يسرع النظام الروبوتي أخذ عينات الدم والاختبار

أنشأ فريق من العلماء من جامعة روتجرز نظامًا آليًا بالكامل مصمم لتبسيط أخذ عينات الدم الوريدية وتحليلها في المؤسسات الطبية. المكونات الرئيسية هي جهاز لأخذ عينات الدم ، ووحدة لجمع العينة وأجهزة الطرد المركزي مع "المختبرات على رقاقة". في الوقت الحالي ، يمكن للجهاز إجراء تفاضل في عدد الكريات البيض وقياس مستويات الهيموجلوبين.



في الطب ، يعتبر الدم هو المادة الأكثر أهمية. منذ العصور القديمة ، تم استخدام إراقة الدم (الفصد) للوقاية والعلاج - أول ذكر للحجامة ، الطريقة الشعبية العربية التقليدية لإراقة الدم ، يعود إلى عام 1550 قبل الميلاد. اليوم ، اختبارات الدم هي الإجراء السريري الأكثر شيوعًا في العالم. في الولايات المتحدة ، يتم تنفيذ 2 مليار إجراء من هذا القبيل كل عام ، وتؤثر نتائجها على 80٪ من القرارات الطبية المتخذة في المستشفيات والمختبرات.

تعتمد جودة فحص الدم على مهارات الأخصائي وعلى الخصائص الفسيولوجية للمريض. غالبًا ما تنشأ مشاكل مع أخذ عينات الدم لدى الأطفال والسمنة - من الصعب العثور على عروق فيها. يتم إجراء معظم الأبحاث بشكل مركزي: من العيادات الفردية يتم إرسال المواد إلى المختبرات المتخصصة. يعمل العديد من فنيي المختبر ، وبعد ذلك يجب إبلاغ النتائج للمرضى. من حيث اللوجستيات ، هذا مخطط معقد ومكلف.

قام فريق من مهندسي الطب الحيوي من جامعة روتجرز بتطوير جهاز اختبار نقطة الرعاية (POCT) لحل مشاكل التعقيد اللوجستي وجودة جمع المواد وسرعة التحليل. يأخذ الجهاز الروبوتي الدم ، وتدخل العينة إلى نظام الموائع الدقيقة - "المختبر الموجود على رقاقة" ، ويفصل جهاز الطرد المركزي الدم إلى مكونات ، ويحدد المجهر الضوئي عدد الكريات البيض. يمكن تثبيت الجهاز في سرير المستشفى وفي سيارة إسعاف أو عيادة طبيب.

في المرحلة الأولى ، يتم تشغيل جهاز أخذ عينات الدم. يستقبل الجهاز البيانات باستخدام الموجات فوق الصوتية (الموجات فوق الصوتية) وقرب التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء (التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء) ، يقوم البرنامج بتجميع خريطة ثلاثية الأبعاد للأوردة ، وبعدها يقوم مناور صغير بخلع إبرة ويأخذ الدم.



وظيفة الوحدة التالية هي نقل عينة الدم إلى "مختبر على رقاقة" ، والتي ستكون بعد ذلك في جهاز طرد مركزي للتحليل. استخدم العلماء مضخة تمعجية ، والتي تسلم العينة ، وتطهر الجهاز بالمحلول الملحي. يقوم روبوت بزل الوريد بعمل ثقب ، يتم تشغيل المضخة وإرسال المواد إلى الوحدة التالية.



يتكون المحلل من رقاقة أكريليك تحتوي على عينة ، جهاز طرد مركزي لتجزئة الدم ونظام بصري مجهري. يقوم جهاز الطرد المركزي بتدوير رقاقة الأكريليك بسرعة 10000 دورة في الدقيقة لفصل المكونات الخلوية للدم من البلازما داخل الرقاقة. تتكون الرقاقة ذات الاستخدام الواحد من ثلاث طبقات من الأكريليك: خارجي 1.5 مم و 0.9 مم داخلي. يتم قطع القناة في الشريحة ، حيث تقوم قوة الطرد المركزي ببناء مكونات العينة في التسلسل المطلوب. يقوم مجهر مضان مصغر بعد الكشف عن خلايا الدم البيضاء - خلايا الدم البيضاء - بقياس سمك طبقتها ومقارنتها باستخدام البرنامج الذي طوره الفريق بإعدادات محددة مسبقًا.



الجهاز عبارة عن حلم بتطوير تقنيات تحليل الدم. وعلق مؤلفو الدراسة بحماس على تطورها ، إن دمج أنظمة الروبوتات المصغرة والميكروفلويديك جعل من الممكن الجمع بين دقة تقنيات التحليل التقليدية مع سرعة وسهولة تنفيذ الإجراءات في أي مكان وفي أي وقت.

العمل العلمي المنشور في مجلة التكنولوجيا. doi.org/10.1142/S2339547818500048

لقد تم بالفعل صنع روبوتات قادرة على أخذ دم الإنسان من الوريد. على سبيل المثال ، قدم بدء تشغيل Veebot في عام 2013 جهازًا مشابهًا. يضع المريض يده في الحزام ، وكاميرا الأشعة تحت الحمراء تبحث عن الأوردة ، وتحدد الموجات فوق الصوتية ما إذا كان الدم يتدفق بشكل مكثف بما فيه الكفاية في الوريد. ثم تسحب الذراع الروبوتية الدم. يجد الجهاز وريدًا بدقة 83٪. يستمر الإجراء دقيقة. في الوقت الحالي ، لم يسمع أي شيء عن المشروع منذ حوالي عام 2013 ، لكن الموقع يشير إلى أن الشركة تقوم بتعيين موظفين.


شركة أخرى مع تقنية مماثلة هي VascuLogic. يستخدم VenousPro نفس المستشعرات لجعل جمع الدم سريعًا وغير مؤلم قدر الإمكان للبشر.