Yeni kağıt tabanlı tıbbi teşhis cihazı: kendi kendine güç sağlayan, taşınabilir, düşük maliyetli!
Kılavuz
Son zamanlarda, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Purdue Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, biyobelirteçleri tespit edebilen ve hastalıkları teşhis edebilen düşük maliyetli, taşınabilir, kendi kendine çalışan, kağıt tabanlı yeni bir tıbbi teşhis cihazı geliştirdiler.
Anahtar kelime
Tıbbi elektronik, kendi kendine çalışan sensörler
arka fon
Geleneksel tıbbi teşhis ekipmanı bize, kullanışsız, pahalı, çalıştırmanın zor olduğu ve teşhis sonucunu elde etmenin uzun zaman aldığı izlenimini veriyor. Tıp teknolojisinin özellikle gelişmekte olan ülkeler ve uzak ve geri kalmış bölgeler için daha fazla gelişmesini ve yaygınlaşmasını sınırlayan bu faktörlerdir.
Bununla birlikte, Nesnelerin İnterneti, sensörler, yapay zeka, malzemeler, esnek elektronikler, giyilebilir cihazlar ve diğer alanlardaki teknolojilerin sürekli inovasyonu ve atılımıyla, gittikçe daha minyatür, taşınabilir, düşük maliyetli ve kullanımı kolay tıbbi teşhis ekipmanı ortaya çıktı.
Örneğin, yazar bir kez tanıttı: AIDS testi için kullanılan U diskler 30 dakika içinde test sonuçlarını alabilir; bakteriyel direncin değerini okumak için akıllı telefonlar kullanan otomatik tanı testi okuyucuları; kanser tespiti için akıllı telefon spektrometreleri olabilir Laboratuvar düzeyinde test sonuçları sağlayın; akıllı telefon tabanlı bir semen analizörü, evde semen incelemesi yapmanızı sağlar; nano sensör dizilerinden oluşan bir nefes analiz cihazı, ekshalasyon yoluyla kanser gibi 17 farklı hastalık türünü tespit edebilir. Ek olarak, her türlü çip üzerinde laboratuar ve biyosensör ekipmanı vardır.
Yenilikçilik
Bununla birlikte, bugün tanıttığım şey çok farklı yenilikçi bir teknolojidir, böylece herkes tıbbi ekipman alanındaki en son yenilikçi gelişmeyi daha iyi takdir edebilir. Son zamanlarda, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Purdue Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, biyobelirteçleri tespit edebilen ve elektrokimyasal analiz yoluyla hastalıkları teşhis edebilen, kağıttan yapılmış yeni bir tip tıbbi teşhis cihazı geliştirdiler. Bu cihaz enerji besleme yöntemi "kendi kendine güç sağlar" ve kullanıcının enerji sağlamak için yalnızca dokunması yeterlidir. Ek olarak, profesyonel olmayanların da kolayca anlayabilmesi için renk tabanlı bir test sonucu sağlar.
(Fotoğraf kredisi: Purdue Üniversitesi / Aniket Pal)
Araştırma sonuçları, 22 Ağustos "Advanced Materials Technologies" dergisinde yayınlanan bir makalede detaylandırıldı. Amerika Birleşik Devletleri Purdue Üniversitesi'nde Endüstri ve Biyotıp Yardımcı Doçenti olan Ramses V. Martinez, bu makaleyi lisansüstü öğrencileri Aniket Pal ve Debkalpa Goswami, misafir akademisyenler Hugo E. Cuellar, Heloisa F.N.Caurin ve lise öğrencisi Randy Kuang ile birlikte yazdı.
teknoloji
Araştırma makalesi temel olarak, farklı renk bilgilerini tanımlamak için SPED, TEG, taşınabilir potansiyostat ve makine görme algoritmaları gibi kavramları açıklamaktadır. SPED, kendi kendine çalışan kağıt bazlı elektrokimyasal cihazın İngilizce kısaltmasıdır.
(Resim kaynağı: Purdue Üniversitesi)
Testin ilk adımı, cihazın yuvarlak kısmına bir damla kan damlatmaktır. Bu dairenin alanı iki inç kareden daha küçük. SPED ayrıca parmakla yapışmaya gerek kalmadan numuneye daldırılabilen "kendi kendine pipetlenen test bölgeleri" içerir.
SPED'in üst tabakası, desenli hidrofobik "alanlara" sahip işlenmemiş selüloz kağıttan yapılmıştır. Bu "alanlar", test için kan örnekleri almak için kılcal harekete dayanan kanalları tanımlar. Bu "mikroakışkan kanallar", renk değişimini doğru bir şekilde ölçebilir ve böylece spesifik test sonuçlarını görüntüleyebilir.
(Resim kaynağı: Purdue Üniversitesi)
(Resim kaynağı: Purdue Üniversitesi)
Ek olarak, araştırmacılar ayrıca bir akıllı telefon üzerinde bir makine vizyonu teşhis uygulaması tasarladılar. SPED'in dijital görüntülerinden her "kolorimetrik" testin sonuçlarını otomatik olarak tanımlayabilir ve ölçebilir, kullanıcılara hızlı teşhis sonuçları sağlayabilir ve uzaktan uzman danışmanlığını teşvik edebilir.
(Resim kaynağı: Purdue Üniversitesi)
SPED'in alt katmanı, kendi gücünü gerçekleştirmenin anahtar bileşeni olan "TEG" olarak da adlandırılan bir tür "triboelektrik jeneratör" dür. Basitçe ovalayarak veya bastırarak, teşhis testlerini yürütmek için yeterli akım üretebilir.
(Resim kaynağı: Purdue Üniversitesi)
Araştırmacılar aynı zamanda "potansiyostat" olarak da adlandırılan, ucuz bir el cihazı tasarladılar. Teşhis testini otomatik hale getirerek, basitçe SPED'e takılabilir ve eğitimsiz kullanıcılar da testi gerçekleştirebilir. Potansiyostata güç veren pil, SPED'e yerleştirilmiş TEG aracılığıyla yeniden şarj edilebilir.
değer
Öncelikle Martinez'in bu teknolojiyi nasıl değerlendirdiğini görelim:
"Tamamen kağıttan yapılmış, ucuz ve yetenekli taşınabilir bir laboratuvar cihazı olarak düşünebilirsiniz. Yakarak arıtma . Bu cihazın, elektrik, temiz su ve diğer ekipmanlara ihtiyaç duymadan bir dizi hastalığı test etmek için uzak bölgelerde veya askeri üslerde bulunan eğitimsiz personele hizmet verebileceğini umuyoruz. "
(Resim kaynağı: Purdue Üniversitesi)
"HIZ Düşük maliyetli, hafif, esnek ve kullanımı kolay . "
"Bildiğimiz kadarıyla, bu çalışma, şarj etmek için düşük maliyetli, taşınabilir ve kağıt tabanlı bir TEG potansiyostatıyla birleştirilebilen ilk kendi kendine çalışan, kağıt tabanlı cihazı bildiriyor. Hızlı, doğru ve hassas elektrokimyasal analiz . "
SPED, rulodan ruloya baskı veya sprey biriktirme gibi toplu baskı teknolojileriyle uyumludur. Onlar yapabilir "Çoğullama" analizi , Çeşitli hedeflerin bir dizi sabit nokta bakım testi için, oldukça hassas ve doğru bir algılama. Ek olarak, diğer elektronik cihazlara da güç sağlayabilirler ve kaynakları kısıtlı ortamlarda teletıp uygulamalarının gerçekleştirilmesini kolaylaştırabilirler.
SPED'ler, biyobelirteçleri tespit etmek için kullanılabilir. Glikoz, ürik asit ve L-laktik asit, ketonlar ve beyaz kan hücreleri, bu göstergeler karaciğer ve böbrek fonksiyonu, yetersiz beslenme ve anemi ile ilgilidir. . Gelecekte, bu teknoloji daha karmaşık ölçüm, algılama için birkaç katman daha ekleyecek Dang humması, sarı humma, sıtma, HIV ve hepatit Ve diğer hastalıklar.
Referans
[1]
[2] Aniket Pal, Hugo E. Cuellar, Randy Kuang, Heloisa F. N. Caurin, Debkalpa Goswami, Ramses V. Martinez. Hassas Hasta Başı Testi için Kendinden Güç Alan, Kağıt Tabanlı Elektrokimyasal Cihazlar İleri Malzeme Teknolojileri, 2017; 1700130 DOI: 10.1002 / admt.201700130
Daha ileri teknolojiler ve yenilikçi ürünler için lütfen WeChat herkese açık hesabını takip edin: IntelligentThings veya yazarın kişisel WeChat ile iletişime geçin: JohnZh1984
