Г.П. Никольский1, Н.А. Шумакова2, И.А. Сидоров3, В.Д. Шашурин4, В.Ю. Леушин5, В.К. Пушкарев6, А.Г. Гудков7

1,3–5,7 Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана (Москва, Россия)
2 Северо-западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова (Санкт-Петербург, Россия)
6 Уральский государственный федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина (г. Екатеринбург, Россия)
7 ООО «НПИ ФИРМА «ГИПЕРИОН» (Москва, Россия)
1 gnp2002@mail.ru, 2 natashashumakova87@gmail.com, 3 igorasidorov@yandex.ru, 4schashurin@bmstu.ru, 5 ra3bu@yandex.ru, 6 vvprev@gmail.com, 7 profgudkov@gmail.com

Постановка проблемы. Инвазивные методы остаются основой точной диагностики, обеспечивая высокую степень достоверности результатов. Однако их основные недостатки — это дискомфорт для пациентов, необходимость забора крови и более высокая стоимость процедуры, особенно при частом мониторинге уровня гемоглобина.

Неинвазивные технологии, такие как Haemospect, NBM 200, Masimo Rad-87, PRONTO-7, а также приложения с использованием камер смартфонов для анализа гемоглобина, представляют собой перспективное направление для диагностики. Эти устройства снижают дискомфорт и риск инфицирования, предлагая портативные, более доступные решения. Однако их точность все еще требует улучшений.

Цель. Провести анализ имеющихся способов и устройств количественного определения содержания гемоглобина в крови.

Результаты. Представлен обзор существующих методов диагностики патологических состояний гемопоэза с акцентом на количественное определение уровня гемоглобина в крови. Рассмотрены как традиционные инвазивные методы, такие как фотометрия и спектрометрия, так и современные неинвазивные подходы. В особенности уделено внимание использованию портативных устройств и интеграции смартфонов для измерения уровня гемоглобина, что является перспективным направлением развития диагностики. Проанализированы преимущества и недостатки различных технологий, включая точность, доступность, удобство для пациентов и экономическую эффективность.

Практическая значимость. Полученные результаты работы могут использоваться при совершенствовании разрабатываемых или модернизируемых устройств определения гемоглобина в крови.

Никольский Г.П., Шумакова Н.А., Сидоров И.А., Шашурин В.Д., Леушин В.Ю., Пушкарев В.К., Гудков А.Г. Перспективные неинвазивные гемоглобинометры // Наукоемкие технологии. 2024. Т. 25. № 6. С. 53−59. DOI: https://doi.org/10.18127/j19998465-202406-08

1. Zhou B., Bentham J., Di Cesare M., Bixby H., Danaei G., Cowan M. J., Paciorek C. J., Singh G., Hajifathalian K., Bennett J. E. et al. Worldwide trends in blood pressure from 1975 to 2015: a pooled analysis of 1479 population-based measurement studies with 19· 1 million participants. The Lancet. 2017. V. 389. № 10064. P. 37–55.
2. Saeedi P., Petersohn I., Salpea P., Malanda B., Karuranga S., Unwin N., Olagiuri S., Guariguata L., Motala A. A., Ogurtsova K. et al. Global and regional diabetes prevalence estimates for 2019 and projections for 2030 and 2045: Results from the international diabetes federation diabetes atlas. Diabetes research and clinical practice, 2019. V. 157, P. 107843.
3. Worldwide prevalence of anaemia 1993–2005: WHO global database on anaemia. Geneva, World Health Organization, 2008. URL: https://apps.who.int/iris/handle/10665/43894.
4. https://34.rospotrebnadzor.ru/content/204/14290/ (Дата обращения 20.05.2024).
5. Серповидно-клеточная анемия – Гематология и онкология: Справочник MSD Профессиональная версия (msdmanuals.com)
6. https://meduniver.com/Medical/gematologia/gemoglobin_krovi.html (Дата обращения 08.09.2024)
7. Wang E.J., Li W., Hawkins D., Gernsheimer T., Norby-Slycord C., Patel S. N. Hemaapp: noninvasive blood screening of hemoglobin using smartphone cameras. In Proceedings of the 2016 ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing. ACM. 2016. P. 593–604.
8. Wang E.J., Li W., Zhu J., Rana R., Patel S.N. Noninvasive hemoglobin measurement using unmodified smartphone camera and white flash. In 2017 39th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC). IEEE. 2017. P. 2333–2336.
9. W. information, Noninvasive Hemoglobin Monitor, SMART-Hb, retrieved in May 2024 from http://tech4lifeenterprises.com/smart-hb/.
10. W. information, SpHb: Continuous SpHb provides real-time visibility to changes, or lack of changes, in hemoglobin between invasive blood samples, retrieved in May 2024 from https://professional.masimo.com/technology/co-oximetry/sphb/.
11. https://www.technomedica.ru/minihem-540 (Дата обращения 12.09.2024)
12. https://medtech30.ru/gemoglobinometr-fotometricheskij-minigem-540/ (Дата обращения 12.09.2024)
13. Crystal D. Karakochuk, Food, Nutrition and Health, University of British Columbia, 216–2205 East Mall. Vancouver. BC V6T 1Z4, Canada. crystal.karakochuk@ubc.ca
14. https://www.hemocue.com/en/products/hematology/hemocue-hb-201plus-system/ (Дата обращения 12.09.2024)
15. Jahr J.S., Lurie F., Driessen B., Davis J.A., Gosselin R., Gunther R. A. Еhe hemocue®, a point of care b-hemoglobin photometer, measures hemoglobin concentrations accurately when mixedin vitro with canine plasma and three hemoglobin-based oxygen carriers (hboc). Canadian Journal of Anesthesia. 2002. V. 49. № 3. P. 243.
16. Nkrumah B., Nguah S.B., Sarpong N., Dekker D., Idriss A., May J., Adu-Sarkodie Y. Hemoglobin estimation by the hemocue® portable hemoglobin photometer in a resource poor setting. BMC clinical pathology. 2011. V. 11. № 1. P. 5.
17. Bell S., Sweeting M., Ramond A., Chung R., Kaptoge S., Walker M., Bolton T., Sambrook J., Moore C., McMahon A. et al. Comparison of four methods to measure haemoglobin concentrations in whole blood donors (compare): A diagnostic accuracy study. Transfusion Medicine. 2021. V. 31. № 2. P. 94–103.
18. Kim M.J., Park Q., Kim M.H., Shin J.W., Kim H.O. Comparison of the accuracy of noninvasive hemoglobin sensor (nbm-200) and portable hemoglobinometer (hemocue) with an automated hematology analyzer (lh500) in blood donor screening. Annals of laboratory medicine. 2013. V. 33. № 4. P. 261–267.
19. Lamhaut L., Apriotesei R., Combes X., Lejay M., Carli P., Vivien B. Comparison of the accuracy of noninvasive hemoglobin monitoring by spectrophotometry (sphb) and hemocue® with automated laboratory hemoglobin measurement. Anesthesiology: The Journal of the American Society of Anesthesiologists. 2011. V. 115. № 3. P. 548–554.
20. Купряшов А.А., Бирюкова Т.В. Возможности применения неинвазивного гемоглобинометрии для скрининга доноров. Гематология и трансфузиология. 2017. № 62(1). С. 41-46. DOI: http://dx.doi.org/10.18821/0234-5730/2017-62-1-41-46.
21. Mannino R.G., Myers D.R., Tyburski E.A., Caruso C., Boudreaux J., Leong T., Clifford G., Lam W.A. Smartphone app for non-invasive detection of anemia using only patient-sourced photos. Nature communications. 2018. V. 9.
22. Kavsao˘glu A.R., Polat K., Hariharan M. Non-invasive prediction of hemoglobin level using machine learning techniques with the ppg signal’s characteristics features. Applied Soft Computing. 2015. V. 37. P. 983–991.
23. Elgendi M. On the analysis of fingertip photoplethysmogram signals. Current cardiology reviews. 2012. V. 8. № 1. P. 14–25.
24. Wang E.J., Li W., Hawkins D., Gernsheimer T., Norby-Slycord C., Patel S.N. Hemaapp: noninvasive blood screening of hemoglobin using smartphone cameras. In Proceedings of the 2016 ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing, ACM. 2016. P. 593–604.