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盘点:手机+微流控,都能变成哪些医疗设备!

随着手机技术的迅速发展,已有越来越多的物理传感器被安装在手机上,大量的手机外设让手机逐渐变为医生的便携式检查检验工具,这为手机与微流控技术联用的发展提供了很好的基础,让我们来盘点一下这些设备。
即时检测艾滋病
 

哥伦比亚大学生物医学工程系的副教授Samuel K. Sia带领的研究小组发明了一种低成本的手机配件,与手机联用后,通过检测手指采血样本,能够在15分钟内同时检测三种传染病的标记,包括HIV抗体、梅毒螺旋体特异性抗体和梅毒螺旋体非特异性抗体。该设备对HIV病毒和梅毒的检测成功率高达92%至100%,具体情况取决于疾病的种类。该设备的制造成本约为34美元,远远低于完成ELISA试验的设备成本(18450美元)。

 

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这个配件是通过装满检测载体的一次性塑料盒子来实现感染病检测。该盒子装满艾滋的HIV抗体、检测梅毒的密螺旋体抗体以及活性梅毒感染的非密螺旋体抗体三种抗体载体。该设备可以直接由智能手机或iPad来供电,设备上有一个按钮,用户摁下按钮,会有针刺取血,并进行检测。约15分钟后,检测结果就能显示在智能设备的屏幕上。 而通过对比与标准检测的结果,研究团队发现,在识别病例携带有目标抗体时,这一检测器的精确度在92%至100%之间;而当其判断病例未被感染时,精确度在79%至100%之间。参与测试的病人则表示,与传统的实验室检测相比,更乐于用这种可以随身携带的手机配件。

研究人员表示,如果大规模使用这种设备,有望提高性病的早期发现率,从而有可能把梅毒死亡率降低到现在水平的10%,并有助及早使用抗逆转录病毒疗法治疗艾滋病,降低艾滋病传播风险。研究人员还透露,他们正在计划一项更大规模的临床试验,并希望世界卫生组织能批准这种手机配件,以便在发展中国家使用。

即时诊断甲状腺功能
 

美国犹他州盐湖城一家公司开发的一种便携式基于智能手机的诊断技术,期待能进行远程、乃至进入家庭的临床诊断。该系统由一个智能手机APP,一个生物传感器以及一个可识别血液或唾液中特异性化合物的一次性试剂盒组成。

其操作流程如下,先用用试剂盒中提供的针头获得指血

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将其与试剂盒中的化学缓冲液混合

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15min之后,将试剂盒插入与手机相连的传感器中,再通过智能手机相机以及固定光源来帮助读取生物传感器所能看到的结果。

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迄今为止,该公司致力于研发一种可即时诊断甲状腺功能(测量血液中相关激素水平)的检测试剂盒,这种诊断现今多需在实验室进行,且需要花费几天时间才能得到检查结果。与此相比,i-calQ检测周期仅需20min,且不需要任何专家或者专用实验室设备进行操作。

DNA检测
 

初创公司 Biomeme 正在开发一种可以将 iPhone 变成手持式生物扫描仪的保护套外设,可以让你通过内置摄像头及传感器,检测细菌、病毒,从而做出快速地疾病诊断。
该公司将其称为“实时 PCR 仪”,可以让医生在偏远山区方便地诊断疾病、犯罪取证人员用于确定死亡时间、国防部用来检测未知粉末、食品公司则可探测大肠杆菌疫情;甚至,有一天妈妈们可以使用它来看看孩子是否患上咽炎或是过敏。“目前全球有10亿部智能手机,我们的愿景就是让它们都变成手持式实验室”,Biomeme 的 CEO Perelman 说。

 

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Biomeme 的创始人 Jesse van Westrienen 是一个非常权威的生物学家,另外还联合了几个工程师,在美国新墨西哥州开始了研发。他们的初衷是将庞大昂贵的 PCR 仪集成到智能手机上,让人人都可以自行诊断疾病,从而让智能手机真正改变世界。

整个检测过程耗时一个小时(5分钟采样,45分钟设备分析),只需要花一点点时间看一下说明,自己在口袋里就能完成整个过程(所需设备都能放进一只口袋)。

除了硬件设备,他们还希望构建一个开放式的平台,让更多科学界、医疗界的开发人员参与进来,从而获得一个更广泛、更准确的自我诊断平台。不过,由于设备尚处原型阶段,整个自检过程还稍显复杂:首先需要一个样本(比如流感),插入到手机壳顶端后再提取检测者的体液,插入之后设备会进行热循环分析,从而得出检测者是否患病。也就是说,手机壳并非是唯一需要的设备,可能还需要样本材料等必要配件,这可能会提升设备的普及门槛。

另外,“实时 PCR 仪”还面临着很多挑战和需要解决的问题。比如此前23andMe 公司推出的家庭遗传测试设备,就遭到了 FDA(美国食品药品监督管理局)的禁售,因为它没有取得相关的审批资格。人们对于健康监测、尤其是涉及到生物领域的智能手机配件,都存在相当大的质疑,如果没有获得相关权威机构的认证,很难获得成功。

Biomeme 目前正在针对“实时 PCR 仪”的原型机进行测试和改良,但可能不会很快登陆美国商用市场,毕竟 FDA 认证是需要耗费相当长的时间。公司决定将首要市场放在监管力度不那么严格的海外,目前已经与巴拿马地区的一个公共卫生研究中心进行合作。如果一切顺利,则有望在美国市场获得肯定。

宫颈癌检测
 

MobileOCT是一家来自以色列总部位于特拉维夫的公司,而该公司推出的一款3D打印智能手机配件可以用手机帮助妇女筛查宫颈癌。该设备依据生物光子学原理,结合了生物学和光子学,使用摄像机和光线来检测光子,也就是一种用于检测子宫颈的显微镜,能够对癌症进行先进的筛查。MobileOCT配套的程序能够使用阴道镜收集到的数据,通过对微粒、细胞和组织的光子分析,判断癌症或者癌前细胞是否存在。

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根据联合国数据,宫颈癌是全世界贫困妇女癌症死亡的头号原因。在发达国家中,21岁到65岁的妇女定期从她们的妇科医生或者妇科诊所接受宫颈癌扫描。美国家庭医师协会说每年大约有5500万名妇女接受子宫颈抹片检查。在这些人群当中,每年大约4百万的美国妇女的检测结果有异常。这些妇女需要进行阴道镜检查,使用显微镜检查子宫颈并且进行活组织检查。如果有必要,那个时候就能提供相应的治疗。

根据世界卫生组织的数据,世界上85%的妇女无法得到任何宫颈癌筛查。缺乏宫颈癌筛查意味着每年会有43.7万名妇女被诊断为宫颈癌,而其中超过25.35万名妇女会因为这一疾病死亡。

MobileOCT的售价为400美元(约合人民币2450元),包括一个阴道检查显微镜、手机外壳、把手以及可调照明光源。而MobileOCT的大部分组件都是通过3D打印技术制成,因此能够节省一大批运输的成本和时间。

一旦用户通过MobileOCT完成了拍摄,那么就可以通过配套的应用程序对照片进行放大或缩小,然后评估具体的状况。另外,应用程序还附带了一个“治疗”按钮,按下这个按钮后,App就会将照片上传到云端,并且将其发送给专业的医疗人员进行进一步确认。

(文章内容来自网络,由小编整理编辑所得,版权归属原作者所有,如侵犯权益,请联系删除)

 

 

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