стань автором. присоединяйся к сообществу!
Добавить новость можно всем, без премодерации, только регистрация
Лого Сделано у нас
29
Александр Петров 13 ноября 2024, 13:28 6 Наука

В МГУ разработали метод анализа крови без проколов с помощью оптических сенсоров

@sdelanounas_ru

 © www.ferra.ru

Сотрудники физического факультета МГУ, участники НОШ «Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина», представили новые разработки в области неинвазивного определения уровня гемоглобина с использованием биофотоники. Их исследования, опубликованные в ведущих научных журналах Scientific Reports и Scientific Data, предлагают альтернативу традиционному забору крови, что особенно важно для пациентов, которым необходимо регулярно контролировать уровень гемоглобина.

До сих пор анализ крови оставался основным способом измерения этого показателя, но он требует времени, дорогостоящего оборудования и может вызвать дискомфорт. Неинвазивные методы, использующие оптические технологии, становятся всё более актуальными. В этой области активно работают такие компании, как Google Health и Masimo, а также стартапы, однако универсально точного метода до сих пор не найдено. Одним из путей повышения точности является комбинирование нескольких оптических технологий и создание открытых источников данных для разработки новых алгоритмов.

В одном из исследований, опубликованных в Scientific Reports, учёные сравнили методы диффузной спектроскопии и RGB-имиджинга для диагностики анемии. Результаты показали, что сочетание этих технологий позволяет более точно предсказывать уровень гемоглобина. В другом исследовании, представленном в журнале Scientific Data, был подготовлен открытый набор данных для тестирования методов с использованием RGB-визуализации тканей рук.

Этот уникальный датасет поможет разработать универсальные алгоритмы для неинвазивного измерения уровня гемоглобина и послужит значимым вкладом в развитие оптической диагностики. По словам одного из авторов, Бориса Якимова, данный датасет доступен для всех исследователей и способствует совершенствованию точных методов диагностики.

Кстати, а вы знали, что на «Сделано у нас» статьи публикуют посетители, такие же как и вы? И никакой премодерации, согласований и разрешений! Любой может добавить новость. А лучшие попадут в телеграмм @sdelanounas_ru. Подробнее о том как работает наш сайт здесь👈
Источник: www.ferra.ru

Поделись позитивом в своих соцсетях


наука, МГУ
  • 0
    Нет аватара Exegen
    13.11.2417:33:12

    Лучше бы суть методов описали, а так статья непонятно о чём конкретно.

    #1292386 ↑
    • 0
      Нет аватара siberia2012
      14.11.2410:47:53

      Лучше бы суть методов описали, а так статья непонятно о чём конкретно.

      Вот что выдала нейросетка на ваш вопрос:

      Расскажи про методы диффузной спектроскопии и RGB-имиджинга для диагностики анемии.

      Ответ Chat GPT:

      Диффузная спектроскопия и RGB-имиджинг — это неинвазивные методы, которые позволяют диагностировать анемию путем анализа оптических характеристик крови и тканей. Эти методы используют свет для оценки концентрации гемоглобина и других биомаркеров, что позволяет выявить признаки анемии.

      Диффузная спектроскопия

      Диффузная спектроскопия основывается на измерении поглощения и рассеяния света, проходящего через биологическую ткань. С помощью спектроскопии оценивается концентрация гемоглобина и уровень его оксигенации, так как каждый вид гемоглобина имеет характерные спектры поглощения:

      Основной принцип:

      Свет различных длин волн направляется на кожу (или другую ткань), и часть света поглощается, а часть рассеивается. Анализируя спектр поглощенного света, можно определить концентрацию гемоглобина и степень его насыщения кислородом.

      Оксигенированный и дезоксигенированный гемоглобин имеют разные коэффициенты поглощения, поэтому спектроскопия позволяет измерить насыщение кислородом и общий уровень гемоглобина в крови.

      Применение для диагностики анемии:

      Диффузная спектроскопия позволяет определить уровень гемоглобина в поверхностных капиллярах, что является показателем анемии.

      Низкий уровень поглощения в диапазонах, связанных с гемоглобином, может свидетельствовать о низкой концентрации гемоглобина, указывая на анемию.

      Преимущества и ограничения:

      Преимущества: Быстрота, неинвазивность и возможность мониторинга в реальном времени.

      Ограничения: Точность может снижаться из-за различий в пигментации кожи и других оптических свойствах тканей.

      RGB-имиджинг

      RGB-имиджинг — это метод визуализации, при котором используется обычная камера или спектральная камера, чтобы получить изображение тканей и проанализировать их цветовые компоненты (красный, зеленый и синий каналы). Этот метод применяется для диагностики анемии на основе оценки цвета кожи, который изменяется в зависимости от уровня гемоглобина:

      Основной принцип:

      С помощью RGB-камеры фиксируется цвет кожи. Затем данные обрабатываются для выделения информации о компонентах красного, зеленого и синего цветов, которые связаны с уровнем оксигенации и кровоснабжения в коже.

      Обычно уровень гемоглобина коррелирует с интенсивностью красного компонента, поэтому анемия может проявляться в снижении красной составляющей на изображениях кожи.

      Алгоритмы и обработка данных:

      После получения изображения специальные алгоритмы обрабатывают данные, извлекая интенсивности RGB-компонентов и вычисляя их соотношение. Это позволяет оценить уровень гемоглобина.

      В некоторых случаях используются машинное обучение и методы классификации для автоматической диагностики анемии на основе RGB-данных.

      Применение для диагностики анемии:

      RGB-имиджинг может быть полезен для быстрой диагностики анемии в клинических и полевых условиях. Измеряя цветовой баланс кожи на участках, где капиллярная сеть хорошо развита, можно оценить уровень гемоглобина.

      Изменение интенсивности цвета на разных участках тела также может указывать на нарушение оксигенации, что бывает при анемии.

      Преимущества и ограничения:

      Преимущества: Быстрота, неинвазивность, низкая стоимость, простота выполнения и доступность (даже для мобильных приложений).

      Ограничения: Метод может быть менее точным для людей с разным тоном кожи или при наличии освещения, которое меняет цветовой баланс.

      Выводы

      Оба метода — диффузная спектроскопия и RGB-имиджинг — имеют значительный потенциал для диагностики анемии. Диффузная спектроскопия дает более точные количественные данные о концентрации гемоглобина, тогда как RGB-имиджинг позволяет быстро и просто оценить уровень гемоглобина. В идеале, комбинирование этих методов может улучшить точность и скорость диагностики анемии, особенно в условиях, где требуется быстрая и неинвазивная оценка.

      Отредактировано: siberia2012~10:51 14.11.24
      #1292411 ↑
  • 0
    Нет аватара siberia2012
    14.11.2410:51:43

    А вот ответ Giga.Chat от Сбера:

    Диффузная спектроскопия (или DLS) и RGB-имиджинг являются современными методами неинвазивной диагностики различных заболеваний, включая анемию.

    Диффузионная спектроскопия

    Диффузционная спектроскопия основана на измерении рассеяния света различными тканями организма. Этот метод позволяет оценить концентрацию гемоглобина в крови, что является ключевым показателем при диагностике анемий. Принцип работы заключается в том, что свет определенной длины волны проходит через ткани тела, где он взаимодействует с молекулами гемоглобина. Измеряя интенсивность рассеянного света, можно определить количество гемоглобина и его насыщение кислородом.

    Преимущества метода:

    Неинвазивность: процедура безболезненна и не требует взятия крови.

    Быстрота: результаты могут быть получены практически мгновенно.

    Высокая чувствительность: позволяет выявлять даже незначительные изменения уровня гемоглобина.

    Недостатки:

    Метод может давать погрешности при наличии воспалительных процессов или отеков кожи.

    Необходимость использования специализированного оборудования.

    RGB-имиджинг

    RGB-имиджинг основан на анализе цветовых характеристик изображения кожных покровов пациента. Анемия часто сопровождается бледностью кожи, которая проявляется изменением цвета лица и других открытых участков тела. В этом случае используется камера, которая делает снимки в трех основных цветах (красный, зеленый, синий), а затем программное обеспечение анализирует эти данные для выявления изменений, характерных для анемии.

    Преимущества:

    Простота проведения процедуры: достаточно сделать фотографию.

    Возможность дистанционного мониторинга состояния пациента.

    Отсутствие необходимости в специальном оборудовании — достаточно обычной камеры.

    Недостаток:

    Зависимость результатов от освещения и качества фотографии.

    Ограниченная точность по сравнению с другими методами.

    Применение методов в диагностике анемии

    Оба этих метода находят применение в диагностике различных видов анемии, таких как железодефицитная анемия, гемолитическая анемия и другие. Они позволяют быстро и эффективно выявить снижение уровня гемоглобина без необходимости инвазивных процедур, что особенно важно в условиях массового скрининга населения или у пациентов с противопоказаниями к взятию крови.

    Таким образом, диффузная спектроскопия и RGB-имиджинг представляют собой перспективные направления в развитии медицинских технологий, которые помогают улучшить диагностику и лечение анемии.

    #1292412 ↑
  • 0
    Нет аватара siberia2012
    14.11.2410:57:12

    в общем рекомендую пользоваться, очень эффективный инструмент для ответов на возникающие технические вопросы с возможностью задавать уточняющие вопросы.

    Кстати, насколько ж всё-таки схожи подходы в абсолютно разных сферах и отраслях. С одной стороны понятно, физические принципы общие, но всё-таки всегда удивляешься. Нечто подобное описаному в статье используется в геологоразведке на нефть и газ. Понятно что в других масштабах, диапазоне частот, но подход абсолютно схож.

    Отредактировано: siberia2012~11:55 14.11.24
    #1292413 ↑
Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,