Nyt prototyyppien kehittämisessä, SmartCap on uuden sukupolven diagnostiikkatyökalu, joka korjaa 20-vuotisen langattoman kapselin endoskopiatekniikan puutteet, joita tällä hetkellä käytetään ruoansulatuskanavan pahanlaatuisten kasvainten ja verenvuotojen havaitsemiseen.
SmartCap pystyy tuottamaan sijaintikohtaisia tietoja kasvaimista ja verenvuodoista, mikä parantaa diagnoosin tarkkuutta.
Wahidin tiimin kehittämän ainutlaatuisen seurantajärjestelmän avulla lääkärit pystyvät jäljittämään tarkasti koko älykapselin suolomatkan pienien langattomien "älykkäiden" biosensorien ansiosta, jotka havaitsevat ja analysoivat kohdennetut biomarkkerit (taudin indikaattorit) ja kommunikoivat ulkoisten laitteiden, kuten tietokoneen, kanssa.
"Tämä uusi työkalu voi kaksinkertaistaa ruoansulatuskanavan syövän eloonjäämisen maailmanlaajuisesti, "sanoi Wahid, sähkö- ja tietotekniikan professori USask College of Engineeringissa. "Tämä on ensimmäinen täysin jäljitettävä" älykäs "pilleri kohdennettuun endoskopiaan (ei-kirurginen tapa katsoa kehon sisälle), joka voidaan räätälöidä potilaalle."
Maailman terveysjärjestön arvion mukaan vuonna 2018 oli 4,6 miljoonaa uutta ruoansulatuskanavan syöpää ja 3,3 miljoonaa siihen liittyvää kuolemaa. Noin kaksi kolmasosaa näistä syövistä havaitaan pitkälle edenneessä vaiheessa, mutta aiemmilla diagnooseilla ja hoidolla potilaiden eloonjäämisaste lähes kaksinkertaistuu 83 prosenttiin.
New Frontiers in Research -ohjelma yhdistää tieteenaloja ei-perinteisillä tavoilla tutkimaan uusia suuntauksia, jotka ylittävät tutkimuksen rajat ja joilla on merkittäviä vaikutuksia, "
Professori Wahidin johdolla Tämä jännittävä biolääketieteen suunnitteluhanke parantaa syövän diagnosointia hyödyntää lahjakkaiden tutkijoidemme innovatiivista ja laaja-alaista asiantuntemusta, Parannamme panostamme suurten terveyshaasteiden ratkaisemiseen maailmanlaajuisesti. "
Karen Chad, Tutkimusjohtaja, USask College of Engineering
Ryhmässä on myös apulaistutkija Kiven Lukong, biokemian apulaisprofessori, mikrobiologia ja immunologia, ja Paul Babyn, lääketieteellisen kuvantamisen professori, sekä lääketieteen yliopistossa, samoin kuin Francis Bui, sähkö- ja tietotekniikan dosentti. Svetlana Yanushkevich, Calgaryn yliopisto, tekoälyn asiantuntija, tekee yhteistyötä projektin parissa.
Vaikka pieniä kameroita käyttävä langaton kapselitekniikka on tällä hetkellä ainoa vaihtoehto kuvien ottamiseen 3–10 metrin pituisen ohutsuolen sisällä, nykyisiä laitteita ei voida seurata suolen tarkasti, tekee lääkäreiden mahdottomaksi määrittää syövän paikan, polyyppi, tai verenvuoto.
Ohutsuolen tahattomat liikkeet vaikeuttavat edelleen kapselin etenemisen määrittämistä.
"Se on kuin yrittäisi seurata jotain pimeässä ilman viitepistettä, tai joissa itse referenssipisteet liikkuvat jatkuvasti, "sanoi Wahid." Siksi langattoman kapselitekniikan laitteisto- ja lokalisointipuolella ei ole tapahtunut muutoksia 20 vuoteen, vaikka kuvanlaatu on langaton siirto, diagnostiikkatyökalut, ja ohjelmistot ovat parantuneet. "
SmartCapia suunniteltaessa Wahidin tiimi käyttää "lab-on-a-chip" -lähestymistapaa-integroi useita laboratoriotoimintoja, mukaan lukien verinäytteen analysointi yhdelle sirulle.
Yli kaksi kertaa enemmän akkuvirtaa kuin perinteiset langattomat kapselit, SmartCapin 24 tunnin akkuvirta mahdollistaa havaitsemisen suolen matkan loppuun asti, parempia tuloksia pienitehoisten fluoresenssianturien ansiosta, monispektriset valoanturit, ja lokalisointitekniikka-kaikki kehitetään Wahidin laboratoriossa.
Sisäänrakennetut fluoresenssianturit havaitsevat potilaalle ruiskutettujen erityisten väriaineiden hehkun sitoutumaan tiettyihin syöpäsoluihin, syövän ja sen sijainnin tunnistaminen reaaliajassa. Monispektrinen anturiryhmä määrittää kapselin loven läpi kulkevan veren hemoglobiinipitoisuuden ja happisaturaation analysoimalla veren värin, osoittaa, onko verenvuoto aktiivinen, krooninen, tai hyytymä. Syväoppimisen tekoälytekniikoita käytetään parantamaan tarkkuutta.
Kapselin sivuseiniin kiinnitetyt pienet kuva-anturit ja "digitaalinen kuvan korrelaatiotekniikka"-lainattu tekniikasta, jota käytetään optisessa tietokonehiirissä sen liikkeen korreloimiseksi kohdistimen kanssa-seuraavat kapselia reaaliajassa. Pieni yksikkö nopeuden ja kapselin suunnan mittaamiseksi tarjoaa tietoja, jotka auttavat paikantamaan kasvaimen.
Mahdollisten väärien positiivisten tulosten poistamiseksi integroitu pieni vakiokamera, mutta pysyy enimmäkseen lepotilassa, aktivoitu vain, jos AI -siru epäilee pahanlaatuisuutta.
Tiimi on hakenut monispektrisen matriisin patentointia, ja aikoo seurata esimerkkiä fluoresenssin havaitsemis- ja lokalisointitekniikoilla, sekä itse SmartCap.
"Jos tämä onnistuu, voit käyttää tätä tekniikkaa monissa muissa nielaistavissa antureissa ja implantteissa, jopa mukauttaa sitä maanalaiseen kaivostoimintaan ja poraukseen, tai öljyteollisuudessa putkilinjan vuotojen havaitsemiseksi ja paikallistamiseksi, "sanoi Wahid, joka odottaa saavansa SmartCap -prototyypin valmiiksi kahden vuoden kuluttua.
Seuraava askel on löytää teollisuuskumppani investoidakseen uuden tuotteen tuomiseen langattomien kapselien endoskopiamarkkinoille, joiden odotetaan nousevan 650 miljoonaan dollariin tänä vuonna ja kasvavan nopeasti maailman väestön ikääntymisen myötä.
Peniksen mikrobiomi on bakteeri-vaginosis-bakteerien säiliö
Elinsirutekniikka parantaa suoliston tutkimusta yksilölliseen lääketieteeseen
Hapan pH parantaa SARS-CoV-2-infektiota säätelemällä ACE2-reseptoria
Punkit kantavat nyt useita sairauksia,
Probiootit voivat tarjota terapeuttisia etuja biopolaarisille potilaille
Muinaiset kädellisten mikrobiomit voivat antaa enemmän tietoa ihmisen kehityksestä
Tyypin 1 diabetes liittyy suoliston mikrobiomiin ja geneettisiin tekijöihin
Ruotsin Lingköpingin yliopiston ja Floridan yliopiston uusi tutkimus on paljastanut, että lasten suolistomikrobiomi, jolla on suuri geneettinen riski sairastua tyypin 1 diabetekseen, eroaa selvästi la
Välimeren ruokavalio edistää tervettä ikääntymistä terveemmällä suoliston mikrobiomilla
Uusi tutkimus julkaistiin verkossa lehdessä Gut raportoi helmikuussa 2020 hämmästyttäviä terveyttä edistäviä vaikutuksia, kun siirtyminen Välimeren ruokavalioon vain vuodeksi. Tulokset johtuivat ter
Punaisen lihan vaihtaminen kasviperäisiin lihavaihtoehtoihin vähentää sydän- ja verisuonitautien riskiä
Sydän- ja verisuonitaudit ovat kattava termi, jota käytetään määrittämään sydämeen ja verisuoniin vaikuttavat tilat, ja se liittyy yleensä rasvakertymien kertymiseen ja kohonneeseen verihyytymien risk