健康

吐き出した息を継続的に監視する新しいスマートマスク

研究者らは、パイロットスタディにおいて、呼気凝縮液（EBC）を継続的に監視するように設計されたマスクベースのデバイスのプロトタイプを開発し、検証しました。 EBCareマスクはKF94マスクに似ており、自己冷却戦略、自動化されたマイクロ流体システム、電気化学センサーアレイ、ワイヤレス読み取り回路を採用していると、カリフォルニア工科大学パサデナ校のWei Gao博士らが報告した。 科学。 従来のスマートマスクとは異なり、EBCare は複数のバイオマーカーを同時にリアルタイムでモニタリングします。 「タンデム冷却と生物にヒントを得たマイクロ流体設計により、効率的なEBCの収集と輸送が保証され、現場での定量分析が可能になります」とガオ氏は語った。 メドページトゥデイ同氏はさらに、「このマスクには高度に選択的な電気化学バイオセンサーが組み込まれており、これまで他のウェアラブル技術ではアクセスできなかった詳細な分子レベルの洞察を提供する能力がさらに強化されている」と付け加えた。 EBC は、可溶性ガスおよび非揮発性バイオマーカーを測定できる非侵襲性の水性マトリックスです。臨床的には、市販のコンデンサーまたは凝縮装置を使用して EBC を収集し、質量分析法または測光アッセイを使用して研究室で分析し、気道の炎症と物質代謝を評価します。 他の EBC 捕捉方法は外部の冷却に依存しており、導入が難しい場合がありますが、EBCare は受動冷却システムを使用して呼気を効果的に冷却します。 「この研究は、特に最近の呼吸器系のパンデミックを踏まえ、包括的な呼吸器モニタリングが極めて重要であるという認識から生まれた」とガオ氏は述べた。 研究者らは、さまざまな実際の状況でEBCareを検証した。パイロット研究には、健康な成人31人、COVID-19から回復したばかりの人12人、喫煙者10人、喘息患者10人、慢性閉塞性肺疾患（COPD）患者9人が含まれていた。 参加者は14時間にわたり、運動、食事、飲酒、事務作業、昼寝などの屋内外の活動を行い、3分間の食事時間を除いてずっとマスクを着用していた。 朝食後、アンモニウム濃度はわずかに減少し、その後増加しました。これらのレベルは、タンパク質を豊富に含む昼食と夕食後にも大幅に上昇しました。アルコール摂取により EBC アルコール濃度が急激に上昇し、そのレベルは血中アルコール濃度に匹敵しました。 気道炎症、特に喘息の患者は対照群よりも亜硝酸塩濃度が高かった（ポ31人におけるEBC亜硝酸塩とFeNO間の相関係数（r=0.795）が有意に高かった。 研究者らは、COPD患者のEBCアンモニウム値の上昇は血清尿素値の上昇を示している可能性があり、EBC pH値の低さは喘息患者の気道酸性化と関係している可能性があると指摘した。 「EBCareは、屋内外のさまざまな活動において、アンモニウム、pH、亜硝酸塩、アルコールなど、さまざまなバイオマーカーを効果的に監視します」とガオ氏は述べた。これは、呼吸器疾患や代謝障害の監視、およびCOVIDのような呼吸器系のパンデミックにも影響を与える可能性がある。アルコール代謝監視機能は、法執行機関や個人によって使用される可能性もあると同氏は付け加えた。 オハイオ州クリーブランドクリニックの総合病院ケア研究所所長ラエド・ドゥイク医学博士は次のように語った。 メドページトゥデイ これまで、EBC を収集する装置はかさばるものであったため、「再現性があり、簡単で、持ち運び可能な単純な方法で呼気凝縮液を収集するというのは、斬新で興味深いことです。」 亜硝酸塩、アルコール、アンモニア、pHを測定する方法は他にもあるが、ガオ氏と彼のチームはEBCでこれらのバイオマーカーを測定できることを実証したと、同氏は指摘した。「シンプルで持ち運び可能な方法で測定できるというコンセプトは素晴らしいと思うが、測定対象は珍しいものではない」とドゥウィーク氏は述べた。 ドゥワイク氏は、EBCare がすぐに臨床応用できるかどうかは不明だが、その可能性は認めている。今後の研究では、このデバイスが診断、監視、フォローアップに役立つかどうか、また他の測定もできるかどうかを見極める必要があるとドゥワイク氏は示唆した。 研究者らはEBCareのバイオマーカーを拡大し、より多くの試験を実施して、多様な集団や環境での使用を検証したいと考えているとガオ氏は述べた。また、手頃な価格で大量生産できるようにデバイスをさらに開発し、統合データ分析の可能性を探りたいと考えている。 レイチェル・ロバートソン MedPage Today の企業および調査チームのライターであり、産婦人科のニュースも担当しています。彼女の印刷物、データ、音声記事は、Everyday…