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方法論記事

集団レベルで貧血を推定するための統合意思決定支援ツールを備えたポイントオブケア法

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DOI:

10.3791/65810

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2024年1月19日

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Clinical Division, ICMR-National Institute of Nutrition, 2Food and Drug Toxicology Division, ICMR-National Institute of Nutrition

この記事について

サマリー

正確なヘモグロビン推定法は、ケアの時点では不足しており、貧血を治療するための集団ベースのプログラムを妨げる可能性があります。そこで、ヘモグロビン値をさまざまなグレードの貧血に分類するために、蓄積された毛細血管血液と自動分析装置をカスタムソフトウェアアプリケーションに統合したポイントオブケア法を開発しました。

要約

集団レベルで貧血を推定するには、頑健なポイントオブケア法が必要である。正確な方法はラボベースであり、ポイントオブケアでは使用できません。この警告に対処するために、プールされた毛細血管血とポータブル自動分析装置に基づく新しい方法が開発され、Hbの推定が行われました。 さらに、自動分析装置からサーバーにHb値をほぼリアルタイムで統合するためのカスタムソフトウェアが開発されました。さらに、参加者を貧血のさまざまな段階に即座に分類できる意思決定支援ツールが開発されました。この意思決定支援ツールは、世界保健機関(WHO)の集団レベルでの貧血のカットオフに基づいて設計され、すべての年齢層と性別グループで利用可能でした。このシンプルでユーザーフレンドリーなツールは、技術的なスキルが限られている最前線の医療従事者でも簡単に使用できます。全体として、開発された方法はポイントオブケアで使用でき、正確です。このハイスループット法は、すべての年齢層および性別グループの集団レベルで貧血をスクリーニングするために使用できます。

概要

貧血は世界的に、特にインドで大きな公衆衛生問題です。貧血が国民の労働生産性や国の経済成長に悪影響を及ぼすことはよく知られています1。貧血を減らすための国レベルの取り組みを活用するために、2018年に開始された最新の公衆衛生プログラムは、貧血ムクトバーラトプログラム(AMB)です。AMBは、脆弱な年齢層における貧血の有病率を減らすための最も有望なアプローチの1つとして、「検査」とそれに続くテーラーメイドの「治療」を特定しています2。しかし、AMBの「検査と治療」戦略を実施するためには、貧血を診断するためのヘモグロビン(Hb)の正確なポイントオブケア(POC)推定が必要です。さらに、ロバストな手法は、大規模なコミュニティ調査で貧血を正確に推定するのに役立ちます。現在のPOC法には、非侵襲的および低侵襲的なデバイスが含まれており、Hb推定には毛細血管血液サンプルを使用します3。しかし、指刺し寸法のばらつき、皮膚の厚さ、環境条件下でのPOCデバイスの安定性など、分析前のいくつかの要因により、測定が不正確になり、有病率の推定値に大きな差が生じます3,4,5。そのため、移動性が高く、ターンアラウンドタイム(TAT)が短く、資源の乏しい環境に適したHb推定法を確立する必要がある6。これらのニーズに対応するために、タッチ活性化ランセットを使用してプールされた毛細血管採血法が開発されました(均一な刺し傷の深さと寸法を確保するため)で、自由に流れる血液サンプルをカリウムエチレンジアミン四酢酸(EDTA)マイクロテナーチューブに6〜8滴で入れることができます。次に、これらのサンプルのHbは、無停電電源装置を備えたPOCの車両または電気のある近くのセンター(アンガンワディ、診療所、パンチャヤト、または家庭)に設置されたポータブル自動分析装置を使用して測定されました。この方法を2つのゴールドスタンダード法(静脈血サンプルとシアノメタモグロビン法)と比較した検証研究では、高い精度と精度が示されました7,8。

有効で信頼性の高いPOC法の設定に加えて、集団レベルでの貧血のスクリーニングと治療を促進するための迅速な意思決定が必要です。これは、Hbの推定が医療施設で行われ、医務官が鉄と葉酸(IFA)サプリメントの配送を直接監督する場合、現在実現不可能です。プライマリーヘルスセンターの医務官が対応している人口が多いため、介入の開始にはかなりの時間差があります。医務官の業務負担を軽減し、医療従事者が医療従事者の直接の関与なしに介入を実施できる技術が求められています。そこで、本研究では、機械からデータを自動的に送信できるカスタムアプリケーション(eSTARアプリ)と、Hb値、年齢、性別グループに基づいてIFAの投与量について最前線の労働者に意思決定を支援する組み込みアルゴリズムの開発を目指しました。このソフトウェアは、PHP(ハイパーテキストプリプロセッサ(PHP)スクリプト言語)やPHPデスクトップクロームなどのオープンソースツールを使用して設計され、統合開発環境としてVisual Studio Codeを備えています。貧血ムクトバーラトのガイドラインに基づく詳細な治療プロトコルがAndroidアプリケーション2に統合されました。

この統合された方法は、正確性と精度を維持しながらテスト結果のターンアラウンドタイムを短縮するという、増え続ける需要に対応します。さらに、数分以内に結果を提供できるため、治療開始に関する迅速な意思決定が可能になり、介入の実施が改善されます9。この統合された方法は、Hb検査を含むあらゆるフィールドレベルの調査または介入プログラムに適合させることができます。さらに、医療スタッフがIFA治療を決定する際のジョブエイドとして、医療施設で使用することができます。

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プロトコル

このプロトコルは、インドのハイデラバードにあるICMR-National Institute of Nutrition(IRB)の治験審査委員会のガイドラインに従います。No.08/I/2018)。

1. 血液分析装置を用いたHb分析のためのプール型キャピラリー試料採取10,11

  1. バーコードプリンターとスキャナーの構成
    1. バーコードプリンタをラップトップシステムに接続します。
    2. バーコードプリンタドライバをラップトップにインストールします。
    3. プリンターのプロパティでプリンターを共有します。
    4. アプリケーションでバーコード印刷をテストして、エラーがないか確認します。
    5. バーコードスキャナーを自動アナライザーに接続すると、自動的に構成されます。
    6. アイコンをダブルクリックして、デスクトップ/ラップトップコンピューターにインストールされているアプリケーションソフトウェアを開きます。ログインページで認証されたクレデンシャルを入力します。
      注:アプリケーションのホームページは、検査結果のアップロード、バーコード印刷品質管理(QC)レポート、および最終血液学レポートのタブで構成されています。
    7. バーコードを生成するには、[ バーコード印刷 ] タブをクリックします。参加者のリストは、村名などの地理的な詳細を入力すると、バーコード印刷タブに自動的に表示されます。
    8. [Display Selection] をクリックします。リストが表示されます。[バーコードを印刷]をクリックします。
  2. プールされた毛細血管血液サンプルの採取(図1)
    1. 成人患者の毛細血管血サンプリングには、左手の真ん中の3本の指の1本を使用します。
    2. 参加者に快適な姿勢で座るように要求し、瀉血医が指にアクセスできるようにします。
    3. アルコールワイプ(70%イソプロピルアルコールを含む)で指をきれいにし、乾かします。
    4. 参加者の識別直後、皮膚穿刺前に、参加者関連の情報(バーコード)でマイクロテーナーにラベルを付けます。
    5. 使い捨ての安全ランセット(接触活性化ランセット2.0 X 1.5 mm)を使用して血液サンプルを採取します。血液サンプルを採取するには、指の先から約1cm、指の中点と側面の間の皮膚に穴を開けます。穿刺は、中指または薬指の指先の手のひらを上にした面にある必要があります。
    6. 最初の血液滴を拭き取り、その後の血液サンプルをコーティングされたマイクロテナーに集めます。
    7. 指をマッサージしないでください。
    8. マイクロテーナーを穿刺部位の下に垂直に置き、圧力をかけずに血滴がチューブ内に自由に流れるようにします。4〜6滴(約200μL)が回収されるまで繰り返します。
    9. マイクロテナー容器に蓋をした後にのみ、渦を巻いたり反転させたりして内容物を静かに混合します。
    10. 3〜4滴の血液滴が採取されたら、綿棒を指先に押し当て、参加者を静止させます。出血を止めるために手動で圧力をかけます。
    11. ランセットは、生物学的廃棄物処理ガイドラインに従って直ちに廃棄してください。

2. 血液分析装置による分析

  1. ソフトウェアによる自動分析器の設定
    1. FileZilla Serverコンポーネント(127.0.0.1)をラップトップにダウンロードしてインストールします。
      注:Windowsファイアウォールまたはサードパーティのファイアウォールを無効にします。
    2. ラップトップにカスタムソフトウェアをインストールし、米国材料試験協会(ASTM)ファイルの場所のパス(C/programfiles x86/destined folder/ Web/wb/astmfiles)をコピーします。
    3. FileZillaサーバーアプリケーションで、ユーザーとパスワードを作成し、astmファイルの場所をマッピングします。
    4. 自動分析機で、同じIPシリーズを(メイン設定で)構成します。
    5. 自動アナライザーで、astm syncオプションをFTPに変更し、ラップトップで構成されているIPと資格情報(たとえば、192.168.1.1とFileZillaユーザー名とパスワードが構成されています)を指定します。
    6. 準備ができたら、自動アナライザーを再起動し、ファイル同期プロセスをテストします。
  2. 自動分析装置による血液サンプルの分析
    1. 完全に自動化されたポータブルな血液分析装置を使用して、POC設定で使用して、Hbおよびその他の赤血球指数(平均赤血球体積[MCV]、平均赤血球ヘモグロビン[MCH]、平均赤血球ヘモグロビン濃度[MCHC]、および赤血球分布幅[RDW])を即座に測定できるようにします。
    2. 溶媒のレベル(試薬ボトルの1 /4以上が充填されている)を確認し、十分な量が存在するかどうかを確認します。
      注:溶媒は、酵素溶液、溶解溶液、および緩衝等張溶液で構成されています(材料表)。
    3. 機械の ON / OFF スイッチをクリックして、機器の電源を入れます。機器がフォイルツイストペア(FTP)ケーブルを介してラップトップに接続されていることを確認します。
    4. 液晶ディスプレイ(LCD)画面をチェックして、外気温が分析を開始するのに適しているかどうかを確認してください。>35°Cの温度はお勧めできません。周囲温度が<35°Cの環境に機械を置きます。
    5. 初期化が完了したら、アナライザが自動的に起動サイクルを実行できるようにします(自動起動機能はデフォルトで有効になっています)。
    6. 起動サイクルの後、機器のディスプレイで基準ブランクカウントを確認します。基準ブランクカウントが次のパラメータ制限を超えないようにしてください:Hb < 0.3 g / dLおよびWBC<0.3 x 103 / mm3、RBC<0.02 x 106 / mm3;HCT 0%およびPLT < 10 x 103/mm3.次に、√ボタンを押して空白の結果を検証します。
    7. 初期化フェーズの完了後にアナライザが自動的に起動サイクルを実行しない場合は、機器のフロントパネルの START-UP キーを押してサイクルを開始します。
    8. これで、アナライザーにログインページが表示されます。事前定義されたユーザ名とパスワードを入力します。 √ ボタンを押して先に進みます。
    9. サンプル分析の前に、3つのレベルのコントロール(低、標準、高)を実行して、分析器の精度を確認します。コントロールを2〜8°Cで保管し、使用前に室温(RT)に戻します。使用する前に、コントロールを数回静かに混ぜてください。
      注:コントロールは、メーカーからすぐに使用できる試薬として調達され、そのままロードされます。バイアルは4°Cで保存されます。 通常の賞味期限は15日です。コントロールは、Levey Jenning のプロットを使用して定期的に監視する必要があります。管理値が3SDを上回ったり下回ったりした場合は、サプライヤーから提供された洗浄液を使用して集中洗浄を行ってください。
    10. 品質管理ステップが正常に終了したら、サンプル分析の準備をします。
    11. 検体容器に貼付されたバーコードを分析装置にスキャナーを接続した状態で読み取り、 X マークを押します。
    12. 被験者の性別(男性または女性)に言及し、 √ ボタンを押して先に進みます。
    13. 機器は、コードとともに主題の詳細を表示します。入力した内容が間違っている場合は 、X を押します。
    14. 血液サンプルを機械にロードする前に、血液サンプルを穏やかかつ完全に混合します。
    15. 血液がこぼれないように注意してキャップを外してください。
    16. チューブをサンプリングニードルの下に置き、サンプリングニードルが血液に入るまでチューブを上に移動します。
    17. スタートスイッチを押します。サンプリングニードルは10μLの血液を吸引します。解析サイクルには約60秒かかります。サイクルの終わりに、結果はLEDパネルに表示されます。
    18. [ プリンタ ]アイコンをクリックして結果を印刷します。
    19. 逆向き矢印をクリックして、2 番目のサンプルに進みます。
    20. 分析が完了したら、ラボ テストの結果をアップロードします。
  3. アナライザーからサーバーにデータをアップロードします。
    1. 最低速度 20 Mbps のインターネットサービスプロバイダにシステム接続します。
    2. アイコンをダブルクリックすると、インストール後にデスクトップに表示されるアプリケーションソフトウェアのアイコンが開きます。ログインページで認証されたクレデンシャルを入力します。
      注:アプリケーションのホームページは、検査結果のアップロード、バーコード印刷QCレポート、および最終血液学レポートのタブで構成されています。ラボ テスト結果のアップロード ページには、完了したテストが表示されます。ファイル名は、マシンIDと分析日(.astm形式)で構成されます。
    3. 「 結果のアップロード 」ボタンをクリックします。結果が正常にアップロードされると、サーバーで.astmファイルが.csv形式に変換され、変換されたファイルが血液学レポートに表示されます。レコードのファイルを .astm 形式でダウンロードします。
      注: ポップアップ ファイルが正常にアップロードされたことがページに表示されます。重複するファイルがある場合は、それらが識別されます。
    4. ASTMファイルがアップロードされた参加者の場合、貧血状態に関する決定( 表1 および 表2に基づく)は、Webアプリケーションのレポートとして生成されます。貧血に関する決定を表示するには、Web アプリケーションにログインし、[ レポート] をクリックしてから [EDSS] をクリックします。レポートは、すべての参加者のテーブルとして表示されます。
    5. 個々の検査結果と貧血の状態、および治療計画に関する決定を表示するには、フォローアップアプリケーションにログインし、IDまたは名前を使用して参加者を検索し、 EDSS ボタンをクリックして、結果を表示します。

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結果

メソッドの妥当性のテスト
この方法の妥当性は、静脈血自動分析装置ベースの方法であるゴールドスタンダードと比較することによって確立されました。バリデーション研究については、他の場所で詳細に説明されています8。簡単に言うと、748人の明らかに健康なボランティアが、同じ日に静脈サンプルと毛細血管サンプルを連続して提供しました。分析はPOCで行われました。参加者は広範囲のHb値を有し、無貧血、軽度、中等度、重度の貧血状態のカテゴリーに属していた。この方法の妥当性を確立するために、平均差とその信頼区間を計算しました。異なる方法間のバイアスと一致限界は、Bland -Altman分析を使用して推定されました。

毛細血管血自動分析法とゴールドスタンダード静脈血自動分析法では、それぞれ平均Hb値の差が小さかった(表3)。図 2に、2つの方法を比較するためのBland-Altmanプロットを示します。平均差と一致限界は0...

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ディスカッション

本論文では、プールされた毛細血管血液サンプルと自動分析装置を用いたポイントオブケア法について述べている。このメソッドは、分析装置からサーバーに結果を自動的にアップロードし、貧血に関する決定を下すことができるカスタムソフトウェアと統合されました。また、国家プログラム2のプロトコルに従ってIFAの治療用量を提供することができます。

カスタムソフトウェアは、バーコード印刷、血液学的データのエクスポート、およびデータの視覚化を統合するように設計されています。これは、統合開発環境として、PHPスクリプト言語とPHPデスクトップクロームとVisual Studio Codeを使用したオンラインPHPベースのデスクトップアプリケーションを使用して設計されました。HTML 5、CSS、および JavaScript を使用してユーザー インターフェイスを設計しました。Webサービスは、PHPスクリプト言語を使用して開発されました。ユーザーは、このデスクトップ アプリケーションを使用して、バーコード プリンターを介して複数のバーコードを印刷できます。バー...

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開示事項

何も述べられていない。

謝辞

チームは、意思決定支援ツールとソフトウェアの開発に成功したJ Suresh氏、Medappa氏、Madhu氏、およびKavintech Corporation、バンガロールのチーム全体に感謝します。著者らは、資金提供をしてくれたインド医学研究評議会、インド政府、および研究を促進してくれたテランガーナ州公衆衛生家族福祉局にも感謝したいと思います。

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
ABXミニクリーン 株式会社HORIBA(日本) 23-450-004酵素溶液
ABX Minidil LMG 株式会社HORIBA(日本) 23-450-008RBC / PLT希釈、スリーブ、および洗浄用の緩衝等張液
ABX Minilyse 株式会社HORIBA(日本) 23-450-006Hb測定;溶解液
ABXミノカル堀場製作所、日本 2032002キャリブレーター
ABXミノクレア 株式会社HORIBA(日本) 23-450-003洗浄試薬
ABXミノトロール16 - 2H堀場製作所 2042209血液コントロール
ABX ミノトロール 16 - 2L堀場製作所 日本 2042208血液コントロール
ABX ミノトロール 16 - 2N堀場製作所 2042202血液コントロール
自動分析装置 株式会社HORIBA(日本) ABX Micros ES 60FTPポートは機能する必要があります
バーコードプリンターテクノロジーサービスコーポレーション、米国TSCモデル TE 244400 Mhz 32ビットRISCプロセッサ、16 MB SDRAM、8 MBフラッシュメモリ
バーコードスキャナーRetsolLS-450次の仕様のスキャナーを提供できる任意の会社:32ビットCPU高速デコード能力、IP 54定格、 光源–可視レーザーダイオード650 nm、スキャン速度100スキャン/秒のシングルスキャンパターン、スキャン幅200 mm&4ミルの精度、スキャン角度–YAW 65度、回転30度 &ピッチ55度、スキャン表示–ブザー、ライトインジケーター、手動&スキャンモード
BDニードルホルダーBecton, Dickinson and company Ltd, Dublin, Ireland364879
Contact activated lancetBecton, Dickinson and company Ltd, Dublin, Ireland366594, 3665931歳未満の子供のために、静脈血サンプルが採取されました。
カスタムソフトウェア Kavin Corporation、バンガロールN / A
K2-EDTA Microtainer-5 mLBecton、Dickinson and company Ltd、ダブリン、アイルランド3637061.0 mg K2 EDTAによる血液プロファイル分析用EDTAチューブ、寸法 13 x 75 mm
ラベルG-Technologies、Secunderabad、テランガーナN / A
ラップトップ任意のN / AインテルCore i3-1005G1, 8GB DDR4、1TB HDD、15.6 FHD LED、WIN 11 HOME&NBSP;とMS OFFICE H&S 
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参考文献

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