科学家开发了检测COVID-19引起的早期肺部问题的方法
美国空军研究实验室的科学家正在与密歇根大学和情报高级研究项目活动(IARPA)的研究人员合作,建造和测试一种革命性的化学传感装置,可以检测与COVID-19死亡相关的急性呼吸系统疾病综合征(ARDS)。
在IARPA的高效气相低功率查询分子分析仪(MAEGLIN)项目下,AFRL材料与制造理事会和711人体性能翼的研究人员,以及密歇根大学的科学家们,正在改进现有的基于MAEGLIN小型气相色谱仪(micro-GC)的气体分析系统。
Maeglin计划正在开发超低功耗化学分析系统,用于远程现场检测和爆炸物识别,化学武器通过分析空气样品,工业毒素和污染物,麻醉品和核材料在发生显着的背景和干扰。该便携式系统足够紧凑,以实现各种实际应用,军事和民用。例如,它可以连续和远程监控区域容易发生工业污染或者可以由现场的战争者携带以避免看不见的爆炸物。
现在它还有一个用途:采集COVID-19患者呼出的空气。
该团队很快意识到MAEGLIN项目的气体传感器,它最初是为环境监测,可以修改医疗用。为此,AFRL决定修改项目合同。
“Maeglin计划的目标不是发展医疗设备该实验室研究小组成员罗伯特·贝德福德博士说。“然而,这项技术显示出了医疗应用的前景,我们看到了在全球大流行期间将其用于紧急需求的机会。”
使用呼吸仪,该系统旨在识别痕量气体,可以通过非侵入性使用在最早的阶段中检测ARDS的化学特征。这使得不堪重负的医务人员能够快速,轻松地在24小时内快速识别,而不是使用今天可用的任何其他诊断技术。这种早期检测可以帮助确定哪些患者可能需要呼吸机,通过在之前进行干预来节省生命冠状病毒可以严重损害病人的肺部。
此前,类似设备的初步测试由美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)资助,涉及20名非冠状病毒感染的急性呼吸综合征(ARDS)患者。NIH的装置是一个手提箱大小的气相色谱仪。MAEGLIN装置也使用气相色谱法,但它要小得多,效率更高。由于它使用了MAEGLIN开发的机器学习算法,因此预计它也会更准确。
虽然不是NIH对非冠状病毒急性呼吸综合征患者的检测的一部分,但AFRL目前参与了合同修改后的检测。对MAEGLIN合同的修改花了不到一周的时间,建造了四个原型机。在机构审查委员会方案获得批准后,密歇根大学开始在非军用icu中对COVID-19急性呼吸窘迫综合征患者和健康成人作为对照组进行试验。
当迄今为止询问成功时,Bedford承认这是为时过早的。“这是一项试验。然而,在呼吸分析实验中,通常用于验证其他系统的气相色谱。因此,具有强大的信号分析技术的微GC系统结合起来,以制定非常有前途的方法。”
目前,将在持续的基础上监控该设备的好处和使用方法。
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