A mobile urine analysis system for homecare

Abstract

İdrar tahlili, böbrek ve idrar yolu hastalıklarında sıklıklı kullanılan kayda değer bir teşhis tekniği ve fiziksel muayenenin temel bir ögesidir. İdrar tahlilinde büyük ölçüde kullanılan idrar stripleri, birbirlerinden dar şeritlerle ayrılmış birçok renkli reaktif bloklardan ya da pedlerden oluşmktadır. Her bloktaki reaktif madde idrarda belli içeriklerle reaksiyona girer ve eğer o içerik idrarda var ise blok renk değiştirir, oluşan renk değişimi, test edilen maddenin idrardaki konsantrasyonuyla doğru orantılıdır. Test stripleri günümüzde ilgili test stripine ait refraktometrik cihazla analiz edilir. Bu tezde, Parallax'ın TCS3200-DB renk sensörü kullanılarak hem MATLAB'in hem de Android işletim sisteminin GUI'si vasıtasıyla kontrol edilebilen BUSA isimli mobil bir idrar strip okuyucusu tasarlanmıştır. Bu dizaynın arkasında temel fikir, CombiScan 500'ün kontrol solüsyonlarının, Yeditepe Üniversitesi Hastanesi'nde CombiSCan 500 tarafından analiz edilen 40 hastanın ve pH ve glikoz miktarları bilinen hazırlanmış solüsyonları renk verileri içeren bir veritabanı oluşturmaktır. CombiScan 500 tarafından analiz edilen 15 hasta BUSA ile karşılaştırılmıştır. Karşılaştırmanın kesinliği bilirubin, ürobilinojen, glikoz, protein, kan, nitrit ve lökosit için 1 ve keton için 0.933'tür. Karşılaştırmanın duyarlılığı glikoz, protein ve kan için sırasıyla 1, 0.2 ve 1'dir. pH ve dansite (özgül ağırlık) fark ortalama ve standard sapma sonuçları sırasıyla 0.133, 0.5156 ve 0.0017, 0.0059 olan Bland Altman metotu ile analiz edilmiştir. Sonuç olarak, BUSA idrarın pH'ını ve dansitesini ve bilirubin, ürobilinojen, keton, glikoz, protein, kan, nitrit ve lökositin negatifliğini ölçmede başarılıdır. Ayrıca, BUSA protein dışında glikoz ve kanın pozitifliğini ölçmede de başarılıdır.

Urinalysis is a remarkable diagnostic technique and an essential part of physical examination used frequently in kidney and urinary tract diseases. Urine reagent strips which are widely used in urinalysis are impregnated with a number of colored reagent blocks or pads separated from each other by narrow bands. The reagents in each block react with specific components of urine in such a way that the block changes color if the component is present, and the color change produced is proportional to the concentration of the component being tested for. Recent analysis of test strips is perfomed via refractometric devices of the corresponding test strips. In this thesis, a mobile urine strip analyzer called BUSA which can be controlled via both GUIs of MATLAB and Android operation system was designed by using Parallax's color sensor, TCS3200-DB. The fundemental idea behind this design was to form a database which included color data of control solutions of CombiScan 500, 40 patients analyzed by CombiScan 500 in Yeditepe University Hospital and prepared solutions of known pH and glucose amount. 15 patients analyzed by CombiScan 500 were compared to BUSA. Specificity of the results of the comparison for bilirubin, urobilinogen, glucose, protein, blood, nitrite and leukocyte was 1 and for ketone was 0.933. Sensitivty of the results of the comparison for glucose, protein and blood was 1, 0.2 and 1 respectively. pH and specific gravity were analyzed via Blant Altman method which means and standard deviations were 0.133, 0.5156 and 0.0017, 0.0059 respectively. In conclusion, BUSA is succesful at measuring pH and specific gravity of urine and negativeness of bilirubin, urobilinogen, ketone, glucose, protein, blood, nitrite and leukocytes. In addition, BUSA is successful at detecting positiveness of glucose and blood, except protein.