伯克利告訴你什么才叫智能手機神器

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伯克利工程師領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組已經(jīng)開發(fā)出一種新的智能手機顯微鏡，通過鏡頭視頻自動檢測并量化一滴血液中感染的寄生蟲。伯克利這種新一代的手機顯微鏡技術(shù)可以向醫(yī)療服務(wù)提供者提供關(guān)鍵信息，幫助非洲根除衰弱絲蟲疾病。

“我們以前的研究表明，手機可以用來做顯微鏡，但這是第一個將成像技術(shù)與硬件和軟件自動化相結(jié)合來建立一個完整的診斷方案的裝置，”伯克利手機顯微鏡實驗室副主席、生物工程學(xué)教授丹尼爾.弗萊徹說。“手機顯微鏡視頻提供準確、快速的結(jié)果，使醫(yī)療衛(wèi)生人員在現(xiàn)場做出適當?shù)闹委焷碚壬?/p>

伯克利的工程師與國家過敏和傳染病研究所（NIAID）的托馬斯博士以及來自喀麥隆和法國的合作者一起開發(fā)這項設(shè)備。他們在喀麥隆進行研究，因為那里是醫(yī)療衛(wèi)生人員與寄生蟲?。ūP尾絲蟲?。ê用ぐY）和淋巴絲蟲?。?zhàn)斗的前線。

手機顯微鏡不是通過分子標記或熒光染色來檢測蠕蟲的運動，而是通過直接的運動觀察。研究人員發(fā)現(xiàn)，這種方法和常規(guī)篩查的方法一樣的準確。前期試驗結(jié)果近日在《科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》雜志上公布?！斑@項研究針對被忽視的熱帶疾病，”弗萊徹說?！斑@表明我們的技術(shù)可以幫助那些患有嚴重疾病但可以治愈的人們?！?/p>

與寄生蟲的戰(zhàn)爭

河盲癥是通過蚋（墨蚊）叮咬傳播，是世界范圍內(nèi)感染性致盲的第二大元兇。淋巴絲蟲病，通過蚊子傳播，會導(dǎo)致象皮病，病情伴有明顯的腫脹疼痛，可導(dǎo)致毀容。它也是是世界范圍內(nèi)導(dǎo)致殘疾的第二大原因。河盲等疾病在非洲的某些地區(qū)非常流行。

伊佛霉素或伊維菌素等對抗寄生蟲的藥物可用于治療這些疾病。但大規(guī)模的公共健康藥品的發(fā)放已經(jīng)陷入僵局，因為這些藥品可能對感染羅阿絲蟲的患者產(chǎn)生致命的副作用。當嚴重感染微觀羅阿絲蟲蠕蟲病人，使用IVM治療的時候可能會導(dǎo)致嚴重的或致命的腦部或者其他神經(jīng)系統(tǒng)損傷。

對羅阿絲蟲感染水平篩查的標準方法是訓(xùn)練有素好的技師在實驗室里通過顯微鏡觀察血涂片，手工記錄蠕蟲的數(shù)量。所以在現(xiàn)場以及大規(guī)模的使用伊維菌素時不切實際。羅阿絲蟲嚴重的副作用以及治療前快速定量患者感染程度的困難導(dǎo)致廣泛使用伊維菌素風(fēng)險太大，因此根除河盲癥和象皮病的努力遭遇重大挫折。

下一代自動化手機鏡頭顯微鏡

這最新一代的手機顯微鏡被命名為cellscope LOA，研究人員將智能手機固定在一個3D打印放置樣品血液的塑料基板上。這個塑料基板上有LED燈，微控制器，傳動裝置，工作電路以及一個USB端口。

上圖是cellscope LOA裝置的原理圖。cellscope?LOA?可以3分鐘內(nèi)計算出羅阿絲蟲的寄生水平。（圖片由加州大學(xué)伯克利分校實驗室提供）

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設(shè)備是通過研究人員為它專門開發(fā)的APP實現(xiàn)自動控制的。醫(yī)療人員只需要簡單地點擊智能手機的觸摸屏。手機將通過藍牙和基板上的微控制器無線通訊通知它去分析處理血液樣本，傳動裝置將樣品移動到鏡頭前，然后算法自動的分析蠕蟲的運動并通過手機的鏡頭捕獲，最后蠕蟲的計數(shù)顯示在屏幕上。

弗萊徹說之前的現(xiàn)場試驗顯示自動化幫助減少人為錯誤率。從一個樣本被放入到顯示檢測結(jié)果，這樣的一個過程大約需要兩分鐘或更少的時間。再加上刺破手指和把血液放到載板上的一分鐘，總的不會超過3分鐘。短的處理時間可以讓衛(wèi)生工作者在現(xiàn)場迅速確定使用IVM是否是安全的。

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