Δείξε μου την ανάσα σου να σου πω από τι ασθένεια πάσχεις! Μπορεί η ηλεκτρονική μύτη να ανιχνεύσει ασθένειες;

Μπορεί ένας επιστήμονας να σου πει από τι ασθένεια πάσχεις μόνο μυρίζοντας την αναπνοή σου;

Η ραγδαία εξέλιξη της τεχνολογίας έχει δώσει τη δυνατότητα στους επιστήμονες της ιατρικής κοινότητας να ανιχνεύσουν πλέον ασθένειες, όπως ο καρκίνος του πνεύμονα, ο διαβήτης και οι γαστρεντερικές ασθένειες χρησιμοποιώντας μία και μόνο…μύτη.

Η ηλεκτρονική μύτη είναι μια επαναστατική τεχνολογία που μιμείται την ανθρώπινη όσφρηση. Χρησιμοποιεί αισθητήρες για να ανιχνεύσει και να αναγνωρίσει πτητικές οργανικές ενώσεις (VOCs), δηλαδή τις χημικές ενώσεις που παράγονται από τον ανθρώπινο οργανισμό. Κάθε χημική ουσία έχει τα δικά της μοναδικά χαρακτηριστικά, τα οποία η ηλεκτρονική μύτη μπορεί να επεξεργαστεί και να αναλύσει.

Πώς λειτουργεί;

Όταν ένα αέριο απελευθερώνεται στο περιβάλλον, οι αισθητήρες της συσκευής το απορροφούν. Μόλις ανιχνευθεί η παρουσία του αερίου, εμφανίζεται ένα σήμα που αντανακλά τις αλλαγές στην τάση, το ρεύμα, τη συχνότητα και την αντίσταση, ανάλογα με τον τύπο των αισθητήρων.

Τα σήματα που έχουν ληφθεί βάσει των φυσικών αλλαγών που παρατηρούνται, υποβάλλονται σε προεπεξεργασία για την κατανόηση αυτών στο λογισμικό της εφαρμογής και στη συνέχεια υποβάλλονται σε επεξεργασία για να ψηφιοποιηθούν προκειμένου να σχηματιστεί ένα σύνολο δεδομένων. Όπου χρειάζεται, τα σήματα δέχονται την κατάλληλη επεξεργασία π.χ. φιλτράρονται ή μετατρέπονται, ώστε να χρησιμοποιηθούν εύκολα στα επόμενα στάδια της έρευνας.

Τα επεξεργασμένα σήματα αναλύονται αργότερα βάσει των συγκεκριμένων ιδιοτήτων τους στο στάδιο της συλλογής δεδομένων. Στη συνέχεια, λαμβάνονται επαρκή στοιχεία από αυτά
και τα δεδομένα που προκύπτουν υποβάλλονται σε προεπεξεργασία σύμφωνα με τις απαιτήσεις του χρησιμοποιούμενου αλγόριθμου αναγνώρισης προτύπων. Στο τελευταίο στάδιο, η οσμή ταξινομείται βάσει ενός σχεδίου αναγνώρισης που έχει τεθεί, με σκοπό την αναγνώριση ορισμένων ασθενειών.

Εφαρμογές

• Υγεία και ιατρική διάγνωση. Η ηλεκτρονική μύτη χρησιμοποιείται για την ανίχνευση ασθενειών μέσω της ανάλυσης της αναπνοής. Μπορεί να εντοπίσει βιοδείκτες που σχετίζονται με διάφορες παθήσεις όπως ο καρκίνος των πνευμόνων, ο διαβήτης, και οι γαστρεντερικές ασθένειες.

Χάρη σε αυτή, οι ερευνητές δύνανται να αναπτύξουν μη επεμβατικές διαγνωστικές συσκευές που επιτρέπουν την έγκαιρη και ακριβή διάγνωση ασθενειών. Η χρήση της ηλεκτρονικής μύτης στην ιατρική διάγνωση αποτελεί μόνο μία από τις πολλές εφαρμογές αυτής της επαναστατικής τεχνολογίας

Περιβαλλοντική παρακολούθηση. Εκτός από την ιατρική, οι ηλεκτρονικές μύτες μπορούν να χρησιμοποιηθούν και για την ανίχνευση ρύπων και επικίνδυνων ουσιών στον αέρα, συμβάλλοντας στη διασφάλιση καλύτερης ποιότητας αέρα και ασφάλειας.

Εφαρμόζονται κυρίως στην παρακολούθηση βιομηχανικών εκπομπών και στον εντοπισμό επιβλαβών χημικών ουσιών σε διάφορα περιβάλλοντα.

Βιομηχανία τροφίμων. Στη βιομηχανία τροφίμων, οι ηλεκτρονικές μύτες χρησιμοποιούνται για τον ποιοτικό έλεγχο και τη διασφάλιση ποιότητας των προϊόντων.

Έχουν τη δυνατότητα να βοηθήσουν στον εντοπισμό αλλοίωσης, μόλυνσης και επιβεβαίωσης της αυθεντικότητας των τροφίμων. Αυτή η τεχνολογία είναι ιδιαίτερα χρήσιμη σε βιομηχανίες όπως η παραγωγή κρασιού, όπου το άρωμα και η γεύση είναι κρίσιμοι παράγοντες ποιότητας.

Το κρασί, λόγω της εξαιρετικά περίπλοκης σύστασής του και των πολλαπλών οινοποιητικών επεξεργασιών που δέχεται κατά τη δημιουργία του, είναι συχνά επιρρεπές στην παρουσία ορισμένων ανεπιθύμητων αρωματικών ενώσεων που το συνιστούν “ελαττωματικό” ή δυσάρεστο στη γεύση.

Ένα από τα φαινόμενα που συντελέσουν στην “καταστροφή” ενός κρασιού είναι η μόλυνση των σταφυλιών από καπνό που έχει προκύψει από πυρκαγιές σε μικρή απόσταση, επηρεάζοντας το γευστικό προφίλ και το άρωμα του προϊόντος.

Σε μία έρευνα που διεξήχθη το 2021, αποδείχθηκε ότι συσκευές ηλεκτρονικής μύτης χαμηλού κόστους μπορούν να ανιχνεύσουν ποια σταφύλια έχουν “προσβληθεί” από μόλυνση καπνού, με σκοπό να μη χρησιμοποιούνται αυτά στην παραγωγή οίνου.

Οι ηλεκτρονικές μύτες στην αγορά

Αυτή τη στιγμή, οι συσκευές ηλεκτρονικής μύτης είναι διαθέσιμες στην αγορά οι οποίες συνδέονται με λογισμικά για κινητά και χρησιμοποιούνται κυρίως στη βιομηχανία τροφίμων, αλλά και για ιατρικούς σκοπούς.

Οι προκλήσεις που αντιμετωπίζει η τεχνολογία της ηλεκτρονικής μύτης, δεν είναι άλλες από τη βελτίωση της ακρίβειας και της αξιοπιστίας των αισθητήρων, τη διαχείριση των δεδομένων και την ενέργεια που καταναλώνουν οι συσκευές αυτές.

Για αυτόν τον λόγο, οι μελλοντικές έρευνες έχουν ως στόχο τη βελτίωση των υλικών των αισθητήρων των συσκευών, την ενίσχυση των αλγορίθμων ανάλυσης δεδομένων και τη δημιουργία φορητών, οικονομικά αποδοτικών συσκευών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ευρέως στην καθημερινή ζωή.

Πηγές:
https://www.mdpi.com/1424-8220/24/7/2293
https://link.springer.com/article/10.1007/s11633-019-1212-9

Συντάκτης: Πόλυ Λίτσιου,

Influence:

Αρθρογράφος του flowmagazine.gr.