作者:Justin Chan 来源:《自然—通讯》 发布时间:2022/2/15 12:35:40
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只需一滴,就知道血凝时间

 

一只手拿手机,一只手往手机摄像头下方的小杯子里滴入血液(模拟)。

  杯子中含有一种启动血液凝结过程的化学物质和一个小铜粒子(图中右上角的长方形蓝色)。 图片来源均为Mark Stone/University of Washington

当人们受伤时,血凝块自然形成以止血。但对于患有某些疾病的人而言,这样的血凝块(血栓)可能会导致中风或心脏病发作。这就是为什么很多人服用抗凝药物,如华法林。

但华法林并不是十全十美的,它要求患者经常接受检测,以确保血液数值在正确的范围内。如需进行检测,患者要么去诊所实验室,要么使用昂贵的家庭检测系统。近日,美国华盛顿大学的研究人员开发了一种新的凝血测试方法。相关论文发表于《自然—通讯》。

该方法十分便捷,只需一滴血、一个智能手机,另外包括一个附件。研究人员表示,新方法符合该领域标准仪器的精度范围。

一个人向杯子中滴入一滴血,杯子中则含有一个小铜粒子和一种启动血液凝结过程的化学物质。然后,智能手机振动后带动杯子,同时摄像头监控粒子的运动。随着血凝块的形成,其速度会减慢,直至停止。

华盛顿大学计算机科学与工程学院教授Shyam Gollakota说:“过去,医生通常手动摇晃血管,并监测血凝块形成所需要的时间。然而,这需要大量血液,因此在家庭环境中使用是不可行的。”

研究小组希望研发出更方便的设备,其类似于家用血糖监测仪对糖尿病患者的工作原理—— 一个人可以刺破手指并检测一滴血。

医生使用两个数值对凝血能力进行排名,即凝血酶原时间测定(PT)和国际标准化比值(INR)。研究人员的算法可以做同样的事。华盛顿大学医学院助理教授Kelly Michaelsen表示,如果家中监测PT/INR水平的患者发现结果超出了理想范围,才需要去看临床医生。

该研究主要作者、华盛顿大学博士生Justin Chan说:“我们首先振动一滴血,并试图监测其表面的波。但用这么少的血,真的很有挑战性。”

为此,研究小组添加了小铜粒子,使运动更容易跟踪。随着血液凝结,粒子从“愉快”地弹跳到不再移动。为了计算PT/INR,手机收集两个时间点,一个是滴入血液时,一个是粒子停止移动时。

研究小组在3种不同类型的血液样本上测试了新方法。首先从血浆开始:华盛顿大学医学中心140名匿名患者的血浆、79名已知有凝血问题的患者的血浆。对于这两种情况,试验结果与商用测试相似。

为了模拟居家人士会经历什么样的情况,研究小组测试了华盛顿大学附属港景医院和医学中心80名匿名病人的全血。该测试得出了在商业测试精度范围内的结果。

目前,研究人员已经公开发布了代码,并正在探索商业化的机会,以及进一步的测试。“在过去的10年里,几乎每一部智能手机都有振动和摄像头。这意味着即使在资源非常有限的地方,有手机的人都可以使用新方法。”Gollakota表示。(来源:中国科学报 王方)

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41467-022-28499-y

 
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