Метод в месте оказания медицинской помощи с интегрированным инструментом поддержки принятия решений для оценки анемии на популяционном уровне

Анемия является серьезной проблемой общественного здравоохранения во всем мире, особенно в Индии. Общеизвестно, что анемия оказывает пагубное влияние на производительность труда населения и экономический рост страны¹. Чтобы использовать усилия на национальном уровне по сокращению анемии, в 2018 году была запущена последняя программа общественного здравоохранения «Анемия мукт Бхарат» (AMB). AMB определяет «тестирование» с последующим индивидуальным «лечением» как один из наиболее перспективных подходов к снижению распространенности анемии в уязвимых возрастных группах². Тем не менее, для реализации стратегии АМБ «тестируй и лечи» необходима точная оценка гемоглобина (Hb) в месте оказания медицинской помощи (POC) для диагностики анемии. Кроме того, надежные методы полезны для точной оценки анемии в крупномасштабных обследованиях населения. Современные методы POC включают в себя неинвазивные и минимально инвазивные устройства, и они используют образцы капиллярной крови для оценки Hb³. Однако некоторые преаналитические факторы, такие как изменение размеров уколов пальца, толщина кожи и стабильность POC-устройств в условиях окружающей среды, приводят к неточным измерениям и приводят к большим различиям в оценках распространенности ^3,4,5. В связи с этим возникает необходимость в создании метода оценки гемоглобина, который был бы мобильным, имел бы короткое время выполнения (ТАТ) и подходил бы для стран с ограниченными ресурсами⁶. Для удовлетворения этих потребностей был разработан метод сбора объединенной капиллярной крови с использованием ланцета, активируемого прикосновением (для обеспечения равномерной глубины и размера укола), чтобы облегчить введение 6-8 капель сыпучего образца крови в микропробирки с этилендиаминтетрауксусной кислотой калия (ЭДТА). Затем уровень гемоглобина в этих образцах измеряли с помощью портативного автоанализатора, размещенного в транспортном средстве на ПКК, оснащенном бесперебойным питанием, или в близлежащем центре с электричеством (Анганвади, клиника, Панчаят или домашнее хозяйство). Валидационное исследование, сравнивающее этот метод с двумя методами золотого стандарта (парными образцами венозной крови и цианометамоглобиновым методом), показало высокую точность и прецизионность ^7,8.

В дополнение к созданию валидного и надежного метода POC, необходимо быстрое принятие решений для облегчения скрининга и лечения анемии на популяционном уровне. В настоящее время это невозможно, если оценка гемоглобина проводится в медицинском учреждении, и медицинский работник непосредственно контролирует доставку добавок железа и фолиевой кислоты (ИФА). Из-за большого количества населения, обслуживаемого медицинскими работниками в центрах первичной медико-санитарной помощи, происходит значительная задержка в начале вмешательства. Существует потребность в технологиях, которые могли бы снизить нагрузку на медицинский работник и дать возможность медицинским работникам, находящимся на переднем крае борьбы с эпидемией, осуществлять вмешательство без непосредственного участия медицинского персонала. Таким образом, исследование было направлено на разработку специального приложения (eSTAR app), которое может автоматически передавать данные от машины, и встроенного алгоритма, который обеспечивает поддержку принятия решений работниками первой линии о дозировке IFA на основе значений Hb, возрастных и гендерных групп. Программное обеспечение было разработано с использованием инструментов с открытым исходным кодом, таких как PHP: язык сценариев гипертекстового препроцессора (PHP) и PHP desktop chrome с Visual Studio Code в качестве интегрированной среды разработки. Подробный протокол лечения, основанный на рекомендациях по анемии Мукт Бхарат, был интегрирован в приложение для Android².

Этот интегрированный метод отвечает постоянно растущим требованиям к сокращению времени обработки результатов испытаний при сохранении точности и прецизионности. Кроме того, способность предоставлять результаты в течение нескольких минут позволяет быстро принимать решения о начале лечения и приводит к улучшению проведения вмешательства⁹. Этот интегрированный метод может быть адаптирован для любых полевых исследований или программ вмешательства, включающих тестирование на гемоглобиновый газ. Кроме того, он может быть использован в медицинском учреждении в качестве вспомогательного средства для медицинского персонала при принятии решения о лечении ИФА.

Протокол соответствует рекомендациям Институционального наблюдательного совета ICMR-Национального института питания, Хайдарабад, Индия (IRB. No08/I/2018).

1. Объединенный сбор капиллярных проб для анализа на гематологический анализ с помощью гематологического анализатора ^10,11

1. Настройка принтера и сканера штрих-кодов
   1. Подключите принтер штрихкодов к системе ноутбука.
   2. Установите драйвер принтера штрих-кодов на ноутбук.
   3. Предоставьте общий доступ к принтеру в свойствах принтера.
   4. Протестируйте печать штрих-кода в приложении на наличие ошибок.
   5. Подключите сканер штрих-кода к Автоанализатору, и он настроится автоматически.
   6. Дважды щелкните значок, чтобы открыть прикладное программное обеспечение, установленное на настольном компьютере или ноутбуке. Введите авторизованные учетные данные на странице входа.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Домашняя страница приложения состоит из вкладок для загрузки результатов лабораторных исследований, отчетов о контроле качества печати штрих-кодов (QC) и окончательного гематологического отчета.
   7. Чтобы создать штрихкоды, перейдите на вкладку Печать штрихкодов . Список участников автоматически появляется на вкладке печати штрих-кода после ввода географических данных, таких как названия деревень.
   8. Нажмите на Display Selection. Появится список. Нажмите «Печать штрих-кода».
2. Объединенный забор образцов капиллярной крови (рис. 1)
   1. Используйте один из трех средних пальцев левой руки для забора капиллярной крови у взрослого пациента.
   2. Попросите участника сесть в удобную позу, обеспечивающую флеботомисту доступ к пальцу.
   3. Очистите палец спиртовой салфеткой (содержащей 70% изопропилового спирта) и дайте ей высохнуть.
   4. Наклейте на микротейнеры информацию об участнике (штрих-код) сразу после идентификации участника и до прокола кожи.
   5. Соберите образец крови с помощью одноразового безопасного ланцета (контактно-активируемый ланцет 2,0 X 1,5 мм). Чтобы взять образец крови, проколите кожу примерно в 1 см от кончика пальца между средней точкой и боковой стороной пальца. Прокол должен быть на ладонной поверхности кончика среднего или безымянного пальца.
   6. Вытрите первую каплю крови и соберите последующие образцы крови в покрытый микротейнер.
   7. Не массируйте палец.
   8. Поместите микротейнер вертикально под место прокола, чтобы капли крови свободно стекали в пробирку, не оказывая давления. Повторяйте до тех пор, пока не будет собрано 4-6 капель (примерно 200 мкл).
   9. Аккуратно перемешайте содержимое, взбалтывая и переворачивая, только после закрытия контейнера для микротейнера.
   10. После того, как будет собрано 3-4 капли крови, прижмите ватный тампон к кончику пальца и заставьте участника сидеть неподвижно. Надавите вручную, чтобы остановить кровотечение.
   11. Немедленно утилизируйте ланцет в соответствии с рекомендациями по утилизации биологических отходов.

2. Анализы с помощью гематологического анализатора

1. Настройка автоанализатора с помощью программного обеспечения
   1. Загрузите и установите компоненты FileZilla Server (127.0.0.1) на ноутбук.
      Примечание: Отключите брандмауэр Windows или любые сторонние брандмауэры.
   2. Установите специальное программное обеспечение на ноутбук и скопируйте путь к расположению файла Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM) (C/programfiles, x86/destined folder/Web/wb/astmfiles)
   3. В серверном приложении FileZilla создайте пользователя и пароль и сопоставьте расположение файла astm.
   4. В машине автоанализатора настройте ту же серию IP (в основных настройках).
   5. В автоанализаторе измените параметр astm sync на FTP и укажите IP-адрес и учетные данные, настроенные на ноутбуке (например, 192.168.1.1 и настроенные имя пользователя и пароль FileZilla).
   6. Перезагрузите автоанализатор и протестируйте процесс синхронизации файлов, как только он будет готов.
2. Анализ образцов крови с помощью автоанализатора
   1. Используйте полностью автоматизированный и портативный гематологический анализатор, чтобы его можно было использовать в условиях POC для мгновенного измерения гемоглобина и других показателей эритроцитов (средний объем эритроцитов [MCV], средний гемоглобин эритроцитов [MCH], средняя концентрация гемоглобина в эритроцитах [MCHC] и ширина распределения эритроцитов [RDW]).
   2. Проверьте уровень растворителей (заполнено не менее 1/4 части флакона с реагентом) и подтвердите, присутствуют ли они в достаточном количестве.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Растворители состоят из ферментативного раствора, лизирующего раствора и буферного изотонического раствора (таблица материалов).
   3. Включите прибор, щелкнув переключатель ВКЛ/ВЫКЛ на аппарате. Убедитесь, что прибор подключен к ноутбуку с помощью кабеля с витой парой из фольги (FTP).
   4. Проверьте экран жидкокристаллического дисплея (LCD), чтобы понять, подходит ли температура наружного воздуха для начала анализа или нет. Температура >35 °C не рекомендуется. Поместите машину в среду с температурой окружающей среды <35 °C.
   5. После завершения инициализации разрешите анализатору автоматически запустить цикл запуска (функция автоматического запуска активирована по умолчанию).
   6. После цикла запуска проверьте дисплей прибора на предмет подсчета эталонных заготовок. Следите за тем, чтобы количество эталонных бланков не превышало следующих предельных значений параметров: Hb < 0,3 г/дл и < лейкоцитов 0,3 x 10³/^мм3, эритроцитов < 0,02 x 10⁶/мм³; HCT 0% и PLT < 10 x 10³/мм³. Затем нажмите кнопку √, чтобы проверить пустые результаты.
   7. Если анализатор не запускает автоматический цикл запуска после завершения фазы инициализации, нажмите кнопку START-UP на передней панели прибора, чтобы начать цикл.
   8. Теперь анализатор покажет страницу входа. Введите предварительно заданные имя пользователя и пароль. Нажмите кнопку √ , чтобы продолжить.
   9. Перед анализом образца запустите три уровня контроля (низкий, нормальный и высокий), чтобы проверить точность анализатора. Храните регулятор при температуре 2-8 °C и доведите до комнатной температуры (RT) перед использованием. Аккуратно перемешайте элементы управления несколько раз перед использованием.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Контрольные реагенты приобретаются у производителя в виде готовых к использованию реагентов и загружаются в том виде, в котором они есть. Флаконы хранят при температуре 4 °C. Обычный срок хранения составляет 15 дней. Контроль следует регулярно контролировать, используя график Леви Дженнинга. Если контрольное значение падает выше или ниже 3 SD, проведите концентрированную очистку с использованием моющего раствора, предоставленного поставщиком.
   10. После успешного завершения этапа контроля качества подготовьтесь к анализу пробы.
   11. Отсканируйте штрих-код, прикрепленный к контейнеру с образцом, с помощью сканера, подключенного к анализатору, и нажмите метку X .
   12. Упомяните пол испытуемого (мужской или женский) и нажмите кнопку √ , чтобы продолжить.
   13. Прибор покажет подробную информацию о предмете вместе с кодом. Нажмите X , если введены неверные данные.
   14. Перед загрузкой образца крови в аппарат осторожно и тщательно перемешайте образец крови.
   15. Снимайте колпачок с осторожностью, чтобы не допустить пролития крови.
   16. Поместите пробирку под иглу для забора проб и перемещайте пробирку вверх до тех пор, пока игла для забора не попадет в кровь.
   17. Нажмите переключатель «Пуск ». Игла для отбора проб отсасывает 10 мкл крови. Цикл анализа займет примерно 60 секунд. По окончанию цикла результат отобразится на светодиодной панели.
   18. Распечатайте результаты, нажав на значок принтера .
   19. Нажмите на стрелку назад, чтобы перейти ко второму образцу.
   20. После завершения анализа загрузите результаты лабораторных анализов.
3. Выгружаем данные из анализатора на сервер.
   1. Подключите систему к любому интернет-провайдеру, обеспечивающему минимальную скорость 20 Мбит/с.
   2. Дважды щелкните значок, чтобы открыть значок прикладного программного обеспечения, который появляется на рабочем столе после установки. Введите авторизованные учетные данные на странице входа.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Домашняя страница приложения состоит из вкладок для загрузки результатов лабораторных исследований, печати штрих-кодов отчетов о контроле качества и окончательного гематологического отчета. На странице загрузки результатов лабораторного теста отображаются завершенные тесты. Имя файла состоит из идентификатора машины и даты анализа в формате .astm.
   3. Нажмите на кнопку «Загрузить результаты ». После успешной загрузки результатов на сервере файлы .astm преобразуются в формат .csv, и преобразованные файлы появятся в гематологическом отчете. Загрузите файлы в формате .astm для записей.
      ПРИМЕЧАНИЕ: На странице отобразится, что всплывающие файлы успешно загружены. Если есть дубликаты файлов, они будут идентифицированы.
   4. Для участников, для которых загружены файлы ASTM, решение о статусе анемии (на основании Таблицы 1 и Таблицы 2) будет сформировано в виде отчета в веб-приложении. Чтобы просмотреть решение об анемии, войдите в веб-приложение, нажмите « Отчеты», а затем нажмите « EDSS». Отчет будет виден в виде таблицы для всех участников.
   5. Чтобы просмотреть результаты отдельных анализов и решения о статусе анемии, а также схему лечения, войдите в приложение для последующего наблюдения, найдите участника по ID или имени, нажмите на кнопку EDSS и просмотрите результаты.

Проверка валидности метода
Валидность этого метода была установлена путем сравнения его с золотым стандартом, которым был метод на основе автоанализатора венозной крови. Валидационное исследование было подробно описано в другом месте8. Вкратце, 748 внешне здоровых добровольцев сдали образец вены и образец капилляра последовательно в один и тот же день. Анализы проводились в ОНК. Участники имели широкий диапазон значений гемоглобина и относились к категориям безанемии, легкой, умеренной и тяжелой степени анемии. Для установления валидности метода были рассчитаны разности средних и их доверительные интервалы. Систематическая ошибка и пределы совпадения между различными методами оценивались с помощью анализа Блэнда-Альтмана.

Разница в средних значениях Hb была небольшой для метода автоанализатора капиллярной крови и метода автоанализатора венозной крови золотого стандарта соответственно (табл. 3). График Блэнда-Альтмана для сравнения двух методов представлен на рисунке 2. Средняя разница и пределы согласия составляли 0,1 г/дл (от -1,0 до 0,8).

Оценка распространенности отсутствия анемии отличалась на 2,2% пунктов между двумя методами. Оценки распространенности различных степеней анемии также были очень близкими, что подтверждает валидность метода по сравнению с методом золотого стандарта (Таблица 3).

Тестирование интегрированного программного обеспечения и инструмента поддержки принятия решений
Интегрированный метод был опробован среди 68 участников из села Буггабай, Гаткесар, Нарапаллы. Инструмент поддержки принятия решений точно предоставлял статус анемии и дозы IFA этих участников, которые были вручную проверены полевым врачом на основе алгоритма (Таблица 4).

Полученные результаты показывают, что интегрированный метод POC является валидным и может быть использован для оценки распространенности анемии на популяционном уровне. На сегодняшний день с помощью этого метода сформировано около 16 539 решений по разным степеням анемии.

Рисунок 1: Отбор проб и настройка автоанализатора. (A,B) Отбор объединенной капиллярной пробы. (C) Автоматическая настройка анализатора в месте оказания медицинской помощи. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 2: График Блэнда Альтмана. На графике сравнивается разность средних значений и пределы совпадения между разработанным (метод автоанализатора капиллярной крови) и золотым стандартом (метод автоанализатора венозной крови). Средняя разница между двумя методами составила -0,1 (95% ДИ, -0,2; -0,1). Эта цифра была изменена с разрешения Dasi et al.8. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 3: Инструмент поддержки принятия решений. Средство отображает степень анемии и лечебную дозу железом и фолиевой кислотой. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

Таблица 1: Критерии классификации участников по различным степеням анемии

Таблица 2: Протокол лечения. Дозировка должна быть назначена в соответствии с массой тела (если масса тела меньше по сравнению с возрастом). Участники с тяжелой анемией направлялись в местный центр первичной медико-санитарной помощи. В профилактических дозах применяли 1 таблетку ИФА в неделю, за исключением беременных женщин, которым давали по 1 таблетке в день. Для детей это был 1 мл раз в две недели. Лечение проводилось в течение 3 месяцев.

Таблица 3: Сравнение оценок гемоглобина, полученных методом объединенной капиллярной крови и автоанализатором, с методом автоанализатора венозной крови.

Таблица 4: Средние значения Hb и решения, генерируемые интегрированной системой.

Ни один из них не заявил.