Selon les Facilities for Ailment Management des États-Unis, un adulte sur trois aux États-Unis souffre de prédiabète, une problem marquée par des niveaux élevés de sucre dans le sang qui pourraient conduire au développement du diabète de variety 2. La bonne nouvelle est que, s’il est détecté tôt, le prédiabète peut être inversé grâce à des changements de method de vie tels qu’un régime alimentaire amélioré et de l’exercice. Les mauvaises nouvelles? Huit Américains sur 10 atteints de prédiabète ne savent pas qu’ils en sont atteints, ce qui les expose à un risque accru de développer un diabète ainsi que des difficulties telles que les maladies cardiaques, l’insuffisance rénale et la perte de vision.
Les méthodes de dépistage actuelles impliquent généralement une visite dans un établissement de santé pour des assessments de laboratoire et/ou l’utilisation d’un glucomètre transportable pour les tests à domicile, ce qui signifie que l’accès et le coût peuvent être des obstacles à un dépistage furthermore répandu. Mais les chercheurs de l’Université de Washington ont peut-être trouvé le juste milieu lorsqu’il s’agit d’augmenter la détection précoce du prédiabète. L’équipe a développé GlucoScreen, un nouveau système qui exploite les capacités de détection tactile capacitive de n’importe quel smartphone pour mesurer la glycémie sans avoir besoin d’un lecteur séparé.
Les chercheurs décrivent GlucoScreen dans un nouvel posting publié le 28 mars dans les actes de l’Association for Computing Equipment on Interactive, Cell, Wearable and Ubiquitous Technologies.
Les résultats des chercheurs suggèrent que la précision de GlucoScreen est similar à celle des checks de glucomètre typical. L’équipe a trouvé que le système était précis au seuil important entre une glycémie normale, égale ou inférieure à 99 mg/dL, et le prédiabète, défini comme une glycémie comprise entre 100 et 125 mg/dL. Cette approche pourrait rendre les checks de glycémie moins coûteux et plus accessibles, en particulier pour le dépistage ponctuel d’une grande population.
“Dans le dépistage conventionnel, une personne applique une goutte de sang sur une bandelette réactive, où le sang réagit chimiquement avec les enzymes de la bandelette. Un glucomètre est utilisé pour analyser cette réaction et fournir une lecture de la glycémie”, a déclaré l’auteur principal Anandghan Waghmare, doctorant UW à la Paul G. Allen School of Laptop or computer Science & Engineering. “Nous avons pris la même bandelette de examination et ajouté des circuits peu coûteux qui communiquent les données générées par cette réaction à n’importe quel smartphone en tapotant simulé sur l’écran. GlucoScreen traite ensuite les données et affiche le résultat directement sur le téléphone, alertant la personne si elle est à risque afin qu’ils sachent faire un suivi auprès de leur médecin.”
Plus précisément, la bandelette de examination GlucoScreen échantillonne l’amplitude de la réaction électrochimique qui se produit lorsqu’un échantillon de sang se mélange à des enzymes cinq fois par seconde.
La bande transmet ensuite les données d’amplitude au téléphone par une série de touches à des vitesses variables en utilisant une strategy appelée “modulation de largeur d’impulsion”. Le terme “largeur d’impulsion” fait référence à la distance entre les photos du sign – dans ce cas, la longueur entre les prises. Chaque largeur d’impulsion représente une valeur le lengthy de la courbe. Additionally la length entre les prises est grande pour une valeur donnée, in addition l’amplitude associée à la réaction électrochimique sur la bande est élevée.
“Vous communiquez avec votre téléphone en appuyant sur l’écran avec votre doigt”, a déclaré Waghmare. “C’est essentiellement ce que fait la bande, seulement au lieu d’un seul tapotement pour produire une seule action, elle fait plusieurs tapotements à des vitesses variables. C’est comparable à la façon dont le code Morse transmet des informations à travers des modèles de tapotement.”
L’avantage de cette method est qu’elle ne nécessite pas de composants électroniques compliqués. Cela minimise le coût de fabrication de la bande et la puissance nécessaire à son fonctionnement par rapport aux méthodes de communication additionally conventionnelles, comme Bluetooth et WiFi. Tous les traitements et calculs de données se produisent sur le téléphone, ce qui simplifie la bande et réduit encore le coût.
La bandelette de examination n’a pas non moreover besoin de piles. Il utilise à la position des photodiodes pour tirer le peu d’énergie dont il a besoin du flash du téléphone.
Le flash est automatiquement activé par l’application GlucoScreen, qui guidebook l’utilisateur à chaque étape du processus de take a look at. Tout d’abord, un utilisateur appose chaque extrémité de la bandelette de check à l’avant et à l’arrière du téléphone comme indiqué. Ensuite, ils se piquent le doigt avec une lancette, comme ils le feraient dans un exam conventionnel, et appliquent une goutte de sang sur le biocapteur attaché à la bandelette de examination. Une fois les données transmises de la bande au téléphone, l’application applique l’apprentissage automatique pour analyser les données et calculer une lecture de glycémie.
Cette étape du processus est similaire à celle effectuée sur un glucomètre industrial. Ce qui distingue GlucoScreen, en plus de sa nouvelle method tactile, c’est son universalité.
“Parce que nous utilisons l’écran tactile capacitif intégré présent dans chaque smartphone, notre solution peut être facilement adaptée à une utilisation généralisée. De in addition, notre approche ne nécessite pas d’accès de bas niveau aux données tactiles capacitives, vous n’avez donc pas d’accéder au système d’exploitation pour faire fonctionner GlucoScreen », a déclaré le co-auteur Jason Hoffman, doctorant à l’UW à l’école Allen. “Nous l’avons conçu pour être” plug and play “. Vous n’avez pas besoin de rooter le téléphone – en fait, vous n’avez rien à faire avec le téléphone, à part installer l’application. Quel que soit le modèle que vous possédez, il fonctionnera immédiatement.
Les chercheurs ont évalué leur approche en utilisant une combinaison de checks in vitro et cliniques. En raison de la pandémie de COVID-19, ils ont dû retarder ce dernier jusqu’en 2021 lorsque, lors d’un voyage de retour en Inde, Waghmare a contacté le Dr Shailesh Pitale à Dew Medicare et à l’hôpital Trinity. En apprenant l’existence du projet UW, le Dr Pitale a accepté de faciliter une étude clinique impliquant 75 people consentants qui devaient déjà subir une prise de sang pour un exam de glycémie en laboratoire. En utilisant ce check de laboratoire comme vérité de terrain, Waghmare et l’équipe ont évalué les performances de GlucoScreen par rapport à celles d’une bandelette et d’un glucomètre conventionnels.
Compte tenu de la fréquence du prédiabète et du diabète dans le monde, ce variety de technologie a le potentiel de changer les soins cliniques, ont déclaré les chercheurs.
“L’un des hurdles que je vois dans ma pratique clinique est que de nombreux sufferers n’ont pas les moyens de se tester, auto les glucomètres et leurs bandelettes réactives sont trop chers. Et ce sont généralement les personnes qui ont le in addition besoin de tester leur glycémie qui sont confrontées aux moreover grands hurdles. “, a déclaré le co-auteur, le Dr Matthew Thompson, professeur UW de médecine familiale à l’UW School of Medication et de santé mondiale. “Compte tenu du nombre de mes clients qui utilisent actuellement des smartphones, un système comme GlucoScreen pourrait vraiment transformer notre capacité à dépister et à surveiller les personnes atteintes de prédiabète et même de diabète.”
GlucoScreen est actuellement un prototype de recherche. Des études cliniques et axées sur l’utilisateur supplémentaires, ainsi que des modifications de la façon dont les bandelettes de check sont fabriquées et emballées, seraient nécessaires avant que le système puisse être largement disponible, a déclaré l’équipe.
Mais, ont ajouté les chercheurs, le projet montre remark nous avons seulement commencé à exploiter le potentiel des smartphones en tant qu’outil de dépistage médical.
“Maintenant que nous avons montré que nous pouvons créer des tests électrochimiques qui peuvent fonctionner avec un smartphone au lieu d’un lecteur dédié, vous pouvez imaginer étendre cette approche pour étendre le dépistage d’autres disorders”, a déclaré l’auteur principal Shwetak Patel, de la Washington Analysis Foundation Entrepreneurship Endowed. Professeur d’informatique et d’ingénierie et d’ingénierie électrique et informatique à l’UW.
Les co-auteurs supplémentaires sont Farshid Salemi Parizi, un ancien doctorant de l’UW en génie électrique et informatique qui est maintenant ingénieur principal en apprentissage automatique chez OctoML, et Yuntao Wang, professeur de recherche à l’Université Tsinghua et ancien professeur invité à l’école Allen. Cette recherche a été financée en partie par la Fondation Invoice & Melinda Gates.