准确、快速的关节炎诊断,仅需10分钟

AI-Assisted Plasmonic Diagnostics Platform for Osteoarthritis and Rheumatoid Arthritis With Biomarker Quantification Using Mathematical Models

【字体: 时间:2025年04月29日 来源:AAAS

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  韩国材料科学研究院(KIMS)先进生物保健材料研究所的何相正博士研究组与首尔圣玛丽医院合作,开发了利用滑膜液在10分钟内诊断骨关节炎和类风湿关节炎的技术。

  

韩国材料科学研究院(KIMS)先进生物保健材料研究所的何相正博士研究组与首尔圣玛丽医院合作,开发了利用滑膜液在10分钟内诊断骨关节炎和类风湿关节炎的技术。这在国内尚属首次。

根据一些研究,超过50%的65岁及以上的人有骨关节炎的症状,而类风湿关节炎是一种严重的慢性疾病,大约每100个人中就有一个人在他们的一生中受到影响。虽然骨关节炎和类风湿关节炎可能看起来相似,但它们在病因和治疗上都有所不同,因此在早期诊断阶段准确鉴别是至关重要的。到目前为止,诊断依赖于x射线、核磁共振扫描和血液检查,这些检查耗时、昂贵,而且准确性有限。

人体关节含有一种称为滑液的液体。研究小组专注于这种液体中代谢物组成的差异,代谢物是体内发生的化学过程的副产品。通过分析这些代谢差异,他们开发了一种技术,能够在10分钟内区分骨关节炎和类风湿关节炎,并评估类风湿关节炎的严重程度。

研究小组利用了表面增强拉曼散射(SERS)技术,这是一种将分子的光信号放大数百万倍的现象。这项技术可以放大滑液中存在的微量分子的信号,并通过人工智能分析和数学算法的结合,检测出导致关节炎的微小物质。此外,研究组利用在吸湿性高的纸张表面形成海胆形状的金纳米结构组成的传感器,开发了一种简单快速的诊断方法,可以通过体液进行高效检测。

研究组与首尔圣母医院合作,对120名患者进行了试验。结果表明,骨关节炎和类风湿关节炎的诊断和鉴别准确率在94%以上。此外,该技术在确定类风湿关节炎的严重程度方面达到了95%以上的准确率。这些发现表明,该技术不仅显著减少了关节炎诊断的时间和成本,而且确保了高水平的诊断准确性。

韩国医学研究院首席研究员何相正博士表示:“如果该技术实现商用化,不仅可以帮助诊断,还可以在监测治疗进展方面发挥很大的作用。”他补充说,“我们还计划在未来继续扩大研究范围,以覆盖更广泛的疾病。”

本研究由韩国国家研究基金会(NRF)的生物与医疗技术发展计划和全球青年研究员计划以及贸易、工业和能源部(MOTIE)的材料和零部件技术发展计划资助。该研究结果于3月30日在网上发表,并将刊登在纳米材料领域的全球知名科学期刊《Small》(IF: 13) 2025年4月刊上。


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