تشخیص ۱۵ دقیقهای دعوا قلبی با حسگر کاغذی_آینده
آینده حسگر کاغذی ارزان_ 15 دقیقهای برای تشخیص حملات قلبی توسعه داده شد
حملات قلبی عامل مهم مرگ و میر در سراسر جهان هستند و تشخیص زودهنگام آنها برای نجات زندگی افراد بسیار مهم است.
با این حال، آزمایشهای آزمایشگاهی استاندارد میتواند زمانبر و پرهزینه باشد.
اکنون محققان دانشگاه کالیفرنیا لس آنجلس برای حل این مشکل، یک حسگر کاغذی ارزان قیمت که زیستنشانگرهای حملات قلبی را تشخیص میدهد، ایجاد کردهاند.
آنها یک سنجش جریان عمودی مبتنی بر کاغذ (VFA) را برای تشخیص জীবنشانگر دعوا قلبی طراحی کردند.
گسترش دهندگان میگویند این حسگر برای ارائه نتایج تنها به ۱۵ دقیقه زمان نیاز دارد.
آیدوگان اوزجان نویسنده ارشد این مطالعه میگوید ما شوق زدهایم که این راهحل کمهزینه و قابل حمل را معرفی کنیم که فاصله بین تشخیص آزمایشگاهی و آغاز مراقبت را پر میکند.
او افزود پلتفرم مبتنی بر کاغذ ما که با یادگیری عمیق طراحی شده است، جانشین موثری برای ابزارهای حجیم و گرانقیمتی است که اکنون در بیمارستانها منفعت خواهد گرفت.
این حسگر، ارایه تشخیصهای پیشرفته قلبی را نوید میدهد.
طراحی با الگوریتمهای یادگیری عمیق
محققان یک سنجش جریان عمودی مبتنی بر کاغذ (VFA) طراحی کردهاند که تروپونین قلبی را شناسایی میکند که پروتئینی است که در جریان صدمه عضله قلب در خون آزاد میشود.
این پلتفرم نوآورانه ترکیبی از دو فناوری قوی الگوریتمهای یادگیری عمیق و شیمی تحکیم نانوذرات پیشرفته است.
در این پلتفرم، الگوریتمها برای تجزیه و تحلیل تصاویر گرفته شده توسط سیستم VFA و افزایش تشخیص منفعت میبرند.
دلنشین اینجاست که این حسگر پتانسیل دستیابی به حد تشخیص حداقل ۰.۲ پیکوگرم در میلی لیتر را دارد.
محققان میگویند که حساسیت استثنایی این پلتفرم زیاد فراتر از حساسیت دستگاههای حاضر است و این ابزار، نیازهای بالینی را برای تشخیص مقادیر زیاد مقداری از پروتئین تروپونین در برآورده میکند.
این تشخیص دقیق میتواند راه را برای تشخیص زودهنگام انفارکتوس حاد میوکارد (AMI) یا دعوا قلبی هموار کند.
راهحل کم هزینه
این سیستم طی دو مرحله کار میکند ابتدا پروتئین را در نمونه خون شناسایی میکند و برای این کار، از ذرات ریز طلا که به مولکولات دیگر متصل شدهاند، برای اتصال به پروتئین استفاده میکند.
در مرحله دوم که مرحله تحکیم سیگنال است، ذرات طلا یک عکس العمل شیمیایی را تشکیل میدهند که تحول رنگی ایجاد میکنند.
سپس یک دستگاه قابل حمل مخصوص از این تحول رنگ عکس میگیرد.
الگوریتمهای یادگیری عمیق برای تجزیه و تحلیل این تصاویر و حساستر و دقیقتر کردن منفعت میبرند.
این تیم دریافت کرد که نتایج این المعروف به بهطور قابل توجهی مشابه نتایج آزمایشهای آزمایشگاهی سنتی است و همزمان قابلیت اطمینان این آزمایش را نشان داد.
این سیستم میتواند سطوح گوناگون، از بسیار کم تا بسیار زیاد (۰.۲ پیکرگرم در میلیلیتر تا ۱۰۰ نانوگرم در میلیلیتر) را شناسایی کند.
از نظر هزینه نیز این روش سنجش مبتنی بر کاغذ کمتر از ۴ دلار برای هر آزمایش قیمت دارد، در حالی یک دستگاه شبیه تقریبا ۱۷۰ دلار هزینه دارد.
این مقرون به صرفه بودن میتواند برای جوامع فقیر مورد استفاده قرار گیرد.
گیوره هان نویسنده ارشد این مطالعه و محقق فوق دکترا در دانشگاه کالیفرنیا لس آنجلس گفت مقصد ما طراحی سیستمی بود که بتواند نه تنها در بیمارستانها، بلکه در کلینیکها، داروخانهها و حتی در آمبولانسها نیز منفعت ببرد.
او افزود توانایی تشخیص سریع و سنجش کردن سطح تروپونین در تنظیمات گوناگون میتواند درمان سریعتر و مؤثرتری را برای بیماران دچار دعوا قلبی در مرحله حیاتی مراقبت پیشبیمارستانی ممكن سازد.
این مطالعه در مجله ACS انتشار شده است.