تقنيات جديدة لاختبارات الدم

جيل جديد من التحاليل المطورة لقطرات من الأوعية الشعرية

تقنيات جديدة لاختبارات الدم
TT

تقنيات جديدة لاختبارات الدم

تقنيات جديدة لاختبارات الدم

لا تزال كارثة «ثيرانوس» الشهيرة تلقي بظلّها الثقيل على تقنيات فحوص الدم الناشئة، بعد ادّعاء تلك الشركة كذباً أنّ جهازها الثوري يصلح لإجراء تحاليل دم معقّدة باستخدام بضع قطرات من دم المريض... وانتهاء الأمر بسجن مؤسستها إليزابيث هولمز لمدّة 11 عاماً.

جيل جديد من تحاليل الدم

ولكن شركة توريد الأدوات الطبية والتشخيص «بيكتون ديكنسون» الكبرى، التي أمضت 75 عاماً من الابتكارات ومنها مثلاً مجموعة اختبار فيروس «كوفيد» المنزلية التي طوّرتها في أوجّ الجائحة، تدّعي اليوم قيادة لواء الجيل التالي من تحاليل الدم. وتزعم الشركة أن تقنيتها الجديدة تتيح إجراء فحوص الدم في مواقع محلية كالصيدليات باستخدام بضع نقاط من الدم. وكانت الشركة قد صرّحت في مقابلة مع مجلّة «فاست كومباني» بأنّها حازت التصاريح التنظيمية المطلوبة من إدارة الغذاء والدواء الأميركية، ووقّعت الشراكات الدوائية الأساسية، ما يؤكّد أن تقنيتها الجديدة ليست مجرّد «قنبلة دخان».

حصلت شركة «بيكتون ديكنسون» في أواخر العام الماضي على تصريح إدارة الغذاء والدواء لجهازين جديدين لسحب الدم من نظامها الجديد «ميني درو» BD MiniDraw Capillary Blood Collection System لسحب الدم من الأوعية الشعرية. وكما يوحي اسم النظام، يسحب الجهازان الدم على مستوى شعري بدل استخدام الأنابيب الكبيرة التقليدية التي تسحب الدم من الشرايين – ويستطيعان إجراء عددٍ من التحاليل الكيميائية والجزيئية باستخدام 16 إلى 18 قطرة، بحسب دايف هيكي، رئيس قسم علوم الحياة في الشركة.

جهازا "ميني درو" لسحب قطرات الدم

صحيحٌ أنّ التقنية بحدّ ذاتها تستحقّ الاهتمام نظراً ليسر استخدامها، إلا أنّ مفاعليها البعيدة تتجلّى في توسيع نطاق الوصول إلى المعلومات الطبية الضرورية الموجودة في أوردة المريض؛ إذ تتيح التقنية مثلاً للصيدلي إجراء سحوبات دم عادية محلياً، بدل الاضطرار للاستعانة بممرّض مدرَّب أو خبير في سحب الدم في مختبر أو مستشفى.

وخلال مقابلة مع «فاست كومباني»، كشف دايف هيكي عن أنّه جرّب النظام الجديد، وقال إنه «بسيط وسهل الاستخدام. لم أشعر بالألم قط – تستخدم التقنية مشرطاً خاصاً يأتي مع الجهاز. ولكنّ أهمّ ما في الموضوع كان وجودي في موقعٍ غير متخصص، وسحب ما لا يزيد على 15 - 16 قطرة دم في بضع دقائق».

وشرح هيكي أنّ «الجهازين يُستخدمان في الوقت الحالي لإجراء تحاليل بسيطة نسبياً تتطلّب سحب كمية طفيفة من الدم للفحوصات الدهنية، وعددٍ من التحاليل الكيميائية، وفحوصات الهيموغلوبين. وضعنا هذه التحاليل في رأس أولوياتنا لأنّها بالطبع الأكثر شيوعاً».

وتعمل «بيكتون ديكنسون» وشركاؤها على تطوير التقنية لتشمل فحوصات جزيئية أكثر تعقيداً تعتمد على تقنيات مقاومة التخثر قد تساعد في إجراء تحاليل غير تدخلية لأمراض كالسرطان. وصرّحت الشركة بأنّ هذه الفحوصات لا تزال قيد التطور وأنه لا يوجد جدول زمني أكيد لإنجازها.

أجهزة للتحاليل الكيميائية والجزيئية لقطرات الدم تستخدم في الصيدليات

اختبارات منزلية

ترتكز رؤية «بيكتون ديكنسون» البعيدة المدى في الولايات المتحدة والعالم على توسيع نطاق تحليل الدم وما قد تعنيه هذه التوسعة للصحّة العامّة. على سبيل المثال، غيّرت الجائحة وانتشار التطبيب عن بُعد ديناميات التشخيص، إذ لم يعد المرضى يرغبون في زيارة المنشآت الصحية أو المختبرات، ولا الانتظار لأيّام أو أسابيع للحصول على تحديثات أساسية حول أمراضهم المزمنة أو المخاطر الصحية المباشرة.

وكشف هيكي عن أنّ «أكثر من 70 في المائة من القرارات الطبية تُتخذ بناء على نتائج الفحوصات المخبرية. ومع ذلك، لا يزال الكثيرون اليوم عاجزين عن الوصول إلى هذه السوق التي تتجاوز قيمتها ملياري دولار سنوياً».

دخلت «بيكتون ديكنسون» في شراكة مع «بابسون دياغنوستيكس» في أوستن، تكساس، لدعم جهودها الأولية في تقنية «ميني درو». بموجب هذه الشراكة، تُستخدم تقنيات «بابسون» للتشخيص عن طريق الدم لتحضير نماذج الفحوص، على أن تنشر الشركتان خدماتهما في الصيدليات في وقتٍ لاحقٍ من هذا العام.

وأشار هيكي إلى أنّ تقنية شركته الجديدة تمثّل فرصاً إضافية على مستوى العالم، لافتاً إلى أنّ القدرة على إجراء فحص نقص المناعة البشرية في المنزل في الدول النامية بدل التصادم مع المحرمات المجتمعية في المنشآت الصحية، سيُحدث تغييراً جذرياً في هذا المجال.

ويختم هيكي قائلاً: «عندما ننظر إلى سرعة تبدّل توقعات المرضى والتطبيب عن بعد، والكوفيد، والاختبارات المنزلية، والتحاليل المخصصة للتشخيص المنزلي، لا نرى فرقاً بينها وبين سحب عينات الدم. أعتقد أنّ المرضى سيرغبون في الحصول باستمرار على مزيد من التجارب المحسنة والوصول إلى الخدمات الطبية في منازلهم».

* مجلّة «فاست كومباني»، خدمات «تريبيون ميديا»


مقالات ذات صلة

أطعمة تقلل من خطر الإصابة بـ14 نوعاً مختلفاً من السرطان

صحتك استهلاك الأطعمة التي تحتوي على «أوميغا 3» و«أوميغا 6» مثل الأسماك الزيتية يقلل معدل خطر الإصابة بالسرطان (جمعية الصيادين الاسكوتلنديين)

أطعمة تقلل من خطر الإصابة بـ14 نوعاً مختلفاً من السرطان

وجدت دراسة أن استهلاك «أوميغا 3» و«أوميغا 6»، وهي الأحماض الدهنية التي توجد في الأطعمة النباتية والأسماك الزيتية، قد يؤثر على معدل خطر الإصابة بالسرطان.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
يوميات الشرق الغضب لا يزال يشكل حافزاً مهماً للنجاح في العالم الحديث (رويترز)

الأشخاص الغاضبون «أكثر ميلاً للنجاح»... كيف؟

كشف أحد علماء الأعصاب أن الأشخاص الغاضبين أكثر ميلاً للنجاح، وقال الدكتور جاي ليشزينر إن الشعور بالغضب قد يكون «محركاً مهماً» للنجاح في العالم الحديث.

«الشرق الأوسط» (لندن)
العالم صورة تحت المجهر الإلكتروني والتي قدمها المعهد الوطني للحساسية والأمراض المعدية في عام 2024 لجزيئات فيروس جدري القردة باللون البرتقالي الموجودة داخل الخلايا المصابة باللون الأخضر (أ.ب)

كندا ترصد أول إصابة بسلالة فرعية من جدري القردة

أكدت وكالة الصحة العامة الكندية أمس (الجمعة) رصد أول حالة إصابة بالسلالة الفرعية 1 من جدري القردة في كندا لدى شخص في مانيتوبا.

«الشرق الأوسط» (مونتريال)
المشرق العربي فلسطيني يحمل طفلة صغيرة مصابة داخل مستشفى كمال عدوان في قطاع غزة (أ.ف.ب)

وزارة الصحة: كل مستشفيات غزة ستتوقف عن العمل خلال 48 ساعة

حذرت وزارة الصحة في قطاع غزة من توقف جميع مستشفيات القطاع عن العمل أو تقليص خدماتها خلال 48 ساعة بسبب نقص الوقود، إذ ترفض إسرائيل دخوله للقطاع.

«الشرق الأوسط» (غزة)
صحتك سمنة البطن مع وزن طبيعي للجسم... مشكلة صحية تستدعي الاهتمام

سمنة البطن مع وزن طبيعي للجسم... مشكلة صحية تستدعي الاهتمام

تعتمد الأوساط الطبية بالعموم في تحديد «مقدار وزن الجسم» على عدد الكيلوغرامات بوصفه «رقماً»

د. حسن محمد صندقجي (الرياض)

ذكاء اصطناعي «شديد الحساسية للرائحة» يكتشف المصنوعات المقلَّدة

ذكاء اصطناعي «شديد الحساسية للرائحة» يكتشف المصنوعات المقلَّدة
TT

ذكاء اصطناعي «شديد الحساسية للرائحة» يكتشف المصنوعات المقلَّدة

ذكاء اصطناعي «شديد الحساسية للرائحة» يكتشف المصنوعات المقلَّدة

ابتكر أليكس ويلشكو، مؤسس شركة الذكاء الاصطناعي «أوسمو»، وفريقه نسخة «ألفا» من جهاز خيالي بحجم حقيبة الظهر مزودة بمستشعر شمّ يستخدم الذكاء الاصطناعي لتحديد المنتجات المقلدة من خلال تحليل تركيبها الكيميائي.

وأقامت شركة «أوسمو» (Osmo) شراكة مع منصات إعادة بيع الأحذية الرياضية لإظهار أن اختبار الشم عالي التقنية قادر على تحديد المنتجات المزيفة بدرجة عالية من الدقة.

الجزيئات المتطايرة تحدد الرائحة

كل شيء في العالم له رائحة، من الملابس إلى السيارات إلى جسمك. هذه الروائح هي جزيئات متطايرة، أو كيمياء «تطير» من تلك الأشياء وتصل إلى أنوفنا لتخبرنا بالأشياء. ويختبر الإنسان ذلك بوعي ووضوح عندما يكون هناك شيء جديد قرب أنفه، مثل شم سيارة جديدة أو زوج من الأحذية الرياضية. لكن حتى عندما لا تلاحظ الروائح، فإن الجزيئات موجودة دائماً.

رائحة المنتجات المقلَّدة

الأحذية المقلدة لها رائحة مختلفة عن الأحذية الحقيقية. إذ لا تختلف الأحذية الرياضية الأصلية والمقلدة في المواد، فحسب، لكن في التركيب الكيميائي. حتى الآن، اعتمدت شركات مثل «استوكس» (StockX) على اختبارات الشم البشري والفحص البصري لتمييز الأصالة - وهي عملية تتطلب عمالة مكثفة ومكلفة. وتهدف التقنية الجديدة إلى تبسيط العملية.

خريطة تحليل الفوارق اللونية

تدريب الذكاء الاصطناعي على الاختلافات الجزيئية

ووفقاً لويلشكو، درَّب فريقه «الذكاء الاصطناعي باستخدام أجهزة استشعار شديدة الحساسية للتمييز بين هذه الاختلافات الجزيئية».

وستغير هذه التكنولوجيا كيفية إجراء عمليات التحقق من الأصالة في الصناعات التي تعتمد تقليدياً على التفتيش اليدوي والحدس. وتهدف إلى رقمنة هذه العملية، وإضافة الاتساق والسرعة والدقة.

20 ثانية للتمييز بين المزيف والحقيقي

ويضيف أن آلة «أوسمو» تستغرق الآن نحو 20 ثانية للتمييز بين المنتج المزيف والحقيقي. وقريباً، كما يقول، ستقل الفترة إلى خمس ثوانٍ فقط. وفي النهاية، ستكون فورية تقريباً.

تم بناء أساس التقنية على سنوات من العمل المخبري باستخدام أجهزة استشعار شديدة الحساسية، كما يصفها ويلشكو، «بحجم غسالة الأطباق»، ويضيف: «تم تصميم أجهزة الاستشعار هذه لتكون حساسة مثل أنف الكلب، وقادرة على اكتشاف أضعف البصمات الكيميائية».

وتعمل هذه المستشعرات على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع، وتجمع باستمرار البيانات حول التركيب الكيميائي لكل شيء من البرقوق والخوخ إلى المنتجات المصنعة»، كما يوضح ويلشكو.

خريطة الرائحة الرئيسية

تشكل البيانات التي تم جمعها العمود الفقري لعملية تدريب الذكاء الاصطناعي الخاصة بالشركة، والتي تساعد في إنشاء فهم عالي الدقة للروائح المختلفة ومنحها موقعاً في نظام إحداثيات يسمى خريطة الرائحة الرئيسية.

إذا كنت على دراية بكيفية ترميز ألوان الصورة في الصور الرقمية، فان الطريقة تعمل بشكل مماثل. إذ تقريباً، يتوافق لون البكسل مع مكان على خريطة RGB، وهي نقطة في مساحة ثلاثية الأبعاد بها إحداثيات حمراء وخضراء وزرقاء.

تعمل خريطة الرائحة الرئيسية بشكل مشابه، باستثناء أن الإحداثيات في تلك المساحة تتنبأ بكيفية ورود رائحة مجموعات معينة من الجزيئات في العالم الحقيقي. يقول ويلشكو إن هذه الخريطة هي الصلصة السرية لشركة «أوسمو» لجعل الاختبار ممكناً في الوحدات المحمولة ذات أجهزة استشعار ذات دقة أقل وحساسة تقريباً مثل أنف الإنسان.

من المختبر إلى الأدوات اليومية

يقول ويلشكو إنه في حين أن أجهزة الاستشعار المحمولة أقل حساسية من وحدات المختبر، فإن البيانات المكثفة التي يتم جمعها باستخدام أجهزة الاستشعار عالية الدقة تجعل من الممكن إجراء اكتشاف فعال للرائحة. مثل الذكاء الاصطناعي لقياس الصورة القادر على استنتاج محتويات الصورة لإنشاء نسخة بدقة أعلى بناءً على مليارات الصور من نموذجه المدرب، فإن هذا يحدث بالطريقة نفسها مع الرائحة. تعدّ هذه القدرة على التكيف أمراً بالغ الأهمية للتطبيقات في العالم الحقيقي، حيث لا يكون نشر جهاز بحجم المختبر ممكناً.

من جهته، يشير روهينتون ميهتا، نائب الرئيس الأول للأجهزة والتصنيع في «أوسمو»، إلى أن مفتاح عملية التعريف لا يتعلق كثيراً بالروائح التي يمكننا إدراكها، لكن بالتركيب الكيميائي للكائن أو الشيء، وما يكمن تحته. ويقول: «الكثير من الأشياء التي نريد البحث عنها والتحقق من صحتها قد لا يكون لها حتى رائحة محسوسة. الأمر أشبه بمحاولة تحليل التركيب الكيميائي».

وهو يصف اختباراً تجريبياً أجرته الشركة مؤخراً مع شركة إعادة بيع أحذية رياضية كبيرة حقق معدل نجاح يزيد على 95 في المائة في التمييز بين الأحذية المزيفة والأحذية الحقيقية.

إلا أن الطريقة لا تعمل إلا مع الأشياء ذات الحجم الكبير، في الوقت الحالي. ولا يمكن للتكنولوجيا التحقق من صحة الأشياء النادرة جداً التي تم صنع ثلاثة منها فقط، مثلاً.

هذا لأنه، كما أخبرني ويلشكو، يتعلم الذكاء الاصطناعي باستخدام البيانات. لكي يتعلم رائحة طراز جديد معين من الأحذية، تحتاج إلى إعطائه نحو 10 أزواج من الأحذية الرياضية الحقيقية. في بعض الأحيان، تكون رائحة البصمة خافتة لدرجة أنه سيحتاج إلى 50 حذاءً رياضياً أصلياً ليتعلم الطراز الجديد.

خلق روائح جديدة

لا يشم مختبر «أوسمو» الأشياء التي صنعها آخرون فحسب، بل يخلق أيضاً روائح جديدة داخل الشركة باستخدام أنظمة الذكاء الاصطناعي والروبوتات نفسها. أظهر علماء الشركة كيف يعمل هذا بطريقة عملية خلال تجربة أطلقوا عليها اسم مشروع نقل الرائحة. لقد التقطوا رائحة باستخدام مطياف الكتلة للتفريق اللوني الغازي (GCMS)، الذي يحللها إلى مكوناتها الجزيئية ويحمل البيانات إلى السحابة. أصبحت هذه البيانات الملتقطة إحداثيات على خريطة الرائحة الرئيسية. بمجرد رسم الخريطة، يتم توجيه روبوت التركيب في مكان آخر لخلط عناصر مختلفة وفقاً لوصفة الرائحة، وإعادة إنشاء الرائحة الأصلية بشكل فعال.

رائحة مصنّعة لتعريف المنتجات

باستخدام تقنية تصنيع الرائحة نفسها، يتخيل ويلشكو أن «أوسمو» يمكن أن تدمج جزيئات عديمة الرائحة مباشرة في المنتجات بصفتها معرفاتٍ فريدة؛ مما يخلق توقيعاً غير مرئي لن يكون لدى المزورين أي طريقة لاكتشافه أو تكراره. فكر في هذا باعتباره ختماً غير مرئي للأصالة.

وتعمل شركة «أوسمو» على تطوير هذه العلامات الفريدة لتُدمج في مواد مثل الغراء أو حتى في القماش نفسه؛ ما يوفر مؤشراً سرياً لا لبس فيه على الأصالة.

هناك فرصة كبيرة هنا. وكما أخبرني ويلشكو، فإن صناعة الرياضة هي سوق بمليارات الدولارات، حيث أعلنت شركة «نايكي» وحدها عن إيرادات بلغت 60 مليار دولار في العام الماضي. ومع ذلك، تنتشر النسخ المقلدة من منتجاتها على نطاق واسع، حيث أفادت التقارير بأن 20 مليار دولار من السلع المقلدة تقطع هذه الإيرادات. وقد صادرت الجمارك وحماية الحدود الأميركية سلعاً مقلدة بقيمة مليار دولار فقط في العام الماضي في جميع قطاعات الصناعة، وليس فقط السلع الرياضية. ومن الواضح أن تقنية الرائحة هذه يمكن أن تصبح سلاحاً حاسماً لمحاربة المنتجات المقلدة، خصوصاً في أصعب الحالات، حيث تفشل الأساليب التقليدية، مثل فحص العلامات المرئية.

الرائحة هي مفتاح المستقبل

يرى ويلشكو أن النظام جزء من استراتيجية أوسع لرقمنة حاسة الشم - وهو مفهوم بدأ العمل عليه عند عمله في قسم أبحاث «غوغل». إن أساس النظام يكمن في مفهوم يسمى العلاقة بين البنية والرائحة. وتتلخص هذه العلاقة في التنبؤ برائحة الجزيء بناءً على بنيته الكيميائية، وكان مفتاح حل هذه المشكلة هو استخدام الشبكات العصبية البيانية.

إمكانات طبية لرصد الأمراض

إن الإمكانات الطبية لهذه التقنية هي تحويلية بالقدر نفسه. ويتصور ويلشكو أن النظام يمكن استخدامه للكشف المبكر عن الأمراض - مثل السرطان أو السكري أو حتى الحالات العصبية مثل مرض باركنسون - من خلال تحليل التغييرات الدقيقة في رائحة الجسم التي تسبق الأعراض غالباً.

لكنه يقول إنه حذّر بشأن موعد حدوث هذا التقدم؛ لأنه يجب على العلماء أن يحددوا أولاً العلامات الجزيئية لهذه الروائح قبل أن تتمكن الآلة من اكتشاف أمراض مختلفة. وتعمل الشركة بالفعل مع عدد من الباحثين في هذا المجال.

* مجلة «فاست كومباني» - خدمات «تريبيون ميديا»