家庭用試験用の低コストのボリューム制御ディップスティック尿検査
Summary
ディプスティック尿素症は、健康状態を迅速かつ手頃な価格で評価する方法です。従来のディップアンドワイププロトコルに関連するエラーの主な原因を取り除き、自宅でユーザーが実行するのに十分簡単である正確で低コストのdipstick尿検査を実行する方法を提示します。
Abstract
ディプスティック尿素症は、複数の生理学的条件の迅速かつ手頃な価格の推定を提供しますが、正確に使用するには良い技術とトレーニングが必要です。ディップスティック尿素の手動性能は、良好な人間の色覚、適切な照明制御、およびチャートカラーとの誤差を起こしやすい時間に敏感な比較に依存しています。ディップスティック尿検査の主要なステップを自動化することで、潜在的なエラー源を排除し、自宅で自己テストを可能にします。あらゆる環境で自動尿検査テストを実行するためのカスタマイズ可能なデバイスを作成するために必要な手順を説明します。装置は製造に安価で組み立てが簡単である。選択したディップスティック用にカスタマイズし、結果を分析するために携帯電話アプリをカスタマイズする際に必要な重要な手順について説明します。我々は尿検査を行うためにその使用を実証し、堅牢な操作を確実にするために必要な重要な測定および製造ステップを議論する。次に、提案された方法をディップスティック尿素分析のゴールドスタンダード技術であるディップアンドワイプ法と比較します。
Introduction
尿は、病気や健康の複数の代謝指標の非侵襲的な供給源です。尿検査は、尿の物理的および/または化学的分析、腎疾患、尿路疾患、肝臓病、糖尿病、および一般的な水和1を検出するために迅速に行うことができる。尿検査ディップスティックは、おおよその生理学的レベルを示すために比色の変化に依存する手頃な価格の半定量的診断ツールです。各ディップスティックは、pH、浸透圧、ヘモグロビン/ミオグロビン、血尿、白血球エステラーゼ、グルコース、タンパク尿、亜硝酸塩、ケトン、ビリルビン2の試験を含む、多種多様なアッセイを行うことができる。ディップスティック尿起の原理は、ディップスティックパッド上の色の変化をチャートと比較して検体濃度3を決定できる時限反応の発生に依存している。その手頃な価格と使いやすさを考えると、ディップスティックはヘルスケアにおける尿素起きのための最も一般的なツールの1つです。
従来、ディプスティック尿検査は、訓練を受けた看護師や医療技術者に頼って、手動でディップスティックを尿サンプルのカップに挿入し、余分な尿を拭き取り、カラーパッドを比較して特定の時間に色をグラフ化します。ディップアンドワイプ法はディップスティック解析のゴールドスタンダードですが、人間の視覚評価への依存は得られる定量的情報を制限します。さらに、ディップスティック尿検査の2つの手動ステップ – ディップワイプステップと比色結果比較 – 正確な技術を必要とし、患者が直接家庭の設定で信頼性の高いテストの可能性を制限します。拭き取りによるサンプルパッドのクロスコンタミネーションは、不正確な色の変化を引き起こす可能性があります。さらに、ワイピング中のボリューム制御の欠如に起因するボリュームの不整合は、分析物濃度の不適切な測定につながる可能性があります。重要なのは、尿を浸漬する時間(すなわち、アッセイの開始)とチャートとの比較は、結果の正確な分析にとって重要であり、人的エラーの巨大な潜在的な原因です。手動の比色比較の難しさは、多くのパッドを同時に読み取る必要がありますが、一部のパッドは異なる時間に読み取られるということです。完全にタイミングの良い色の比較でさえ、色覚異常に苦しむか、異なる照明環境で異なる色を知覚するかもしれない人間の読者の視力にまだ依存しています4.これらの課題は、臨床医が訓練を受けた人員によって行われるディップスティック尿検査にのみ依存できる理由を強調しています。しかし、自動排尿システムは、手動ディップワイプステップの必要性を排除し、タイミングコントロールを組み込み、較正された色の参照と同時にカラー比較を可能にすることによって、前述のすべての懸念に対処することができます。これにより、ユーザー エラーが減少し、ホーム設定での導入が可能になります。
過去20年間で、自動分析装置は、視覚解析5と同じ精度または超える精度でディップスティック尿検査の結果を読み取るために採用されています。多くの診療所や医師のオフィスは、このような機械を使用して、従来のディップスティックの結果を迅速に分析して印刷しています。ほとんどの尿検査機は目視検査エラーを最小限に抑え、結果6で一貫性を確保します。手動検査よりも使いやすく効率的ですが、ディップワイプ方式を正しく実行する必要があります。したがって、これらの機械は、自宅のユーザーなどの訓練を受けていない人が操作できる能力が限られています。また、非常に高価です。
最近では、携帯電話は、泌尿器炎11、12、13を含む様々な生物学的測色測定7、8、9、10のためのリソースツールとして登場しています。リモートセンシング機能と高いイメージング解像度を考えると、携帯電話は効果的なヘルスケア分析デバイス14,15となっています。確かに、FDAはいくつかのスマートフォンベースの家庭用尿検査16、17、18をクリアしました。新しいスマートフォンベースの商用製品の中には、確立された尿素分析ディップスティックを組み込んでいるものもあれば、独自の着色パッドを備えたものもあります。このようなすべての製品は、異なる携帯電話の種類間で異なる照明条件に合わせてキャリブレーションするための独自の方法を備えています。それでも、これらの解決策の問題は、ユーザーが適切な手動ディップワイプ方法(すなわち、クロスコンタミネーションなし)を実行することに加えて、適切なタイミングで手動で写真を撮らなければならないということです。特に、これらのテストのいずれも、ディップスティックに堆積した体積を制御することはなく、色の変化19に影響を与え、生理学的結果を解釈する可能性があることがわかりました。これらのデバイスのワークフローにおける現在のギャップとコストは、人間の自由な、体積制御の尿堆積手順およびハンズフリーディップスティック写真を可能にする追加の必要性を示唆している。
手動のディップワイプステップを必要とせずに、ボリューム制御された自動ディップスティック尿起のためのプロトコルについて説明します。自動化プロセスの鍵は、その基礎となる原理がSlipChip20に基づいており、表面化学効果を使用して異なる層間で液体を移動するデバイス19です。簡単に言えば、転写スライドおよび周囲のプレートスリーブの疎水性コーティングは、液体が装置を通って楽に移動し、スライドが最終的な位置に入るとディップスティックパッドに放出することを強制し、その時点で底の疎水性バリアは空気に置き換えられる。さらに、調整された遮光ボックスは、照明条件、カメラの視野角、カメラフォーカスの距離を標準化し、周囲の照明条件の影響を受けず、正確で再現可能な結果を保証します。付属のソフトウェア アプリは、画像のキャプチャと色分け分析を自動化します。プロトコルの説明に続いて、我々は異なる条件下で尿検査試験の代表的な結果を提供する。標準的なディップワイプ法との比較は、提案された方法の信頼性を示しています。
Protocol
Representative Results
Discussion
伝統的なディップスティック尿素の尿症は、手頃な価格と便利ですが、正確な結果を得るために細部に手動で注意が必要です。手動ディップスティック尿起は、可変照明条件、個々の色知覚の違いおよびクロスコンタミネーションの対象となります。多くの診療所や病院には、尿ディップスティック分析を自動化する器具がすでにありますが、通常はかさばり、高価であり、ディップワイプ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品は、ドロシー・J・ウィングフィールド・フィリップス・チャンセラー・パカルティ・フェローシップによって資金提供されました。エミリー・キトはNSF GRFPから資金提供を受けた。
Materials
| Black Cast Acrylic Sheet 12" x 24" x 1/8" |
McMaster Carr | 8505K742 | $14.27 |
| Chart sticker | Stickeryou.com | $12.39 | |
| Clear Scratch- and UV-Resistant Cast Acrylic Sheet 12" x 24" x 1/16" |
McMaster Carr | 8560K172 | $9.52 |
| disposable polyethylene transfer pipet | Fischer Brand | 13-711-9AM | lot# 14311021 |
| Fortus ABS-M30 | Stratasys | 345-42207 | lot# : 108078 |
| Githut: https://github.com/Iftak/UrineTestApp | |||
| Innovating Science – Replacement Fluids for Urinalysis Diagnostic Test Kit (IS3008) | Amazon | $49 | |
| Nonwhitening Cement for Acrylic Scigrip 4, 4 oz. Can |
MCM | 7517A1 | $9.22 |
| Rust-Oleum 274232 Repelling treatment base coat-9 oz and top-coat 9-oz , Frosted Clear | Amazon | Color: Frosted Clear | $6.99 |
| Urinalysis Reagent Strips 10 Panel (100 Tests) MISSION BRAND | Medimpex United, Inc | MUI-MS10 | $10.59 |
References
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