Em um novo estudo, os pesquisadores demonstraram observação a longo prazo e não agressivo do nível de sódio no sangue usando um sistema de detecção optocustal com espectroscopia de terhortz. A medição exata do sódio no sangue é essencial para determinar e gerenciar condições como desidratação, doença renal e certos distúrbios neurológicos e endócrinos.
A radiação terhartz, que se enquadra na região de microondas e infravermelho médio do espectro magnético eletrônico, é ideal para aplicações biológicas porque é de baixa potência e os tecidos não estruturados, de baixo infravermelho e menos disseminado que a luz visível e estrutural e funcional.
“Para aplicações biomédicas, a espectroscopia de terhertz ainda enfrenta dois desafios principais: níveis densos de tecido para permitir a detecção de moléculas que não sejam água em amostras biológicas complexas”, diz Jhen Tian, líder da equipe de pesquisa da Universidade de Tianjin, na China. “Conseguimos superar esses desafios e mostrar o primeiro adicionando identificação óptocustica Em vão Detecção de Idon usando ondas de Terrahrtz. Este é um passo importante para praticar técnicas baseadas em terhertz para uso clínico “”
Em ÓpticoO Flagship Journal of the Optica Publishing Group para pesquisas de alto lucro, os pesquisadores descreveram seu novo sistema optocóstico multiespectral de terhortz e mostraram que pode ser usado para observação não-vivada e a longo prazo da densidade de sódio em ratos vivos sem a necessidade de nenhum rótulo. Os testes iniciais realizados com voluntários humanos também foram cometidos.
“Com um desenvolvimento adicional, essa tecnologia pode ser usada para monitorar os níveis de sódio sem a necessidade de o sangue desenhar”, disse Tian. “As medições de sódio em tempo real podem ser usadas para corrigir corretamente o desequilíbrio seguro de pacientes críticos quando os níveis de sódio mudam rapidamente”.
Uso de palavras para cortar as palavras
O novo trabalho faz parte de um projeto maior para progredir e implementar a tecnologia Terrahrtz no campo biomédico usando técnicas optóicas de Terrahrtz. Um dos principais objetivos do projeto é reduzir a intervenção de sinal devido à água, o que está absorvendo fortemente a radiação de Terrahrtz.
Para superar essa intervenção, os pesquisadores criaram um sistema modular que distorceu a amostra com ondas de Terrahrtz. À medida que a amostra absorve essas ondas, vibra os íons de sódio ligados às moléculas de água no sangue, criando uma onda de ultrassom que é detectada com um transdutor ultrassônico. Essa técnica, conhecida como detecção óptocustica, converte a energia Terrahrtz absorvida em ondas sonoras para medir.
“A tecnologia Terhartz Optoz Optoz para aplicações biomédicas representa um avanço inovador de que as barreiras absorventes de água restringiram efetivamente essas aplicações”, disse Tian. “O grande significado desse trabalho se estende muito mais do que a detecção de sódio no sangue.
Rastreamento de sódio sem agulhas
Para testar seu novo sistema, os pesquisadores mostraram que ele pode aumentar os níveis de sódio no sangue nos vasos sanguíneos sob a pele do rato vivo por mais de 30 minutos. Essas medidas foram feitas da orelha, a superfície da pele esfria a 8 graus centígrados e úmida o sinal óptico de fundo da água.
Os pesquisadores também provaram que o sistema optocúgico de terhertz pode distinguir rapidamente entre níveis altos e baixos de sódio em amostras de sangue humano. Finalmente, eles mediram as camadas de íons de sódio nos vasos sanguíneos da mão de voluntários saudáveis. Eles descobriram que o sinal optocúgico detectado do sódio era proporcional à quantidade de fluxo sanguíneo sob a superfície da pele, embora as medições tenham sido coletadas sem resfriar a pele. Embora seja necessário mais trabalho, esses resultados sugerem que o sistema pode ser eficaz para o monitoramento não agressivo em tempo real.
Os pesquisadores dizem que o uso humano precisará detectar locais de identificação apropriados no corpo humano para se adaptar ao sistema – como dentro da boca – que pode suportar o resfriamento rápido e permitir a identificação de sinais fortes com o som do fundo mínimo de água. Eles também estão explorando métodos alternativos de processamento de sinais que podem possibilitar suprimir a intervenção da água sem a necessidade de esfriar, tornando o procedimento mais prático para o diagnóstico clínico.
