بقيادة باحثين من كلية لندن للصحة والطب الاستوائي  London School of Hygiene and Tropical medicine ، (LSHTM) وشركة التكنولوجيا الحيوية RoboScientific Ltd  مع جامعة دورهام Durham University ، تم تطوير جهاز مستشعر لكورونا يمكنه اكتشاف ما إذا كان شخص ما في الغرفة مصاباً بالفيروس في أقل من ربع ساعة، عن طريق التقاط رائحته، وستوفر هذه التقنية ميسورة الكلفة إمكانية فحص أعداد كبيرة من الأشخاص في أماكن تشمل تجمعات مثل كبائن الطائرات، ودور الرعاية للمسنين، والفصول الدراسية والمكاتب.

ويعتمد الجهاز على اكتشاف الرائحة المميزة التي تنتج عن التغيرات الكيميائية في الجلد، أو في أنفاس الأشخاص المصابين ب "كوفيد-19"، عبر الأجهزة المزودة بأجهزة استشعار عضوية شبه موصلة (OSC) والتي يمكن استخدامها كأداة لفحص COVID-19.

والدراسة التي لم تتم مراجعتها من الأقران، بحثت في استشعار التغير في المركبات العضوية المتطايرة (VOC) التي تتكون منها رائحة الجسم، والتي يتسبب بها الفيروس ما يؤدي إلى إنشاء "بصمة خاصة" لا يمكن اكتشافها من قبل البشر، ولكن يمكن اكتشافها بواسطة الجهاز عندما يمتص الرائحة.

ويمكن تثبيت الجهاز على الحائط أو السقف، وهو مبرمج تلقائيا لإرسال النتائج الإيجابية إلى الشخص المسؤول عبر الرسائل القصيرة، أو البريد الإلكتروني، وبنسبة دقة في الإستشعار تصل إلى 100 بالمئة.

واستخدمت هذه الدراسة عينات لرائحة الجسم من الجوارب التي تم ارتداؤها والتبرع بها للفريق من قبل 54 فردًا، 27 فردًا منهم مصابًا بفيروس COVID-19 لم تظهر عليهم أعراض أو ظهرت عليهم أعراض خفيفة، و 27 فردًا غير مصاب، وتم تحليل هذه العينات بواسطة المحلل من طراز 307B VOC  من شركة RoboScientific والمزود بمجموعة من 12 جهاز استشعارOSC.

وقد تم جمع العينات كجزء من دراسة أوسع بقيادةLSHTM ، باستخدام الكلاب الخاصة لاستشعار الوباء Medical Detection Dogs  وجامعة دورهام.

وتلتقط مستشعرات OSC الرائحة للعينات، بعد أن تم ضبطها لتكون حساسة للمركبات العضوية المتطايرة المرتبطة بعدوى COVID-19 ، وبشكل أساسي مركبات الكيتون  ketone والألدهايد aldehyde.

وعلى مدار يومين من اختبار العينات، وجد الباحثون أن المستشعرات كانت قادرة على التمييز بين العينات المصابة وغير المصابة، مما يدل على أن عدوى SARS-CoV-2 لها رائحة مميزة، في اليوم الأول من الاختبار، حقق الفريق العلمي متوسط  خصوصية specificity بنسبة​​ 98 بالمئة (مما يعني انخفاض مخاطر النتائج الإيجابية الخاطئة) ومتوسط ​​حساسية  sensitivity  99 بالمئة (مما يعني انخفاض مخاطر النتائج السلبية الخاطئة).

في اليوم الثاني من الإختبار، حققت أجهزة الاستشعار حساسية وخصوصية بنسبة 100 بالمئة، مما يشير إلى أن الجهاز يمكن أن يكتشف وجود عدوى COVID-19 بشكل أكثر دقة من أي اختبار تشخيصي آخر متاح.

قال البروفيسور جيمس لوغان James Logan، رئيس قسم السيطرة على الأمراض في LSHTM ، الذي قاد الدراسة: "هذه النتائج واعدة حقًا وتثبت إمكانية استخدام هذه التكنولوجيا كاختبار سريع وغير جراحي بدقة لا تصدقن ومع ذلك ، يلزم إجراء مزيد من الاختبارات لتأكيد ما إذا كان يمكن تكرار هذه النتائج في إعدادات العالم الواقعي"، وتابع "إذا تم تطوير هذه الأجهزة بنجاح لاستخدامها في الأماكن العامة ، فيمكن توسيع نطاقها بسهولة وبتكلفة معقولة. يمكننا أيضًا حماية الأشخاص من تفشي الأمراض في المستقبل، مع القدرة على تطوير أنواع من أجهزة الاستشعار لاكتشاف الأمراض الأخرى في غضون عدد من الأسابيع ".

قال البروفيسور ستيف ليندسي  Steve Lindsay، من قسم العلوم البيولوجية في جامعة دورهام: "العديد من الأمراض لها رائحة مميزة مرتبطة بها، بدأنا بحثنا بورقة بيضاء وطرحنا السؤال التالي: هل لكوفيد -19 رائحة مميزة؟، لقد أنهينا البحث الذي أظهر فرقا واضحًا بين روائح الأشخاص المصابين بالفيروس وغير المصابين بمرضCOVID، للمرض بالتأكيد رائحة مميزة جدًا، هذا اكتشاف حقيقي ومثير للغاية وعلم جديد لتطوير طرق فحص الأمراض".

تستكشف شركةRoboScientific ، وهي شركة ناشئة مقرها كامبردجشاير Cambridgeshire، إمكانات نوعين من الأجهزة التي تدعمها هذه النتائج لتمكين فحص COVID-19 المؤتمت fully-automated بالكامل ومنها جهاز محمول باليد وجهاز آخر مثبت في الغرفة.

يمكن للجهاز المحمول، الذي تم تطويره باستخدام تقنية RoboScientific الحالية للكشف المبكر عن المرض، اكتشاف ما إذا كان الشخص مصابًا بفيروس COVID-19 من رائحة الجسد، إذا تم نشرها في الأماكن العامة، يمكن استخدام هذه الأجهزة بدلاً من اختبار PCR و LFT (فحوصات خاصة بالكبد) كتشخيص أسرع وأقل اجتياحا invasive لإبلاغ الفرد ما إذا كان مصابًا بالعدوى ومطلوبًا منه عزل نفسه، كما يمكن استخدامه مع جهاز يأخذ عينات هواء بصورة منفصلة أو جهاز لأخذ عينات فردية من التنفس أو القناع.

يمكن للجهاز المثبت في الغرفة - وهو الأول من نوعه - فحص المناطق (مثل الفصول الدراسية أو كبائن الطائرات) لاكتشاف ما إذا كان هناك شخص مصاب موجودًا في الغرفة، مع نتائج تحليل الهواء في غضون 30 دقيقة تقريبًا، وإذا تم الكشف عن رائحة إيجابية لـ COVID-19، فسيحتاج جميع الموجودين في الغرفة إلى اختبار فردي لتحديد الشخص المصاب لأن الجهاز سيكتشف فقط وجود العدوى، وليس الشخص المصاب. لذلك لن يتم تصميمه ليحل محل اختبار PCR  أوLFT ، ولكن بدلاً من ذلك للاستخدام جنبًا إلى جنب مع هذه الاستراتيجيات للسماح بإجراء المزيد من الاختبارات المستهدفة ، وتوفير المال والوقت ، وتقليل الإرسال إلى الأمام.

تم تطوير هذه الأجهزة من خلال تكييف التكنولوجيا المستخدمة سابقًا في مزارع الدجاج للكشف عن الأمراض في أسراب تصل مجموع الدجاج فيها إلى 50 ألف، باستخدام طرق أخذ العينات والتحليل التي أثبتت جدواها.

قال ستان كيرتس ، الرئيس التنفيذي لشركة RoboScientific Ltd.: "لقد مكنتنا خبرتنا في مجال الإلكترونيات الاستهلاكية ، إلى جانب خمس سنوات من تطوير أجهزة الاستشعار الفريدة الخاصة بنا للتطبيقات الزراعية، من إنشاء طريقة جديدة لاستشعار المركبات العضوية المتطايرة. يمكن أن توفر منصة الكشف عن الأمراض الخاصة بنا فحصًا سريعًا ودقيقًا للأمراض، حتى نكون مستعدين عند قدوم الوباء التالي".

يقر الباحثون بالقيود المفروضة على هذه الدراسة، بما في ذلك حجم العينة الصغير، لذلك يلزم إجراء مزيد من البحث بأحجام عينات أكبر لتحسين المستشعرات، بالإضافة إلى ذلك ، يلزم إجراء اختبار على الأفراد المصابين لضمان فعالية ودقة الأجهزة التي يتم نقلها إلى الإستخدام في تطبيقات العالم الحقيقية.