La aplicación para teléfonos inteligentes puede hacer vibrar una sola gota de sangre para determinar qué tan bien coagula

Los coágulos de sangre se forman naturalmente como una forma de detener el sangrado cuando alguien está lesionado. Pero los coágulos de sangre en pacientes con problemas médicos, como válvulas cardíacas mecánicas u otras afecciones cardíacas, pueden provocar un derrame cerebral o un ataque cardíaco. Es por eso que millones de estadounidenses toman medicamentos anticoagulantes, como la warfarina, que dificultan la coagulación de la sangre.

Sin embargo, la warfarina no es perfecta y requiere que los pacientes se hagan pruebas con frecuencia para asegurarse de que su sangre esté en el rango correcto: la sangre que se coagula con demasiada facilidad aún podría provocar un accidente cerebrovascular o un ataque al corazón, mientras que la sangre que no se coagula puede provocar al sangrado prolongado después de una lesión. Para hacerse la prueba, los pacientes deben ir a un laboratorio clínico o utilizar un costoso sistema de prueba en el hogar.

Investigadores de la Universidad de Washington han desarrollado una nueva prueba de coagulación de la sangre que utiliza solo una gota de sangre y un motor de vibración y una cámara de teléfonos inteligentes. El sistema incluye un accesorio de plástico que sostiene una pequeña taza debajo de la cámara del teléfono.

Una persona agrega una gota de sangre a la copa, que contiene una pequeña partícula de cobre y una sustancia química que inicia el proceso de coagulación de la sangre. Luego, el motor de vibración del teléfono agita la taza mientras la cámara monitorea el movimiento de la partícula, que se ralentiza y luego deja de moverse a medida que se forma el coágulo. Los investigadores demostraron que este método se encuentra dentro del rango de precisión de los instrumentos estándar del campo.

El equipo publicó estos hallazgos el 11 de febrero en Comunicaciones de la naturaleza.

«En el pasado, los médicos solían mover manualmente los tubos de sangre de un lado a otro para controlar cuánto tiempo tardaba en formarse un coágulo. Sin embargo, esto requiere mucha sangre, lo que hace que su uso en el hogar sea inviable», dijo senior. autor Shyam Gollakota, profesor de la Universidad de Washington en la Escuela de Ingeniería y Ciencias de la Computación Paul G. Allen. “El salto creativo que damos aquí es que estamos demostrando que al usar el motor de vibración en un teléfono inteligente, nuestros algoritmos pueden hacer lo mismo, excepto con una sola gota de sangre. Y obtenemos una precisión similar a las mejores técnicas disponibles comercialmente. .»

Los médicos pueden clasificar la capacidad de coagulación de la sangre utilizando dos números:

• el tiempo que tarda en formarse el coágulo, lo que se conoce como «tiempo de protrombina» o PT
• una relación calculada a partir del PT que permite a los médicos comparar más fácilmente los resultados entre diferentes pruebas o laboratorios, denominada «relación internacional normalizada» o INR

«La mayoría de las personas que toman este medicamento lo toman de por vida. Pero esto no es un tipo de cosas que se establecen y se olvidan: en los EE. % del tiempo», dijo la coautora, la Dra. Kelly Michaelsen, profesora asistente de anestesiología y medicina del dolor en la Facultad de Medicina de la UW. «Este número es aún más bajo, solo alrededor del 40 % del tiempo, en países como India o Uganda, donde las pruebas son menos frecuentes. ¿Cómo podemos mejorar esto? Necesitamos que sea más fácil para las personas hacerse pruebas con más frecuencia y tomar propiedad de su atención médica”.

Los pacientes que pueden monitorear sus niveles de PT/INR desde casa solo necesitan ir a ver a un médico si la prueba sugiere que están fuera de ese rango deseable, dijo Michaelsen.

Los investigadores querían un dispositivo económico que pudiera funcionar de manera similar a cómo funcionan los monitores de azúcar en la sangre en el hogar para las personas con diabetes: una persona puede pincharse el dedo y analizar una gota de sangre.

«Comenzamos haciendo vibrar una sola gota de sangre y tratando de monitorear las ondas en la superficie», dijo el autor principal Justin Chan, estudiante de doctorado de la UW en la Escuela Allen. «Pero eso fue realmente un desafío con una cantidad tan pequeña de sangre».

El equipo agregó una pequeña partícula de cobre porque su movimiento era mucho más confiable de rastrear.

«A medida que la sangre se coagula, forma una red que se contrae. Y en ese proceso, la partícula pasa de rebotar alegremente a dejar de moverse», dijo Michaelsen.

Para calcular el PT y el INR, el teléfono recopila dos marcas de tiempo: la primera cuando el usuario inserta la sangre y la segunda cuando la partícula deja de moverse.

«Por primera vez, estamos buscando cuando el usuario inserta un tubo capilar que contiene la muestra en el marco», dijo Chan. “Para el final de la medición, miramos directamente al interior de la copa para que el único movimiento dentro de esos marcos sea la partícula de cobre. La partícula deja de moverse abruptamente porque la sangre se coagula muy rápido, y se puede observar esa diferencia entre marcos. A partir de ahí, podemos calcular el PT, y esto se puede asignar a INR».

Los investigadores probaron este método en tres tipos diferentes de muestras de sangre. Como prueba de concepto, el equipo comenzó con plasma, un componente de la sangre que es transparente y, por lo tanto, más fácil de analizar. Los investigadores analizaron el plasma de 140 pacientes anónimos en el Centro Médico de la Universidad de Washington. El equipo también examinó el plasma de 79 pacientes con problemas conocidos de coagulación sanguínea. Para ambas condiciones, la prueba tuvo resultados similares a las pruebas disponibles comercialmente.

Para imitar lo que experimentaría un paciente en casa, el equipo analizó sangre entera de 80 pacientes anónimos en los centros médicos de Harborview y de la Universidad de Washington. Esta prueba también arrojó resultados que estaban en el rango de precisión de las pruebas comerciales.

Este dispositivo aún se encuentra en una etapa de prueba de concepto. Los investigadores han hecho públicamente lanzó el código y están explorando oportunidades de comercialización, así como más pruebas. Por ejemplo, actualmente todas estas pruebas se han hecho en el laboratorio. El siguiente paso es trabajar con pacientes para probar este sistema en casa. Los investigadores también quieren ver cómo le va al sistema en áreas y países con más recursos limitados.

«Casi todos los teléfonos inteligentes de la última década tienen un motor de vibración y una cámara. Esto significa que casi todos los que tienen un teléfono pueden usar esto. Todo lo que necesita es un accesorio de plástico simple, sin dispositivos electrónicos adicionales de ningún tipo», dijo Gollakota. «Este es el mejor de todos los mundos: es básicamente el santo grial de las pruebas de PT/INR. Hace que sea frugal y accesible para millones de personas, incluso cuando los recursos son muy limitados».

Otros coautores de este artículo son Joanne Estergreen, supervisora ​​de laboratorio clínico en el departamento de medicina y patología de laboratorio de la Facultad de Medicina de la UW, y el Dr. Daniel Sabath, profesor de medicina y patología de laboratorio en la Facultad de Medicina de la UW.