使用手机诊断疾病或跟踪您的健康状况是远程健康监测的一个里程碑。到目前为止,将两者组合在单个设备中是不切实际的。科技公司不希望手机医疗器械的标签带来监管方面的问题。但是辛辛那提大学的工程师们想出一个更好的办法。
辛辛那提大学的庄安教授设计了一种小型便携式实验设备,可直接插入手机,通过UC研发的定制应用程序自动连接到医生的办公室。这种比信用卡还小的装置,只需在实验室设计的定制芯片上滴上一滴血或唾液,就可以诊断传染病。
尽管安教授的最新研究没有明确研究冠状病毒,他表示冠状病毒在诊断传染病或跟踪抑郁和焦虑等健康状况方面也会有类似的应用。
手机为实验室芯片提供电源和测试协议。患者只需将一次性使用的塑料芯片放入口中,然后将芯片插入盒子上的一个槽中,便可以测试唾液。
在他的最新研究中,安教授和他的研究小组使用智能手机设备来测试疟疾。这个装置还可以用来对数不清的慢性疾病或传染病进行智能护理测试,和测量与压力有关的激素。
“几乎每个人都有手机-超过30亿人。“安教授说。“那么,我们如何利用这项技术来检测冠状病毒之类的传染病呢?这是一个快速诊断工具,你可以在家里使用。现在在实验室诊断需要几个小时,甚至几天,即使有人出现症状。因为测试过程漫长,在这过程中疾病会不断传播。”
安教授关于疟疾的研究表发在一月份的《自然》杂志的微系统与纳米工程栏目里。这个项目表明了辛辛那提大学致力于研究的Next Live Here战略方向。
安教授是辛辛那提大学工程与应用科学学院的电气与生物医学工程教授。他在校园里管理两个中心,工程研究中心洁净室和俄亥俄州微流体创新中心,去年辛辛那提大学授予他杰出研究教授的荣誉。
他的研究小组发明了一种新颖的实验室芯片,利用自然毛细现象(液体附着在表面的趋势),将样本沿两个通道取出,称之为“微通道毛细管分析法”。一个通道将样本与冷冻干燥的检测抗体混合。另一个包含冷冻干燥的发光材料,当分裂的样品在三个传感器上再次结合时读取结果。
安教授说这个装置准确,使用简单,而且便宜。“其性能可与实验室测试相媲美。成本更低,而且使用起来很方便。”安教授说:“我们想让它变得简单,这样任何人都可以在没有培训和支持的情况下使用它。”
这项研究的主要作者,辛辛那提大学在读博士生,Sthitodhi Ghosh, 说这个设备最大的进步在于它新颖的设计,它微小的通道可以利用毛细管流自然地通过传感器阵列吸取样本。
“这个装置的创新是使用毛细管驱动的微流体实验室芯片”Ghosh说,“所以整个测试会自动在芯片上进行,你什么都不用做。这是个人医疗保健的未来。”
这种设备除了可以诊断或监测病毒或其他疾病,安教授表示,他还看到了该设备在精神健康领域的潜力。目前心理健康提供者已经开始使用智能手机通过定期检查跟踪病人的健康状况,但心理数据可能是主观的。
安教授回忆起他因为感染住院时,感到剧烈的胃痛。他很难把自己的痛苦程度用1到10来表达给医生。疼痛让他发烧,汗流浃背,但他认为情况肯定会更糟。
“我说,“我现在是二级疼痛,所以他们没有给我止痛药”。我的妻子说,‘宝贝,你差点就死了!快吃止痛药.’ 所以从那开始,遇到同样的情况我都会说我是六级或者七级疼痛以便拿到止痛药。”
通过定期测试与抑郁或焦虑有关的荷尔蒙或其他生物标志物,该设备可以帮助医生将病人的感受与他们生化反应的实际变化联系起来。这还可以改善无数病人的治疗。“安教授说。
这种装置可以使用唾液和血液,这比刺破手指安全和轻松很多。Ghosh说:“如果你因为扎手指而感到有压力,那么这已经在压力测试中产生了偏见。这就是为什么我们要采取这种非侵入性的方法。“
安博士正在申请一项专利将他的设备商业化。在辛辛那提设有办事处的医疗诊断公司Mico Biomed是这项研究的共同作者。他说最大的障碍可能是让人们觉得足够自信和舒适地在家里使用这种新颖的设备。
但随着时间的推移,从测试中收集的大量数据可以帮助精神病医生更好地理解精神疾病的生物化学基础,并导致更好的循证治疗。
安教授说:“我的梦想是在辛辛那提大学余下的职业生涯中能够发展一种新型移动健康工具来改善社会和心理健康。