جنرال لواء

15 مستشعرًا بيولوجيًا في العمل سيحل محل السجلات الطبية ويشخص الاضطرابات الأكثر شيوعًا


تتقدم التكنولوجيا الطبية على قدم وساق بفضل إدخال القياسات الحيوية. أجهزة الاستشعار الحيوية المتطورة لديها القدرة على مراقبة صحتنا اليومية ، وكذلك اكتشاف الأمراض في مراحلها الأولى.

فيما يلي بعض الإنجازات المذهلة في تكنولوجيا القياسات الحيوية التي يمكن أن تغير وجه صناعة الصحة قريبًا ، وكيف نسجل بياناتنا الطبية.

1. متعقب الصحة القابلة للهضم: مدعوم من أحماض المعدة

تم الكشف عن واحدة من أكثر التقنيات إثارة لمشاهدتها الآن في أوائل عام 2017 من قبل باحثين من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ومستشفى بريغهام والنساء. قاموا بإنشاء خلية فولتية مدعومة بحمض معدة المريض ، والتي يمكن أن يكون لها مجموعة متنوعة من التطبيقات.

تحتوي الخلية على أقطاب كهربائية من الزنك والنحاس ، ويمكن حمل الأيونات بين هذه الأقطاب بواسطة حمض المعدة. يعمل هذا على تشغيل الدائرة ، بدوره ، بتشغيل مستشعر درجة الحرارة وجهاز إرسال لاسلكي. هذا يعني أنه يمكن استخدام حبة تحتوي على الخلية لاكتشاف التغييرات داخل الجسم ، ونقل نتائجها لاسلكيًا إلى أجهزة الكمبيوتر و / أو الأجهزة الذكية.

2. وشم متغير اللون: يشير إلى متى تكون صحتك في خطر

كان ابتكار آخر عام 2017 من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وكلية الطب بجامعة هارفارد عبارة عن حبر متغير اللون بخصائص الاستشعار الحيوي ، والتي يمكن استخدامها في الوشم لمراقبة الصحة. يمكن أن يسمح الوشم الذكي للناس بمراقبة مستويات الجلوكوز والصوديوم لديهم.

يعمل المشروع ، المسمى DermalAbyss ، من خلال الاستجابة للتغيرات في السائل الخلالي لدينا. هذا السائل هو المكان الذي يتم فيه تعليق خلايا الجلد ، ويحتوي على معلومات حول المستويات الكيميائية المتقلبة في أجسامنا.

يتحول الحبر بين الأزرق والبني للإشارة إلى التغيرات في مستويات الجلوكوز ، ويختلف حبر مراقبة الصوديوم في السطوع تحت الضوء الأسود. يمكن أن تكون التكنولوجيا المتقدمة ذات قيمة كبيرة لمرضى السكري الذين يتطلعون إلى مراقبة مستويات السكر في الدم لديهم.

من الناحية النظرية ، يمكن استخدام الأحبار لمراقبة واكتشاف التغيرات الأخرى في كيمياء الدم لدينا.

3. سانو: جهاز مراقبة الجلوكوز المتنقل

في وقت سابق من هذا العام ، استثمرت شركة Fitbit 6 ملايين دولار في Sano - وهي شركة تصنع أجهزة استشعار لمراقبة الجلوكوز وتطبيق مماثل. هذا مؤشر قوي على أن شركات مثل Fitbit تتطلع إلى الريادة في التقنيات الصحية القابلة للارتداء في المستقبل القريب.

يوجد مستشعر Sano داخل رقعة يمكن ارتداؤها ، والتي تتصل لاسلكيًا بتطبيق الهاتف الذكي الخاص بالشركة. بالإضافة إلى مراقبة مستويات الجلوكوز ، يمكن للتطبيق أيضًا أن يوصي بتغييرات في النظام الغذائي وتمارين لمساعدة مرتديها على الصحة.

4. البنكرياس الاصطناعي من شركة مدترونيك: علاج مرض السكري باستخدام القياسات الحيوية

شهد العام الماضي ظهور البنكرياس الاصطناعي من شركة ميدترونيك ، وهو جهاز قياس حيوي يقيس مستويات الجلوكوز في الدم ويعطي الأنسولين حسب الحاجة. حتى الآن ، هي مضخة الأنسولين الأوتوماتيكية الوحيدة المعتمدة من إدارة الغذاء والدواء.

يتميز بمستشعر الجلوكوز ومضخة الأنسولين ولصقة التسريب التي توصل الأنسولين عبر قسطرة. يجمع المستشعر معلومات حول مستويات الجلوكوز لدى مرتديه ، ويتم تعديل توصيل الأنسولين في الخلفية وفقًا لذلك.

يتمتع المرضى بخيار تعيين حد تناول الأنسولين وجعل الجهاز يتحول تلقائيًا إلى وضع السكون إما عند الوصول إلى هذا الحد أو قبل ذلك بقليل.

5. قلم ماسبيك: الكشف عن السرطان في ثوان

تم الكشف عن قلم MasSpec في سبتمبر 2017 ، وهو جهاز محمول باليد يمكنه اكتشاف الخلايا السرطانية في غضون عشر ثوانٍ تقريبًا. تم تصميمه للاستخدام في الجراحة بحيث يمكن للجراحين إزالة المناطق المصابة بالسرطان فقط وتجنيب الأنسجة السليمة.

يعد جهاز MasSpec أسرع من معظم اختبارات فحص السرطان ويفتخر بمعدل دقة يبلغ 96٪. وهو يعمل عن طريق فحص مستقلبات الخلايا ، والتي يمكنها الكشف عن السرطان على المستوى الجزيئي. يمكنه القيام بذلك دون التسبب في أي ألم للمريض ، حيث إنه يعمل بمجرد إعطاء قطرة من الماء على الأنسجة وفحص الجزيئات التي تهاجر من الأنسجة إلى الماء.

6. مستشعرات صحة الأمعاء: أجهزة استشعار قابلة للهضم ترصد الغازات

كشف باحثون في جامعة RMIT الأسترالية في ملبورن عن عملهم على أجهزة استشعار قابلة للابتلاع في وقت سابق من هذا العام. تمر المستشعرات عبر الجهاز الهضمي ، وتجمع وتنقل المعلومات عن تركيزات الغازات داخلنا وصحة الأمعاء بشكل عام.

لا يمكن استخدام المستشعرات الصغيرة الرائعة لتحديد عدم تحمل الطعام فحسب ، بل يمكن أيضًا استخدامها ككاشف مبكر لسرطان القولون. تتميز التقنية بأجهزة استشعار منفصلة لقياس الأكسجين وثاني أكسيد الكربون والهيدروجين ، وتسمح بنقل البيانات وعرضها على الكمبيوتر.

7. البشرة الذكية: إظهار العناصر الحيوية الخاصة بك على جسمك

شهدت السنوات القليلة الماضية الكثير من التطورات في الأجهزة القابلة للارتداء البيومترية وما يسمى بالجلود الذكية. في الآونة الأخيرة ، ظهر باحثون في جامعة طوكيو لأول مرة بطبقة جلدية ذكية لا يمكنها قياس العناصر الحيوية فحسب ، بل عرضها على الجسم.

باستخدام تقنية أشباه الموصلات ، يمكن للجلد الكهربائي تتبع معدل ضربات قلب مرتديها وضغط الدم ودرجة الحرارة وغير ذلك. يمكن لمرتديها حتى نقل عناصرهم الحيوية لاسلكيًا إلى السحابة ، أو مباشرة إلى كمبيوتر الطبيب.

سيسمح هذا للأطباء بمراقبة صحة مرضاهم عن بُعد ، وهو أمر مفيد بشكل خاص في حالة المرضى المسنين أو غيرهم ممن يحتاجون إلى قدر أكبر من الرعاية.

8. مختبر آي بي إم على رقاقة: الكشف عن مجموعة متنوعة من الأمراض

منذ عام 2016 ، تعمل IBM على تقنية lab-on-a-chip ، والتي يمكنها اكتشاف مجموعة من الأمراض المختلفة بسرعة وفعالية. تقوم الرقائق بفحص الجسيمات النانوية في الجسم لاكتشاف السرطانات والأمراض الأخرى ، ويمكن أن تحل يومًا ما محل الإجراءات الأكثر توغلاً مثل الخزعات.

عند فحص السرطان ، تجمع الرقائق exosomes - وهي جزيئات صغيرة تأتي من الخلايا وتحتوي على معلومات عن الخلايا التي نشأت منها. يمكن للرقائق اكتشاف المعلومات التي لا يمكن ملاحظتها عادة إلا من خلال المجهر الإلكتروني ، مما يلغي بشكل فعال الحاجة إلى أخذ العينات.

بمجرد تزويد الطبيب بشريحة ، يمكن للطبيب الوصول إلى المعلومات مباشرة من المريض.

9. أجهزة تعقب الحيوية اللاسلكية: تتبع الصحة عن بعد للمرضى

كشف باحثون من الولايات المتحدة والصين وكوريا الجنوبية مؤخرًا عن أجهزة استشعار جديدة يمكن ارتداؤها يمكنها تتبع درجة حرارة المرضى وضغط الدم عن بُعد. تقوم المستشعرات ذات الحجم الصغير بجمع البيانات من المريض ونقلها إلى أخصائي طبي.

من المفترض ارتداؤها في مجموعات تصل إلى 65 ، موزعة على مناطق مختلفة من جسم المريض. يتم تخزين المعلومات التي تم جمعها بواسطة ملف إرسال NFC قبل إرسالها إلى الطبيب المختص.

على الرغم من أن أجهزة الاستشعار في الوقت الحالي قادرة فقط على مراقبة الضغط ودرجة الحرارة ، إلا أن فريق البحث يريد توسيع القدرات لتشمل معدل ضربات القلب والتنفس.

10. مجسات الأسنان: مراقبة صحتك الغذائية

في مارس من هذا العام ، طور باحثون من جامعة تافتس أجهزة استشعار يمكن ارتداؤها على أسنانك ويمكنها تتبع معلومات نظامك الغذائي في الوقت الفعلي. يمكن لأجهزة الاستشعار الصغيرة تتبع كل شيء من استهلاك الكحول إلى مستويات الصوديوم والجلوكوز.

تتكون المستشعرات من ثلاث طبقات - طبقة مركزية تسجل المركبات الكيميائية للأطعمة التي تتلامس معها ، وطبقتان خارجيتان لنقل البيانات. يمكن لأجهزة الاستشعار أن تسمح لمرتديها بتتبع استهلاكهم للمواد الكيميائية المختلفة بدقة ، وكذلك إعطاء الأطباء وأطباء الأسنان نظرة عامة دقيقة عن العادات الغذائية لمرضاهم.

11. منصة الماموث كريسبر: تشخيص الأمراض في أي مكان

قد تسمح تقنية CRISPR الجديدة للمستخدمين بتشخيص أنفسهم ، بغض النظر عن مكان وجودهم. تتكون منصة Mammoth CRISPR من بطاقة صغيرة تحتوي على بروتينات كريسبر. عندما تتلامس سوائل جسم المستخدم مع البروتينات ، فإنها تبدأ على الفور في البحث عن الحمض النووي للمرض والالتهابات.

باستخدام التطبيق المقابل ، يمكن للمستخدمين إرسال بياناتهم إلى Mammoth Biosciences والحصول على تشخيص كامل وعلاجات مقترحة في غضون 30 دقيقة. يعد هذا إنجازًا كبيرًا في الكشف المبكر عن الأمراض ، كما أنه يمنح المستخدمين الفرصة لفحص أنفسهم بحثًا عن الأمراض بسرعة وسهولة دون موعد مع الطبيب.

12. حبوب مستشعر الابتلاع: تنبيه الأطباء عند تناولها

في تشرين الثاني (نوفمبر) من العام الماضي ، وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية رسميًا على حبة مستشعر نبهت الأطباء عندما تم تناولها بنجاح من قبل المريض. عقار Abilify MyCite هو مضاد للذهان ويمكن أن يساعد المتخصصين في الطب النفسي على ضمان استمرار علاج مرضاهم.

بعد الحصول على موافقة المريض ، يمكن للطبيب أن يصف الحبوب الذكية. تتضمن التقنية المستخدمة ثلاثة مكونات رئيسية. أولاً ، الحبة نفسها مزودة بجهاز استشعار داخلي يستجيب للتلامس مع حمض المعدة. بمجرد تنشيط المستشعر ، فإنه يتصل برقعة يرتديها المريض. من هناك ، يتم إرسال الإشارة إلى الجهاز الذكي لأخصائي الصحة الذي يصف الدواء لتنبيهه بأنه قد تم تناول الدواء.

13. Lab-on-a-Fibre Technology: مراقبة أقل التغيرات في كيمياء الدم

على الرغم من أن IBM تعمل بجد على تقنيات المختبر على رقاقة ، إلا أن بعض العلماء يخطوها خطوة إلى الأمام. تعمل تقنية Lab-on-a-fiber باستخدام الألياف الضوئية ، وهي أكثر ملاءمة للبيئات الرطبة داخل الجسم من الرقائق.

نظرًا لصغر حجمها ، يمكن زرع الألياف مباشرة في أعضاء أو عروق المريض لاستخدامها كأجهزة استشعار حيوية. تشبه إلى حد كبير تقنيات lab-on-a-chip ، فهذه الألياف قادرة على جمع وفحص الإكسوسومات من أجل اكتشاف وتشخيص الأمراض في مراحلها المبكرة.

يستخدمون أيضًا الضوء ، على عكس التيارات الكهربائية ، لإجراء قراءاتهم التي اقترح أنها تشكل مخاطر أقل على جسم المريض.

14. sKan Cancer Scanner: تشخيص سرطان الجلد بسرعة وبساطة

الفائز بجائزة جيمس دايسون العام الماضي كان sKan - جهاز محمول باليد يمكنه اكتشاف سرطان الجلد. تم إنشاء الجهاز بواسطة فريق من المهندسين من جامعة ماكماستر الكندية ، وهو أقل تكلفة وتوغلاً من طرق فحص سرطان الجلد التقليدية مثل الخزعات.

يستخدم مقاومات حساسة للحرارة لرسم خريطة للجسم ، ومن ثم إنشاء قراءة رقمية يمكنها تحديد ما إذا كان هناك أي أثر للسرطان أم لا. يمكن لهذه التقنية أن تسمح قريبًا للأطباء بتشخيص المرضى بسرعة وفعالية ، وبجزء بسيط من التكلفة الحالية.

15. مجسات فائقة الحساسية: قادرة على اكتشاف السرطان ومرض الزهايمر وغيرهما

في عام 2016 ، كشف باحثون من المختبر الوطني لتقنية النانو في البرازيل عن جهاز استشعار حيوي نانوي للكشف عن السرطان. يمكن أن يسمح الجهاز بالكشف المبكر عن السرطان ، وكذلك مرض الزهايمر ومرض باركنسون.

يتكون المستشعر من ترانزستور عضوي يتفاعل مع الإنزيمات الموجودة في العديد من أشكال السرطان والأمراض الأخرى. لن يسمح المستشعر بالكشف والتشخيص المبكر فحسب ، بل يمكن استخدامه أيضًا لمراقبة فعالية العلاج بعد التشخيص.


شاهد الفيديو: سجلات طبية (كانون الثاني 2022).