착용 할 수있는 땀 센서가 낭포 성 섬유증을 진단 할 수 있다고 Stanford가 주도한 연구 결과

실처럼 가느다란 '땀 센서' 나왔다 (칠월 2019).

Anonim

손목 밴드 형 착용 식 땀 센서는 낭포 성 섬유증, 당뇨병 및 기타 질병에 대한 진단 및 약물 평가를 변형시킬 수 있습니다.

센서는 캘리포니아 대학 버클리 대학 (University of California-Berkeley)과 공동으로 스탠포드 대학 의과 대학의 연구원이 진행 한 연구에 따르면, 땀을 모아 분자 성분을 측정 한 다음 분석 및 진단을 위해 결과를 전자적으로 전송합니다. 구식 땀 수집가와 달리, 새로운 장치는 땀이 수집기에 축적되는 동안 환자가 오랫동안 앉아있을 것을 요구하지 않습니다.

스탠포드 대학의 소아과 조교수 인 카를로스 밀라 (Carlos Milla) 박사는 "이것은 큰 진보이다.

이 연구는 국립 과학원 회보 (Proceedings of the National Academy of Sciences)에 온라인으로 게재되었습니다. Milla는 스탠포드 대학의 생화학 교수이자 유전학 교수 인 Ronald Davis 박사와 수석 저자입니다. 전 스탠퍼드 박사후 학자 Sam Emaminejad, PhD 및 UC-Berkeley 박사후 연구원 인 Wei Gao 박사는 공동 저자입니다.

어떻게 작동합니까?

유연한 센서와 마이크로 프로세서의 두 부분으로 구성된 시스템은 피부에 달라 붙어 땀샘을 자극하고 전기 신호를 기반으로 다른 분자와 이온의 존재를 감지합니다. 예를 들어 땀에 더 많은 염화물이 존재할수록 센서의 표면에 더 많은 전압이 발생합니다. 연구진은 웨어러블 땀 센서를 별도의 연구에서 사용하여 염소 이온 수준을 검출했다. 높은 수치는 낭포 성 섬유증의 지표이며, 땀에서 포도당 수치를 혈액 수치와 비교하는 것이다. 고혈당 수치는 당뇨병을 나타낼 수 있습니다.

폐, 췌장 및 기타 장기에 점액을 생성시키는 유전 질환 인 낭포 성 섬유증을 진단하기위한 기존의 방법은 환자가 특수 센터를 방문하고 조용히 앉아 있어야 전극이 땀샘을 자극하여 땀을 흘려야합니다. 밀라노는 특히 CF가 가장 자주 진단되는 어린이들을 위해 전극이 귀찮을 수 있다고 말했다. 그런 다음 아이들은 30 분 동안 앉아 있어야하며 피부에 붙어있는 악기는 땀을 흘립니다. 그때조차도 시험은 끝나지 않았다고 그는 말했다. 연구실에서 땀에 염소 이온을 측정하여 아이가 낭포 성 섬유증을 앓고 있는지 판단하기 위해 가족들은 기다립니다.

밀라 씨는이 성가신 방법이 70 년 동안 변하지 않았다고 말했다. 비교해 보면 웨어러블 땀 센서는 피부에 자극을 주어 미세한 양의 땀을 생성하고 컨텐츠를 신속하게 평가하며 결과를 분석 할 수있는 서버로 핸드폰을 통해 데이터를 전송합니다. 이 테스트는 한꺼번에 실시간으로 이루어지며, 가족이 아이들을 평가하기가 훨씬 쉬워 진다고 Milla는 전했다.

휴대용 및 자체 포함

또한 전통적인 테스트가 불가능한 개발 도상국의 빈곤 한 지역 사회 또는 다른 곳의 마을에 사는 사람들은 휴대 가능한 자립 식 땀 센서의 혜택을 볼 수 있다고 그는 말했다. 웨어러블 기기는 견고하며 스마트 폰으로 실행할 수 있습니다. 스마트 폰은 클라우드에 측정 값을 보내고 전문 센터에서 검토 한 후 즉시 결과를 수신 할 수 있습니다. CF 진단뿐만 아니라 다른 종류의 진단은 숙련 된 임상의의 직원과 잘 갖추어 진 실험실 없이도 수행 할 수 있습니다. "세계 곳곳에서 독서를 할 수 있습니다."라고 Milla가 말했습니다.

이 센서는 진단 및 모니터링 용으로 만 사용되는 것은 아닙니다. 그것은 또한 약물 개발과 약물 개인화를 돕는 데 사용될 수 있습니다. CF는 CF 유전자에서 수백 가지의 다른 돌연변이로 인해 발생하므로 센서를 사용하여 어떤 약물이 어떤 돌연변이에 가장 잘 작동하는지 결정할 수 있습니다. "CF 약품은 환자의 일부분에서만 작동합니다."현재 UCLA에서 전기 공학 조교수 인 Emaminejad는 말했다. "마약 성 땀 센서를 임상 약물 검사의 사람들과 함께 사용하는 경우 상상해보십시오. 마약에 대한 반응으로 염소 이온이 어떻게 올라가고 내려가는지에 대한 더 나은 통찰력을 얻을 수 있습니다."

이 연구에서 연구팀은 또한 혈당치에 해당하는 땀의 포도당 수치를 측정하여 당뇨병 및 당뇨병 전염 여부를 모니터링하는 데 잠재적으로 유용한 기기로 만들었습니다. 그러나이 기술은 또한 나트륨 및 칼륨 이온과 젖산염과 같은 땀의 다른 분자 성분을 측정하는 데 사용될 수 있습니다. 이 플랫폼은 땀에서 발견되는 거의 모든 것을 측정하는 데 사용할 수 있습니다.

"땀은 착용 할 수있는 응용 프로그램과 풍부한 정보 소스에 상당히 적합합니다."데이비스의 말입니다.

팀은 현재 땀 센서 판독 값과 건강 간의 상관 관계를 찾기 위해 대규모 임상 연구를하고 있습니다. Emaminejad는 "장기적으로는 광범위한 인구 모니터링을 위해 스마트 시계 형식으로 통합하고자합니다.

정밀 건강 및 지속적인 모니터링

착용 형 땀 센서를 통해 환자가 치료에 반응하는 방식을 보거나 치료를 준수 하는지를 자주 모니터링 할 수 있다고 Milla는 말했습니다. "당뇨병 환자가 포도당을 감시하기 위해 진료소에 와야하는 옛날과 같았습니다. 진정한 혁명은 사람들이 손을 직접 잡을 때였으며 요즘에는 지속적인 모니터로도 할 수 있습니다."

맞춤 의학의 중요한 요소는 각 개인에 대한 정상적인 가치와 변동성의 기준선을 수립하는 것입니다. "우리가 기기를 테스트 할 때, 사람들은 다른 땀 프로파일을 가지고 있다는 것을 알게되었고, 따라서 우리는 적절하게 보정해야한다는 것을 보여주었습니다."라고 Emaminejad는 말했습니다. 연구진이 장기 모니터링을 통해 개인화 된 기준선을 결정하면 건강 상태의 변화를 확인할 수 있다고 그는 말했다.

Davis는 착용 식 땀 센서를 사용하여 두 가지 큰 문제를 안고 있습니다. 하나는 재현성 (reproducibility), 즉 일관된 측정치가 동일한 사람의 일상에서 또는 시간별로 얼마나 일관성이 있는지입니다. "같은 사람과 같은 생물학적 조건 하에서도 같은 숫자를 얻나요?"

두 번째는 땀의 분자 구성 요소를 매핑하는 것입니다. 간단히 말해서 신체에 대한 유용한 정보를 제공하기 위해 합리적으로 모니터링 할 수있는 땀에는 무엇이 있습니까? "우리는 지금까지 실제로 측정 할 수있는 것에는 한계가 있습니다. 예를 들어 염소를 측정 할 수 있기 때문에 우리가 사용할 수있는 것이 무엇인지 파악하려고합니다."라고 데이비스는 말했습니다.

그는이 연구가 단순한 장치 개발 이상의 것이라고 강조했다. 그것은 건강을 이해하는 새로운 방법입니다. 지속적인 모니터링과 개별 건강 조치에 대한 더 나은 이해에 달려 있습니다. 그것은 개인과 인구 모두에서 주요 질병을 예방하는 데 도움이 될 수있는 접근 방법입니다.

Davis는 그것을 이것을 유행병 대책의 한 방법으로 본다. "예를 들어, 내가 바이러스 감염으로 넘어 가고 있고 알람이 울리고 '바이러스 감염으로 인해 내려오고있다'고 말할 수 있다면 집에 가서 결정을 내리지 않을 것입니다. 그것은 나에 관한 것이 아니라 모든 동료들에 관한 것입니다. " 모든 사람들이 그렇게했다면 질병이 그렇게 빨리 전파되지 않을 것이라고 그는 말합니다.

그는 "유행성 독감을 막을 수 있다면 죽을 수도있다"고 덧붙였다.

이 연구는 스탠포드 의학이 정밀 건강에 초점을 둔 사례 중 하나입니다. 그 목적은 건강 상태의 질병을 예상하고 예방하며 질병에 걸린 질병을 정확하게 진단하고 치료하는 것입니다.

논문:2017 년 4 월 17 일 온라인으로 발행 된 Carlos Milla 외, Proceeding of the National Academy of Sciences, doi:10.1073 / pnas.1701740114, 완전히 통합 된 착용 식 플랫폼을 사용한 낭포 성 섬유증과 포도당 모니터링에 적용된 자발적 땀 추출 및 분석.