Gwasanaeth profi COVID-19 cyflymach gyda hafaliadau algebraidd syml

Mae mathemategydd o Brifysgol Caerdydd wedi datblygu dull newydd ar gyfer prosesu niferoedd uchel o brofion COVID-19. Mae o’r farn y gallai hyn arwain at gynnal llawer mwy o brofion ar yr un pryd a dychwelyd canlyniadau yn llawer cyflymach.

Mae Dr Usama Kadri, o Ysgol Mathemateg y Brifysgol, o’r farn y gallai’r dull newydd arwain at brofi llawer mwy o gleifion gan ddefnyddio’r un faint o diwbiau profi yn ogystal â lleihau’r posibilrwydd o gael canlyniadau negyddol anghywir.

Mae dull Dr Kadri, sydd wedi’i gyhoeddi yng nghyfnodolyn Health Systemsyn defnyddio hafaliadau algebraidd syml i nodi samplau positif mewn profion ac yn manteisio ar ddull profi a elwir yn ‘cronni’.

Mae cronni yn cynnwys grwpio nifer fawr o samplau gan wahanol gleifion i mewn i un tiwb profi ac yna cynnal prawf unigol ar y tiwb hwnnw.

Os yw’r tiwb hwnnw’n profi’n negyddol, mae’n dangos nad oes unrhyw un yn y grŵp hwnnw wedi dal y feirws.

Gallai labordai ddefnyddio’r dull cronni i brofi mwy o samplau mewn llai o amser, ac mae’n gweithio’n dda pan ddisgwylir bod cyfradd gyffredinol yr haint mewn poblogaeth benodol yn isel.

Os bydd tiwb yn profi’n bositif yna bydd yn rhaid i bob person yn y grŵp hwnnw gael ei brofi unwaith eto, yn unigol y tro hwn, er mwyn pennu pwy sydd wedi dal y feirws. Yn yr achos hwn, a phan ddisgwylir bod cyfradd yr haint yn uchel yn y boblogaeth, mae arbedion y dull cronni o ran amser a chost yn llai arwyddocaol.

Serch hynny, mae techneg newydd Dr Kadri yn gwaredu’r angen i gynnal ail brawf os bydd swp yn profi’n bositif ac yn gallu nodi’r unigolion sydd wedi dal y feirws gan ddefnyddio hafaliadau syml.

Mae’r dull yn gweithio gyda nifer penodol o unigolion a thiwbiau profi, er enghraifft 200 o unigolion a 10 tiwb profi, ac yn dechrau gan gymryd nifer penodol o samplau gan unigolyn penodol, 5 er enghraifft, ac yna’n dosbarthu’r rhain i mewn i 5 o’r 10 tiwb profi.

Mae 5 sampl arall yn cael eu cymryd o ail unigolyn ac mae’r rhain yn cael eu dosbarthu i mewn i gyfuniad gwahanol o 5 o’r 10 tiwb.

Caiff hyn ei ailadrodd ar gyfer y 200 unigolyn arall yn y grŵp fel bod gan bob unigolyn gyfuniad unigryw o diwbiau.

Mae pob un o’r 10 tiwb yn cael eu profi ac mae unrhyw diwb sy’n profi’n negyddol yn nodi bod samplau pob un o’r unigolion yn y tiwb hwnnw’n negyddol.

Os mai dim ond un unigolyn sydd wedi dal y feirws, bydd y cyfuniad o’r tiwbiau’n profi’n bositif, sy’n unigryw i’r unigolyn, a bydd hynny’n nodi pa unigolyn penodol sydd wedi profi’n bositif.

Serch hynny, os bydd nifer y tiwbiau positif yn fwy na’r nifer o samplau gan bob unigolyn, sef 5 yn yr enghraifft hon, yna dylai o leiaf dau unigolyn fod wedi dal y feirws.

Yna bydd yr unigolion sydd wedi profi’n bositif yn eu tiwbiau i gyd yn cael eu dewis.

Mae’r dull yn cymryd yn ganiataol bod gan bob unigolyn sy’n bositif yr un faint o’r feirws ym mhob tiwb, a bod gan pob un o’r unigolion sy’n profi’n bositif faint unigryw o’r feirws yn eu sampl sy’n wahanol i’r lleill.

Gyda’r wybodaeth honno, mae’r dull yn cymryd yn ganiataol bod union ddau unigolyn wedi dal y feirws, ac ar gyfer dau unigolyn lle tybir eu bod wedi dal y feirws, mae cyfrifiadur yn cael ei ddefnyddio i gyfrifo unrhyw gyfuniad o faint y feirws a fyddai’n dod i’r un cyfanswm â’r cyfanswm gwirioneddol a fesurwyd o’r feirws yn y profion.

Os yw’r cyfuniad cywir yn cael ei gyfrifo, y ddau unigolyn sydd wedi’u nodi sy’n bositif, a neb arall. Fel arall, mae’r dull yn cael ei ailadrodd ond gydag unigolyn ychwanegol sy’n debygol o fod yn bositif, ac yn y blaen, nes y bydd y cyfuniad cywir yn cael ei gyfrifo.

“Bydd cymhwyso’r dull arfaethedig yn ein galluogi i brofi llawer mwy o gleifion gan ddefnyddio’r un nifer o diwbiau profi. Bydd pob sampl positif yn cael ei nodi heb unrhyw ganlyniadau negyddol anghywir, na phrofi annibynnol yr eilwaith, a bydd llawer llai o amser yn cael ei dreulio’n profi,” meddai Dr Kadri.

Hyd yn hyn, mae’r dull wedi cael ei asesu drwy ddefnyddio efelychiadau o senarios profi ac mae Dr Kadri yn cydnabod y bydd angen profi’r dull yn y labordy er mwyn cynyddu’r hyder yn y dull arfaethedig.

Yn fwy na hynny, ar gyfer defnydd clinigol, byddai angen ystyried ffactorau eraill gan gynnwys y math o sampl, llwyth y feirws, cyffredinrwydd ac atalyddion.