آخرین مطالب

برنامه تلفن هوشمند می تواند یک قطره خون را به لرزه درآورد تا میزان لخته شدن آن را تعیین کند –


لخته های خون به طور طبیعی به عنوان راهی برای متوقف کردن خونریزی در هنگام آسیب دیدگی ایجاد می شوند. اما لخته شدن خون در بیماران مبتلا به مشکلات پزشکی، مانند دریچه های مکانیکی قلب یا سایر بیماری های قلبی، می تواند منجر به سکته مغزی یا حمله قلبی شود. به همین دلیل است که میلیون ها آمریکایی از داروهای رقیق کننده خون مانند وارفارین استفاده می کنند که لخته شدن خون آنها را سخت تر می کند.

با این حال، وارفارین کامل نیست و نیاز دارد که بیماران به طور مکرر آزمایش شوند تا مطمئن شوند خون آنها در محدوده صحیح قرار دارد – خونی که خیلی راحت لخته می شود همچنان می تواند منجر به سکته مغزی یا حمله قلبی شود، در حالی که خونی که لخته نمی شود می تواند منجر به خونریزی طولانی پس از آسیب شود. برای آزمایش، بیماران یا باید به آزمایشگاه کلینیک مراجعه کنند یا از یک سیستم تست خانگی پرهزینه استفاده کنند.

محققان دانشگاه واشنگتن آزمایش جدیدی برای انعقاد خون ابداع کرده اند که تنها از یک قطره خون و یک موتور و دوربین لرزشی گوشی هوشمند استفاده می کند. این سیستم شامل یک پیوست پلاستیکی است که یک فنجان کوچک را در زیر دوربین گوشی نگه می دارد.

فرد یک قطره خون به فنجان اضافه می کند که حاوی یک ذره کوچک مس و یک ماده شیمیایی است که فرآیند انعقاد خون را آغاز می کند. سپس موتور ویبره گوشی فنجان را تکان می دهد در حالی که دوربین حرکت ذره را کنترل می کند که سرعت آن کاهش می یابد و سپس با تشکیل لخته از حرکت می ایستد. محققان نشان دادند که این روش در محدوده دقت ابزارهای استاندارد این حوزه قرار دارد.

این تیم این یافته ها را در 11 فوریه منتشر کرد ارتباطات طبیعت.

ارشد گفت: “در گذشته، پزشکان به صورت دستی لوله های خون را به جلو و عقب تکان می دادند تا مدت زمان تشکیل لخته را بررسی کنند. با این حال، این کار به خون زیادی نیاز دارد و استفاده از آن را در خانه غیرممکن می کند.” نویسنده شیام گولاکوتا، استاد دانشگاه علوم پزشکی در دانشکده علوم و مهندسی کامپیوتر پل جی آلن. “جهش خلاقانه ای که در اینجا انجام می دهیم این است که نشان می دهیم با استفاده از موتور ارتعاش در تلفن هوشمند، الگوریتم های ما می توانند همان کار را انجام دهند، مگر با یک قطره خون. و ما دقتی مشابه بهترین تکنیک های تجاری موجود داریم. “

پزشکان می توانند توانایی لخته شدن خون را با استفاده از دو عدد رتبه بندی کنند:

  • مدت زمانی که طول می کشد تا لخته تشکیل شود، آنچه به عنوان “زمان پروترومبین” یا PT شناخته می شود
  • نسبتی که از PT محاسبه شده است که به پزشکان اجازه می دهد راحت تر نتایج را بین آزمایش ها یا آزمایشگاه های مختلف مقایسه کنند که «نسبت نرمال شده بین المللی» یا INR نامیده می شود.

“بیشتر افرادی که این دارو را مصرف می کنند، آن را برای مادام العمر مصرف می کنند. اما این یک نوع چیز نیست که باید آن را فراموش کرد – در ایالات متحده، اکثر مردم فقط در آن چیزی هستند که ما آن را “محدوده مطلوب” سطوح PT/INR می نامیم. دکتر کلی مایکلسن، استادیار بیهوشی و طب درد در دانشکده پزشکی UW، 64 درصد از مواقع، می گوید. “این عدد در کشورهایی مانند هند یا اوگاندا که آزمایش‌های کمتری دارند حتی کمتر است – فقط در حدود 40٪ مواقع. و مالکیت مراقبت های بهداشتی خود را بر عهده بگیرند.”

مایکلسن گفت، بیمارانی که می توانند سطح PT/INR خود را از خانه کنترل کنند، تنها در صورتی باید به پزشک مراجعه کنند که آزمایش نشان دهد خارج از محدوده مطلوب هستند.

محققان دستگاهی ارزان قیمت می‌خواستند که بتواند مشابه عملکرد دستگاه‌های سنجش قند خون خانگی برای افراد مبتلا به دیابت عمل کند: یک فرد می‌تواند انگشت خود را خاردار کند و یک قطره خون را آزمایش کند.

جاستین چان، نویسنده اصلی، دانشجوی دکترای UW در مدرسه آلن، گفت: ما با ارتعاش یک قطره خون و تلاش برای نظارت بر امواج روی سطح شروع کردیم. اما این با چنین مقدار کمی خون واقعاً چالش برانگیز بود.

تیم یک ذره کوچک مس را اضافه کرد زیرا حرکت آن قابل ردیابی بود.

مایکلسن گفت: «هنگامی که خون لخته می‌شود، شبکه‌ای را تشکیل می‌دهد که سفت می‌شود. و در این فرآیند، ذره از خوشحالی به اطراف می‌چرخد و دیگر حرکت نمی‌کند.»

برای محاسبه PT و INR، تلفن دو مهر زمان جمع‌آوری می‌کند: اول زمانی که کاربر خون را وارد می‌کند و دوم زمانی که ذره از حرکت باز می‌ماند.

چان گفت: “برای اولین بار، ما به دنبال زمانی هستیم که کاربر یک لوله مویرگی حاوی نمونه را در قاب قرار دهد.” “برای پایان اندازه گیری، ما مستقیماً به داخل فنجان نگاه می کنیم تا تنها حرکت درون آن قاب ها ذره مس باشد. این ذره به طور ناگهانی از حرکت می ایستد زیرا خون خیلی سریع لخته می شود و شما می توانید این تفاوت را بین فریم ها مشاهده کنید. از آنجا می توانیم PT را محاسبه کنیم و این می تواند به INR نگاشت شود.”

محققان این روش را بر روی سه نوع مختلف نمونه خون آزمایش کردند. به عنوان اثبات مفهوم، تیم کار را با پلاسما آغاز کرد، جزء خونی که شفاف است و بنابراین آزمایش آن آسان‌تر است. محققان پلاسمای 140 بیمار ناشناس را در مرکز پزشکی دانشگاه واشنگتن آزمایش کردند. این تیم همچنین پلاسمای 79 بیمار مبتلا به مشکلات شناخته شده انعقاد خون را بررسی کردند. برای هر دو این شرایط، آزمایش نتایجی داشت که مشابه آزمایش‌های تجاری موجود بود.

برای تقلید از آنچه که یک بیمار در خانه تجربه می کند، تیم سپس خون کامل 80 بیمار ناشناس را در مراکز پزشکی هاربرویو و دانشگاه واشنگتن آزمایش کردند. این آزمایش همچنین نتایجی را به همراه داشت که در محدوده دقت تست های تجاری قرار داشت.

این دستگاه هنوز در مرحله اثبات مفهوم است. محققان این کد را به صورت عمومی منتشر کرده اند و در حال بررسی فرصت های تجاری سازی و همچنین آزمایش های بیشتر هستند. به عنوان مثال، در حال حاضر تمام این آزمایشات در آزمایشگاه انجام شده است. گام بعدی همکاری با بیماران برای آزمایش این سیستم در خانه است. محققان همچنین می خواهند ببینند که این سیستم در مناطق و کشورهای با منابع محدودتر چگونه عمل می کند.

Gollakota گفت: “تقریباً هر تلفن هوشمند در دهه گذشته دارای یک موتور لرزش و یک دوربین است. این بدان معنی است که تقریباً همه کسانی که تلفن دارند می توانند از آن استفاده کنند. تنها چیزی که شما نیاز دارید یک اتصال پلاستیکی ساده است، بدون هیچ گونه وسایل الکترونیکی اضافی.” “این بهترین از همه دنیاها است — اساساً جام مقدس آزمایش PT/INR است. آن را مقرون به صرفه و قابل دسترسی برای میلیون ها نفر می کند، حتی در جایی که منابع بسیار محدود هستند.”

نویسندگان دیگر در این مقاله جوآن استرگرین، سرپرست آزمایشگاه بالینی در بخش پزشکی آزمایشگاهی و پاتولوژی دانشکده پزشکی UW، و دکتر دانیل سابث، استاد پزشکی آزمایشگاهی و آسیب شناسی در دانشکده پزشکی UW هستند. این تحقیق توسط بورسیه بنیاد مور تامین شده است.