Anemia, potrebbe bastare una fotografia all’occhio per riconoscerla

anemia
(Foto: Anna Shvets da Pexel)

Fra visite mediche online e sviluppo di app per il monitoraggio autonomo di situazioni patologiche croniche – come il controllo programmato della glicemia nei soggetti diabetici e della pressione in quelli ipertesi – la telemedicina sta entrando a gamba tesa nella vita di medici e pazienti. Dagli Stati Uniti arriva ora l’idea di una diagnosi smart, non solo perché si può eseguire direttamente con lo smartphone, ma anche perché è semplice, rapida, e pare funzionare piuttosto bene. Una fotografia al proprio occhio ben aperto e il vostro medico potrebbe riconoscere se soffrite di anemia senza bisogno di passare – in una prima fase – attraverso gli esami del sangue. Lo studio è pubblicato su PLOS ONE.

Un’esigenza sociale

Si indica come anemia una bassa concentrazione di emoglobina nel sangue, associata, fra le altre cose, a una carenza di ferro. I classici sintomi dell’anemia – stanchezza, vertigini o giramenti di testa, mal di testa, mancanza di respiro e difficoltà di concentrazione – possono portare a importanti conseguenze sociali ed economiche, limitando la possibilità di condurre una vita normale. L’anemia grave è spesso conseguenza di malnutrizione, infezioni parassitarie o presenza di altre malattie sottostanti e rappresenta, a sua volta, un fattore che espone a un più alto rischio di contrarre malattie gravi.

Si tratta di una malattia che colpisce più del 25% della popolazione globale, soprattutto le persone che vivono nei paesi in via di sviluppo, il che rimarca ancora gli effetti negativi di vivere in comunità povere di risorse o infrastrutture mediche. Il metodo proposto ora dai ricercatori della Brown University a Rhode Island, negli Stati uniti, si propone di trovare una risposta all’elevato bisogno (ancora insoddisfatto) di strumenti point-of-care poco costosi, immediati, accessibili e non invasivi per lo screening di massa e la diagnosi dell’anemia.

Osservare l’occhio

L’emoglobina è una proteina del sangue coniugata a una struttura non proteica chiamata gruppo eme. Quest’ultimo è il più importante cromoforo presente nel sangue, assorbe luce nel visibile (con un picco a 418 nm) e conferisce alle vene superficiali la tipica colorazione, rendendo possibile la creazione di dispositivi in grado di misurare l’emoglobina mediante la spettroscopia o la fotografia transcutanea, retinica e mucosale. L’interno della palpebra inferiore di una persona, chiamato congiuntiva palpebrale, ad esempio, appare più pallido con l’anemia.

La zona di interesse per le analisi di possibile anemia(Foto: Suner et al, 2021, PLOS ONE (CC-BY 4.0)

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno ottenuto immagini dell’occhio direttamente dallo smartphone di 142 pazienti con una vasta gamma di livelli di emoglobina. Concentrando l’analisi su una piccola regione della congiuntiva in ogni foto e ottimizzando la risoluzione del colore mediante un nuovo algoritmo, hanno “allenato” e testato un modello di previsione che collega il colore della congiuntiva ai livelli di emoglobina, tenendo conto anche del colore della pelle circostante e del bianco dell’occhio. Il nuovo algoritmo, poi, è stato testato su nuove foto raccolte da 202 pazienti.

Analizzando il nuovo set di fotografie, il modello ha mostrato un’accuratezza (ossia la frazione di diagnosi corrette) del 72,6%, una sensibilità (ossia la frazione dei soggetti malati che risultano positivi al test) del 72,8% e una specificità (ossia la frazione dei soggetti non malati che risultano negativi al test) del 72,5% nel diagnosticare l’anemia. L’accuratezza nel caso di valori di emoglobina vicini al livello di trasfusione, inoltre, raggiunge il 94,4% considerando una soglia di trasfusione bassa e l’86% per una soglia più alta. Il modello, infine, è risultato indipendente dal tono della pelle ma più sensibile alla qualità dell’immagine.

Lo scatto perfetto

L’abilità richiesta nell’esecuzione dello scatto diagnostico mediante lo smartphone è davvero minima, assicurano i ricercatori. È sufficiente praticare l’estroflessione della palpebra inferiore per esporre la congiuntiva e catturare l’immagine minimizzando il movimento, l’ombra o l’eccessiva illuminazione (ad esempio il flash). Anche l’algoritmo necessario per analizzare l’immagine in tempo reale può essere elaborato su uno smartphone sviluppando una semplice app in grado di considerare l’illuminazione ambientale, l’abbagliamento, la pigmentazione della pelle, e di produrre infine una stima della concentrazione di emoglobina.

Considerando che la diffusione di smartphone è in aumento anche nei paesi meno facoltosi (in Medioriente e Africa la percentuale di utilizzatori si attesta poco al di sotto del 14%), l’applicabilità di una simile tecnica non invasiva per rilevare l’anemia apre le porte allo screening diffuso, alla diagnosi precoce e al trattamento, in particolare in contesti con poche risorse e in cui l’accesso all’assistenza sanitaria è scarso.

Riferimenti: PLOS ONE