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Enregistrement W4404659885 · doi:10.2196/62770

Pump-Free Microfluidics for Cell Concentration Analysis on Smartphones in Clinical Settings (SmartFlow): Design, Development, and Evaluation

2024· article· en· W4404659885 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

venuePublié dans une revue dont le pays d'attache est le Canada.
no affAucune affiliation canadienne : ce travail est invisible pour une base fondée sur la seule affiliation.
Aucune affiliation canadienne. Une base fondée sur la seule affiliation (le devis habituel) n'aurait jamais vu ce travail. C'est l'un des travaux qui justifient l'inversion de la base.

Notice bibliographique

RevueJMIR Biomedical Engineering · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueMicrofluidic and Bio-sensing Technologies
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésPreprintMicrofluidicsComputer scienceNanotechnologyEngineeringWorld Wide WebMaterials science

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Background Cell concentration in body fluid is an important factor for clinical diagnosis. The traditional method involves clinicians manually counting cells under microscopes, which is labor-intensive. Automated cell concentration estimation can be achieved using flow cytometers; however, their high cost limits accessibility. Microfluidic systems, although cheaper than flow cytometers, still require high-speed cameras and syringe pumps to drive the flow and ensure video quality. In this paper, we present SmartFlow, a low-cost solution for cell concentration estimation using smartphone-based computer vision on 3D-printed, pump-free microfluidic platforms. Objective The objective was to design and fabricate microfluidic chips, coupled with clinical utilities, for cell counting and concentration analysis. We answered the following research questions (RQs): RQ1, Can gravity drive the flow within the microfluidic chips, eliminating the need for external pumps? RQ2, How does the microfluidic chip design impact video quality for cell analysis? RQ3, Can smartphone-captured videos be used to estimate cell count and concentration in microfluidic chips? Methods To answer the 3 RQs, 2 experiments were conducted. In the cell flow velocity experiment, diluted sheep blood flowed through the microfluidic chips with and without a bottleneck design to answer RQ1 and RQ2, respectively. In the cell concentration analysis experiment, sheep blood diluted into 13 concentrations flowed through the microfluidic chips while videos were recorded by smartphones for the concentration measurement. Results In the cell flow velocity experiment, we designed and fabricated 2 versions of microfluidic chips. The ANOVA test (Straight: F6, 99=6144.45, P<.001; Bottleneck: F6, 99=3475.78, P<.001) showed the height difference had a significant impact on the cell velocity, which implied gravity could drive the flow. The video sharpness analysis demonstrated that video quality followed an exponential decay with increasing height differences (video quality=100e–k×Height) and a bottleneck design could effectively preserve video quality (Straight: R2=0.95, k=4.33; Bottleneck: R2=0.91, k=0.59). Samples from the 13 cell concentrations were used for cell counting and cell concentration estimation analysis. The accuracy of cell counting (n=35, 60-second samples, R2=0.96, mean absolute error=1.10, mean squared error=2.24, root mean squared error=1.50) and cell concentration regression (n=39, 150-second samples, R2=0.99, mean absolute error=0.24, mean squared error=0.11, root mean squared error=0.33 on a logarithmic scale, mean average percentage error=0.25) were evaluated using 5-fold cross-validation by comparing the algorithmic estimation to ground truth. Conclusions In conclusion, we demonstrated the importance of the flow velocity in a microfluidic system, and we proposed SmartFlow, a low-cost system for computer vision–based cellular analysis. The proposed system could count the cells and estimate cell concentrations in the samples.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,789
Score d'incertitude au seuil0,827

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,023
Tête enseignante GPT0,282
Écart entre enseignants0,259 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle