור מנתח צואה אוטומטי (ביקורת משתמש). שיטת המיקרוסקופיה של מריחה רטובה ישירה דרשה זמן פי 1.1 בהשוואה למנתח צואה אוטומטי (דו"ח AI) (t = 2.442, P = 0.020). לעומת זאת, למנתח צואה אוטומטי (ביקורת משתמש) ולשיטת המיקרוסקופיה של מריחה רטובה ישירה היו זמנים דומים (t = 0.048,...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מחלות טפיליות מהוות דאגה עולמית משמעותית לבריאות הציבור12, במיוחד במדינות מתפתחות שבהן הן מובילות לבעיות בריאותיות כגון תת-תזונה, עיכוב, אנמיה וחסימת מרה13, וקשורות גם לפיתוח סוציו-אקונומי וחינוך לקויים. בדיקות צואה לטפילים הפכו לחלק שגרתי מהפרקטיקה הקלינית, כאשר דיוק, מהירות ויעילות הם דרישות מפתח לבדיקות כאלה.
זיהוי טפילים משתמש בשיטות מגוונות כמו מיקרוסקופיה, הדמיה, סרולוגיה וטכניקות מולקולריות. ELISA מציעה אבחון סרולוגי אך עם רגישות נמוכה יות...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין ניגודי אינטרסים להצהיר עליהם.
עבודה זו מומנה על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (82002235, 82302571); קרן המחקר הבסיסי והיישומי של גואנגדונג (2024A1515011037).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מנתח צואה אוטומטי (FA280S) תוכנה | ORIENTER | v.1.028 (RecoV2.9.14) | התוכנה של מערכת מנתח צואה אוטומטי (FA280S) |
| נוזל ניקוי מרוכז | ORIENTER | מתאים לניקוי צנרת | |
| כיסוי מותג מפרש | הגן על הדגימה מפני נזק וזיהום. | ||
| קש פלסטיק חד פעמי | Nantong Lingke Biotechnology | קש פלסטיק חד פעמי המשמש לשאיבת מי מלח פיזיולוגיים | |
| FA280S | ORIENTER | A022201035 | מנתח צואה אוטומטי לחלוטין |
| נוזל שטיפה | ORIENTER | Q/WWT-019-2021 | צינור שטיפה של מנתח צואה אוטומטי לחלוטין מיוצר |
| מיקרוסקופ | OLYMPUS | 3H51278 | תצפית על תאים |
| שקופיות | WS-7101 | הם מספקים משטח יציב ושטוח להרכבה של דגימות לבדיקה במיקרוסקופ. | |
| מדגם מדלל | ORIENTER | סצ'ואן רונג מכונות 20150025 | מתאים לדילול דגימות צואה |
| מתלה לדוגמא | ORIENTER | מתלי טעינה | |
| צינור | מדגם ORIENTER | סצ'ואן רונג מכונות 20200204 | אספן צואה |
| הזרקת נתרן קלואיד | גואנגדונג Daxiang פרמצבטיקה ושות' | H14020786 | דילול |
| תוכנה סטטיסטית SPSS | SPSS Statistics 22.0 | מתאים למגוון משימות מחקר וניתוח | |
| מקל | מקל עץ חד פעמי המשמש לבחירת כמות מתאימה של דגימת צואה. |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.