Metoda przyłóżkowa ze zintegrowanym narzędziem wspomagającym podejmowanie decyzji w celu oszacowania niedokrwistości na poziomie populacji

Niedokrwistość jest poważnym problemem zdrowia publicznego na całym świecie, szczególnie w Indiach. Powszechnie wiadomo, że niedokrwistość ma szkodliwy wpływ na wydajność pracy ludności i wzrost gospodarczy kraju¹. Aby wykorzystać wysiłki na poziomie krajowym na rzecz zmniejszenia niedokrwistości, najnowszym programem zdrowia publicznego zainicjowanym w 2018 r. jest program Anemia Mukt Bharat (AMB). AMB identyfikuje "testowanie", a następnie dostosowane do potrzeb "leczenie" jako jedno z najbardziej obiecujących podejść do zmniejszania częstości występowania niedokrwistości w wrażliwych grupach wiekowych². Jednak dokładne oszacowanie hemoglobiny (Hb) w miejscu opieki nad pacjentem (POC) w celu zdiagnozowania niedokrwistości jest potrzebne do wdrożenia strategii "testuj i lecz" AMB. Co więcej, solidne metody są przydatne do dokładnego szacowania niedokrwistości w badaniach społecznościowych na dużą skalę. Obecne metody POC obejmują urządzenia nieinwazyjne i minimalnie inwazyjne i wykorzystują próbki krwi włośniczkowej do oszacowania Hb³. Jednak kilka czynników przedanalitycznych, takich jak różnice w wymiarach nakłucia palca, grubość skóry i stabilność urządzeń POC w warunkach środowiskowych, prowadzi do nieprecyzyjnych pomiarów i skutkuje dużymi różnicami w szacunkach rozpowszechnienia^3,4,5. W związku z tym istnieje potrzeba ustanowienia metody szacowania Hb, która jest mobilna, ma krótki czas realizacji (TAT) i jest dostosowana do ustawień ubogich w zasoby⁶. Aby sprostać tym potrzebom, opracowano metodę zbiorczego pobierania krwi włośniczkowej przy użyciu lancetu aktywowanego dotykiem (w celu zapewnienia jednolitej głębokości i wymiaru nakłucia), aby ułatwić wprowadzenie 6-8 kropli swobodnie płynącej próbki krwi do probówek mikrotainera z kwasem potasowym, etylenodiaminotetraoctowym (EDTA). Hb w tych próbkach mierzono następnie za pomocą przenośnego automatycznego analizatora umieszczonego w pojeździe w punkcie przyjęć wyposażonym w nieprzerwane zasilanie lub w pobliskim centrum z elektrycznością (Anganwadi, klinika zdrowia, Panchayath lub gospodarstwo domowe). Badanie walidacyjne porównujące tę metodę z dwoma złotymi standardami (sparowane próbki krwi żylnej i metoda cyjanometamoglobiny) wykazało wysoką dokładność i precyzję^7,8.

Oprócz ustanowienia ważnej i niezawodnej metody POC, istnieje potrzeba szybkiego podejmowania decyzji, aby ułatwić badania przesiewowe i leczenie niedokrwistości na poziomie populacji. Nie jest to obecnie wykonalne, gdy ocena Hb jest wykonywana w placówce służby zdrowia, a lekarz bezpośrednio nadzoruje dostarczanie suplementów żelaza i kwasu foliowego (IFA). Ze względu na dużą populację, którą zajmują się lekarze w ośrodkach podstawowej opieki zdrowotnej, występuje znaczne opóźnienie w rozpoczęciu interwencji. Istnieje zapotrzebowanie na technologię, która może zmniejszyć obciążenie pracą lekarza i umożliwić pracownikom służby zdrowia pracującym na pierwszej linii frontu przeprowadzanie interwencji bez bezpośredniego udziału personelu medycznego. W związku z tym badanie miało na celu opracowanie niestandardowej aplikacji (aplikacji eSTAR), która może automatycznie przesyłać dane z maszyny, oraz wbudowanego algorytmu, który zapewnia wsparcie w podejmowaniu decyzji dla pracowników pierwszej linii w sprawie dawkowania IFA w oparciu o wartości Hb, wiek i płeć. Oprogramowanie zostało zaprojektowane przy użyciu narzędzi open source, takich jak PHP: język skryptowy preprocesora hipertekstu (PHP) i PHP desktop chrome z Visual Studio Code jako zintegrowanym środowiskiem programistycznym. Szczegółowy protokół leczenia oparty na wytycznych Anemia Mukt Bharat został zintegrowany z aplikacją na Androida².

Ta zintegrowana metoda odpowiada na stale rosnące zapotrzebowanie na skrócenie czasu realizacji wyników testów przy jednoczesnym zachowaniu dokładności i precyzji. Co więcej, możliwość dostarczenia wyników w ciągu kilku minut umożliwia szybkie podejmowanie decyzji o rozpoczęciu leczenia i skutkuje lepszym dostarczaniem interwencji⁹. Ta zintegrowana metoda może być dostosowana do dowolnych badań terenowych lub programów interwencyjnych, które obejmują badanie Hb. Dodatkowo może być stosowany w placówce służby zdrowia jako pomoc w pracy dla personelu medycznego przy podejmowaniu decyzji o leczeniu IFA.

Protokół jest zgodny z wytycznymi Institutional Review Board of the ICMR-National Institute of Nutrition, Hyderabad, India (IRB. Nr 08/I/2018).

1. Zbiorcze pobieranie próbek kapilarnych do analizy Hb za pomocą analizatora hematologicznego^10,11

1. Konfiguracja drukarki kodów kreskowych i skanera
   1. Podłącz drukarkę kodów kreskowych do systemu laptopa.
   2. Zainstaluj sterownik drukarki kodów kreskowych na laptopie.
   3. Udostępnij drukarkę we właściwościach drukarki.
   4. Przetestuj drukowanie kodu kreskowego w aplikacji pod kątem błędów.
   5. Podłącz skaner kodów kreskowych do automatycznego analizatora, a skonfiguruje się on automatycznie.
   6. Kliknij dwukrotnie ikonę, aby otworzyć aplikację zainstalowaną na komputerze stacjonarnym/laptopie. Wprowadź autoryzowane dane uwierzytelniające na stronie logowania.
      UWAGA: Strona główna aplikacji składa się z zakładek do przesyłania wyników laboratoryjnych, raportów kontroli jakości drukowania kodów kreskowych (QC) oraz końcowego raportu hematologicznego.
   7. Aby wygenerować kody kreskowe, kliknij kartę Drukowanie kodów kreskowych. Lista uczestników pojawia się automatycznie w zakładce drukowania kodów kreskowych po wprowadzeniu szczegółów geograficznych, takich jak nazwy miejscowości.
   8. Kliknij opcję Wyświetl. Pojawi się lista. Kliknij przycisk drukuj kod kreskowy.
2. Zbiorcze pobieranie próbek krwi włośniczkowej (Rysunek 1)
   1. Użyj jednego z trzech środkowych palców lewej ręki do pobierania próbek krwi włośniczkowej u dorosłego pacjenta.
   2. Poproś uczestnika, aby usiadł w wygodnej pozycji, która zapewnia flebotomiście dostęp do palca.
   3. Oczyść palec chusteczką nasączoną alkoholem (zawierającą 70% alkoholu izopropylowego) i pozostaw do wyschnięcia.
   4. Oznacz mikrotainery informacjami dotyczącymi uczestnika (kod kreskowy) natychmiast po identyfikacji uczestnika i przed nakłuciem skóry.
   5. Pobrać próbkę krwi za pomocą jednorazowego lancetu bezpiecznego (lancet aktywowany kontaktowo 2,0 X 1,5 mm). Aby pobrać próbkę krwi, nakłuj skórę w odległości około 1 cm od czubka palca między punktem środkowym a bokiem palca. Nakłucie musi znajdować się na powierzchni dłoni do góry opuszka palca środkowego lub serdecznego.
   6. Wytrzyj pierwszą kroplę krwi i zbierz kolejne próbki krwi do powlekanego mikrotainera.
   7. Nie masuj palca.
   8. Umieść mikrotainer pionowo pod miejscem nakłucia, tak aby kropelki krwi swobodnie wpływały do probówki bez wywierania nacisku. Powtarzaj, aż zbierze się 4-6 kropli (około 200 μl).
   9. Delikatnie wymieszać zawartość, wirując i odwracając dopiero po zamknięciu pojemnika na mikrotainer.
   10. Po zebraniu 3-4 kropli krwi przyciśnij bawełniany wacik do opuszka palca i spraw, aby uczestnik siedział nieruchomo. Zastosuj ręczny nacisk, aby zatrzymać krwawienie.
   11. Lancet należy natychmiast zutylizować zgodnie z wytycznymi dotyczącymi usuwania odpadów biologicznych.

2. Analizy za pomocą analizatora hematologicznego

1. Konfiguracja autoanalizatora z oprogramowaniem
   1. Pobierz i zainstaluj komponenty serwera FileZilla (127.0.0.1) na laptopie.
      Uwaga: Wyłącz zaporę systemu Windows lub zapory innych firm.
   2. Zainstaluj niestandardowe oprogramowanie na laptopie i skopiuj ścieżkę do lokalizacji pliku Amerykańskiego Towarzystwa Badań i Materiałów (ASTM) (C/programfiles x86/destined folder/ Web/wb/astmfiles)
   3. W aplikacji serwerowej FileZilla utwórz użytkownika i hasło, a następnie zmapuj lokalizację pliku astm.
   4. W maszynie z automatyczną analizą skonfiguruj tę samą serię adresów IP (w ustawieniach głównych).
   5. W autoanalizatorze zmień opcję synchronizacji astm na FTP i podaj adres IP oraz dane uwierzytelniające skonfigurowane na laptopie (np. 192.168.1.1 oraz skonfigurowaną nazwę użytkownika i hasło FileZilla).
   6. Uruchom ponownie automatyczny analizator i przetestuj proces synchronizacji plików, gdy będzie gotowy.
2. Analiza próbek krwi za pomocą autoanalizatora
   1. Użyj analizatora hematologicznego, który jest w pełni zautomatyzowany i przenośny, dzięki czemu może być używany w ustawieniu POC, aby zapewnić natychmiastowy pomiar Hb i innych wskaźników krwinek czerwonych (średnia objętość krwinek [MCV], średnia hemoglobina krwinkowa [MCH], średnie stężenie hemoglobiny w krwince [MCHC] i szerokość dystrybucji krwinek czerwonych [RDW]).
   2. Sprawdź poziomy rozpuszczalników (co najmniej 1/4 butelki z odczynnikiem jest napełniona) i potwierdź, czy są one obecne w wystarczających ilościach.
      UWAGA: Rozpuszczalniki składają się z roztworu enzymatycznego, roztworu lizującego i buforowanego roztworu izotonicznego (tabela materiałów).
   3. Włącz instrument, klikając przełącznik ON/OFF na urządzeniu. Upewnij się, że instrument jest podłączony do laptopa za pomocą skrętki foliowej (FTP).
   4. Sprawdź ekran wyświetlacza ciekłokrystalicznego (LCD), aby zrozumieć, czy temperatura zewnętrzna jest możliwa do rozpoczęcia analizy, czy nie. Temperatura >35 °C nie jest wskazana. Umieść maszynę w środowisku, w którym temperatura otoczenia wynosi <35 °C.
   5. Po zakończeniu inicjalizacji pozwól analizatorowi na automatyczne uruchomienie cyklu rozruchu (funkcja automatycznego uruchamiania jest domyślnie aktywna).
   6. Po cyklu rozruchowym sprawdź na wyświetlaczu przyrządu pod kątem referencyjnego ślepego zliczania. Upewnij się, że liczba ślepych prób odniesienia nie przekracza następujących limitów parametrów: Hb < 0,3 g/dl i WBC < 0,3 x 10³/mm³, RBC < 0,02 x 10⁶/mm³; HCT 0% oraz PLT < 10 x 10³/mm³. Następnie naciśnij przycisk √, aby sprawdzić poprawność pustych wyników.
   7. Jeśli analizator nie uruchomi automatycznie cyklu rozruchu po zakończeniu fazy inicjalizacji, naciśnij przycisk START-UP na przednim panelu przyrządów, aby zainicjować cykl.
   8. Teraz analizator wyświetli stronę logowania. Wprowadź wstępnie zdefiniowaną nazwę użytkownika i hasło. Naciśnij przycisk √, aby przejść dalej.
   9. Przed analizą próbki uruchom trzy poziomy kontroli (niski, normalny i wysoki), aby sprawdzić precyzję analizatora. Przechowywać regulator w temperaturze 2-8 °C i przed użyciem doprowadzić do temperatury pokojowej (RT). Przed użyciem delikatnie wymieszaj kontrolki kilka razy.
      UWAGA: Kontrole są nabywane od producenta jako gotowe do użycia odczynniki i ładowane w takiej postaci, w jakiej są. Fiolki są przechowywane w temperaturze 4 °C. Zwykły okres trwałości wynosi 15 dni. Kontrole powinny być regularnie monitorowane przy użyciu wykresu Leveya Jenninga. Jeżeli wartość kontrolna spadnie powyżej lub poniżej 3 SD, należy przeprowadzić skoncentrowane czyszczenie przy użyciu roztworu myjącego dostarczonego przez dostawcę.
   10. Po pomyślnym zakończeniu etapu kontroli jakości przygotuj się do analizy próbki.
   11. Zeskanuj kod kreskowy przyklejony do pojemnika na próbkę za pomocą skanera podłączonego do analizatora i naciśnij znak X.
   12. Wspomnij o płci osoby (mężczyzna lub kobieta) i naciśnij przycisk √, aby przejść dalej.
   13. Instrument pokaże szczegóły tematu wraz z kodem. Naciśnij X, jeśli wprowadzone dane są nieprawidłowe.
   14. Przed załadowaniem próbki krwi do maszyny należy delikatnie i dokładnie wymieszać próbkę krwi.
   15. Ostrożnie zdejmij nakrętkę, aby nie dopuścić do rozlania krwi.
   16. Umieścić probówkę pod igłą do pobierania próbek i przesuwać probówkę w górę, aż igła do pobrania próbki wejdzie do krwi.
   17. Naciśnij przełącznik Start. Igła do pobierania próbek odessie 10 μl krwi. Cykl analizy potrwa około 60 sekund. Pod koniec cyklu wynik zostanie wyświetlony na panelu LED.
   18. Wydrukuj wyniki, klikając ikonę drukarki.
   19. Kliknij strzałkę wstecz, aby przejść do drugiej próbki.
   20. Po zakończeniu analizy prześlij wyniki testów laboratoryjnych.
3. Przekaż dane z analizatora na serwer.
   1. Podłącz system do dowolnego dostawcy usług internetowych, który zapewnia minimalną prędkość 20 Mb/s.
   2. Kliknij dwukrotnie ikonę, aby otworzyć ikonę aplikacji, która pojawia się na pulpicie po instalacji. Wprowadź autoryzowane dane uwierzytelniające na stronie logowania.
      UWAGA: Strona główna aplikacji składa się z zakładek do przesyłania wyników laboratoryjnych, drukowania kodów kreskowych, raportów kontroli jakości oraz końcowego raportu hematologicznego. Strona przesyłania wyników testu laboratoryjnego pokazuje ukończone testy. Nazwa pliku składa się z identyfikatora maszyny i daty analizy w formacie .astm.
   3. Kliknij przycisk Prześlij wyniki. Po pomyślnym przesłaniu wyników na serwerze pliki .astm są konwertowane do formatu .csv, a przekonwertowane pliki pojawią się w raporcie hematologicznym. Pobierz pliki w formacie .astm dla rekordów.
      UWAGA: Na stronie zostanie wyświetlona informacja, że pliki wyskakujące okienek zostały pomyślnie przesłane. Jeśli istnieją zduplikowane pliki, zostaną one zidentyfikowane.
   4. Dla uczestników, dla których przesłane są pliki ASTM, decyzja o statusie niedokrwistości (na podstawie Tabeli 1 i Tabeli 2) zostanie wygenerowana w formie raportu w aplikacji internetowej. Aby wyświetlić decyzję w sprawie niedokrwistości, zaloguj się do aplikacji internetowej, kliknij Raporty, a następnie kliknij EDSS. Raport będzie widoczny w formie tabeli dla wszystkich uczestników.
   5. Aby wyświetlić indywidualne wyniki badań i decyzje dotyczące stanu niedokrwistości, a także schematu leczenia, zaloguj się do aplikacji uzupełniającej, wyszukaj uczestnika za pomocą identyfikatora lub imienia i nazwiska, kliknij przycisk EDSS i view wyniki.

Testowanie poprawności metody
Trafność tej metody ustalono poprzez porównanie jej ze złotym standardem, którym była metoda oparta na autoanalizie krwi żylnej. Badanie walidacyjne zostało szczegółowo opisane w innym miejscu8. Krótko mówiąc, 748 pozornie zdrowych ochotników dostarczyło kolejno próbkę żylną i próbkę kapilarną tego samego dnia. Analizy zostały przeprowadzone w POC. Uczestnicy mieli szeroki zakres wartości Hb i należeli do kategorii bez niedokrwistości, łagodnej, umiarkowanej i ciężkiej niedokrwistości. W celu ustalenia trafności metody obliczono średnie różnice i ich przedziały ufności. Błąd systematyczny i granice zgodności między różnymi metodami oszacowano za pomocą analizy Blanda-Altmana.

Różnica w średnich wartościach Hb była niewielka odpowiednio dla metody autoanalizy krwi włośniczkowej i metody autoanalizy krwi żylnej złotego standardu (Tabela 3). Wykres Blanda-Altmana do porównania między tymi dwiema metodami jest przedstawiony w Rysunek 2. Średnia różnica i granice zgodności wynosiły 0,1 g/dl (-1,0 do 0,8).

Oszacowanie częstości występowania niedokrwistości różniło się o 2,2% punktów między tymi dwiema metodami. Szacunki częstości występowania różnych stopni niedokrwistości były również bardzo zbliżone, co potwierdza trafność metody w porównaniu z metodą złotego standardu (Tabela 3).

Testowanie zintegrowanego oprogramowania i narzędzia wspomagającego podejmowanie decyzji
Zintegrowana metoda została przetestowana wśród 68 uczestników z wioski Buggabai, Ghatkesar, Narapally. Narzędzie wspomagające podejmowanie decyzji dokładnie podało stan niedokrwistości i dawki IFA tych uczestników, które zostały ręcznie zweryfikowane przez lekarza terenowego na podstawie algorytmu (Tabela 4).

Wyniki pokazują, że metoda zintegrowanego POC jest prawidłowa i może być używana do szacowania częstości występowania niedokrwistości na poziomie populacji. Do tej pory przy użyciu tej metody wygenerowano około 16 539 decyzji dotyczących różnych stopni niedokrwistości.

Rysunek 1: Pobieranie próbek i konfiguracja automatycznego analizatora. (A,B) Pobieranie zbiorczej próbki kapilarnej. (C) Konfiguracja automatycznego analizatora w miejscu opieki nad pacjentem. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 2: Mdły wykres Altmana. Na wykresie porównano średnią różnicę i granice zgodności między opracowaną metodą (metoda autoanalizy krwi włośniczkowej) a złotym standardem (metoda autoanalizy krwi żylnej). Średnia różnica między obiema metodami wynosiła -0,1 (95% CI, -0,2; -0,1). Ten rysunek został zmodyfikowany za zgodą Dasi et al.8. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 3: Narzędzie wspomagające podejmowanie decyzji. Narzędzie wyświetla stopień niedokrwistości i dawkę leczenia żelazem i kwasem foliowym. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Tabela 1: Kryteria oceny uczestników do różnych stopni niedokrwistości

Tabela 2: Protokół leczenia. Dawkowanie należy podawać w zależności od masy ciała (jeśli masa ciała jest mniejsza w porównaniu z wiekiem). Uczestnicy z ciężką anemią zostali skierowani do lokalnego ośrodka podstawowej opieki zdrowotnej. W przypadku dawek profilaktycznych stosowano 1 tabletkę IFA na tydzień, z wyjątkiem kobiet w ciąży, u których podawano 1 tabletkę na dobę. Dla dzieci było to 1 ml co dwa tygodnie. Kurację prowadzono przez 3 miesiące.

Tabela 3: Porównanie szacunków Hb uzyskanych metodą zbiorczej krwi włośniczkowej i autoanalizatora z metodą autoanalizy krwi żylnej.

Tabela 4: Średnie wartości Hb i decyzje generowane przez zintegrowany system.

Nie podano.