Smartphone confocal microscopy for diagnosing Kaposi’s sarcoma

用于诊断卡波西肉瘤的智能手机共焦显微镜

基本信息

  • 批准号:
    9639153
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2015-09-23 至 2018-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

 DESCRIPTION (provided by applicant): AIDS-related Kaposi sarcoma (KS) is the most common HIV-associated cancer in sub-Saharan Africa. Even in the modern antiretroviral therapy (ART) era, survival after a diagnosis with KS in sub-Saharan Africa is poor, with a three year survival rate in some countries of only 30%. Timely treatment has been hampered in low- and middle- income countries (LMICs) due to lack of resources that are needed for prompt and accurate KS diagnosis. In this project, we propose a new diagnostic approach that uses a smartphone confocal microscope to provide timely diagnosis of KS. The portable nature of the device means that it can be brought into the field, rather than requiring patients in rural areas t travel long distances for KS diagnosis. In our approach, KS- suspected skin lesions are imaged in vivo with a smartphone confocal microscope in a short procedural time (expected imaging time < 10 minutes). Confocal images can be immediately sent to an expert confocal image reader over the cellular network for image reading, or an automated image analysis application implemented in the smartphone can be used to render a diagnosis. As a result, the diagnosis is delivered to the patient in a timely manner and the treatment is initiated while the patient is stil at the local clinic. In Aim 1, we will develop a smartphone confocal microscope. We will use a reflectance confocal microscopy technique, slit spectrally encoded confocal microscopy (Slit-SECM), which can acquire two-dimensional images by using inexpensive light source and the imaging sensor in the smartphone. We will optimally design the smartphone confocal microscope, fabricate it, and test it for imaging performance. In Aim 2, we will evaluate clinical utility of the smartphone confocal microscope to diagnose KS in Uganda. Skin lesions suspected to be KS will be imaged with the smartphone confocal microscope, and confocal images will be compared with corresponding histologic images, which is the current gold standard. In a case control study, diagnostic sensitivity and specificity will be tested. While thi project focuses on diagnosing KS in LMICs, in future this same approach can be adapted for diagnosis of other diseases in both resource poor and resource rich settings. For example, during melanoma diagnosis and treatment, the smartphone confocal microscope could be adapted to image melanoma lesions non-invasively to guide biopsy and surgical treatment. In conjunction with an endoscopic imaging optics, the smartphone confocal microscope can be used for screening of early-stage cervical cancers. We strongly believe that the smartphone confocal microscopy will greatly improve the early diagnosis of a range of conditions, with the ultimate goal of helping to reduce health disparity around the globe.
 描述(由适用提供):与艾滋病相关的卡波西肉瘤(KS)是撒哈拉以南非洲最常见的HIV相关癌症。即使在现代的抗逆转录病毒疗法(ART)时代,在撒哈拉以南非洲诊断为KS后的生存也很差,在某些国家,只有30%的国家的生存率为三年。由于缺乏迅速,准确的KS诊断所需的资源,在低收入和中等收入国家(LMIC)中及时治疗受到阻碍。在这个项目中,我们提出了一种新的诊断方法,该方法使用智能手机共聚焦显微镜及时提供KS的诊断。该设备的便携性意味着它可以将其带入现场,而不是要求在艰难地区t的患者进行长途诊断。在我们的方法中,可疑的皮肤病变在短程序时间内用智能手机共聚焦显微镜在体内成像(预期成像时间<10分钟)。可以立即将共聚焦图像发送到蜂窝网络上的专家共聚焦图像读取器以进行图像读取,也可以使用智能手机中实现的自动图像分析应用程序进行诊断。结果,诊断及时及时地递送给患者,并在患者处于当地诊所时开始治疗。在AIM 1中,我们将开发智能手机共聚焦显微镜。我们将使用反射率共聚焦显微镜技术,SLIT频谱编码的共聚焦显微镜(SLIT-SECM),可以通过使用廉价的光源和智能手机中的成像传感器来获取二维图像。我们将最佳地设计智能手机共聚焦显微镜,进行制造并测试成像性能。在AIM 2中,我们将评估智能手机共聚焦显微镜的临床实用性,以诊断乌干达的KS。怀疑是KS的皮肤病变将与智能手机共聚焦显微镜成像,并将共聚焦图像与相应的组织学图像进行比较,这是当前的金标准。在案例控制研究中,将测试诊断敏感性和特异性。尽管THI项目侧重于LMIC的诊断KS,但将来可以将同样的方法适应用于资源较差和资源丰富环境中其他疾病的诊断。例如,在黑色素瘤诊断和治疗过程中,智能手机共聚焦显微镜可以非侵入性地对象进行模拟黑色素瘤病变,以指导活检和手术治疗。结合内镜成像光学器件,智能手机共聚焦显微镜可用于筛查早期宫颈癌。我们坚信,智能手机共聚焦显微镜将大大改善各种疾病的早期诊断,最终的目标是帮助减少全球健康差异。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Speckle-free, near-infrared portable confocal microscope.
  • DOI:
    10.1364/ao.392004
  • 发表时间:
    2020-08-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Gong C;Stratton DB;Curiel-Lewandrowski CN;Kang D
  • 通讯作者:
    Kang D
Low-cost, high-speed near infrared reflectance confocal microscope.
低成本、高速近红外反射共焦显微镜。
  • DOI:
    10.1364/boe.10.003497
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Gong,Cheng;Kulkarni,Nachiket;Zhu,Wenbin;Nguyen,ChristopherDavid;Curiel-Lewandrowski,Clara;Kang,Dongkyun
  • 通讯作者:
    Kang,Dongkyun
Preliminary imaging of skin lesions with near-infrared, portable, confocal microscopy.
A strategy for empowering clinicians and increasing innovation: the Magic Wand Initiative.
  • DOI:
    10.1007/s00403-020-02111-z
  • 发表时间:
    2021-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Garibyan L;Kroshinsky D;Freeman E;Sakamoto FH;Anderson RR
  • 通讯作者:
    Anderson RR
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