快速、准确的诊断疟疾对于挽救生命是非常必须的。但是,快速诊断,尤其是在偏远地区,通常是不可能的。现有诊断方法通常较耗时且需精密仪器和较高的镜检分析技术。光学协会开放数据源杂志Biomedical Optical Express报道,一种新型成像系统可更便捷、快速、精确的诊断这一致死性疾病。
由国际研究者组成的研究小组研发了一种应用“斑点成像”的新系统,该技术是”一种可以区分激光束照射在健康和感染红细胞膜表面差异的光学感应技术”。通过将随机散射光点(斑点)与来自多重影像建立的光点进行比较,可发现疟疾感染细胞存在特定的统计学特征。该研究小组将其初步研究结果,包括25个细胞样本(12例来自健康人,13例来自感染患者)发表于Biomedical Optics Express。
本研究的负责人,意大利Trieste国立研究院材料技术研究所的研究员Dan Cojoc博士谈到,“急需一种新型诊断工具。通过快速、便携、廉价和准确的诊断工具,医生可以做出可信的诊断并给予快速正确的治疗。”
根据研究者所述,这种及时的诊断使挽救生命治疗的成功率最大化。并且,其亦降低了给与不当治疗的可能性,这些将有助于对抗不断增加的疟疾耐药问题。
疟疾常见于蚊子肆虐的温湿气候区。其每年导致1百万人死亡,其中多数为非洲儿童。
快速诊断途径
目前疟疾诊断的金标准是血涂片吉姆萨染色,通过光学显微镜确定血液样本中不同型别疟原虫的感染。这需要经过专业训练的医务人员通过寄生虫的生活史以及其在血流中的密度发现寄生虫感染的迹象。
为了建立一种更有效的检测方法,Cojoc研究小组的生物物理研究者与来自以色列和西班牙的疟疾专家合作。他们一起建立了斑点成像,该技术可以建立具有统计学意义的图片,这可作为一种改善疟疾诊断的新方法。其之所以被称为斑点因为光波样能力想波联合时一样明亮,并随消失而消退。研究结果具有独特的斑点类型。
研究者所用的特殊技术被称为继发斑点敏感显微镜。通过将这种成像技术应用于一个自动高通量系统中,研究者可在30分钟内获得结果。该系统可获得较高准确率的结果且操作员无需经过专业的培训,亦无需医院实验室具有较先进的设备。目前在多数非洲医学中心诊断该病的常规时间为8-10小时。
斑点到画出清晰的图像
继发斑点敏感显微镜应用有一定角度的激光束画出红细胞的图像。根据细胞“热震动和细胞膜运动”(本特征在健康和疾病状态会有所不同)其可以画出一张随时间变化的斑点类型。可通过显微镜观察斑点类型并通过高速成像记录于相机中。应用两种自动分析方法“Fuzzy logic”和“主要成分分析”,科学家筛选出一系列斑点参数,精确描述红细胞膜以及其闪烁运动的变化。科学家随后通过比较健康人和疾病细胞斑点类型的统计相关性做出判断。
虽然这一前临床研究是令人兴奋的,但是调查者指出,尚需对结果进行进一步验证并对技术加以改进。如获得阳性结果,将最早于2013年开展这种新方法的现场试验或临床试验。
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