Tyndall国家研究所的研究员Sanathana Konugolu Venkata Sekar博士希望创建一个“黄金标准”的临床生物标志物传感设备。就在上个月,Sekar博士因开创性的研究获得了158万欧元的欧洲研究委员会(ERC)启动资助,旨在消除生物标志物传感器中的肤色偏见。
Sekar在位于科克大学的Tyndall国家研究所的光子学研究中心IPIC工作。“我的目标是通过NOBIAS项目为世界上第一个无偏见且准确的光学生物标志物传感设备奠定基础。”Sekar当时表示。
Sekar在印度斯里萨特亚塞学院获得了物理学硕士学位,在意大利米兰理工大学获得了生物光子学博士学位。他是Tyndall的高级研究员,同时也是IPIC的生物医学主题协调员。此外,他还是一名企业家,共同创立了BioPixS公司,这是他研究成果的一个衍生公司。他已经为自己的工作筹集了超过300万欧元的国际和行业资助。“我的愿景是将尖端光子学技术转化为用于医疗应用的微型化解决方案。”Sekar告诉SiliconRepublic.com。
请介绍一下您目前的研究。
我目前正在研究微型集成设备(可穿戴设备、芯片内窥镜、探针)以及生物光子学的标准。一项令人兴奋的研究是我们的团队正在开发类似于汽车中使用的激光雷达(LIDAR)的技术——基于飞行时间的可穿戴设备,以消除肤色偏见。这项研究始于新冠疫情之前,当时我意识到最近在日间激光雷达及其小型化方面的进展可以用于将台式生物标志物传感技术转化为可穿戴设备。在疫情期间,脉搏血氧仪的肤色偏见成为一个热门话题。当我第一次读到相关报道时,我认为我有解决这一问题的方案。通过时间域技术的一些调整,可以使该技术对表皮层信号不敏感,而表皮层中的黑色素决定了皮肤的颜色。我们进行了多次初步实验,并在此领域申请了两项专利。
我们继续进行研究,并基于初步结果申请了ERC资助,现在剩下的就是历史了!
您认为您的研究为什么重要?
光学设备如智能手表和脉搏血氧仪中的肤色偏见影响了22亿有色人种。这些设备中使用的连续波(CW)技术在准确性方面有限,结果受到肤色和组织中光散射的影响。我的ERC项目“NOBIAS”科学成果将为世界上最快速、最准确且无偏见的传感设备奠定基础。低成本激光雷达技术的可用性意味着NOBIAS建立的基础工具可以广泛应用于临床和其他个人护理场景。
NOBIAS将在血液生物标志物传感中得到验证。然而,NOBIAS的基础方法可以扩展到任何无创无偏见的传感应用(如水分、核心温度、血糖等)。我们希望NOBIAS的变革性质将创造一种遗产,开启生物光子学的新范式,并成为无偏见临床和个人生物标志物传感应用的金标准可靠工具。
是什么激励您成为一名研究人员?
作为一名来自印度农村地区的科学爱好者学生,我一直被家乡及更远地区的伟大科学家们(如C.V.拉曼、迈克尔·法拉第)的生活故事所鼓舞。即使在童年时期,我也一直想进行开创性的研究,创造前所未有的新事物。我在家里用从废旧电子设备中拆下的电子和光学组件制作了一个迷你实验室。我凭借车库里的创作赢得了多次科学展览。
如今,我在这里,追求自己对科学的深厚热情。NOBIAS将为我提供一个机会,让我深入研究消除肤色偏见这一领域,这是我充满热情的研究方向,其影响将超越起源,成为人类生物标志物传感应用的突破。我对此感到非常兴奋和深刻的动力。
您作为该领域的研究人员面临哪些最大的挑战或误解?
一个主要挑战是对开发生物光子学或任何生物医学技术复杂性的缺乏理解。在展示概念验证时,许多人可能认为构建硬件构成了大部分解决方案。然而,在生物光子学中,创建硬件可能只解决了10%甚至更少的问题。其余部分涉及验证设备在生物医学应用中的有效性,可靠地测量生物标志物所需的灵敏度,以及开发一种通用的方法或算法,以适应不同人群、性别、肤色和种族的异质性。我们需要在该领域拥有正确的经验,以避免被那些看似重要的技术开发方面所分散注意力,而这些方面实际上并不贡献于核心解决方案。另一个挑战是工作的多学科性质,但跨领域合作令人兴奋,将工程师、临床医生和科学家聚集在一起,用同一种语言交流,朝着共同的目标努力。
一个常见的误解是飞行时间技术昂贵且小众,但随着激光雷达等技术的进步,我们正使尖端技术更加普及。是的,人们经常认为我整天坐在实验室里摆弄激光器(有时确实如此!),但真正的重点是通过一光子革命化医疗!
您认为近年来公众对科学和数据的参与有何变化?
公众对科学的参与肯定已经发展,尤其是在新冠疫情之后。在我成长的过程中,我对科学的接触主要是在学校实验室里,摆弄各种设备和实验。如今,社交媒体平台使科学传播更加便捷和生动。随着疫情的过去和新兴的AI工具的出现,我们有一个激动人心的未来,可以更好地向后代传递科学。疫情展示了清晰的科学传播的重要性,而AI将使公众更容易实时参与尖端研究。
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