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这种能化验尿、便的马桶,我们科需要 10 台!主任直呼买它! ...

归去来兮 2021-11-19 48人围观 杂谈


每个检验人的日常都是做不完的血、尿、便样本,尤其是后两者,即使从业多年、阅「便」无数,相信每个人内心还是拒绝的。今天给大家介绍的这件「神器」有望帮大家解脱!扛走尿和便两座大山!


我们单刀直入,它是一款神奇的马桶,不仅可以化验尿、检测便,还能随时进行健康监测。



1

智能马桶的庐山真面目



无需人为取样,每次如厕的同时,它能默默地获取尿液及粪便中的样本信息,上传数据库后,智能终端可以在医生的协助下整合、计算、发现其中的异样,实时监测、评估受检者的健康状况、预测疾病风险,甚至通过整合某一地区的大数据后预测本地区人群存在那些疾病的高发风险…… 

听上去似乎有些异想天开,事实上,近些年来一场马桶界的革新正在悄然发生。


2

它是怎么做到的?



手动收集粪便和尿液,再送检到检验科化验真的太麻烦了!(不仅麻烦,不熟练的患者还容易操作翻车)

既然每天都使用马桶如厕,何不在马桶上直接做检测呢?

近年来的一些研究在不断的推进这项有趣技术的发展:2020 年 6 月《自然 - 生物医学工程》杂志发表一篇名为《一种个性化健康监测的便携式厕所系统》给我们展示了一套可以加装在标准马桶上的软硬件,通过它们可以实现检测、收集、上传使用者尿液和粪便中多种健康和疾病生物学标志物监测数据。

这款智能马桶并不复杂,如下图所示:

新智能马桶的 5 项检测单元
图源:文献 1

监测单元包括:1、用于尿液流速测定及分析生化组分的摄像头和测试条;2、根据粪便形状和硬度划分类型的计算机识别及算法系统;3、坐垫上压力及运动传感器检测排便时间;4、独特的肛门纹理监测系统;5、用于用户识别的指纹扫描仪。


尿液监测模块




图源:文献 1

传统尿液分析包含尿液化学及显微镜检查,而在这项新概念验证研究中,研究人员将尿生化测试条集成到了厕所系统中。

排尿动作开始即被红外运动传感器感知,随即将测试条加载至部署单元(马桶中央),停留 30 ~ 60 秒以获取足量尿液,尿液与试条中各检测模块起反应,尿液中每一种化学成分含量与相应模块颜色改变成比例关系,反应完全后回缩至初始位置,通过标准光源(白光发光二极管)照射下进行图像采集,单色处理及光电转换后进行实时分析,检测完毕后可提供红细胞、尿胆素原、胆红素、蛋白质、亚硝酸盐、酮、葡萄糖、pH 值、比重和白细胞定性及半定量共计 10 参数的检测结果。

两台高速摄像机被放置在马桶的两个固定位置,以记录一系列尿流的画面,视频随后被分割成独立的帧,并同步进行深度和流速的校正,经相关函数运算后得出帧移,最终换算得出排尿量及排尿时长。 


排便监测模块




图源:文献 1

当用户坐在马桶排便时,安装在马桶盖上的压力传感器被触发,在 LED 照明的辅助下进行视频录制,摄像机会记录下用户的整个排便过程。

两位结直肠病学的专科医生根据布里斯托尔量表(诊断各种肠道疾病或评价治疗效果的一项评估工具)对前期所有的粪便图像进行了注释,后将其输入至排便监测模块中,计算机通过与视频信息比对识别的方式对粪便状态进行判断,并据此判断用户健康状态。研发后期,为了验证系统的可靠性,科研人员还招募了 6 名医学生,让这些学生和监测系统分析同样的粪便图片,结果证明,研究人员创造的系统甚至比医学生表现得还好。(惊不惊喜,意不意外?)

虽然目前可用于健康监测的智能马桶,大都还处于研发阶段。从科研走向产业化,中间还有较长的距离。但便捷的检测模式,动态及时的分析功能,贴心的隐私保护无疑蕴含着前向发展的巨大动力!


3

智能助力检验值得期待



智能化技术的推进和应用正在潜移默化地改变我们生活的每一个角落,试想一下不远的将来,样本传送机器人从医院各个病区、门诊、急诊中及时地获取标本并且送到指定的检验科室。采血窗口几十台全自动采血机器人一字排开,患者只需人脸识别后就可以高效地完成采血 - 检测 - 领取报告的全过程,尿常规、便常规在家蹲马桶就可以实现居家检测,我们检验人只需要在实验室完成其他更复杂的检测即可。

医用无人车
图源:文献 2

也许在不远的将来,马桶真的会帮我们解放尿、便常规这两座大山呢?你会期待吗?


参考文献:
[1] Park S, Won D D, Lee B J, et al. A mountable toilet system for personalized health monitoring via the analysis of excreta[J]. Nature Biomedical Engineering, 2020: 1-12. DOI:10.1038/s41551-020-0534-9
[2] 周泉,齐素文,肖斌,等。人工智能助力检验医学发展 [J]. 南方医科大学学报,2020, 40 (2):11.


来自: 检验时间 | 作者:羽
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