İdrar, hastalık veya sağlığın birden fazla metabolik göstergesinin invaziv olmayan bir kaynağıdır. İdrarın fiziksel ve/veya kimyasal analizi olan idrar tahlili, böbrek hastalığı, idrar yolu hastalığı, karaciğer hastalığı, diabetes mellitus ve genel hidrasyon1'itespit etmek için hızlı bir şekilde yapılabilir. İdrar tahlili dip çubukları, yaklaşık fizyolojik seviyeleri belirtmek için kolorimetrik değişikliklere dayanan uygun fiyatlı, yarı nicel tanı araçlarıdır. Her dipstick pH, osmolality, hemoglobin / myoglobin, hematuria, lökosit esteraz, glikoz, proteinüri, nitrit, keton ve bilirubin2için test dahil olmak üzere çok çeşitli tahliller yapabilir. Dipstick idrar tahlili prensibi, dipstick pedinde bir renk değişiminin analit konsantrasyonu3'ü belirlemek için bir grafikle karşılaştırılabileceği zamanlanmış bir reaksiyonun oluşumuna dayanır. Uygun fiyatlılıkları ve kullanım kolaylığı göz önüne alındığında, dipstick'ler sağlık hizmetlerinde idrar tahlili için en yaygın araçlardan biridir.
Geleneksel olarak, dipstick idrar tahlili, dipstick'i bir bardak idrar örneğine manuel olarak yerleştirmek, fazla idrarı silmek ve renk pedlerini belirli zamanlarda grafik renkleriyle karşılaştırmak için eğitimli bir hemşireye veya tıp teknisyenine dayanır. Daldırma ve silme yöntemi dipstick analizi için altın standart olsa da, insan görsel değerlendirmesine olan güveni elde edilebilen nicel bilgileri sınırlar. Ayrıca, dipstick idrar felcinin iki manuel adımı - daldırma-silme adımı ve kolorimetrik sonuç karşılaştırması - doğru teknik gerektirir, bu da doğrudan hastalar tarafından ev ortamlarında güvenilir test olasılığını sınırlar. Silme nedeniyle numune pedlerinin çapraz kontaminasyonu yanlış renk değişikliklerine neden olabilir. Ek olarak, silme sırasında ses kontrolünün olmamasından kaynaklanan tutarsız hacimler, analit konsantrasyonlarının yanlış ölçülmesine neden olabilir. Daha da önemlisi, idrarı batırmak (yani testin başlangıcı) ile bir grafiğe kıyaslama arasındaki süre, sonuçların doğru analizi için kritik öneme sahiptir ve büyük bir potansiyel insan hatası kaynağıdır. Manuel kolorimetrik karşılaştırmadaki zorluk, birçok ped aynı anda okunmalı, bazı pedler ise farklı zamanlarda okunur. Mükemmel zamanlanmış renk karşılaştırmaları bile, renk körlüğünden muzdarip olabilecek veya farklı aydınlatma ortamlarında farklı renkler algılayabilecek insan okuyucunun görme keskinliğine bağlıdır4. Bu zorluklar, klinisyenlerin neden sadece eğitimli personel tarafından gerçekleştirilen dipstick idrar tahliline güvenebileceğinin altını çiziyor. Bununla birlikte, otomatik bir idrar tahlili sistemi, manuel daldırma adımlarına olan ihtiyacı ortadan kaldırarak, zamanlama kontrollerini dahil ederek ve kalibre edilmiş renk referanslarıyla eşzamanlı renk karşılaştırmaları sağlayarak yukarıda belirtilen tüm endişeleri giderebilir. Bu da kullanıcı hatasını azaltarak ev ayarlarında olası benimsemeye olanak sağlar.
Son 20 yılda, dipstick idrar testlerinin sonuçlarını görsel analizle aynı doğrulukta veya aşan şekilde okumak için otomatik analizörler5. Birçok klinik ve doktor ofisi, geleneksel dipstick sonuçlarını hızlı bir şekilde analiz etmek ve yazdırmak için bu tür makineleri kullanır. Çoğu idrar tahlili makinesi görsel muayene hatalarını en aza indirir ve sonuçlarda tutarlılık sağlar6. Kullanımı kolaydır ve manuel muayeneden daha verimlidir, ancak yine de kullanıcının dip-wipe yöntemini doğru bir şekilde gerçekleştirmesini gerektirir. Bu nedenle, bu makinelerin ev kullanıcıları gibi eğitimsiz kişiler tarafından çalıştırılabilmesi sınırlıdır; dahası, son derece pahalıdırlar.
Son zamanlarda, cep telefonları çeşitli biyolojik kolorimetrik ölçümler için becerikli bir araç olarak ortaya çıkmıştır7,8,9,10, idrar tahlili dahil11,12,13. Uzaktan algılama yetenekleri ve yüksek görüntüleme çözünürlükleri göz önüne alındığında, cep telefonları etkili sağlık analitik cihazları14,15. Gerçekten de, FDA birkaç akıllı telefon tabanlı ev idrar testini temizledi16,17,18. Yeni akıllı telefon tabanlı ticari ürünlerden bazıları yerleşik idrar tahlili dip çubuklarını içerirken, bazıları tescilli kolorimetrik pedlere sahiptir. Tüm bu ürünler, farklı telefon türlerinde farklı aydınlatma koşulları için kalibre etmek için özel yöntemlere sahiptir. Yine de, bu çözümlerle ilgili bir sorun, kullanıcının uygun bir manuel daldırma silme yöntemi gerçekleştirmenin yanı sıra (yani çapraz kontaminasyon olmadan) doğru zamanda manuel olarak fotoğraf çekmeniz gerektiğidir. Özellikle, bu testlerin hiçbiri dipsticks üzerinde biriken hacmi kontrol etmez, bulduğumuz renk değişimi19 ve yorumlanmış fizyolojik sonucu etkileyebilir. Bu cihazların iş akışlarındaki mevcut boşluklar ve maliyetler, insansız, hacim kontrollü bir idrar biriktirme prosedürü ve eller serbest çubuk fotoğrafçılığı sağlamak için ek bir ihtiyaç olduğunu göstermektedir.
Manuel daldırma silme adımına gerek kalmadan ses kontrollü, otomatik dipstick idrar tahlili için bir protokol açıklıyoruz. Otomatik işlemin anahtarı, temel prensibi SlipChip20'ye dayanan ve yüzey kimyası efektlerini kullanarak farklı katmanlar arasında sıvı aktaran bir cihaz19'dur. Kısacası, transfer kaydırağı ve çevresindeki plaka manşonundaki hidrofobik kaplama, sıvıyı cihaz boyunca zahmetsizce hareket etmeye ve slayt son konumuna geldikten sonra çubuk ped üzerine serbest bırakmaya zorlar, bu noktada alt hidrofobik bariyer hava ile değiştirilir. Ayrıca, koordineli ışık engelleme kutusu, ortam aydınlatma koşullarından etkilenmeyen doğru ve tekrarlanabilir sonuçlar sağlamak için aydınlatma koşullarını, kamera görüş açısını ve kamera odağının mesafesini standartlaştırır. Eşlik eden bir yazılım uygulaması, görüntülerin yakalanmasını ve kolorimetrik analizi otomatikleştirir. Protokolün açıklamasının ardından farklı koşullar altında idrar tahlili testinin temsili sonuçlarını veriyoruz. Standart dip-wipe yöntemi ile yapılan karşılaştırmalar, önerilen yöntemin güvenilirliğini gösterir.