تشخیص کووید-۱۹ در تنفس با ابزار ستاره‌شناسی
تاریخ انتشار: ۲۵ اردیبهشت ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۷۷۵۲۲۴۲
شانه‌های فرکانس نوری مبتنی بر لیزر که در اصل برای زمان‌بندی ساعت‌های اتمی ساخته شده‌اند، می‌توانند آزمایش‌های سریع و غیرتهاجمی برای کووید-۱۹ و سایر بیماری‌ها فراهم کنند.
به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از اس‌ای، ستاره‌شناسان و فیزیکدانان مدت‌هاست که از یک حسگر مبتنی بر لیزر به نام شانه فرکانس نوری (optical frequency comb) برای مطالعه ترکیب مواد کیهانی و افزایش دقت زمان‌سنجی استفاده می‌کنند؛ اما همه‌گیری کووید، این ابزار همه کاره را از دنیای فضا و فیزیک به سمت مراقبت‌های بهداشتی سوق داده است.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!
شانه‌های فرکانس نوری، لیزرهایی هستند که به طور همزمان پالس‌های نور را در فرکانس‌های متعدد شلیک می‌کنند. از آنجایی که این پالس‌های فوق سریع به طور دقیق در امتداد طیف نور قرار دارند، یعنی از مادون قرمز تا رنگ‌های مرئی گرفته و فرابنفش، مجموعه‌ای از قله‌ها را در نموداری از فرکانس‌ها تشکیل می‌دهند که شبیه به دندانه‌های شانه است. این «شانه» را می‌توان به روش‌های مختلفی استفاده کرد.
به عنوان مثال، انواع گوناگون مولکول‌ها، رنگ‌های مختلفی از نور را جذب می‌کنند. با تشخیص اینکه کدام طیف نور در نزدیکی فرکانس‌های خاص جذب می‌شود، شانه می‌تواند مولکول‌های خاصی را در یک نمونه از هوا شناسایی کند.
در یک پژوهش جدید، دانشمندان ثابت کردند که این ابزار می‌تواند ویروس کووید-۱۹ را روی نفس افراد تشخیص دهد و به طور بالقوه راه را برای آزمایش‌های تشخیصی سریع و غیرتهاجمی برای بسیاری از بیماری‌ها هموار کند.
هر بار که انسان بازدم می‌کند، بیش از ۱۰۰۰ نوع مولکول به نام ترکیبات آلی فرار (VOC) دفع می‌شود.
کریستینا دیویس (Cristina Davis)، از دانشگاه کالیفرنیا، دیویس، می‌گوید: تغییرات در ترکیبات آلی فرار می‌تواند با مشکلات خاص سلامتی مرتبط باشد. هزاران سال است که پژوهشگران می‌دانند که برخی از بیماری‌ها یا اختلال‌های بالینی، بوی نفس راه تغییر می‌دهند. منابع در ادبیات پزشکی یونان و چین باستان نشان می‌دهد که پزشکان از بینی به عنوان یک ابزار تشخیصی استفاده می‌کردند.
جان یی (Jun Ye) فیزیکدان و یکی از نویسندگان این پژوهش جدید می‌گوید: به تازگی سگ‌ها برای شناسایی برخی بیماری‌ها در انسان آموزش دیده‌اند و آشکارسازهای شانه لیزری نیز به آموزش نیاز دارند. ما در حال آموزش شانه فرکانسی خود با استفاده از یادگیری ماشینی هستیم و پس از آموزش این لیزر تبدیل به یک سگ الکترونیکی با حساسیت بسیار بیشتر می‌شود.
کیژونگ لیانگ (Qizhong Liang)، نویسنده ارشد این پژوهش و دانشجوی فارغ التحصیل دانشگاه کلرادو بولدر نیز تاکید می‌کند: این بینی مصنوعی قدرتمند این مزیت را دارد که بیماری را به روشی سریع و غیرتهاجمی بو بکشد. برای حداکثر دقت، نتایج مثبت حاصل از آزمایش‌های کووید با این فناوری جدید باید با آزمایش PCR قابل‌اعتمادتری بررسی شوند؛ اما برای غربالگری سریع در فرودگاه‌ها، سالن‌های کنسرت یا بیمارستان‌ها، می‌تواند نسبت به روش‌های دیگری مانند اسکن دمای بدن بهتر باشد.
شانه‌های فرکانسی می‌توانند کاری بیشتر از شناسایی مولکول‌ها انجام دهند. آنها ابتدا در دهه ۱۹۹۰ برای ساخت ساعت‌های اتمی نوری دقیق ساخته شدند که مخترعان آن جایزه نوبل فیزیک را در سال ۲۰۰۵ برای توسعه آن دریافت کردند. این شانه‌ها نوسان طبیعی اتم‌ها را به‌قدری دقیق اندازه‌گیری می‌کنند که به جزء ضروری ساعت‌های اتمی تبدیل شده‌اند. آنها با شمارش این نوسانات، زمان را به‌طور باورنکردنی حفظ می‌کنند.
در نجوم، پژوهشگران از شانه‌های فرکانس نوری برای اندازه گیری فرکانس نوری که از ستارگان دور می‌آید، استفاده می‌کنند. وجود اختلالات می‌تواند نشان‌دهنده این باشد که یک ستاره سیاره‌ای فراخورشیدی دارد.
در علم آب و هوا از آنها برای پژوهش گازهای گلخانه‌ای استفاده شده است و در سال ۲۰۰۸ پژوهشگران برای اولین بار ثابت کردند که این فناوری می‌تواند به عنوان یک دستگاه آزمایش تنفس برای یافتن نشانگرهای زیستی بیماری استفاده شود. آنها این یافته را تا سال ۲۰۲۰ و شیوع کووید-۱۹ دنبال نکردند.
پژوهشگران، نمونه‌های تنفسی از ۱۷۰ دانشجو و کارمند دانشگاه کلرادو بولدر را طی ماه‌های مه ۲۰۲۱ تا ژانویه ۲۰۲۲ جمع‌آوری کردند. هر شرکت‌کننده آزمایش‌های معمول کووید از جمله PCR داد و نتیجه آزمایش حدود نیمی از آنها مثبت بودند.
سپس از شانه فرکانسی برای تجزیه و تحلیل الگوهای جذب نور در بین مولکول‌های موجود در تنفس شرکت‌کنندگان استفاده شد. با استفاده از یادگیری ماشینی روی داده‌های شانه فرکانسی، همراه با داده‌های PCR که از قبل جواب آن مشخص بود، 6 «مولکول متمایز» پیدا شد که نشان‌دهنده عفونت کووید در تنفس بود. نتایج پژوهش آنها در ماه آوریل در مجله «Breath Research» منتشر شد.
هوش مصنوعی کلید موفقیت این پروژه بود. یادگیری ماشینی می‌تواند همه داده‌ها را به طور همزمان تجزیه و تحلیل کند و می‌تواند به طور خودکار بهترین راه برای استفاده از همه این اطلاعات متمایز برای ساخت یک مدل پیش‌بینی پیدا کند.
کریستن بیورکمن (Kristen Bjorkman)، یکی از نویسندگان این پژوهش می‌گوید که این فناوری ممکن است روزی برای تشخیص بیماری مزمن انسدادی ریه، نارسایی کلیه، سرطان‌های ریه و پانکراس و حتی بیماری آلزایمر مورد استفاده قرار گیرد.
این آزمایش برای کودکان نیز بسیار مناسب است، زیرا نتیجه آن تنها نیاز به تنفس کودک دارد و به طور غیر تهاجمی انجام می‌شود.
منبع: خبرگزاری ایسنا برچسب ها: کووید 19 ، ستاره‌شناسی ، شانه فرکانسی ، لیزر
منبع: ایران اکونومیست
کلیدواژه: کووید 19 ستاره شناسی لیزر فرکانس نوری بیماری ها مولکول ها کووید ۱۹ شانه ها
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت iraneconomist.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایران اکونومیست» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۷۷۵۲۲۴۲ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
آزمایشگاه‌های طبی کمترین شکایت را در نظام پزشکی دارند
به گزارش گروه سلامت خبرگزاری علم و فناوری آنا، شهروز همتی، در خصوص اخبار منتشر شده در برخی رسانه‌ها از نتایج، کیفیت و انجام آزمایشات پزشکی در سطح آزمایشگاه‌های کشور، جهت آگاهی افکار عمومی، اظهار داشت: آزمایشگاه‌های تشخیص طبی چه در بخش دولتی یا خصوصی به واسطه صدور جواب کتبی جزو مراکزی هستند که عملکرد شفافی داشته و این عملکرد قابل راستی آزمایی است و آزمایشگاه در قبال صدور جواب باید پاسخگو باشد.
وی گفت: نتیجه هر آزمایش باید در خروجی هر دستگاه وجود داشته باشد و ما از این خروجی به نام سند یاد می‌کنیم. در واقع از لحظه پذیرش درخواست آزمایش و اینکه توسط چه فردی خونگیری انجام شده، توسط چه دستگاه یا دستگاه‌هایی آزمایش انجام شده و توسط چه کسی آزمایش تحویل بیمار شده همگی مستند و قابل رهگیری و اثبات بوده و هر گونه مخدوش بودن آنها می‌تواند مورد بررسی و شکایت قرار گیرد.
همتی افزود: آزمایشگاه‌های تشخیص طبی کشور تحت نظارت ادارات امور آزمایشگاه‌های استان‌ها بوده و در سال چند بار در خصوص استقرار استاندارد‌های سخت گیرانه ایزو ۱۵۱۸۹ که از سال ۱۳۸۶ اجباری شده است، مورد بازرسی قرار می‌گیرند و تمدید پروانه آزمایشگاه‌ها منوط به استقرار این الزامات است.
وی ادامه داد: این استاندارد‌ها تمامی آیتم‌های را که در انجام آزمایش‌ها دخیل هستند مانند پذیرش، جواب دهی، قیمت‌های اعلام شده توسط دولت، انجام آزمایش‌های کنترل کیفیت در بخش‌های مختلف، ایمنی فضا و تجهیزات، استخدام و آموزش پرسنل و بسیاری از موارد دیگر را شامل می‌شود.
رئیس انجمن ای علوم آزمایشگاهی تشخیص طبی ایران یادآور شد: از چند سال پیش که پذیرش نسخ به صورت کاغذی حذف شده و پذیرش به صورت آنلاین صورت می‌گیرد، آزمایش توسط پزشک درخواست داده شده و توسط آزمایشگاه‌ها ثبت می‌شود و این درخواست قابل دخل و تصرف نیست.
همتی تاکید کرد: امروزه حدود ۸۰ درصد آزمایش‌های درخواستی بیماران به صورت آنلاین بوده که در سایت بیمه‌های پایه نیز همزمان ثبت می‌گردد؛ بنابراین امکان صدور جواب‌هایی که ضروری نباشد وجود ندارد.
وی همچنین گفت: از طرفی در سال‌های اخیر جهت افزایش کیفیت خدمات آزمایشگاهی تعداد زیادی از آزمایشگاه‌ها وارد فرآیند اعتبار بخشی داوطلبانه شده‌اند. بدین صورت که آزمایشگاه‌ها خود را به صورت داوطلبانه طی فرآیند سخت گیرانه‌ای مورد ممیزی نهاد اعتبار بخشی قرار می‌دهند.
همتی بیان داشت: به رغم اینکه سالانه میلیارد‌ها جواب توسط آزمایشگاه‌های کشور صادر می‌گردد، آزمایشگاه‌های تشخیص طبی در بین گروه‌های مختلف پزشکی دارای کمترین شکایت در نظام پزشکی و دانشگاه‌های علوم پزشکی کشور هستند.
وی افزود: جهت حفظ و افزایش کیفیت، آزمایشگاه‌ها سه نوبت در سال توسط نهاد‌های کنترل کیفیت خارجی مورد پایش قرار گرفته و نتایج این ارزیابی‌ها نیز توسط ادارات امور آزمایشگاه‌ها مورد بررسی قرار می‌گیرد. بر اساس الزامات ۱۵۱۸۹ آزمایشگاه‌ها مکلفند بسته به نوع آزمایش، نمونه‌های بیماران را برای مدت مشخصی نگهداری کنند و اگر ادعایی مبنی بر عدم نمونه گیری و وجود نمونه در آزمایشگاه صورت گیرد این ادعا کاملاً قابل بررسی است و وجود نمونه در آزمایشگاه قابل اثبات می‌باشد.
وی تاکید کرد: ذکر این نکته قابل توجه است که به رغم تحریم‌ها، مشکلات اقتصادی و بالا رفتن قیمت ارز، آزمایشگاه‌ها در تلاشند تا کیفیت خدمات خود را حفظ کنند. از آنجا که نتایج آزمایش‌ها ۷۰ درصد در تصمیم گیری بالینی تأثیر دارد، آزمایشگاه‌ها تمامی تلاش خود را در ارائه یک جواب درست و قابل قبول معطوف داشته، زیرا معتقدند که افزایش کیفیت خدمات و ارائه به موقع و درست آن تأثیری انکار ناپذیر در سلامت بیماران داشته و از طرفی موجب کاهش هزینه بیماران و نظام سلامت خواهد شد.
همتی تصریح کرد: با وجود مشکلات فراوانی که آزمایشگاه‌های کشور با آن دست و پنجه نرم می‌کنند، صحبت‌هایی که در خصوص نتایج آزمایشگاه‌ها می‌شود، علاوه بر اینکه زحمات ۶۰۰۰ آزمایشگاه تشخیص طبی در کشور را زیر سوال می‌برد بلکه بازرسی و نظارت ادارات امور آزمایشگاه‌های کشور و بیمه‌ها را نیز زیر سوال خواهد برد.
رئیس انجمن ای علوم آزمایشگاهی تشخیص طبی ایران افزود: در شرایط سختی که آزمایشگاه‌ها با آنها روبرو هستند آزمایشگاهیان ترجیح می‌دهند که آزمایشگاه‌های خود را تعطیل کنند تا به کار‌های خلاف روی بیاورند و ما شاهد آن هستیم که هر ساله تعدادی از آزمایشگاه‌ها به دلایل اقتصادی درخواست تعطیلی آزمایشگاه خود را به کمیسیون ماده ۲۰ دانشگاه‌ها ارائه می‌دهند.
وی در پایان گفت: امیدوار هستیم اساتید گرامی هنگام مصاحبه‌های خود با اشراف بیشتری موضوعات را تجزیه و تحلیل کنند و اگر مشکلی وجود دارد از طریق مجاری قانونی با آن برخورد کرده و موضوعات را به شنیده‌ها و حدسیات واگذار نکنند و صحت و سقم آن را بررسی نمایند. زیرا درج این گونه مطالب موجب کدورت خاطر مسئولین فنی و بیش از هزاران پرسنل آزمایشگاه خواهد شد. قابل ذکر است که پرسنل و مسئولین آزمایشگاه‌ها در دوران کرونا با از خود گذشتگی و تلاش فراوان در ساخت کیت‌های تشخیصی، نمونه گیری و انجام آزمایش‌ها و حتی کمک در امر واکسیناسیون سهم بزرگی در کنترل بیماری کووید ۱۹ داشتند که قابل ستایش است.
انتهای پیام/
علت فوت پزشک متخصص در استان فارس در دست بررسی است