يتتبع التكنولوجيا الجديدة الدم الصوديوم بدون إبرة واحدة

في دراسة جديدة ، أظهر الباحثون مراقبة طويلة الأجل غير الغازية لمستويات الصوديوم في الدم باستخدام نظام يجمع بين الكشف الصوتي مع التحليل الطيفي Terahertz. يعد القياس الدقيق لصوديوم الدم ضروريًا لتشخيص الحالات وإدارتها مثل الجفاف وأمراض الكلى وبعض اضطرابات العصبية والغدد الصماء.

يعد Terahertz Badiation ، الذي يقع بين أفران الميكروويف والمنطقة المتوسطة الأشعة تحت الحمراء من الطيف الكهرومغناطيسي ، مثاليًا للتطبيقات البيولوجية لأنه منخفض الطاقة وغير متخلف للأنسجة ، وينثر أقل من ضوء الأشعة تحت الحمراء والمرئية وهو حساس للتغيرات البيولوجية الهيكلية والوظيفية.

وقال زاهين تيان من جامعة تيانجين في الصين “بالنسبة للتطبيقات الطبية الحيوية ، لا يزال التحليل الطيفي لتيراهيرتز يواجه تحديين رئيسيين: اكتشاف جزيئات بخلاف الماء في العينات البيولوجية المعقدة واختراق طبقات الأنسجة السميكة لتمكين الكشف داخل الجسم”. “بإضافة الكشف الصوتي الصوتي ، تمكنا من التغلب على هذه التحديات وإظهار الأول في الجسم الحي اكتشاف الأيونات باستخدام موجات Terahertz. هذه خطوة مهمة نحو جعل التقنيات المستندة إلى Terahertz عملية للاستخدام السريري. “

في Optica، مجلة Optica Publishing Group الرائدة للأبحاث عالية التأثير ، يصف الباحثون نظامهم الصوتي الجديد متعدد الأطياف وأظهر أنه يمكن استخدامه للمراقبة غير الموسعة على المدى الطويل لتركيز الصوديوم في الفئران الحية دون الحاجة إلى أي ملصقات. وكانت الاختبارات الأولية التي أجريت مع المتطوعين البشر واعدة أيضا.

وقال تيان “مع مزيد من التطور ، يمكن استخدام هذه التكنولوجيا لمراقبة مستويات الصوديوم في المرضى دون الحاجة إلى سحب الدم”. “يمكن استخدام قياسات الصوديوم في الوقت الفعلي لتصحيح الاختلالات بأمان في المرضى الحرجة مع تجنب المضاعفات العصبية الخطيرة التي يمكن أن تحدث عندما تتغير مستويات الصوديوم بسرعة.”

باستخدام الصوت لقطع الضوضاء

يعد العمل الجديد جزءًا من مشروع أكبر يهدف إلى تقدم وتنفيذ تقنية Terahertz في المجال الطبي الحيوي باستخدام تقنيات Terahertz Optoactic. يتمثل أحد الهدف الرئيسي للمشروع في تقليل تداخل الإشارة الناجم عن الماء ، والذي يمتص بشدة إشعاع Terahertz.

للتغلب على هذا التداخل ، طور الباحثون نظامًا معياريًا يعرض العينة باستخدام موجات Terahertz. نظرًا لأن العينة تمتص هذه الأمواج ، فإنها تهتز بأيونات الصوديوم المتصلة بجزيئات الماء في الدم ، مما يخلق موجات الموجات فوق الصوتية التي يتم اكتشافها باستخدام محول الموجات فوق الصوتية. هذه التقنية ، المعروفة باسم الكشف الصوتي الصوتي ، تحول طاقة Terahertz الممتصة إلى موجات صوتية للقياس.

وقال تيان: “تمثل تقنية Terahertz Optoacoustic تقدمًا رائدًا للتطبيقات الطبية الحيوية من خلال التغلب على حاجز امتصاص المياه بشكل فعال الذي حصر هذه التطبيقات تاريخياً”. “تتجاوز الأهمية الأوسع لهذا العمل الكشف عن الصوديوم في الدم. هذه التكنولوجيا لديها القدرة على تحديد مختلف الجزيئات الحيوية – بما في ذلك السكريات والبروتينات والإنزيمات – من خلال التعرف على تواقيع امتصاص Terahertz الفريدة.”

تتبع الصوديوم بدون إبر

لاختبار نظامهم الجديد ، أظهر الباحثون أنه يمكن أن يقيس الزيادات في مستويات الصوديوم في الدم في الأوعية الدموية تحت جلد الفئران الحية على نطاق زمني مللي ثانية لأكثر من 30 دقيقة. تم أخذ هذه القياسات من الأذن ، مع تبريد سطح الجلد إلى 8 درجات مئوية لتثبيط الإشارة الصوتية الصوتية الخلفية من الماء.

أظهر الباحثون أيضًا أن نظام Terahertz Optoactic يمكن أن يميز بسرعة بين مستويات الصوديوم المرتفعة والمنخفضة في عينات الدم البشري. أخيرًا ، قاموا بقياس مستويات أيون الصوديوم بشكل غير موسع في الأوعية الدموية في أيدي المتطوعين الأصحاء. وجدوا أن الإشارة الصوتية المكتشفة من الصوديوم كانت تتناسب مع كمية تدفق الدم تحت سطح الجلد ، على الرغم من أن القياسات تم جمعها دون أي تبريد للجلد. على الرغم من الحاجة إلى مزيد من العمل ، تشير هذه النتائج إلى أن النظام يمكن أن يكون مفيدًا للمراقبة غير الغازية في الوقت الفعلي.

يقول الباحثون إن تكييف النظام للاستخدام البشري سيتطلب تحديد مواقع الكشف المناسبة على جسم الإنسان – مثل داخل الفم – التي يمكن أن تتسامح مع التبريد السريع وتسمح بالكشف القوي إشارة مع ضوضاء خلفية الماء الحد الأدنى. كما أنهم يستكشفون طرق معالجة الإشارات البديلة التي قد تجعل من الممكن قمع تداخل المياه دون الحاجة إلى التبريد ، مما يجعل النهج أكثر عملية للتشخيص السريري.

المصدر :- Health & Medicine News — ScienceDaily