Japonya'nın yeni sağlık teknolojisi: Solunumu analiz etmek için optik fiber kullanın!
Kılavuz
Kısa süre önce, Japonya'daki Tohoku Üniversitesi ekibi, sağlıkla ilgili iz düzeyindeki kimyasalları izleyebilen düşük maliyetli bir "gaz sensör cihazı" geliştirdi ve böylece gelecekteki invazif olmayan sağlık araştırmaları için yeni bir yol açtı.
Teknik anahtar kelimeler
Gaz sensörü, fiber optik, ultraviyole
Yenilik arka planı
Sağlık her birimizle yakından ilişkilidir ve modern insanlar fiziksel muayeneye daha fazla önem verirler. Ancak fizik muayeneden bahsetmişken, doğal olarak şu sahneleri düşüneceğiz:
MRI, CT, kan testi, endoskop, B-ultrason, X-ışını "işkence" gibi çeşitli tıbbi ekipmanı almak için uzun bir sırada hastaneye gidin, sadece çok para ve zamana mal olmakla kalmaz, aynı zamanda Vücudumuz acı ve travma getirir.
Bu nedenle tıp camiası, non-invaziv, kullanışlı ve ucuz muayene yöntemlerini araştırmaktadır. "Nefes" muayenesi bunlardan biridir. John daha önce "Yeni İsrail Teknolojisi: Nefes verirseniz kanseri tespit edebilirsiniz!" "Ve" Gaz Sensörü: Ekshale edilen nefes hastalıkları tespit etmek için kullanılabilir mi? "Her iki makale de nefes yoluyla hastalıkları tespit etmenin yolundan bahsetti.
(Resim kaynağı: İsrail Teknoloji Enstitüsü)
Bununla birlikte, teknik olarak konuşursak, solunum incelemesi yöntemi, gaz sensörlerinin kullanılmasını gerektirir.
İnovasyon keşfi
Son zamanlarda, Japonya'daki Tohoku Üniversitesi'nden araştırmacılar bu bağlamda yenilikçi keşifler yaptılar. "İçi Boş Optik Fiber Gaz Hücresi ile Ultraviyole Soğurma Spektroskopisi Kullanılarak Nefes İçindeki İzoprenin Gerçek Zamanlı Analizi" adlı makaleleri "İçi Boş Optik Fiber Gaz Hücresi ile Ultraviyole Emilim Spektroskopisi Kullanılarak Nefeste Gerçek Zamanlı İzopren Analizi" adlı makalesinde yayınlanmıştır. "Sensör" dergisinde.
(Resim kaynağı: Northeastern Üniversitesi)
İnsan solumasındaki biyobelirteçlerin "düşük konsantrasyonlarını" izlemek için hassas gazları yönetmek üzere "içi boş optik fiberler" kullanan nispeten basit, düşük maliyetli bir sensör tasarladılar.
Makalede bilim adamları, ekipmanlarının çalışma prensibini açıkladılar ve örnek olarak uçucu organik bileşik "izopren" i kullandılar. İzopren, kolesterol sentezinin bir göstergesidir ve hastanın metabolizmasının derinlemesine anlaşılması için değerlidir. Araştırmacılar, gönüllülerin gün boyunca nefes alıp vermelerini ölçerek egzersiz veya diyet sonrasında izoprendeki değişiklikleri izlediler.
Çekirdek teknolojiler
Bu ekipmanın temel teknik başarısı, :
Alüminyum yansıtıcı film ve ultraviyole absorpsiyon spektroskopisi ile kaplanmış 3 metre uzunluğunda içi boş fiber optik
(Resim kaynağı: Northeastern Üniversitesi)
Gaz ultraviyole absorpsiyon spektroskopisi için laboratuvar ekipmanının şematik diyagramı
(Resim kaynağı: Northeastern Üniversitesi)
Gaz algılama ve analiz süreci kısaca şu şekilde açıklanmaktadır:
Katılımcılar bağlantı tüpüne üfler ve ardından tüp solunan gazı fiberin içi boş kısmına verir. İçi boş fiberin içinde, bu gazlar lazer tarafından yayılan ultraviyole ışınlarına maruz kalır ve optik yolun bir ucundaki bir detektör, ultraviyole ışınları gaz örneğinden geçtikten sonra tüm optik sinyalleri alır. "Absorpsiyon zirveleri" olarak adlandırılan bu seri, hangi moleküllerin mevcut olduğunu ortaya çıkaran kimyasal bir imza oluşturur.
"Uzun ışık yolu ve yüksek yoğunluklu radyasyon" ölçüm etkisini iyileştirir, son derece küçük miktarlarda kimyasal maddeler bile tespit edilebilir ve bu da teknolojinin önemli bir başarısıdır.
Yenilik değeri
Nefes analizi, non-invaziv bir sağlık analizi yöntemi olduğu için son yıllarda oldukça ilgi görmüştür. Bununla birlikte, düşük seviyeli biyobelirteçleri izlemek genellikle "kullanışsız ve pahalı" laboratuvar sistemleri gerektirir.
Bu gaz sensör cihazının yenilikçi değeri: "taşınabilir ve ucuzdur." Aynı zamanda, yüksek hassasiyete sahip olduğunu gösteren "çok düşük konsantrasyonlu" biyobelirteçleri de algılayabilir.
Ek olarak, bahsedilmesi gereken önemli bir yenilikçi değer, gazları iletirken ve analiz ederken içi boş optik fiberlerin kullanılması ve böylece geleneksel iletişim uygulamalarına ek olarak optik fiberlerin yenilikçi değerinden daha fazla yararlanılmasıdır.
Değer
Gelecekte, bu sistem sadece kliniklerde büyük ölçekli laboratuvar gaz analiz cihazlarının yerine kullanılamayacak, aynı zamanda bilim adamlarının insan vücudunun metabolik mekanizmasını daha iyi anlamalarına yardımcı olacaktır.
Referans
[1]
[2] Bir İçi Boş Optik Fiber Gaz Hücresi ile Ultraviyole-Absorpsiyon Spektroskopisi Kullanılarak Nefeste Gerçek Zamanlı İzopren Analizi Yazarlar: Takuro Iwata, Takashi Katagiri ve Yuji Matsuura Journal: Sensors 2016, 16, 2058 DOI: 10.3390 / s16122058
