شناسایی کروناویروس در بازدم با بینی الکترونیکی

شناسایی کروناویروس در بازدم با بینی الکترونیکی

گروه هوش مصنوعی: پژوهشگران لهستانی در بررسی جدیدی نشان داده اند که شاید یک بینی الکترونیکی بتواند کروناویروس را در بازدم تشخیص دهد.


به گزارش گروه هوش مصنوعی به نقل از ایسنا و به نقل از نیوز مدیکال نت، تشخیص سریع مبتلاشدن به "کروناویروس سندروم حاد تنفسی ۲" (SARS-CoV-2) که عامل بیماری کووید-۱۹ است، اهمیت قابل توجهی در کاهش میزان انتقال آن دارد. در چنین شرایطی، نیاز فوری به یک سیستم آزمایشی قابل اطمینان احساس می شود. تعدادی از خاصیت های لازم برای آزمایش انبوه کووید-۱۹، کوتاهی زمان تشخیص، هزینه کم و جمع آوری ساده نمونه هستند.
روش "واکنش زنجیره ای پلیمراز رونویسی معکوس" (RT-PCR)، استاندارد طلایی برای تشخیص کووید-۱۹ به حساب می آید. با این حال، از این روش نمی توان برای آزمایش سریع و انبوه بهره برد برای اینکه این روش برای جمع آوری نمونه های آزمایشی از فرد مبتلا و انجام دادن این سنجش، به پرسنل ماهری نیاز دارد.
بنابراین، توسعه یک دستگاه تحلیل و بررسی بازدم برای تشخیص فوری کووید-۱۹ می تواند راهکار بسیار درستی باشد. این نوع دستگاه به علت داشتن یک روش ساده برای جمع آوری نمونه، ماهیت غیر تهاجمی، قابلیت استفاده مجدد و توانایی ارائه نتایج در یک بازه زمانی کوتاه می تواند بسیار سودمند باشد.
جالب اینجاست که پژوهش های پیشین، ساطع شدن بوی مشخصی را از بیماران مبتلا به کووید-۱۹ گزارش کرده اند که به آسانی توسط سگ ها شناسایی می شود.
از نمونه های تنفسی می توان برای تشخیص مبتلاشدن به کروناویروس با تعیین وجود "ترکیبات آلی فرار" (VOCs) در نمونه استفاده نمود. نفس بازدم یک بیمار مبتلا به کووید۱۹ حاوی ترکیبات آلی فرار خاصی است که به علت تغییر واکنش های متابولیک یا بروز تغییراتی در میکروبیوتای ریه ها طی دوره عفونت ایجاد می شود.
بازدمی را که حاوی گازهای مختلف و ترکیبات آلی فرار است، می توان با یک بینی الکترونیکی تشخیص داد. بینی الکترونیکی برخلاف آزمایش های واکنش زنجیره ای پلیمراز رونویسی معکوس می تواند مبتلاشدن به کروناویروس را به آسانی در مراحل مختلف پیشروی آن تشخیص دهد.
چندین پژوهش، توسعه سنسورهای مبتنی بر نانوذرات، سنسورهای نانولوله کربنی و سنسورهای گاز اکسید فلز را برای تشخیص ترکیبات آلی فرار گزارش کرده اند. همچنین، این تحقیقات نشان داده اند که روش های تحلیل نفس بازدم می توانند با استفاده از بینی الکترونیکی، ویروس هایی مانند آنفلوانزا و راینوویروس های انسانی را بوسیله تحلیل و بررسی ترکیبات آلی فرار در بازدم شناسایی کنند.
نگرانی های مختلفی در مورد تشخیص کووید-۱۹ بوسیله یک بینی الکترونیکی وجود دارد؛ همچون تکرارپذیری محدود تشخیص عفونت. علاوه بر این، این دستگاهها را نمی توان در وضعیت محیطی متنوع برای جمع آوری و تحلیل و بررسی نمونه تنفسی به کار برد.
پژوهشگران "دانشگاه یاگیلونیا" (Jagiellonian University) در لهستان، توسعه یک بینی الکترونیکی را برای تشخیص ترکیبات آلی فرار با استفاده از سنسورهای گاز تجاری مورد بررسی قرار داده اند که برای کار در دماهای بالا، به انرژی کمی نیاز دارند. پژوهشگران در این پروژه، بررسی های بالینی را در بخش شمالی لهستان انجام دادند تا کارایی دستگاه را ارزیابی کنند.


پژوهشگران، بررسی های تجربی را بین مارس و ژوئیه ۲۰۲۱، در بخش های بیمارستانی در لهستان انجام دادند که به درمان بیماران مبتلا به کووید-۱۹ اختصاص داشت. نمونه های تنفسی به دست آمده، با بینی الکترونیکی جدید تحلیل و بررسی شدند.
در مجموع ۵۶ نمونه تنفسی در این پژوهش به کار رفت که شامل ۳۳ نمونه از بیماران مبتلا به کووید-۱۹ شدید، ۱۷ نمونه از افراد سالم و شش نمونه از هوای محیط بود. همه نمونه ها بامداد بعد از مسواک زدن دندان های شرکت کنندگان و قبل از صرف صبحانه جمع آوری شدند.
نمونه های تنفسی به دست آمده از بیماران کووید-۱۹ در مقایسه با گروه کنترل شده، رطوبت بالاتری را نشان دادند. بینی الکترونیکی مورد استفاده در این پژوهش، تشخیص بهتری را در گروه سالمندان نسبت به بیماران جوان تر ارائه داد.
بینی الکترونیکی را می توان برای ارزیابی اثربخشی یک درمان پزشکی خاص یا برای غربالگری انبوه استفاده نمود. یکی از چالش های در رابطه با این دستگاه، دقت محدود آن هنگام استفاده در فضای باز است. بنابراین، بررسی های آینده باید بر افزایش دقت و بهبود مقاومت دستگاه در مقابل عوامل محیطی متمرکز شوند.
نتایج این پژوهش نشان می دهند که استفاده از سنسورهای گاز تجاری برای شناسایی ترکیبات آلی فرار در نمونه های تنفسی، مطلوب است. بنابراین، دستگاه و روش مورد استفاده در این پژوهش می تواند برای تشخیص کووید-۱۹ استفاده گردد.
در آینده باید بررسی های بیشتری در مورد بینی الکترونیکی صورت گیرد. علاوه بر این، یک روش کارآمدتر و سریع تر برای تمیز کردن سنسور گاز مورد نیاز است.
این پژوهش، در مجله "Scientific Reports" به چاپ رسید.




منبع:

1401/03/20
14:18:10
5.0 / 5
267
مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۵ بعلاوه ۱
گروه هوش مصنوعی
iagrp.ir - مالکیت معنوی سایت گروه هوش مصنوعی متعلق به مالکین آن می باشد