211service.com
Astma-irriterende stoffen detecteren
Onderzoekers bij Georgia Tech Research Institute (GTRI) in Atlanta hebben een draagbaar sensorsysteem ontwikkeld om de luchtkwaliteit van mensen met astma te monitoren. Het apparaat is een combinatie van sensoren die het niveau van chemicaliën in de lucht meten waarvan wordt aangenomen dat ze astma-aanvallen veroorzaken, zoals ozon, vluchtige organische stoffen en formaldehyde. Het is lichtgewicht en klein genoeg om in de zak van een patiënt te passen, zodat de blootstellingsniveaus continu kunnen worden gecontroleerd.
Irriterende stoffen detecteren: Mark Jones (hierboven) is de hoofdingenieur voor de ontwikkeling van een sensorsysteem (hieronder) dat vijf soorten chemicaliën meet waarvan bekend is dat ze astma-aanvallen veroorzaken. Het apparaat, ongeveer zo groot als een grote mobiele telefoon, zal worden gebruikt om continu de blootstellingsniveaus van een persoon te controleren om de oorzaak van aanvallen te vinden.
De enige manier om te begrijpen hoe omgevingsfactoren astma beïnvloeden, is als we de blootstelling van een persoon van dag tot dag kunnen meten, zegt Charlene Bayer, de leider van de Environmental Exposures and Analysis Group bij GTRI en het sensorsysteem. hoofdonderzoeker. Om dit te doen, hebben we een apparaat als dit nodig dat talloze sensoren kan bevatten in een klein, draagbaar pakket.
Naar schatting 20 miljoen Amerikanen lijden aan astma, volgens de Nationale gezondheidsinstituten (NIH), en het identificeren van de triggers van een aanval is momenteel een gokspel. Er zijn een paar apparaten op de markt die een of twee chemicaliën meten, maar ze zijn stationair en zo groot als een desktopcomputer, zegt Mark Jones, de CEO van Case-technologieën en de hoofdingenieur die het sensorsysteem ontwikkelt.
Momenteel is de enige manier om een astma-aanval onder controle te krijgen met medicatie of het vermijden van triggers. In 2007 bedroegen de totale kosten voor de gezondheidszorg van astma in de Verenigde Staten volgens de NIH ongeveer 19,7 miljard dollar.
Onderzoek heeft aangetoond dat als je het uitlokken van een astma-aanval kunt verminderen, je de impact van de ziekte vermindert, zegt Mark Millard, de directeur van de Baylor Martha Foster Lung Care Center in het Baylor Universitair Medisch Centrum in Dallas, TX. Het nieuwe sensorsysteem, zegt hij, probeert echt de vraag te beantwoorden: wat zijn de triggers voor mensen met astma?
Het apparaat is ongeveer zo groot als een mobiele telefoon en bevat in totaal vijf sensoren die verschillende mogelijke astma-triggers meten: ozon, stikstofdioxide, formaldehyde, koolstofdioxide en totale vluchtige organische stoffen - het brouwsel van chemicaliën die worden uitgestoten als gassen uit producten zoals verf, schoonmaakmiddelen en bouwmaterialen. Het apparaat bevat ook temperatuur- en vochtigheidssensoren en een klok om een tijdstempel op de metingen te zetten. De onderzoekers gebruikten sensoren die al op de markt waren en hielden het apparaat klein door de sensoren uit te rusten op een dubbelzijdige printplaat.
Het vaststellen van een tijdlijn is belangrijk voor reacties in de late fase, zegt Millard, omdat reacties op verbindingen zoals formaldehyde vier tot zes uur na blootstelling van een patiënt kunnen plaatsvinden. Nu kunnen we naar de gegevens kijken en weten dat een patiënt aan veel van die verbindingen is blootgesteld en dat kan de trigger zijn.
Om de luchtkwaliteit te meten, zuigt een kleine motor in het apparaat lucht aan via een aanzuigslang. Voordat de lucht over de sensoren gaat, komt deze een klein filter tegen dat deeltjes, zoals stof en pollen, verwijdert. De massa van het filter wordt gemeten voor en na een bemonsteringsperiode om de totale hoeveelheid deeltjes te bepalen. De lucht wordt dan gelijkmatig over de sensoren verdeeld.
Het duurt ongeveer 30 seconden voordat de lucht door het apparaat is gegaan en de gegevens zijn opgeslagen, en daarna gaat het nog een minuut slapen. In een uur zijn er ongeveer 50 of 60 monsters nodig, zegt Jones.
Het apparaat kan maximaal 24 uur worden gedragen voordat het roetfilter moet worden vervangen en het geheugen op het apparaat vol is. De gegevens kunnen vanuit het sensorsysteem worden gedownload naar een computer.
Millard zegt dat het apparaat uniek en innovatief is, maar dat hij graag zou zien dat de mogelijkheden ervan worden uitgebreid om tabaksrook te meten. Hij zou ook graag de deeltjesmetingen kunnen scheiden, zodat ze in realtime kunnen worden gemeten - een upgrade die volgens Bayer zal worden geïntroduceerd zodra het apparaat op de markt is. Bayer zou ook graag meer specifieke metingen krijgen over de verschillende vluchtige organische stoffen.
We willen graag zover komen dat we bepaalde sensoren kunnen in- en uitklappen, zodat een patiënt het op hun specifieke behoeften kan richten, zegt Bayer. Astma is een zeer gecompliceerde ziekte en er zijn een aantal verschillende blootstellingen via de lucht die een astma-aanval kunnen verergeren. Met deze technologie kunnen we de bron van exacerbatie vinden en de gevolgen voor de gezondheid begrijpen, zegt ze.
De onderzoekers van GTRI zijn momenteel in gesprek met een niet nader genoemd bedrijf om het apparaat te commercialiseren, zegt Bayer. De eerste doelgebruikers zullen astmapatiënten zijn, maar het apparaat zal openstaan voor gebruik door anderen die milieublootstelling willen bestuderen.