化疗的主要副作用之一是白血球急剧下降，使患者容易受到危险感染。麻省理工学院的研究人员现在开发了一种便携式设备，可以用来在家中监测患者的白细胞水平，而无需服用血液样本。
研究人员说，这种装置每年可以阻止化疗患者中数以千计的感染。他们的桌面原型记录了血细胞流经指甲底部皮肤表面下方毛细血管的视频。计算机算法可以分析图像以确定白细胞水平是否低于医生认为危险的阈值。
“我们的愿景是，病人将拥有这种便携式设备，他们可以带回家，他们可以每天监测他们对治疗的反应，如果他们低于门槛，那么可以采取预防性治疗措施，”Carlos Castro-Gonzalez说。麻省理工学院电子研究实验室（RLE）的博士后和研究团队的领导。
在一篇发表在“科学报告”中的论文中，研究人员表明，该装置可以准确确定11位接受化疗的患者的白细胞水平是否过低。
该论文的第一作者是RLE博士后AurélienBourquard。其他开发新技术的团队成员包括RLE研究工程师Ian Butterworth，前麻省理工学院博士后Alvaro Sanchez-Ferro以及马德里理工大学研究生Alberto Pablo Trinidad。
预防感染。
研究人员在4年前开始这个项目，作为马德里麻省理工学院M +视觉联盟的一部分，该联盟现在是麻省理工学院的一部分。该计划吸引了来自世界各地的博士后，试图解决医生和医院面临的问题。在这种情况下，研究小组访问了马德里一家医院的肿瘤科，发现患者白细胞水平低会使他们容易受到威胁生命的感染。
化疗患者通常每21天接受一次剂量。每次剂量后，他们的白细胞水平下降，然后再逐渐爬升。但是，医生通常只是在新剂量之前测试患者的血液，他们无法知道治疗后白血球水平是否降至危险水平。
卡斯特罗·冈萨雷斯说：“在美国，1/6的化疗患者中有一人因其中一种感染而住院，而其白细胞特别低。这些感染导致漫长而昂贵的住院时间，且在约7%的病例中致命。这些患者还不得不错过他们的下一次化疗剂量，这使得他们的癌症治疗失败。
麻省理工学院的研究小组估计，如果有一种方法可以检测出患者的白细胞计数低于阈值水平，那么他们可以接受预防性抗生素和促进白血球生长的药物，约110,000例患者美国的化疗患者每年都可以预防。
研究人员用来解决这个问题的技术包括一个发射蓝光的宽视场显微镜，该显微镜穿透皮肤下方约50至150微米，并反射回摄像机。研究人员决定在指甲底部形成皮肤图像，称为甲f，因为那里的毛细血管位于非常接近皮肤表面的位置。这些毛细血管非常狭窄，白血细胞必须一次挤压一个，使它们更容易看到。
该技术不提供精确的白细胞计数，但揭示了患者是否高于或低于被认为危险的阈值定义为每微升血液中500个中性粒细胞（最常见的白细胞类型）。
阈值检测。
在科学报告的研究中，研究人员在马萨诸塞州综合医院和马德里拉巴斯大学医院的11位患者中，在他们的化疗治疗期间的不同时间测试了该设备。该方法证明95%的准确性用于确定患者的白细胞水平是高于还是低于阈值。
为了获得足够的数据来进行这些分类，研究人员为每名患者记录了一分钟的视频。3名盲人助手随后观看了视频，并注意到每当白血球通过时。然而，自从提交论文以来，研究人员一直在开发计算机算法来自动执行相同的任务。
Bourquard说：“基于我们的评估人员确定的功能集，我们现在正在开发AI和机器视觉算法，初步结果表明与评分者具有相同的准确性。”Bourquard说。
该研究团队已申请了该技术的专利，并推出了一家名为Leuko的公司，该公司正在麻省理工学院创新计划，麻省理工Deshpande技术创新中心，麻省理工学院沙盒创新基金会，马丁信托基金会的帮助下，将该技术商业化创业中心，麻省理工学院转化研究员计划和麻省理工学院创业指导服务。
为了帮助将技术进一步推向商业化，研究人员正在构建一个新的自动化原型。巴特沃斯说：“使测量过程自动化是制造可行的家用设备的关键。“成像需要在病人手指的正确位置进行，设备的操作必须简单明了。”
研究人员使用这个新原型，计划用额外的癌症患者测试该设备。他们还在调查他们是否可以用较短的视频长度获得准确的结果。
他们还计划调整技术，使其能够产生更精确的白细胞计数，这将对监测骨髓移植受者或具有某些传染病的人有用，卡斯特罗·冈萨雷斯说。这也可以确定化疗患者是否可以在21天前接受下一次剂量。
桑切斯·费罗说：“肿瘤学家必须采取一种平衡措施。”通常医生希望尽可能加强化疗，但不要让人们免疫过度抑制，目前的21天周期是基于大多数患者可以服用的数据的统计数据，但如果你早期做好准备，那么可能会早早地这可以转化为更好的生存。”
该研究由美国国立卫生研究院癌症治疗中心未来技术中心，麻省理工学院Deshpande中心，华莱士H.库尔特基金会，马德里麻省理工学院M +愿景联盟，欧盟FP7-PEOPLE-2011-COFUND计划，FundaciónRamón麻省理工学院本科生研究机会计划（UROP）和麻省理工学院沙盒创新基金。
（选自《医药》（适用版））