211service.com
Upptäcka astmairriterande ämnen
Forskare vid Georgia Tech Research Institute (GTRI) i Atlanta har utvecklat ett bärbart sensorsystem för att övervaka luftkvaliteten för personer som lider av astma. Enheten är en kombination av sensorer som mäter nivån av kemikalier i luften som tros orsaka astmaanfall, såsom ozon, flyktiga organiska föreningar och formaldehyd. Den är lätt och tillräckligt liten för att passa i patientens ficka, så exponeringsnivåer kan övervakas kontinuerligt.
Upptäck irriterande ämnen: Mark Jones (ovan) är den ledande ingenjören för utvecklingen av ett sensorsystem (nedan) som mäter fem typer av kemikalier som är kända för att orsaka astmaattacker. Enheten, ungefär lika stor som en stor mobiltelefon, kommer att användas för att kontinuerligt övervaka en persons exponeringsnivåer för att hitta orsaken till attackerna.
Det enda sättet vi kommer att förstå hur miljöfaktorer påverkar astma är om vi kan mäta en persons exponeringar på en daglig basis, säger Charlene Bayer, ledaren för miljöexponerings- och analysgruppen vid GTRI och sensorsystemets huvudutredare. För att göra det behöver vi en enhet som denna som kan hålla många sensorer i en liten, bärbar förpackning.
Uppskattningsvis 20 miljoner amerikaner lider av astma, enligt National Institutes of Health (NIH), och att identifiera utlösare av en attack är för närvarande ett gissningsspel. Det finns ett fåtal enheter på marknaden som mäter en eller två kemikalier, men de är stationära och storleken på en stationär dator, säger Mark Jones, VD för Case Technologies och den ledande ingenjören som utvecklar sensorsystemet.
För närvarande är det enda sättet att kontrollera en astmaanfall med medicinering, eller utlösa undvikande. År 2007 var de totala sjukvårdskostnaderna för astma i USA cirka 19,7 miljarder dollar, enligt NIH.
Forskning har visat att om du kan minska utlösandet av en astmaanfall, kommer du att minska effekten av sjukdomen, säger Mark Millard, chef för Baylor Martha Foster Lung Care Center vid Baylor University Medical Center i Dallas, TX. Det nya sensorsystemet, säger han, försöker verkligen svara på frågan: Vilka är utlösande faktorer för personer med astma?
Enheten är ungefär lika stor som en mobiltelefon och innehåller totalt fem sensorer som mäter olika möjliga astmautlösare: ozon, kvävedioxid, formaldehyd, koldioxid och totalt flyktiga organiska föreningar – bryggningen av kemikalier som släpps ut som gaser från produkter som färger, städmaterial och byggmaterial. Enheten innehåller även temperatur- och luftfuktighetssensorer och en klocka, för att sätta en tidsstämpel på mätningarna. Forskarna använde sensorer som redan fanns på marknaden och höll enheten liten genom att utrusta sensorerna på ett dubbelsidigt kretskort.
Att upprätta en tidslinje är viktigt för reaktioner i sen fas, säger Millard, eftersom reaktioner på föreningar som formaldehyd kan inträffa fyra till sex timmar efter att en patient exponerats. Nu kan vi titta på data och veta att en patient exponerades för många av dessa föreningar och det kan vara utlösande faktor.
För att mäta luftkvaliteten suger en liten motor i enheten in luft genom en inloppsslang. Innan luften passerar över sensorerna möter den ett litet filter som tar bort partiklar, som damm och pollen. Filtrets massa mäts före och efter en provtagningsperiod för att bestämma den totala mängden partiklar. Luften fördelas sedan jämnt över sensorerna.
Det tar cirka 30 sekunder för luften att passera genom enheten och data som ska lagras, och sedan går den i viloläge i ytterligare en minut. På en timme tar det ungefär 50 eller 60 prover, säger Jones.
Enheten kan bäras i upp till 24 timmar innan partikelfiltret behöver bytas ut och minnet på enheten är fullt. Data kan laddas ner från sensorsystemet till en dator.
Millard säger att enheten är unik och innovativ, men att han skulle vilja se dess möjligheter utökade för att mäta tobaksrök. Han skulle också vilja kunna separera partikelmätningarna så att de kan mätas i realtid – en uppgradering som Bayer säger kommer att introduceras när enheten kommersialiseras. Bayer skulle också vilja få mer specifika avläsningar av de olika flyktiga organiska föreningarna.
Vi skulle vilja komma till den punkt där vi kan skjuta in och ut vissa sensorer så att en patient kan rikta in dem mot deras specifika behov, säger Bayer. Astma är en mycket komplicerad sjukdom och det finns ett antal olika luftburna exponeringar som kan förvärra en astmaanfall. Den här tekniken kommer att tillåta oss att hitta källan till exacerbation och förstå hälsoeffekterna, säger hon.
Forskarna vid GTRI för för närvarande samtal med ett hemligt företag för att kommersialisera enheten, säger Bayer. De första målanvändarna kommer att vara astmapatienter men enheten kommer att vara öppen för användning av andra som vill studera miljöexponeringar.