Диагностика астмы у маленьких детей часто является сложной задачей, так как стандартные меры, такие как исследование функции внешнего дыхания, не могут быть использованы до определенного возраста. Однако новое устройство для анализа крови может помочь получить окончательные результаты менее чем за два часа.
Этот тип голографического микроскопа разрабатывается учеными из немецкого научно-исследовательского института Research Institution for Marine Biotechnology and Cell Technology им. Фраунгофера в сотрудничестве с коллегами из компании по распознаванию образов Pattern Recognition Company и технологической фирмы Raytrix, занимающейся визуализацией. Исследование является частью финансируемого государством проекта KillAsthma.
Пользователи оборудования начинают с того, что помещают одну каплю крови пациента в микрофлюидный картридж вместе с веществом, которое вызывает воспалительную реакцию в белых кровяных клетках (лейкоцитах также называемых иммунными клетками) этого образца. Загруженный картридж затем помещается в микроскоп, где встроенный светодиод и CMOS-светочувствительная матрица трехмерно отображает до 3000 таких элементов одновременно.
Голографический микроскоп обеспечивает автоматическое трехмерное отслеживание иммунных клеток в режиме реального времени.. Фото: Fraunhofer EMB
Используя алгоритмы на основе искусственного интеллекта, которые «обучались» на образцах крови людей, у которых уже были диагностирована астма с помощью традиционных методов, программное обеспечение на подключенном компьютере анализирует скорость, с которой движутся лейкоциты. Это ключ к технологии - хотя иммунные клетки как и у здоровых людей, так и у больных астмой движутся в ответ на воспалительный стимул, клетки астматиков делают это намного медленнее, чем в норме.
Таким образом, после примерно 90 минут отслеживания и анализа движения клеток программное обеспечение сможет точно определить, есть ли у пациента астма. Однако на этом потенциальные возможности применения технологии не заканчиваются.
«Наш метод также может быть использован для анализа других заболеваний», - говорит доктор Даниэль Рапопорт (Daniel Rapoport) из института Фраунгофера. «Это особенно верно для аутоиммунных и хронических воспалительных заболеваний, таких как болезнь Крона, язвенный колит и ревматизм. Диагностика этих состояний является длительным, утомительным процессом и может быть значительно ускорена с помощью специального быстрого теста».
Источник: The New Atlas / Fraunhofer
