וִידֵאוֹ: האף האלקטרוני יכול לגרום למחלות להיות משהו לרחרח עליו
2023 מְחַבֵּר: Peter Bradberry | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-05-21 22:33
אבחון מחלות יכול להיות קל כמו נשימה.
רופאים עתיקים רלוונטיים עסקו בכך שהם סומכים על אפם. הם ידעו כי סוכרת עלולה לגרום לנשימתו של המטופל להריח מתוק וכי נגוע פצע הפולט ריח רע. רופאים ראשונים אלה, חסרי הטכנולוגיה המתוחכמת של ימינו, הסתמכו לעיתים קרובות על חוש הריח שלהם כדי לאבחן מחלה.
הטכנולוגיה הופכת כעת את האמנות העתיקה הזו למדע מודרני. מהנדסים מפתחים גרסאות אלקטרוניות של האף האנושי שיאפשרו לרופאים, בחיפוש אחר טכניקות פחות פולשניות, לנצל את מה שהאף יודע על גוף האדם.
"חוש הריח שימש ככלי אבחון רפואי מזה אלפי שנים", אומר ביל הנסון, מרדים ומומחה לטיפול קריטי באוניברסיטת פנסילבניה בפילדלפיה, שחקר אם ניתן להשתמש בריח לאבחון מחלה. "גם למחלות וגם לחיידקים שגורמים למחלות יש ריחות פרטניים וייחודיים. אתה יכול להיכנס לחדר של המטופל ולדעת מיד במקרים מסוימים שלמטופל יש חיידקים כאלה ואחרים רק בגלל הריח.".
"חתימות הריח" של המחלה נוצרות באמצעות אחד ממספר מנגנונים. חיידקים, כמו כל האורגניזמים החיים, מפיצים תערובות ייחודיות של גזים; זיהומים חיידקיים עשויים להיות מאובחנים על ידי ניחוחות אופייניים של גזים אלה. לחלופין, הפרעות לא בקטריאליות, כגון סוכרת, עשויות לגרום לשינויים ביוכימיים המשנים את ריח גופו של המטופל. אך רבים מהריחות הללו עשויים להיות קשים לבני האדם לזהות ולזהות.
"ההבדל בין נשימה רגילה לנשימה חולה עשוי להיות עדין מאוד", אומר דייוויד וולט, כימאי באוניברסיטת טאפטס בבוסטון שמתכנן חיישנים ומכשירים כימיים.
היכנסו לאף האלקטרוני, טכנולוגיה מתפתחת שיכולה להבחין בהבדלים הדקים הללו. ישנם מגוון דגמים אלקטרוניים של אף אלקטרוני, שכולם מורכבים ממגוון חיישני הריח המופעלים בתבניות ייחודיות כאשר הם נחשפים לניחוחות שונים; תוכנה מזהה כל ריח ומקורו על ידי ניתוח הדפוסים. (המוח האנושי משתמש באותו תהליך זיהוי תבנית לזיהוי ריחות.).
למרות שהטכנולוגיה תוכננה במקור למשימות אחרות, כמו לרחרח דליפות כימיות או לאתר קלקול מזון, המחקר חושף יותר ויותר את פוטנציאל האבחון שלה. רופאים יכולים לזהות ביעילות חולי סרטן ריאות פוטנציאליים, למשל על ידי "ריח" של נשימתם.
"כשיש לך נשימה נשפה, יש כל מיני תרכובות אורגניות נדיפות המיוצרים", אומר סרפיל ארזורום, רופא ריאות בקליבלנד קליניק ומחבר שותף למחקר שנערך בשנת 2005 על שימוש באפים אלקטרוניים בכדי לסייע באבחון סרטן הריאות. "תרכובות אלה הן תוצאה של חילוף חומרים וכאשר יש לך סרטן, חילוף החומרים משתנה והתרכובות האורגניות הנדיפות משתנות. ניתן לזהות את השינויים באמצעות אף אלקטרוני.".
הנסון הראה כי הטכנולוגיה שימושית לאבחון סינוסיטיס כרונית ודלקת ריאות, וחוקרים אחרים הוכיחו כי האף יכול להבדיל בין חולי אסתמה לבין בריאים.
והאף לא רק מנתח נשימה. חלקם יכולים גם לרחרח זיהומים בשתן, בדם ובנוזלי גוף אחרים. צוות מדענים בריטים, למשל, השתמש באף אלקטרוני כדי לאתר חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה במקלות האף של חולי בית חולים.
שלב את ההישגים הללו עם העובדה שאף מלאכותי מהיר יותר, זול יותר ופחות פולשני מאשר בדיקות אבחון רבות אחרות, וקל להבין מדוע רופאים מוצאים את הטכנולוגיה מושכת. ארזורום אומר שזה יכול לחולל שינוי דרמטי בהצלחת הטיפולים, ולסלול את הדרך לגילוי מוקדם של סרטן ריאות ומחלות אחרות.
"חלק מטכנולוגיות האף החדשות הן מאוד ניידות", אומר הנסון. "הם מתאימים להילקח ליד המיטה ולהחזיק כף יד. אתה יכול לדמיין חולה נושם לאחד כזה ומקבל תשובה מהירה וזולה לשאלה שיש לך."
מדענים שבדקו את האף רואים זמן בעתיד הלא רחוק כאשר מטופל עם, למשל, הרחרוחים, יכול ללכת לרופא, לנשום לאף אלקטרוני ולדעת תוך מספר דקות אם יש לו או לה זיהום בסינוס וזקוק לאנטיביוטיקה.
אבל וולט אומר שיש עוד דרך ארוכה לפני שתרחיש זה יהפוך למציאות. "עוד לא הייתי משוכנע", הוא אומר, "שיש [עכשיו] גרסה עובדת של אף מלאכותי שיכול לעשות זאת בעקביות.".
אף על פי שהוא רחוק מלהיות מושלם, אומר הנסון, הטכנולוגיה הנוכחית יכולה לשמש ככלי סינון לסימון חולים שצריכים לעבור בדיקות מתקדמות יותר.
מספר חברות מייצרות אפים אלקטרוניים המגלים חומרי נפץ ותרכובות מסוכנות אחרות, אך הטכנולוגיה עדיין לא נמצאת בשימוש נרחב ברפואה. מינהל המזון והתרופות (FDA) אישר אף אלקטרוני שיכול לזהות דלקות בדרכי השתן, אך טרם אישר ניתוח לניתוח נשימה או שימושים רפואיים אחרים.
"זה שדה שמבעבע," אומר הנסון. "זה רק מחכה שמישהו עם כיסים עמוקים יגיע עם הכסף והמאמץ הממוקד לפתח את האף המסחרי.".