疟疾它是世界上主要的疾病和死亡原因之一，每年约有2.28亿人患病，其中超过40万人是致命的。与COVID-19一样，疟疾可以无症状传播，这使得广泛的现场检测对于遏制疫情和拯救生命至关重要。
广泛提供现场检测的一个重大挑战是，最常见和最准确的疟疾血液检测是基于聚合酶链反应(PCR)的过程。PCR检测需要训练有素的工作人员抽血，并需要实验室条件来检测样本。在撒哈拉以南非洲的偏远地区，疟疾感染往往发生在数百英里之外，远离训练有素的工作人员和实验室条件，这使得疟疾的传播非常有效感染控制非常困难。
虽然近年来已经开发并交付了疟疾的更具便携式横向流量测试，但其可靠性受到质疑，有些研究表明他们可能只有75％的准确性。
在过去的几年里，来自格拉斯哥大学和乌干达卫生部的生物医学工程师共同努力，开发了一种更可靠、更低成本的折纸可以替代PCR和横向流动检测。它使用折叠的蜡纸为一种不同的检测方法准备病人样本，这种方法被称为环介导等温扩增(LAMP)，可以在现场进行。此前在乌干达进行的实地测试表明，折纸测试技术的准确率为98%。
通过手指刺取病人的血液样本，放在折叠纸的蜡通道上。然后折叠纸张，将样本引导到一个狭窄的通道，然后是三个小室，LAMP机器用这些小室来检测样本的DNA，以寻找恶性疟原虫的证据。恶性疟原虫是一种通过蚊子传播的寄生虫，会导致疟疾。
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发表在电子性质研究人员描述了他们是如何开发出一款安全智能手机的应用程序与他们的折纸测试配对，使用深度学习实现更准确的诊断，并有助于更好地监测社区传播。这个应用，和一个3 d打印的支架包含一个简单的加热元件，控制折纸测试的温度，加热大约10分钟到LAMP工艺所需的温度。
然后，使用基于云计算的LAMP结果进行分析机器学习过程，以确保它们被正确地管理，使不同技能水平的用户能够正确地进行测试。疟疾感染的阳性或阴性诊断是通过类似于家庭COVID-19检测的横向流条上的线提供的。
病人的结果被安全的储存在区块链并与地方当局共享，以允许匿名监测当地的感染情况。
“2018年，世界卫生组织关于控制疟疾的一份报告强调，需要快速、有效的检测，为每一个需要的人提供检测，即使是在最偏远的农村地区。世卫组织的报告也推荐了这种疾病诊断格拉斯哥大学James Watt工程学院的Jon Cooper教授说。他领导了这一诊断系统的开发。“我们相信，我们开发的系统可以帮助满足这两种紧急需求。它允许非专家在任何地方进行血液检测，然后将结果安全地与地方和地区当局共享。广泛采用这样的系统可能会对撒哈拉以南非洲的疟疾传播产生重大影响。”
这组科学家在乌干达东部托罗罗农村地区进行了一些初步的实地测试，验证了他们的方法。他们利用自己的系统，在征得家长同意的情况下，对当地一所小学的40名5至12岁学生的血液样本进行了检测。测试的准确率为98%所有样本随后在英国用疟疾的标准PCR检测进行了重新检测。
格拉斯哥大学生物医学工程高级讲师Julien Reboud博士是这篇论文的合著者。“智能手机在非洲被广泛使用，甚至在最偏远的地区，这使得它们在广泛检测和有效监测疟疾等传染病方面具有潜在的宝贵价值。我们渴望让这项技术尽可能广泛地应用，并正在与医疗管理提供商进行早期谈判，以探索我们的选择，”Reboud博士说。
乌干达卫生部病媒传播和新传染病控制司的项目官员M. Moses Adriko说:“疟疾和其他传染病对偏远社区造成了巨大负担，不仅因为健康状况不佳影响到家庭，还影响到儿童的教育。这项新的数字健康技术的开发与我们在格拉斯哥大学的合作伙伴使用人工智能和区块链移动电话提供现场DNA检测，并结合专家决策诊断支持工具，所有这些都需要高度的信任和安全性。在乌干达东部托罗罗地区学校进行的测试突出了当地疾病负担沉重的问题，这不仅使我们能够及时和准确地治疗受影响的儿童，而且使我们能够提供数据，使地区卫生和教育当局能够在当地调整更广泛的疾病管理战略。”
来源:格拉斯哥大学
