Wykrywanie czynników drażniących astmę

Badacze w Georgia Tech Research Institute (GTRI) w Atlancie opracowali przenośny system czujników do monitorowania jakości powietrza dla osób cierpiących na astmę. Urządzenie jest połączeniem czujników, które mierzą poziom substancji chemicznych w powietrzu, które mogą powodować ataki astmy, takich jak ozon, lotne związki organiczne i formaldehyd. Jest lekki i wystarczająco mały, aby zmieścić się w kieszeni pacjenta, dzięki czemu poziom ekspozycji może być stale monitorowany.

Wykrywanie substancji drażniących: Mark Jones (powyżej) jest głównym inżynierem odpowiedzialnym za rozwój systemu czujników (poniżej), który mierzy pięć rodzajów substancji chemicznych, o których wiadomo, że powodują ataki astmy. Urządzenie, wielkości w przybliżeniu dużego telefonu komórkowego, będzie używane do ciągłego monitorowania poziomu narażenia danej osoby w celu znalezienia przyczyny ataków.

Jedynym sposobem, w jaki zrozumiemy, w jaki sposób czynniki środowiskowe wpływają na astmę, jest możliwość codziennego mierzenia narażenia danej osoby, mówi Charlene Bayer, lider Grupy ds. Narażenia i Analizy Środowiskowej w GTRI oraz zespołu czujników. główny śledczy. Aby to zrobić, potrzebujemy takiego urządzenia, które może pomieścić wiele czujników w małym, przenośnym opakowaniu..

Szacuje się, że 20 milionów Amerykanów cierpi na astmę, według Narodowy Instytut Zdrowia (NIH), a identyfikacja wyzwalaczy ataku jest obecnie grą w zgadywanie. Na rynku jest kilka urządzeń, które mierzą jedną lub dwie substancje chemiczne, ale są stacjonarne i mają wielkość komputera stacjonarnego – mówi Mark Jones, dyrektor generalny Technologie przypadku oraz główny inżynier opracowujący system czujników.

Obecnie jedynym sposobem kontrolowania napadu astmy jest stosowanie leków lub wyzwalanie unikania. Według NIH w 2007 r. całkowite koszty opieki zdrowotnej związane z astmą w Stanach Zjednoczonych wyniosły około 19,7 miliardów dolarów.

Badania wykazały, że jeśli możesz ograniczyć wywoływanie ataku astmy, zmniejszysz wpływ choroby, mówi Mark Millard, dyrektor Centrum Opieki Płuc Baylor Martha Foster w Baylor University Medical Center w Dallas w Teksasie. Nowy system czujników, mówi, naprawdę próbuje odpowiedzieć na pytanie: Jakie są czynniki wyzwalające u osób z astmą?

Urządzenie jest wielkości telefonu komórkowego i zawiera łącznie pięć czujników, które mierzą różne możliwe wyzwalacze astmy: ozon, dwutlenek azotu, formaldehyd, dwutlenek węgla i całkowite lotne związki organiczne – napar substancji chemicznych, które są emitowane jako gazy z produkty, takie jak farby, środki czystości i materiały budowlane. W skład urządzenia wchodzą również czujniki temperatury i wilgotności oraz zegar, do nanoszenia znacznika czasu na pomiary. Naukowcy wykorzystali czujniki już dostępne na rynku i utrzymali urządzenie małe, umieszczając czujniki na dwustronnej płytce drukowanej.

Ustalenie osi czasu jest ważne dla reakcji w późnej fazie, mówi Millard, ponieważ reakcje na związki takie jak formaldehyd mogą zachodzić od czterech do sześciu godzin po ekspozycji pacjenta. Teraz możemy spojrzeć na dane i wiedzieć, że pacjent był narażony na wiele z tych związków i to może być wyzwalaczem.

Aby zmierzyć jakość powietrza, mały silnik w urządzeniu zasysa powietrze przez wąż dolotowy. Zanim powietrze przejdzie przez czujniki, napotyka mały filtr, który usuwa cząstki stałe, takie jak kurz i pyłki. Masę filtra mierzy się przed i po okresie pobierania próbek w celu określenia całkowitej ilości cząstek. Powietrze jest wówczas równomiernie rozprowadzane na czujnikach.

Powietrze przechodzi przez urządzenie i dane, które mają zostać zapisane, zajmuje około 30 sekund, a następnie przechodzi w stan uśpienia na kolejną minutę. Jones mówi, że w ciągu jednej godziny pobiera około 50 lub 60 próbek.

Urządzenie można nosić do 24 godzin, zanim konieczna będzie wymiana filtra cząstek stałych i pamięć w urządzeniu jest pełna. Dane można pobrać z systemu czujników na komputer.

Millard twierdzi, że urządzenie jest wyjątkowe i innowacyjne, ale chciałby, aby jego możliwości zostały rozszerzone o pomiar dymu tytoniowego. Chciałby również móc oddzielić pomiary cząstek, aby można je było mierzyć w czasie rzeczywistym – ulepszenie, które według Bayera zostanie wprowadzone po komercjalizacji urządzenia. Firma Bayer chciałaby również uzyskać bardziej szczegółowe odczyty dotyczące różnych lotnych związków organicznych.

Chcielibyśmy dojść do punktu, w którym możemy wsuwać i wysuwać określone czujniki, aby pacjent mógł je skierować zgodnie ze swoimi konkretnymi potrzebami, mówi Bayer. Astma jest bardzo skomplikowaną chorobą i istnieje wiele różnych ekspozycji w powietrzu, które mogą zaostrzyć atak astmy. Ta technologia pozwoli nam znaleźć źródło zaostrzeń i zrozumieć wpływ na zdrowie – mówi.

Naukowcy z GTRI prowadzą obecnie rozmowy z nieujawnioną firmą na temat komercjalizacji urządzenia, mówi Bayer. Początkowymi użytkownikami docelowymi będą pacjenci z astmą, ale urządzenie będzie otwarte do użytku przez inne osoby, które chcą badać narażenia środowiskowe.

ukryć